Повысит производительность и снизит экологические риски — плюсы цифровизации

ЭкспертБизнес

Цифровизация снизит риски для нефтегаза

Цифровые двойники способны не только сократить затраты бизнеса на нефтегазовые проекты, но и повысить производительность компаний, одновременно снизив экологические риски

Анна Королeва

На мировом рынке нефти сложилась непростая ситуация. С одной стороны, промышленность решает технологически сложные задачи в работе с трудноизвлекаемыми запасами. С другой — остро стоит вопрос повышения или поддержания добычи на истощающихся месторождениях. В-третьих, компаниям необходимо строить сложные инфраструктурные объекты, иногда в труднодоступных местах.

Такая ситуация заставляет нефтегазовые компании использовать по максимуму свой технологический потенциал в и без того высокотехнологичной отрасли. В секторе идет бурное развитие цифровых технологий, помогающих прогнозировать сложные процессы, оценивать риски, ускорять принятие решений и разрабатывать сценарии добычи, снижая себестоимость работ.

Вообще, нефтегазу сегодня критически важно максимизировать прибыль. Приходится снижать издержки, несмотря на рост стоимости и сложности добычи, в том числе из-за необходимости работы с породами с низкой проницаемостью. Часто для этого необходимо принимать непопулярные решения: урезать расходы¸ нанимать дешевый персонал или оптимизировать «старый». Регулярно такие решения заканчиваются катастрофами.

Можно вспомнить резонансный пример — аварию на буровой платформе компании British Petroleum в Мексиканском заливе, когда в результате ошибки в воду были выброшены сотни тысяч тонн нефти. Был нанесен огромный урон экологии, а о точном экономическом ущербе знает только сама BP, но можно не сомневаться, что он был огромен. Многих катастроф можно было бы избежать, если бы были учтены все правила безопасности, а компании переходили бы на современные технологии, которые позволяют минимизировать влияние на окружающую среду и соответствовать постоянно ужесточающимся экологическим требованиям.

«Миру требуются новые подходы к поиску компромисса между экономическими и экологическими задачами, — говорит директор по трансформационным проектам Dassault Systèmes Дмитрий Козаченко. — Ключевым элементом технологии является моделирование поведения будущего продукта в цифровой среде. Технология цифровых двойников помогает выпустить в кратчайшие сроки востребованный безопасный продукт с расчетным воздействием на экологию. Только благодаря цифровым двойникам можно добиться в следующие десять лет сокращения выбросов CO2 на 7,5 гигатонны».

Нужно понимать: все месторождения в нефтегазовой отрасли используются очень долго — десятилетиями. И стоимость их эксплуатации исчисляется миллиардами долларов. Согласно данным Dassault Systèmes, только 2,5% компаний успешно реализуют весь объем проектов. Есть и другая статистика: 57% проектов терпят неудачи, 26% реализуются в запланированный срок, а 68% всех проектов имеют проблемы, напрямую связанные с ранним началом строительства без должной проработки.

Как получить максимум от керна

Что может сделать добычу более эффективной? В первую очередь, грамотная предварительная проработка стратегии добычи с учетом геологии и залежей пород, которые существуют в нефтеносном районе. А чтобы эту стратегию проработать, необходимо взять керны — столбики горной породы, получаемые в результате дорогостоящего бурения скважины. Затем — провести огромное количество лабораторных исследований, определить, какие именно химические присадки можно использовать, чтобы максимизировать добычу, а какие категорически нельзя.

Один из элементов может повысить нефтеотдачу, а другой, наоборот, запереть нефть, в результате компания будет тратить время и деньги, чтобы заново бурить пласты. Именно по этой причине необходимо проводить испытания как можно более аккуратно и точно, ставить огромное количество экспериментов.

Но физические эксперименты в лаборатории д'роги и д'лги. Они занимают месяцы, а в отдельных случаях — годы. При этом для каждого эксперимента нужен новый образец породы. Помочь решить эту задачу может технология цифровых двойников, виртуализирующая лабораторные исследования. Технология позволяет проводить эксперименты с керном бесконечное количество раз, причем гораздо быстрее, чем в реальности.

