ЦИФРОВИЗАЦИЯ И ИННОВАЦИИ: НОВЫЕ ПОДХОДЫ К УПРАВЛЕНИЮ НЕФТЕТРАНСПОРТНОЙ ИНФРАСТРУКТУРОЙ

DIGITALIZATION AND INNOVATION: NEW APPROACHES TO OIL TRANSPORTATION INFRASTRUCTURE MANAGEMENT

Li Zhitao

Doctor DBA, Narxoz University,

Kazakhstan, Almaty

Samazhan Umirzakov

Ph.D., Professor, Narxoz University

Kazakhstan, Almaty

АННОТАЦИЯ

В условиях возрастающей значимости устойчивого развития и эффективности производства, цифровизация и инновации становятся приоритетной задачей для предприятий нефтетранспортной отрасли. В статье рассматриваются теоретические и практические аспекты внедрения новых подходов - цифровизация и инновации. Проводится анализ вызовов и возможностей в области управления нефтетранспортной инфраструктурой в условиях стремительного развития науки и технологий автоматизации и искусственного интеллекта. Представлены примеры успешного применения современных цифровых технологий. Работа иллюстрирует, как использование инновационных и цифровых технологий способствует повышению эффективности производства предприятий и отрасли, и обеспечение их конкурентоспособность и адаптацию к современным вызовам.

ABSTRACT

In the context of the increasing importance of sustainable development and production efficiency, digitalization and innovation are becoming a priority for enterprises in the oil transportation industry. The article discusses the theoretical and practical aspects of implementing new approaches - digitalization and innovation. An analysis of the challenges and opportunities in the field of oil transportation infrastructure management is carried out in the context of the rapid development of science and technology of automation and artificial intelligence. Examples of the successful application of modern digital technologies are presented. The work illustrates how the use of innovative and digital technologies helps to increase the production efficiency of enterprises and the industry, and ensure their competitiveness and adaptation to modern challenges.

Ключевые слова: цифровизация; инновация; управление нефтетранспортной инфраструктурой.

Keywords: digitalization; innovation; oil transportation infrastructure management.

Развитие науки о нефти и газе сегодня определяется сменой геологических представлений, основанных на анализе редких и выборочных промысловых данных. Ученые стремятся выявить скрытые закономерности, связанные с геологическими и техногенными процессами в системах добычи и транспорта углеводородов.

Цифровые технологии в этой области прошли несколько этапов. До 2010 года основное внимание уделялось 3D-моделированию систем сбора и подготовки, линейной оптимизации для повышения эффективности транспортировки и автоматизации сбора данных. С 2011 по 2020 годы в отрасль внедрили продвинутую аналитику, цифровизацию промысловых процессов и инновационные бизнес-модели. Начиная с 2021 года, акцент сместился на предиктивную аналитику, оптимизацию производительности, создание информационных моделей активов и цифровых двойников объектов.

Эти изменения отражают стремление к более глубокому пониманию процессов и повышению эффективности нефтегазового производства.

Ограничения, введенные ОПЕК+, требуют строгого регулирования объемов добычи нефти. Сокращение уровней добычи повышает риски закрытия скважин на неопределенный срок, что нарушает системы разработки месторождений и снижает качество извлекаемых запасов. Вопросы моделирования и оптимизации процессов добычи углеводородов в условиях этих ограничений пока изучены недостаточно [3, с. 16].

Актуальными задачами становятся управление неструктурированными данными, стандартизация процессов сбора, подготовки и транспортировки продукции, а также интеграция цифровых решений в единую систему управления. Важным направлением остается предотвращение аварий и осложнений в производстве, что требует комплексного мониторинга с использованием воздушно-космических, наземных, скважинных и пластовых систем.

Ученые Satbayev University совместно с экспертами АО «КазТрансОйл» разработали инновационную цифровую технологию SmartTran. Эта программа позволяет в реальном времени моделировать, контролировать и оптимизировать процессы перекачки нефти по магистральным нефтепроводам. Система анализирует данные, поступающие от диспетчерского управления, и обеспечивает контроль за технологическими режимами транспортировки. Она также отслеживает работу насосных агрегатов, подогревательных печей, резервуаров и запорной арматуры. По словам профессора Узака Жапбасбаева, одного из разработчиков, SmartTran повышает надежность и эффективность эксплуатации нефтепроводов.

Программа представляет собой уникальную научную разработку в области информационных технологий и транспорта нефтесмесей. Проректор по науке Satbayev University, профессор Багдаулет Кенжалиев, отметил, что SmartTran способна моделировать и оптимизировать энергосбережение при «горячей» перекачке нефтесмесей, что особенно важно для транспортировки высоковязкой и высокозастывающей нефти [2].

Программа уже внедрена в систему управления АО «КазТрансОйл». Она определяет энергосберегающие режимы перекачки и повышает экономическую эффективность работы оборудования на нефтепроводных маршрутах компании.

