Роль диджитализации в нефтегазовой отрасли: влияние и технологии

Нефтегазовая отрасль сейчас находится под огромным давлением: экономические и геополитические потрясения последних лет совпали со стремительным глобальным ростом спроса на энергоносители. По оценкам Международного энергетического форума и S&P, к 2030 году глобальной отрасли добычи нефти и газа понадобится до 4,9 трлн долларов инвестиций, чтобы обеспечить стабильность поставок ресурсов и предотвратить дефицит в будущем. Это без преувеличения исторический вызов, на который отрасль должна ответить невероятным повышением эффективности и рентабельности. В то же время, сектор должен соответствовать жестким требованиям политики защиты окружающей среды и сокращения выбросов угрерода.

Каким образом отрасль может решить все эти задачи? Мы рассмотрим потенциал новейших диджитал-технологий. Какие возможности они дают? Как применить их оптимально и с максимальной отдачей? Что может принести бизнесу диджитализация в нефтегазовой отрасли?

Что сегодня отрасль ожидает от диджитала?

Какой должна быть роль диджитализации в нефтегазовой отрасли? Как ее видят на уровне топ-менеджмента? Опрос IT-директоров нефтегазовой сферы, проведенный KPMG в 2020 году, свидетельствует, что отрасль готова к масштабным изменениям. Топ-менеджмент компаний в этом секторе все активнее обращается к IT в поисках неотложных проблем, связанных с колебанием цен, декарбонизацией и адаптацией бизнеса к новым вызовам современности. Тремя главными приоритетами для развития IT в сфере нефти и газа являются повышение операционной эффективности, разработка массивов данных для принятия решений и поддержка рабочей силы. 

Акцент в технологических инвестициях делается на облачную инфраструктуру, обеспечение безопасности и конфиденциальности данных, а также на разработку технологий для менеджмента и управления операциями. Компании сектора активно инвестируют во внедрение современных архитектур данных и обучают персонал работе с ними. Почти три четверти IT-директоров (71%) признают масштабирование навыков анализа данных ключевым приоритетом, а расширение и интеграцию современных data-репозиториев – следующей по важности задачей на повестке дня. 

Таким образом можно определить главные интересы нефтегазового бизнеса, который обращается к IT: прозрачность процессов и операций, аналитика данных, повышение эффективности, автоматизация менеджмента, повышение производительности труда и прочее. 

Какие технологии используются в нефтегазовой отрасли

Как отрасль может добиться упомянутых выше целей? Для этого ей доступен целый арсенал технологий: 

Интернет вещей, 5G, дроны

В сфере нефти и газа уместно объединить эти разные технологии в одну категорию, ведь они предоставляют возможности безопасного мониторинга активов в реальном времени. Как показало исследование Ericsson, 70% компаний отрасли не имеют точного представления о необходимости техподдержки своих активов, полагаясь на график, а не фактическое состояние оборудования. А это приводит как к чрезмерной замене компонентов, так и к непредсказуемым простоям, когда оборудование досрочно выходит из строя. Использование сенсоров IoT и дронов позволяет видеть реальное состояние активов и реагировать на него своевременно. А сети 5G обеспечат таким средствам мониторинга безопасную и стабильную связь даже в неблагоприятных условиях. Как отмечают в Ericsson, применение 5G и IoT в техобслуживании сокращает потребность в рабочих для мониторинга оборудования на 80% и уменьшает время незапланированного простоя оборудования на 35%. 

Digital Twins

Подход Digital Twins придумали в NASA: он предполагает применение технологий для виртуальной репрезентации сложного продукта, оборудования или целого производственного процесса, с учетом в симуляции всех физических свойств и функций реального объекта. В нефтегазовой отрасли подход Digital Twins базируется также на средствах IoT и позволяет как комплексно отслеживать состояние инфраструктуры, так и моделировать для нее разнообразные сценарии. 