Междисциплинарный расчет

Нужно иметь в виду, что пласты земной коры имеют разные свойства и состояние, в них могут встречаться трещины и пустоты. И компания, начиная добычу, должна предвидеть, как поведет себя месторождение, когда начнется закачка раствора для выдавливания углеводородов: не разрушится ли скважина, не вызовет ли добыча сейсмические события, способные повредить инфраструктуру на поверхности.

Цифровые двойники позволяют спрогнозировать, какой конкретно в каждом случае будет нефтеотдача, и оценить методы ее увеличения: например, технологии геомеханических расчетов позволяют смоделировать гидроразрыв пласта — в настоящее время основную технику стимуляции добычи. В виртуальной реальности воссоздаются пластовые условия — нагрузка и температура, при которых конкретный образец находится непосредственно в земле.

Когда керн извлекают на поверхность, эти нагрузка и температура исчезают. И в обычных условиях одна из важных задач лаборатории — нагрузить керн, учесть температурные характеристики, например, влияющие на вязкость углеводородов. 3D-модели керна при помощи специальной технологии придают соответствующие пластовые условия, после чего выполняются расчеты проницаемости среды. Цифровые двойники позволяют выполнить расчеты с такими условиями, создать которые в лаборатории довольно сложно.

Цифровые двойники дают возможность рассматривать все варианты пород, которые встречаются на месторождении. Это позволяет нефтедобывающим компаниям быстро и эффективно прорабатывать различные стратегии добычи нефти, оценивая как вред, наносимый окружающей среде, так и объем добычи и размер прибыли.

Таким образом, период лабораторных испытаний сокращается с нескольких месяцев до трех-шести дней — без потери качества. По сути, компания, изучающая новое месторождение, получает возможность анализировать огромное количество вариантов стратегий добычи и выбрать из них наиболее эффективный для конкретной скважины, а также ускорить начало добычи сырья.

Программное обеспечение ответит за производительность

И в России, и во всем мире есть примеры успешного применения технологии цифровых двойников. Крупные нефтегазовые корпорации поняли ее преимущества. На рынке широко известны технологические решения в сфере разведки и добычи углеводородов (Upstream), которые предлагает Dassault Systèmes.

Программное обеспечение компании помогает повышать управляемость, производительность и контроль на нефтяных месторождениях за счет объединения данных, процессов, функциональности и эффективного управления персоналом и временны ми затратами. Решения Dassault Systèmes в отрасли применяют компании ExxonMobil, Chevron, British Petroleum, Schlumberger, Halliburton, Baker Hughes — и это лишь краткий список.

В числе наиболее востребованных отраслевых наборов технологий (Industrial Process Experiences, IPE) — IPE Unified Reservoir. Так, Dassault Systèmes предлагает продукт SIMULIA Abaqus Unified FEA (Abaqus) для расчета геомеханики, инструменты для быстрого создания геомеханических 3D-моделей месторождений на базе платформы 3DEXPERIENCE. Известно также решение DigitalROCK — виртуальная лаборатория для оперативного получения фильтрационных характеристик широкого диапазона пород и моделирования различных методов увеличения добычи углеводородов.

В целом исследования в лабораториях длятся месяцами, а исследования некоторых пород — до двух лет! В DigitalROCK пользователь может пройти тот же путь за три-четыре дня без потери качества результатов. Время лабораторных испытаний также сокращается за счет возможности повторного использования полученных сканов образцов и их численных моделей. Все расчеты производятся на высокопроизводительных вычислительных ресурсах.

Подобная скорость и точность результатов позволяют увеличивать количество исследований и создавать основу для реалистичных гидродинамических расчетов месторождения, переходя с уровня исследований керна на уровень месторождения (так называемый upscaling). В активе Dassault Systèmes 25 лет разработки подобных решений.

