Интегрированные операции: от идеи к воплощению
В мировой нефтегазовой отрасли в последние годы происходят значительные изменения конкурентной среды, из-за чего добывающие предприятия вынуждены серьезно задумываться о перспективах своего развития. Время «легкой нефти» заканчивается – нефтегазовые активы зачастую расположены в труднодоступных местах, на более глубоких горизонтах, в политически неспокойных регионах, все чаще приходится работать с трудноизвлекаемыми запасами. Кроме того, на этом, прежде достаточно закрытом, рынке появляются новые страны-участники, развиваются технологии добычи и активно изменяются глобальные правила игры.
Все это стимулирует компании ТЭК прикладывать значительно больше усилий на сохранение своей конкурентоспособности: снижать себестоимость добычи, искать способы сокращения операционных затрат, осваивать новые технологии и внедрять эффективные инструменты управления. По оценкам Российской академии наук, в инновационных решениях, позволяющих нефтяникам успешно развиваться в современных условиях, на долю методов увеличения нефтеотдачи и нефтеизвлечения приходится примерно 70% и около 30% — на интеллектуальные технологии и модели управления.
Развитию последних во многом способствует значительное совершенствование технологий сбора и управления данными реального времени (Real Time Data, RTD). Благодаря автоматизации производственных объектов, успешно и в больших объемах осуществляется сбор оперативных данных, а использование новых средств контроля технологического процесса на основе обработки таких данных в реальном времени позволяет внедрять передовые подходы к управлению технологическими процессами нефтегазодобычи.
Новая парадигма управления
Повышение уровня автоматизации производственных площадок нефтегазодобывающих предприятий делает возможным переход от традиционной модели управления, когда в основном оперативное управление выполняется в ответ на то или иное событие, к проактивному и предиктивному управлению (рис.1).
Рис. 1. Процесс перехода к прогнозной модели управления нефтегазодобычей
На сегодняшний день большинство оперативных производственных решений принимаются в режиме «постфактум»: на производственной площадке происходит событие, информация о нем поступает, как правило, с задержкой, затем анализируются причины события, оцениваются последствия, после чего принимаются решения. При таком подходе неизбежно теряется время и снижается оперативность управления.
Возможности работы с данными реального времени позволяют значительно ускорить реагирование на события, что соответствует проактивному управлению. Следующий, по-настоящему революционный шаг — переход к управлению на основе прогноза, когда использование мощных интегрированных аналитических инструментов с автоматизированной оптимизацией позволяет прогнозировать события и принимать максимально эффективные решения.
Ключевым условием реализации такого подхода является глубокая интеграция данных, прогнозных моделей, операционных планов и персонала – внедрение модели управления на основе интегрированных операций. Текущая модель работы производственных служб, когда каждая служба (КИПиА, геологи, технологи, механики, энергетики и др.) отдельно готовит решение, после чего на совместном совещании принимается окончательное решение, при наличии данных реального времени становится неэффективной. Для оперативного принятия производственных решений на базе RTD на постоянной основе должны работать междисциплинарные группы, отвечающие за нефтегазовый актив.
Лидеры мировой нефтегазовой индустрии, которые уже реализуют модель управления нефтегазодобычей на основе интегрированных операций, демонстрируют существенные эффекты такого управления. Так, в результате применения интегрированных операций компанией BP, прирост дебита нефти и газа составил 2,5-5,5%, трудозатраты снизились на четверть. Chevron добилась снижения простоев скважин на 5-10% и на 30% уменьшила количество выездов в места их размещения. В компании Saudi Aramco такие показатели, как трудозатраты и число выездов, сократились почти на треть.
Модель интегрированных операций
Концепция интегрированных операций может быть реализована с помощью различных решений, их выбор и конфигурация зависят от особенностей конкретного предприятия — типа разрабатываемого актива и зрелости ИТ-систем, которые уже применяются для автоматизации производственных операций.
Однако есть несколько «краеугольных камней», необходимых для воплощения идеи интегрированных операций в жизнь. Среди них — средства интегрированного планирования и интегрированного моделирования, инструменты аналитики реального времени, реализация модели ограничений. Важнейшим компонентом новой парадигмы управления являются центры интегрированных операций, отвечающие за организацию работы междисциплинарных групп с целью принятия решений в предиктивном режиме.
Группа компаний ITPS (в нее входит ITPS-Asia) является одним из лидеров в России и СНГ в сфере информационных технологий, управленческого консалтинга, инжиниринга и системной интеграции для крупных производственных предприятий, в том числе топливно-энергетического комплекса. Опираясь на более чем десятилетний опыт работы с предприятиями нефтегазовой отрасли, ее специалисты разработали подход к реализации модели интегрированных операций и универсальную программную платформу AVIST (Asset Visualization Smart Technology), предназначенную для управления процессами разработки и добычи на базе этой модели.