Если обычный мониторинг активов в режиме реального времени ответит на вопрос “Что сейчас происходит?”, то мониторинг в системах Digital Twins может также раскрыть вопрос “Что может произойти при определенных условиях?”. Применение такого инструмента открывает бизнесу большие возможности для предиктивной техподдержки активов, оптимизации операций по добыче полезных ископаемых, повышению безопасности и устойчивости инфраструктуры, оптимизации цепочек поставки и прочего. 

Искусственный интеллект 

Применение машинных алгоритмов и ИИ в нефтегазовой сфере может выглядеть по-разному: от написания пресс-релизов через ChatGPT, до комплексного анализа массивов данных. Алгоритмы машинного обучения уже сегодня предоставляют геологам возможность точного и быстрого анализа данных из разных источников, включая спутниковые снимки и сейсмические данные. Это позволяет определять лучшие места для разработки месторождений с минимальными затратами и с минимальным ущербом для окружающей среды.

По оценкам Research and Markets, рынок решений ИИ для нефтегазового рынка уже сегодня достиг отметки в $2,8 млрд, а к 2030 году должен увеличиться чуть ли не вдвое – до $5,5 млрд.

Среди последних примеров развертывания искусственного интеллекта – инвестиции Saudi Aramco в научную геофизическую аналитику, предоставляющую ПО для предиктивного анализа и идентификации свойств потенциальных локаций для разработки. В то же время в 2019 году французская TotalEnergies анонсировала планы проекта применения ИИ для содействия полевой разведке. 

Big Data

Современная нефтегазовая промышленность оперирует огромными объемами данных. К примеру, лишь одна современная морская буровая платформа имеет около 80 тысяч сенсоров, которые на протяжении всего ее жизненного цикла генерируют около 15 петабайт данных в разных формах. Постоянная аналитика сейсмических данных и характеристик месторождения имеет большое значение для эффективности бурения и добычи, обеспечения безопасности и рентабельности работы на объекте. 

Вместе с тем, компании в этой области десятилетиями накапливали огромные массивы различных данных о своих операциях. Это данные в разных, часто устаревших форматах, собранных из разных источников и плохо интегрируемых между собой. Все эти огромные хранилища данных содержат множество важной информации и инсайдов о закономерностях развития рынка, поэтому их необходимо интегрировать и обрабатывать для превращения в полезные инсайты. Следовательно, использование средств Big Data и построение в организации современной data-инфраструктуры стали определяющими приоритетами всей отрасли.

Диджитал-менеджмент и управление активами

Все вышеперечисленные технологии невозможно применять без эффективной софтверной базы управления бизнесом. Цифровые платформы ERP (Enterprise Resource Planning) и EAM (Enterprise Asset Management) позволяют интегрировать все технологии и инструменты в единую систему, обеспечить полную прозрачность и управляемость процессов. Также они позволяют привести менеджмент и документооборот компании к единым цифровым стандартам, автоматизировать ряд функций и процессов, сокращая нагрузку на персонал. 

Организации нефтегазового сектора активно инвестируют как в облачные платформы, так и в локальные решения, построенные на модели предельных вычислений. Они также выстраивают собственные цифровые экосистемы с едиными базами данных, внедряют в свои операции системы управления логистикой (TMS, WMS), персоналом (HRMS), платформы корпоративного онлайн-обучения (LMS) и системы работы с клиентами (CRM).

Нетрудно заметить, что все перечисленные технологии трудно внедрять обособленно. Диджитализация нефтегазовой отрасли должна быть комплексной. Например, проводить аналитику без средств IoT и искусственного интеллекта будет проблематично, а без единой ERP-системы эта аналитика просто не будет иметь достаточного влияния на бизнес.

Как диджитализация усиливает индустрию?

Нефтегазовый сектор условно разделяют на три глобальных звена:

• Upstream: геологическая разведка, разработка месторождения, добыча нефти и газа;

• Midstream: хранение, предварительная обработка и транспортировка извлекаемых ресурсов;

• Downstream: финальная переработка ресурсов в продукты для потребления, маркетинг и продажа этих продуктов потребителям.