Сегодня IT-технологии играют ключевую роль в повышении безопасности транспортировки нефти и газа. Цифровые решения позволяют проводить точные и автоматизированные расчеты прочности месторождений и скважин, включая их устойчивость к сейсмической активности. Они также обеспечивают быстрое и комплексное моделирование трубопроводных систем, исключая ошибки, связанные с человеческим фактором.

Оптимизация работы трубопроводов стала возможной благодаря предварительному анализу данных и разработке процессов, учитывающих все ключевые параметры. Раньше эксперты вынуждены были полагаться на упрощенные расчеты, не имея полной информации о поведении трубопроводов в экстремальных условиях. Современные технологии устранили этот пробел [5].

Цифровые решения также упростили обработку технической информации, полученной в ходе тестирования. Интеграция таких систем позволяет оперативно формировать отчеты и собирать статистику, необходимую для корректировки процессов прокладки трубопроводов. Специализированные IT-системы помогают точно определять участки, свободные от аномалий, что повышает эффективность и безопасность строительства.

Нефтегазовая отрасль активно внедряет робототехнику и автоматизацию в ответ на сложные и опасные условия работы. Эти технологии повышают безопасность, оперативность и снижают зависимость от ручного труда. Роботы применяются для инспекции, геодезии и автоматизации процессов на нефтяных вышках и перерабатывающих заводах.

Такие инновации не только увеличивают эффективность, но и минимизируют человеческие ошибки. В 2022 году мировой рынок робототехники и автоматизации в нефтегазовой отрасли оценивался в 16,5 млрд долларов США. По прогнозам, к 2030 году он достигнет 24,7 млрд долларов.

Компания Sensia предлагает интеллектуальные решения для автоматизации. Ее платформа ускоряет процессы обнаружения, диагностики и устранения проблем в нефтегазовой отрасли. Решения Sensia охватывают добычу, транспортировку, хранение и переработку углеводородов, повышая операционную эффективность, безопасность и производительность.

Эксперты и инженеры используют эти технологии для планирования оптимальных производственных графиков и сокращения времени простоя оборудования.

Компания Blockgemini, американский стартап, предлагает инновационные решения для прогнозирования спроса на нефть. Используя блокчейн, искусственный интеллект и Интернет вещей, компания обеспечивает цифровую трансформацию нефтегазовой отрасли. Ее технологии охватывают планирование, складирование, транспортировку, а также прогнозирование и ценообразование.

Искусственный интеллект и большие данные значительно повышают эффективность анализа информации, что способствует улучшению операционной деятельности. Эти технологии позволяют выявлять закономерности, находить слабые места и автоматизировать различные процессы в организации.

Особенно полезно применение моделей искусственного интеллекта в таких областях, как профилактическое обслуживание, управление цепочками поставок и безопасность. Например, анализируя данные с устройств мониторинга, ИИ может предсказать возможные сбои в работе оборудования, что позволяет предотвратить простои. В управлении цепочками поставок ИИ оптимизирует процессы планирования и прогнозирования спроса. В сфере безопасности технологии искусственного интеллекта помогают выявлять потенциальные угрозы и предотвращать нарушения.

Однако внедрение ИИ требует значительных инвестиций и опыта. Компаниям необходимо создавать соответствующую инфраструктуру, а также регулярно обучать и настраивать модели для обеспечения их точности и надежности. Примером успешного использования искусственного интеллекта является компания British Petroleum (BP). В партнерстве с Microsoft BP разработала автономные платформы, позволяющие сотрудникам удаленно управлять операциями с помощью ИИ. Компания также применяет искусственный интеллект для профилактического обслуживания, оптимизации расписания судов и прогнозирования объемов добычи нефти и газа.

Облачная платформа Blockgemini позволяет нефтегазовым компаниям обмениваться планами, координировать действия на основе прогнозов и принимать решения для улучшения бизнеса. Решение повышает операционную эффективность и обеспечивает прозрачность процессов в отрасли [1].

В настоящее время трубопроводная отрасль активно инвестирует в новые технологии для повышения контроля эксплуатационных параметров и достоверности диагностики состояния трубопроводных систем. Разработка технологий, объединяющих несколько систем сбора данных и контроля, позволяет интегрировать различные методы получения информации и создать единую цифровую платформу для работы с данными [4].

Эффективная цифровая конвергенция может быть достигнута за счет интеграции баз данных активов, геоинформационных систем (GIS), программ моделирования рисков, систем диспетчерского управления (SCADA), глобальных систем позиционирования (GPS) и систем управления рабочими процессами. Инновационные решения на этапе сбора данных включают установку беспроводных сенсорных сетей (WSN), бортового вычислительного зондирования и использование беспроводной связи. Исследования компании Frost&Sullivan подтвердили, что такие технологии значительно улучшают качество мониторинга трубопроводов и состояния окружающей среды в зонах их пролегания.