В компании также полагают, что комбинированное использование технологий приводит к синергетическому эффекту. Например, Abaqus используется для задания пластовых условий и получения физико-механических свойств образцов керна, реализуя микромеханический подход в DigitalROCK. Помимо этого Abaqus позволяет решать широкий спектр стандартных геомеханических задач и реализовывать концепцию 4D-расчетов.

За таким технологическим предложением стоит целая школа: Abaqus разрабатывается уже более сорока лет и применяется при решении геомеханических задач в нефте- и газодобывающей отрасли. Например, первым пользователем Abaqus в области энергетики был ExxonMobil. В нашей стране Abaqus используется компанией «Газпромнефть НТЦ».

Одним из ярких примеров применения технологии цифровых двойников может служить проект Центра компьютерного инжиниринга СПбПУ, выполненный по заказу дочерней компании госкорпорации «Росатом» по разработке цифрового двойника вибросита для системы очистки бурового раствора. Всего за пять месяцев появилась принципиально новая конструкция для буровой установки с улучшенными характеристиками: снижена масса, увеличен коэффициент перегрузки.

«Будущее технологии цифровых двойников заключается в повсеместном применении, которое будет сопровождаться увеличением производительности труда, повышением качества и скорости выхода на внутренний и внешний рынок изделий отечественного производства, формированием технологической самостоятельности государства и, соответственно, увеличением внутреннего валового продукта и импортозамещением», — говорит проректор по цифровой трансформации

СПбПУ Алексей Боровков.

Фото предоставлено ООО Dassault Systèmes

Хочешь стать одним из более 100 000 пользователей, кто регулярно использует kiozk для получения новых знаний?
Не упусти главного с нашим telegram-каналом: https://kiozk.ru/s/voyrl

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

«Газмагеддон» наоборот «Газмагеддон» наоборот

Мировой рынок газа столкнулся с небывалым ростом цен

Эксперт
«Это уровень 2050 года»: стартап Rocket Lab показал многоразовую ракету, которая не похожа на нынешние «Это уровень 2050 года»: стартап Rocket Lab показал многоразовую ракету, которая не похожа на нынешние

Neutron: концепт новой легкой многоразовой ракеты

VC.RU
«Пока вы презрительно морщитесь, другие на ТикТоке уже зарабатывают миллионы» «Пока вы презрительно морщитесь, другие на ТикТоке уже зарабатывают миллионы»

ТикТок становится самым масштабным каналом продвижения и продажи для бизнеса

Эксперт
Мыли и снова пользовались: история презервативов с древности до наших дней Мыли и снова пользовались: история презервативов с древности до наших дней

Какими были презервативы в древности и какими они стали сегодня

Cosmopolitan
Временная ипотека навсегда Временная ипотека навсегда

Правительство продлевает программу льготной ипотеки на новостройки еще на год

Эксперт
Как сменить профессию и не пожалеть об этом. 3 совета от хедхантера Алены Владимирской Как сменить профессию и не пожалеть об этом. 3 совета от хедхантера Алены Владимирской

Как найти новую специальность?

СНОБ
На своих двоих На своих двоих

Сколько времени без вреда для ног можно проводить в разной обуви

Лиза
Астрологические близнецы: что объединяет таких разных Айзу и Варнаву Астрологические близнецы: что объединяет таких разных Айзу и Варнаву

При всех своих различиях Айза Долматова и Екатерина Варнава всё-таки похожи

Cosmopolitan
На берегу океана На берегу океана

Интерьер московской квартиры в стиле american contemporary

SALON-Interior
Любовь Аксенова – о новом сериале, российском кинематографе и «Наруто» Любовь Аксенова – о новом сериале, российском кинематографе и «Наруто»

Любовь Аксенова о проекте «12 Любличностей» и критическом отношении к работе

GQ
«Не смотрите наверх»: как Леонардо ДиКаприо и Дженифер Лоуренс спасают мир и фильм «Не смотрите наверх»: как Леонардо ДиКаприо и Дженифер Лоуренс спасают мир и фильм

