Цифровой КРС: чем могут помочь новые технологии?
Цифровизация охватывает всё большее количество операций в нефтегазовой отрасли. Не стал исключением и капитальный ремонт скважин (КРС). ВИНК и сервисные компании в последние годы вкладываются в это направление. Каковы первые результаты? И стоит ли овчинка выделки? Узнаем ответы у экспертов отрасли.
Чего ждём от цифровизации?
Представитель ООО «Газпромнефть-НТЦ» Александр Ефремов в своём выступлении на круглом столе «Цифровой КРС: как это работает?» в рамках Промышленно-энергетического форума TNF отметил, что сегмент капитального ремонта скважин сейчас находится в стагнации. А значит, нужны иные подходы. Неудивительно, что в этих условиях нефтегазовые компании сосредоточили внимание на цифровых инструментах.
Предпосылки для внедрения новых технологий в «Газпром нефти» разделяют на две группы. В первую очередь это вопросы производственной безопасности, куда входят контроль исполнения предписанных требований, предупреждение аварийности и предотвращение инцидентов.
«На моей памяти 90% всех аварий возникали из-за того, что устье оставляли незакрытым и уходили на обед или ещё куда‑то. То есть это человеческий фактор. Система в таком случае сразу предупреждает работников на месте», — привёл пример работы цифровых инструментов директор программ внутрискважинных работ ПАО «Газпром нефть» Сергей Тишкевич.
«Первые признаки, которые может показать видеокамера, — это уровень долива. В оборудовании прописаны алгоритмы для разных сценариев. И в случае отклонения автоматически формируется отчёт и отправляется сигнал в офис заказчика», — добавил Александр Ефремов.
Если говорить об эксплуатационной деятельности, то здесь специалисты «Газпром нефти» выделяют следующие предпосылки:
- возможность визуальной оценки состояния оборудования на месте проведения работ;
- контроль качества реализации мероприятия по проведению учебно-тренировочных занятий;
- оперативный мониторинг технологических нарушений в процессе выполнения работ.
«Если говорить об ожидаемых результатах, то это в первую очередь снижение аварийности. Это достигается за счёт выполнения определённых инженерных расчётов, использования датчиков контроля и мониторинга выполняемых операций, улучшения процессов управления ресурсами и снижения скрытых [случаев, — прим. ред.] НПВ (непроизводительного времени)», — объяснил Александр Ефремов.
Итак, повышение уровня промышленной безопасности — главный эффект, который рассчитывают получить от цифровизации ТиКРС в «Газпром нефти». Достичь этого планируют за счёт:
- сигнализации при отклонениях и блокировки узлов ПА в потенциально опасных ситуациях;
- соблюдения технологии производства работ;
- повышения уровня культуры производства;
- снижения влияния человеческого фактора.
Во-вторых, речь идёт о сокращении непроизводительного времени благодаря уменьшению простоев оборудования, оптимизации логистики, контролю исполнения и подтверждения выполнения плана работ.
В-третьих, цифровизация должна посодействовать повышению производительности труда за счёт сокращения временных затрат на проведение рутинных операций и анализ данных, а также автоматизации технологических процессов.
В свою очередь, главный инженер ООО «ФракДжет-Волга» Роман Фуников отметил, что основной аспект цифровизации КРС — это возможность управления бригадой из любой точки мира.
«Инструменты контроля дают нам достоверную информацию о технологических процессах, помогают вмешаться в процесс производства работ в моменте и внести необходимые корректировки для безопасности исполнителей. Многие помнят, что даже в начале 2000‑х в бригадах устанавливали регистраторы в виде самописцев, отражающие только вес в графическом исполнении.
Сейчас вместо них используют уже всем привычный набор датчиков КИП, отражающих хронологию процесса онлайн, что позволяет провести аналитику в моменте, сделать выводы и принять решения по дальнейшим работам», — описал возможности цифровых инструментов г-н Фуников.
Какой цифровой КРС нам нужен?
Каким же выглядит целевой образ цифрового КРС? Своим видением поделились специалисты «Газпром нефти» на форуме TNF в Тюмени. По их мнению, в него входят следующие элементы:
- онлайн-мониторинг и ОТиПБ
(охрана труда и промышленная
безопасность); - мониторинг оборудования и состояния
ремонта; - цифровая экосистема;
- система оповещения;
- передача данных в реальном времени;
- центр управления ВСР
(внутрискважинными работами) 24/7.