Важным направлением является создание структурированной базы данных за прошлые периоды. Эта задача связана с общим подходом к управлению на предприятиях. В настоящее время выделяются три основных подхода: программно-целевое управление, управление на основе тщательного планирования и реактивное управление. Наиболее эффективной считается программно-целевая система, которая минимизирует простои, снижает эксплуатационные расходы и уменьшает объем незапланированных работ.

Основой превентивного управления трубопроводным транспортом является использование аналитики на основе BigData. Это позволяет своевременно выявлять условия эксплуатации, определять направления обеспечения безопасности, оценивать риски и оптимизировать операционную деятельность. Для обработки данных и принятия решений в реальном времени используются такие технологии, как Google Glass и Epson Moverio, которые обеспечивают визуализацию операционных процессов и технических деталей состояния трубопроводов. Эти инструменты позволяют специалистам анализировать 3D-изображения и принимать обоснованные решения.

Инновационные решения и цифровые технологии обеспечивают сбор разнообразной информации, предоставляя операторам широкий спектр данных. Однако большой объем поступающей информации, требующей анализа и сопоставления, создает сложности в процессе принятия решений. Это ставит задачу интеграции различных источников данных, разработки эффективных методов анализа и визуализации показателей для упрощения обработки информации [6].

Развитие нефтегазовой отрасли в условиях цифровизации и внедрения инновационных технологий открывает новые возможности для повышения эффективности и безопасности процессов добычи, транспортировки и переработки углеводородов. Современные цифровые решения, такие как искусственный интеллект, большие данные, робототехника и автоматизация, позволяют оптимизировать производственные процессы, минимизировать риски и снизить зависимость от человеческого фактора.

Однако успешное внедрение этих технологий требует значительных инвестиций, создания соответствующей инфраструктуры и постоянного совершенствования методов анализа данных. Интеграция различных систем, таких как геоинформационные платформы, системы мониторинга и управления, а также разработка цифровых двойников, способствует формированию единой информационной среды, что повышает прозрачность и оперативность принятия решений.

Примеры успешного применения цифровых технологий, такие как разработка программы SmartTran, использование платформ Sensia и Blockgemini, а также опыт компании British Petroleum, демонстрируют значительный потенциал цифровизации в нефтегазовой отрасли. Эти решения не только улучшают операционную эффективность, но и способствуют устойчивому развитию отрасли в условиях растущих требований к экологической и промышленной безопасности.

Таким образом, цифровизация и инновации становятся ключевыми факторами трансформации транспортировки нефти, обеспечивая ее конкурентоспособность и адаптацию к современным вызовам.

Список литературы:

1. Будущее нефтегазовой отрасли через призму цифровых технологий // Институт перспективных международных исследований (ИПМИ) при Университете мировой экономики и дипломатии в Узбекистане [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://iais.uz/storage/files/1/Тренды_в_НГ_2024.pdf  – С. 3.8.14-15. (дата обращения: 01.06.2025).
2. В Алматы разработали новую цифровую технологию транспортировки нефти // Казахстанское международное информационное агентство «Казинформ». 15.03.2018. [Электронный ресурс]. – Режим доступа:  https://www.inform.kz/ru/v-almaty-razrabotali-novuyu-cifrovuyu-tehnologiyu-transportirovki-nefti_a3185464 (дата обращения: 02.06.2025).
3. Еремин Н.А., Черников А.Д., Басниева И.К. Цифровые технологии в процессах сбора, подготовки и транспортировки нефти и газа // Инновационные технологии в процессах сбора, подготовки и транспортировки нефти и газа. Проектирование, строительство, эксплуатация и автоматизация производственных объектов: сб. докл. 13-й Междунар. науч.-практ. конф. Сочи, Краснодарский край, 2024 г. / ООО «Научно-производственная фирма «Нитпо» – Краснодар: ООО «Научно-производственная фирма «Нитпо», 2024. – 120 с.
4. Салыгин В.И., Гулиев И.А., Акиева Л.Б., Кривошеева Е.А. Применение цифровых технологий в области транспортировки нефти и нефтепродуктов // Экономика: вчера, сегодня, завтра. – 2019. – Том 9. – № 4А. – С. 438–447.
5. IT в нефтегазовой отрасли: обзор цифровых технологий // Блог. 30.11.2023. / Сайт ООО «ЕМ Групп» [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.euromobile.ru/m2m-resheniya/it-v-neftegazovoy-otrasli-obzor-tsifrovykh-tekhnologiy/ (дата обращения: 01.06.2025).
6. Best Ways to Accelerate Digital Transformation in the Oil and Gas Industry // Digital Transformation in Oil & Gas. 24.02.2023. / Digital Transformation / Blog / PixelPlex (USA) [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://pixelplex.io/blog/digital-transformation-in-oil-and-gas/(дата обращения: 01.06.2025).