Ниже мы кратко рассмотрим влияние диджитализации в нефтегазовой отрасли на каждом из этих звеньев, а также коснемся потенциального влияния "цифры" на экологию и внутренние процессы нефтегазовых компаний.

Этап Upstream: разведка и добыча

Инструменты ИИ могут ускорить разведку месторождений нефти и газа благодаря анализу геологических данных, спутниковых или воздушных снимков, результатов LiDAR-съемки и воздушного лазерного сканирования. Подобные инструменты позволяют экономить целые месяцы работы геологических экспедиций с соответствующей экономией времени и средств. Трехмерное сканирование также позволяет определять оптимальные места для бурения и прокладки путепроводов, минимизируя потенциальные проблемы разработки месторождения и воздействия на окружающую среду. На рынке уже сегодня доступен софт с продвинутой геофизической визуализацией, предоставляющей очень подробные трехмерные модели земных недр для геологической разведки. 

На этапе добычи технологии позволяют с помощью IoT мониторить процесс бурения в реальном времени для того, чтобы вовремя распознавать отказ оборудования, угрозы утечки газа или пожара. В то же время, мониторинг и предиктивное техобслуживание минимизирует вероятность выхода оборудования из строя, сокращает время аварийного простоя и соответствующие затраты.

Все эти улучшения нефтегазовой отрасли от диджитализации могут быстро дать ощутимый экономический эффект. По оценкам WoodMac, диджитализация нефтегазовой отрасли в сегменте Upstream позволит компаниям экономить до 73 миллиардов долларов ежегодно. А по оценке McKinsey&Company, диджитализация может обеспечить экономию от 2 до 12 долларов при добыче каждого барреля нефти.

Этап Midstream: хранение и транспортировка

Транспортировка газа, нефти и нефтепродуктов тоже может коренным образом измениться благодаря использованию сенсоров IoT и дронов. В частности, автономные сенсоры интернета вещей могут в реальном времени сигнализировать операторам об отклонениях от нормы и проблемах на трубопроводах. Дроны и беспилотные аппараты могут дополнить этот мониторинг, удаленно инспектируя объекты инфраструктуры даже в труднодоступных зонах или при неблагоприятных природных условиях. 

Кроме того, технологии digital twin позволят операторам системы понимать ее состояние в мельчайших деталях и моделировать для нее различные сценарии. Следовательно, открывается возможность для оптимального планирования техобслуживания и улучшения производительности операций.

Революционную роль в диджитализации в нефтегазовой отрасли невозможно переоценить. По оценкам Всемирного экономического форума, диджитализация может создать для компаний из звена Midstream до $100 млрд дополнительной ценности и сэкономить до триллиона долларов для всей отрасли в течение текущего десятилетия. 

Этап Downstream: переработка и дистрибуция

Как и в случае с добычей и транспортировкой, использование средств IOT и мониторинг данных для предиктивного техобслуживания позволяет повысить производительность переработки нефтепродуктов. Речь идет о повышении пропускной способности нефтеперерабатывающих предприятий, сокращении потребления энергии и вредных выбросов. Нефтеперерабатывающие заводы могут использовать системы мониторинга на базе ИИ для выявления и смягчения экологических опасностей и достижения глобальных целей декарбонизации. 

Нельзя забывать об экологическом эффекте влияния диджитализации на нефтегазовую отрасль. По оценке Shell диджитализация экономики имеет потенциал сократить глобальные выбросы CO2 на 20% к 2030 году. Сокращение выбросов в цепочках поставок возможно как путем уменьшения избыточного производства и транспортировки, так и путем своевременного предотвращения аварийных инцидентов разлива нефти и выбросов газа.