Если говорить о конкретных инструментах, то речь идёт об онлайн-видеоаналитике, контроле за фонтанной безопасностью, внедрении датчиков телеметрии для всех узлов и агрегатов, электронной рулетке, автономном манометре, удалённом управлении превентором, автоматическом эхолоте, онлайн-обработке и передаче информации от бурения в ТКРС для формирования наряда-заказа и плана работ, цифровых платформах управления ТКРС.
Нашли своё применение и технологии искусственного интеллекта. Их используют для выявления нарушений при видеоаналитике и автоматизированного сопровождения инженерных расчётов.
Насколько же российским компаниям удалось приблизиться к этому целевому образу?
«На текущий момент у нас полностью сформированные системы по мобильному комплексу АСУ ТП, и мы вступили в этап предиктивной аналитики. Занимаемся вопросами нарушения фонтанной безопасности, чтобы минимизировать риски получения каких‑то критических отклонений в процессе выполнения работ. Ещё одно направление — мониторинг состояния оборудования для ремонта. Наши подъёмные агрегаты обеспечены датчиками телеметрии.
Цифровая экосистема („Эра-ремонт”) существует уже с 2016 года. Сейчас стараемся полностью синхронизировать её со всеми существующими датчиками и теми инженерными расчётами, которые на текущий момент полностью импортозамещены в нашей компании. По сопровождению работ у нас не так давно разработана система мобильных комплексов супервайзинга», — рассказал Александр Ефремов.
«У нас оцифрована система планирования и сопровождения ремонтов КРС вплоть до принятия объёмов и формирования финансовой отчётности. Также разработали новую систему инжиниринга внутрискважинных работ, позволяющую выполнять технологические расчёты перед проведением операций с возможностью визуализации конструкции скважин и оборудования в 3D- и 2D-графике», — добавил Сергей Тишкевич.
Есть опыт по внедрению новых технологий для КРС и в ООО «ФракДжет-Волга». Речь о комплексе СКР «Скорпион» — разработке ООО «ИнДрайв» (входит в группу компаний «ФракДжет-Волга).
«Он включает в себя стандартный набор опций контроля за показаниями датчиков, входящих в комплексы разных производителей и используемых в ТиКРС. СКР „Скорпион” универсален для сбора данных с датчиков колтюбинговых установок и флотов ГРП, что позволяет контролировать работу всех сервисов в одном приложении. Комплекс собирает и хранит данные с камер наблюдения объектов производства работ, информацию о сотрудниках компании, производит контроль рабочего времени.
Российские предприятия в последние годы успешно справляются с вызовами импортозамещения. Всего за несколько лет отечественные производители закрыли большой спектр задач с помощью новых разработок и решений, которые нисколько не уступают по уровню западным аналогам, а в чём‑то даже превосходят их», — отметил Роман Фуников.
Внедрение видеоаналитики и искусственного интеллекта — приоритет на ближайшие годы
Тем не менее говорить, что все технологические вызовы здесь решены, преждевременно. Над чем же сейчас работают в нефтегазовых компаниях?
По словам Александра Ефремова, речь идёт прежде всего о консолидации цифровых инструментов. На текущий момент в «Газпром нефти» ключевой задачей видят создание единой цифровой базы данных по видеоаналитике и системам управления для КРС.
«Всё это реализуется благодаря датчикам телеметрии, установленным на подъёмных агрегатах. Следующий этап — анализ данных, которые мы получаем в процессе исполнения операции. Здесь возможно использование искусственного интеллекта для автоматизации сопровождения выполнения работ по КРС. И на текущий момент уже есть разработки по автоматическому перерасчёту нагрузок для ряда операций», — рассказал Александр Ефремов.
О том, что в «Газпром нефти» планируют развивать направление видеоаналитики, говорил и Сергей Тишкевич. Речь идёт о применении искусственного интеллекта для онлайн-выявления нарушений и мгновенного оповещения.
«В планах в 2025 году обеспечить такими системами порядка 50% бригад, а в период до 2027 года покрыть весь объём. Также переводим на видеоаналитику направления ГРП и ГНКТ. Уже реализовано 15 сценариев, которые предупреждают, например, о нарушениях, связанных с ГНВП (газонефтеводопроявлениями) и падением с высоты», — рассказал г-н Тишкевич.
Но, несмотря на то, что «Газпром нефть» достаточно далеко продвинулась в области цифровизации КРС, у компании ещё есть запросы к российским производителям оборудования.