«Не смотрите наверх» — политическая сатира о конце света

Forbes
Думали, что это дисбактериоз: у меня нашли рак и удалили часть кишечника Думали, что это дисбактериоз: у меня нашли рак и удалили часть кишечника

Наша героиня о том, как ей удалось вылечить рак желудочно-кишечного тракта

Cosmopolitan
Партитура без нот и электрогитара без электроники Партитура без нот и электрогитара без электроники

История советской музыки в пяти экспериментах

Weekend
Новогоднее обострение: почему нам бывает тоскливо перед праздниками Новогоднее обострение: почему нам бывает тоскливо перед праздниками

В канун праздников обостряются все проблемы. Как обрести праздничное настроение?

Psychologies
Трансформация Facebook: есть ли жизнь в метавселенной? Трансформация Facebook: есть ли жизнь в метавселенной?

Корпорация Meta делает ставку на развитие виртуальной реальности

Эксперт
Лучший танк в мире: Т-14 «Армата» запущен в производство Лучший танк в мире: Т-14 «Армата» запущен в производство

Т-14 «Армата» — танк, о котором все отзываются с восхищением

Maxim
Что такое метеозависимость и как ее лечить, советы врача Что такое метеозависимость и как ее лечить, советы врача

Для многих погода становится тяжелым испытанием из-за метеозависимости

РБК
56 м² 56 м²

Мария Катарьян деликатно подчеркнула в интерьере возраст дома

AD
Как прошла первая дизайн-конференция Сбера SberDesign Conf Как прошла первая дизайн-конференция Сбера SberDesign Conf

Сбер провел свою первую глобальную конференцию по дизайну

РБК
Неприличные удовольствия приличных людей Неприличные удовольствия приличных людей

Любимые произведения Джейн Остен, Льва Толстого, Стэнли Кубрика и других

Weekend
Вот тебе и чудо: 5 историй, когда на Новый год что-то пошло не так Вот тебе и чудо: 5 историй, когда на Новый год что-то пошло не так

В новогоднюю ночь порой случаются курьезные, глупые и смешные ситуации

Playboy
«Собеседование в Google не экзамен, однозначно правильных ответов нет. Главное — обосновать свою точку зрения» «Собеседование в Google не экзамен, однозначно правильных ответов нет. Главное — обосновать свою точку зрения»

Как успешно пройти интервью на должность разработчика

VC.RU
«Курьеру» Карена Шахназарова — 35 лет. Рассказываем историю одного из главных фильмов перестройки «Курьеру» Карена Шахназарова — 35 лет. Рассказываем историю одного из главных фильмов перестройки

Почему и сегодня «Курьер» смотрится свежо и злободневно?

Esquire
Одна вокруг света: оползень на дороге и закрытая граница Эквадора Одна вокруг света: оползень на дороге и закрытая граница Эквадора

151-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
«Имени такого-то»: роман Линор Горалик об эвакуации психиатрической больницы «Имени такого-то»: роман Линор Горалик об эвакуации психиатрической больницы

Роман Линор Горалик об эвакуации психиатрической больницы «имени такого-то»

Forbes
Астрономы нашли еще одну галактику без темной материи Астрономы нашли еще одну галактику без темной материи

Галактики такого типа плохо укладываются в современные космологические модели

N+1
Собиратели древних тайн Собиратели древних тайн

Где еще искать древние легенды и обычаи народа, как не на рязанской земле?

Отдых в России
Черви выбрали пищевое поведение с помощью простой нейронной цепи Черви выбрали пищевое поведение с помощью простой нейронной цепи

Нематоды выбрали между подвижностью и оседлостью по запаху еды

N+1
В каких продуктах много витамина К В каких продуктах много витамина К

Чем опасен дефицит витамина К и как его восполнить

РБК
Шведское изобретение: как появился разводной ключ Шведское изобретение: как появился разводной ключ

Разводной ключ – универсальный инструмент, заменяющий почти все гаечные ключи

Популярная механика
Открыть в приложении