Кроме того, цифровые платформы обеспечивают новые преимущества в процессах распределения, маркетинга и продажи энергоресурсов конечным потребителям. Благодаря анализу исторических массивов данных, компании получают возможность исследовать поведение потребителей и соответствующим образом выстраивать свою стратегию. Софт на базе Big Data и ИИ может быть незаменимым в мониторинге рынка и динамическом ценообразовании – чтобы всегда предлагать потребителям оптимальные предложения. Благодаря ERP и WMS/TMS системам компании могут получить новый уровень управления собственной логистикой и запасами. 

Влияние на внутренние корпоративные процессы

Среди прочего, диджитализация в нефтегазовой отрасли открывает огромные возможности для внутренней оптимизации работы компаний. В частности, посредством софта они могут автоматизировать рутинные финансовые задачи в работе с клиентами: учет кредиторской и дебиторской задолженности, финансовая отчетность, аудит и прочее. 

В одном из наших кейсов мы добились подобной оптимизации, создав кастомную биллинговую CMS для энергетической компании. Клиент нуждался в платформе с функционалом учета, менеджмента финансовых транзакций и биллинга услуг, которые компания клиента предоставляет своим потребителям. Новое решение позволило автоматизированно проводить эти операции через единую платформу, экономя время менеджеров. Кроме того, оно отвечает высоким стандартам кибербезопасности GDPR и NIST, что имеет для отрасли огромное значение. 

Кроме того, диджитал позволяет значительно улучшить качество управления персоналом в отрасли. Ведь обычно нефтегазовые компании – это огромные структуры, где могут работать десятки тысяч человек. Успешное использование софта делает процессы HR в таких компаниях более контролируемыми. Так, в одном из наших проектов индивидуально созданная HRMS для энергетической компании позволила повысить эффективность сделок в этом звене менеджмента на 52%. Очень перспективным направлением для нефтегазовой отрасли может стать развитие корпоративного онлайн-образования через LMS. 

Что мешает диджитализации нефтегазовой отрасли

Несмотря на все преимущества, темпы внедрения инноваций в нефтегазовом секторе оставляют желать лучшего. По данным исследования Accenture, большинство компаний в этой отрасли все еще используют legacy-системы для решения своих задач и пока не готовы отказаться от них. Вместе с тем исследование McKinsey свидетельствует, что практически каждая компания реализует собственные проекты диджитализации в различных аспектах своей деятельности, но 70% из них не выходят за рамки пилотной фазы. Даже если эти проекты становятся успешными, то их масштабирование сталкивается с различными организационными барьерами.

На самом деле модернизировать нефтегазовую сферу сложно: организации этого сектора обычно имеют сложную и неповоротливую корпоративную структуру, полагаются на старую физическую инфраструктуру и постоянно находятся под давлением спроса, не позволяющего рисковать. При этом переход на новейшие технологии требует дополнительного обучения персонала. Как показало исследование KPMG, более 70% ІТ-директоров считают "нехватку навыков" основным препятствием, мешающим организациям ускорить темпы реформ. Поэтому влияние диджитализации в нефтегазовой отрасли остается ограниченным.

Учитывая все эти особенности отрасли, создать для нее универсальные инструменты практически невозможно. Ведь каждая нефтегазовая компания имеет свою специфику работы и уникальный круг вызовов. По нашему опыту, единственный практический путь диджитализации нефтегазового сектора сегодня заключается в индивидуальной разработке софта под специфические потребности отдельной компании с использованием всех необходимых технологий. Такой подход позволяет учесть в логике софта любые организационные особенности и традиции организации, соответственно разработать интерфейс и сделать переход на новую платформу максимально безопасным и безболезненным. Стоимость такой разработки точно не будет выше, чем многолетнее использование того или иного коробочного софта в масштабах крупной компании. 

Как на практике воплотить в жизнь проект диджитализации в нефтегазовой отрасли – от идеи до релиза? Это тема для большого разговора. Если вас интересуют такие возможности, обратитесь за консультацией к нашим специалистам: они смогут поделиться собственным опытом и кейсами.