Активы нефтегазовой компании (лицензионные участки, объекты разработки, скважины, наземные технологические объекты и т.д.) генерируют множество данных, которые собираются в различных базах. Чтобы осуществлять управление на базе интегрированных операций, необходимо объединить эти данные и построить интегрированную модель актива. Поэтому ключевым компонентом новой модели управления является шина данных, консолидирующая информацию из разрозненных баз предприятия.
Интегрированная модель актива заменяет разрозненные модели пласта, скважин, трубопроводов и других компонентов месторождения и позволяет учесть их взаимное влияние, благодаря чему значительно повышается точность прогнозов. На основе этой модели и с использованием инструментов расчета потенциалов пласта и технологических объектов реализуется планирование и оптимизация добычи, а также интегрированное планирование процессов различных функциональных служб. Для мониторинга и управления предприятием на основе данных реального времени применяются решения для визуализации, оперативного контроля и анализа.
На организационном уровне создается Центр интегрированных операций (ЦИО). Это оснащенная необходимыми технологиями среда, где созданы все условия для успешной совместной работы специалистов разных служб (геологов, технологов, механиков и т.д.). Ключевыми компонентами ЦИО являются решения для коммуникаций и выстраивания рабочих процессов, а также база знаний, обеспечивающая сохранение и распространение накопленного опыта, даже если специалисты — носители этих знаний — покинут компанию.
Рис. 2. Модель управления предприятием нефтегазодобычи на основе интегрированных операций
Интеграционная платформа AVIST
В качестве основы для технологического оснащения ЦИО ITPS предлагает собственную разработку – платформу AVIST. Решение представляет собой программную платформу верхнего уровня — по отношению к инструментам моделирования и различным ИТ-системам, которые использует предприятие. AVIST может интегрироваться с этими системами и обеспечивает синхронизацию и координацию их работы.
Платформа AVIST включает в себя четыре модуля, объединенных в общее информационное пространство.
AVIST.Prediction — поддержка принятия решений на основе интегрированной модели. Для создания интегрированной модели используются специальные программные инструменты. Данный модуль платформы AVIST обеспечивает управление версиями модели, автоматизирует рутинные операции по поддержанию модели в актуальном состоянии и позволяет настраивать различные сценарии ее оптимизации. Если геологам необходимо заложить в интегрированную модель анализ эффективности геолого-технического мероприятия, технологам — определить распределение давления в трубе на заданном участке, а механикам — рассчитать нагрузки на оборудование, все эти сценарии могут быть реализованы в AVIST.Prediction.
AVIST.Choke Modeling — управление на основе потенциалов (модель ограничений). Модуль предоставляет алгоритмы для анализа потенциалов пласта и технологических объектов, позволяет планировать влияющие на добычу мероприятия и оценивать их эффективность с помощью интегрированной модели. AVIST.Planning — интегрированное планирование. Модуль обеспечивает консолидацию функциональных планов подразделений и создание интегрированного плана на основе интегрированной модели. Одна из ключевых возможностей — расчет и оптимизация профиля добычи по интегрированному плану.
AVIST.Operation — визуализация, оперативный контроль и анализ в режиме реального времени. Модуль включает в себя Dashboard и аварийный журнал. Решение контролирует десятки тысяч параметров, позволяя значительно повысить качество мониторинга. Опираясь на интегрированную модель, интегрированный план, технологические связи между параметрами и заданные правила обработки, аварийный журнал обеспечивает фильтрацию поступающих сигналов: весь «шум» отсеивается и выводится информация только о тех событиях, которые действительно важны и требуют быстрого реагирования.
AVIST устанавливается непосредственно у заказчика и интегрируется с уже внедренными системами или предоставляется как сервис по модели SaaS вместе с недостающим инженерным программным обеспечением, а также с методологической и бизнес-поддержкой. Прежде чем приступить к внедрению платформы, специалисты ITPS проводят всесторонний анализ для оценки возможных эффектов внедрения.
Платформа AVIST применяется в нефтегазовой отрасли, в частности, ее использует ЛУКОЙЛ – одна из крупнейших вертикально интегрированных нефтегазовых компаний в мире. Применение компанией интегрированных операций и концепции «Интеллектуального месторождения» уже приносит эффекты.
В числе быстрых эффектов применения AVIST – сокращение недоборов и потерь (вплоть до полного их исключения) за счет быстрого выявления и прогнозирования технологических ограничений и осложнений; уменьшение сроков оперативного планирования мероприятий с расчетом эффектов (до 1-2 недель) и сроков годового и среднесрочного планирования в части нефтедобычи. В долгосрочной перспективе использование платформы AVIST способно обеспечить повышение КИН (на 1-2%) и существенное снижение операционных и капитальных затрат (на 5-10%).