«На сегодняшний день сформулировали для себя технологические вызовы, с которыми, на наш взгляд, могут справиться отечественные компании. Если это готовое решение, то мы всегда открыты для тиражирования и апробирования. Но ключевое, они обязательно должны быть синхронизированы с нашими разработками», — подчеркнул Александр Ефремов.
О чём конкретно идёт речь? Каких инструментов ждут от российских компаний? В первую очередь это цифровые платформы для мониторинга ТиКР С. Сюда входят создание цифрового двойника текущего и капитального ремонта скважин, разработка платформенных систем для объединения информационных потоков, формирование единой базы данных, внедрение алгоритмов формирования накопленного опыта по ранее выполненным операциям и т. д.
Следующий блок технологий связан с алгоритмами предиктивного анализа аварийных ситуаций при ТиКРС и подбора оптимальных режимов нормализации забоя скважины. Также речь идёт об автоматизации управления процессами (эхолот, замер изоляции КРБК, замер длины НКТ/СБТ).
О барьерах и перспективах
Итак, внедрение цифрового КРС несёт целый ряд преимуществ для сервисных компаний и ВИНК. Что же тормозит этот процесс? Пожалуй, главный барьер — дороговизна цифровых решений. Их внедрение требует серьёзных капитальных вложений. Окупятся ли они? И как быстро это произойдёт? Понятно, что эти вопросы волнуют руководителей предприятий. Впрочем, первые опыты использования цифровых инструментов при проведении КРС дают поводы для оптимизма.
«С точки зрения предотвращения возможных инцидентов и аварий экономический эффект однозначно есть. Также в числе преимуществ — повышение уровня комфорта работников бригад и ИТР, который на сегодняшний день уже является неотъемлемой частью жизни коллектива», — отметил Роман Фуников.
Важно, что в цифровизации КРС заинтересованы не только сервисные компании, но и ВИНК, которые имеют куда большие финансовые возможности. Это становится серьёзным подспорьем для внедрения новых технологий.
«У ООО „ФракДжет-Волга” есть заказчики, которые оказывают партнёрскую помощь в развитии цифровизации КРС и принимают часть расходов на себя. Благодаря такому сотрудничеству мы вместе развиваем технологии и двигаем рынок вперед», — сказал Роман Фуников.
Впрочем, не стоит забывать и про естественный человеческий консерватизм и неприятие всего нового. В данном случае это усугубляется тем, что работники бригад КРС считают, что внедрение цифровых инструментов может оставить их без работы.
Сергей Тишкевич в своём выступлении на форуме TNF на примере супервайзинга попытался убедить, что в «Газпром нефти» не ставят задачу сокращения штатов.
«Мы даём людям новые инструменты, чтобы бы они были более эффективными. Сейчас на один пост приходится по 3–4 бригады. И, наверное, 40% времени уходит на передвижение между ними. Цифровизация позволяет „приоритезировать” задачи супервайзеру. Он полностью видит, что творится в скважине, какое оборудование спущено, на каком этапе находится.
С точки зрения контроля безопасности и эффективности, отработки замечаний — также может делать всё удаленно. То есть это не означает сокращения штатов, наоборот, приняли в компании подход, что на один пост должно приходиться не более двух бригад вместо четырёх, то есть, наоборот, увеличиваем количество супервайзеров», — рассказал директор программ внутрискважинных работ «Газпром нефти».
На момент выступления г-на Тишкевича мобильный комплекс супервайзинга был проработан на 80%. Главная проблема связана с передачей информации. Можно ли в общую среду отправлять данные по скважине?
Таким образом, сложностей хватает. Однако эксперты считают, что эти барьеры не являются непреодолимыми и внедрение новых инструментов для капитального ремонта скважин — это лишь дело времени.
«Цифровой КРС — это будущее, которое уже наступает. Основным фактором, влияющим на развитие и внедрение этого подхода, остаётся высокая стоимость: значительное удорожание процесса влечёт за собой ряд издержек. Расчётные показатели дают экономическое обоснование нововведений — осталось дело за практикой», — резюмировал Роман Фуников.
Роман Фуников, главный инженер ООО «ФракДжет-Волга»
«В условиях значительного изменения рынка труда и сложившегося кадрового голода в сфере нефтесервиса вопрос максимальной цифровизации и изменения подхода к производству работ особенно актуален. Эти процессы существенно не менялись с ремонтов первых скважин: мы с коллегами стремимся облегчить труд работников, свести управление процессами к простым алгоритмам, которые может выполнять один оператор».
Текст: Андрей Халбашкеев.
Фото предоставлены ООО «ФракДжет-Волга».
