ЭНЕРГОСБЕРЕЖЕНИЕ И ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ НА ПРЕДПРИЯТИЯХ ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ПОСРЕДСТВОМ ВНЕДРЕНИЯ ЦИФРОВЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

ENERGY SAVING AND ENERGY EFFICIENCY IMPROVEMENT AT FUEL AND ENERGY COMPLEX ENTERPRISES THROUGH IMPLEMENTATION OF DIGITAL TECHNOLOGIES

Arina Asabina

Student, Department of Industrial Economics and Production Management, Samara state Technical University,

Russia, Samara

Svetlana Smirnova

Scientific supervisor, candidate of Sciences in Economics, associate professor, Samara state Technical University,

Russia, Samara

АННОТАЦИЯ

Различные страны мира активно разрабатывают энергетические стратегии, которые направлены на энергосбережение и повышение энергетической эффективности в условиях нестабильной экономической ситуации. Данные стратегии позволяют использовать энергетические ресурсы более эффективно, снижать негативное воздействие на окружающую среду и способствовать инновационному развитию отраслей. В частности, интерес к энергоэффективным технологиям проявляют представители нефтегазовой отрасли. На рынке появляются новые инновационные технологии, которые успешно внедряются в современную жизнь. В данной статье проанализированы практики использования цифровых технологий в отечественных и зарубежных топливно-энергетических комплексах, выявлены актуальные тенденции развития цифровых технологий для нефтегазовой отрасли и исследованы препятствия, возникающие на пути ее развития.

ABSTRACT

Various countries around the world are actively developing energy strategies that aim to save energy and increase energy efficiency in an unstable economic situation. These strategies make it possible to use energy resources more efficiently, reduce the negative impact on the environment and promote innovative development of industries. In particular, representatives of the oil and gas industry are interested in energy-efficient technologies. New innovative technologies appear on the market and are successfully implemented in modern life. This article analyzes the practices of using digital technologies in domestic and foreign fuel and energy complexes, identifies current trends in the development of digital technologies for the oil and gas industry and investigates the obstacles to its development.

Ключевые слова: энергосбережение, повышение энергетической эффективности, энергоэффективные технологии, цифровые технологии, интеллектуальные скважины, интеллектуальные месторождения, безлюдные технологии эксплуатации месторождений.

Keywords: energy saving, energy efficiency, energy efficiency improvement, digital technologies, smart wells, smart fields, unmanned field operation technologies.

В настоящее время мировая экономика сталкивается с глобальными и локальными экономическими кризисами. Среди них можно выделить увеличение инфляции, последствия пандемии COVID-19, а также сложные политические и военные ситуации. В связи с этим, перед ключевыми игроками на топливно-энергетическом рынке сейчас особенно остро встает необходимость гибкого и своевременного реагирования на вызовы мировой нестабильности. Одной из главных задач, которую перед собой ставят предприятия топливно-энергетического комплекса (ТЭК), является разработка стратегий энергосбережения и повышения энергоэффективности предприятия.

Особую роль в энергосбережении и повышении энергоэффективности играет цифровая трансформация предприятия, отраслей и государства в целом. Главное направление развития цифровых технологий в области энергетики заключается в обеспечении тесных взаимосвязей между различными энергетическими системами и направлениями цепочки обеспечения потребителей энергией.

В условиях быстро растущей конкуренции на мировой арене в вопросе внедрения цифровых технологий, было принято постановление от 21 июля 2020 г. N 474 "О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года", одна из стратегических целей которого – вхождение России в число глобальных цифровых лидеров к 2030 г. [1]. Реализация стратегии предусматривает создание информационной инфраструктуры, внедрение цифровых технологий, подготовку цифровых кадров и создание нормативно-правовой базы среды.

Цифровизация ТЭК открывает новую веху развития нефтегазовой отрасли, в которой на передний план выходят малолюдные (а в будущем безлюдные) технологии добычи и переработки углеводородов, посредством роботизации рабочих процессов. Это будет особенно актуально в опасных и труднодоступных зонах. Основные цифровые технологии, которые в настоящее время активно применяются в различных отраслях экономики, являются: большие данные, набирающий популярность, искусственный интеллект, квантовые технологии и промышленный интернет вещей, компоненты робототехники и сенсорика, технология беспроводной связи, а также технологии виртуальной и дополнительной реальности. Некоторые из перечисленных технологий используются при создании в нефтегазовой отрасли   интеллектуальных скважин и скважин с умным закачиванием, бионические скважины и интеллектуальные месторождения, а также подводные комплексы с безлюдными технологиями добычи сырья. [2]

Интеллектуальная скважина – это объект, оснащенный системами датчиков и/или регулирующих клапанов, которые позволяют контролировать параметры работы. Благодаря внедрению подобных систем удается повысить показатели экономической эффективности добычи, обеспечить безопасность проведения работ, а также положительно повлиять на коэффициент извлечения. Бионические скважины являются разновидностью интеллектуальных. Их отличительная особенность – широкий охват продуктивного пласта. Данная технология приводит к снижению себестоимости разработки месторождения на 20%, что позволяет компании вести конкурентную борьбу в условиях санкционного давления и установленного потолка цен на нефть. [3]

Использование цифровых технологий уже долгое время является приоритетным направлением в разработке энергоэффективных стратегий у зарубежных компаний. Компоненты и оборудование для работы интеллектуальных скважин успешно применяются в различных регионах мира, включая РФ, США, Северное море, Западную Африку, Ближний Восток, Бруней и Австралию. Количество цифровых скважин в мире на 2015 г. превысило 15000, из них в России – более 2000. [3]. Среди Российских компаний определенных успехов в использовании цифровых технологий добились такие компании, как ПАО НК «Роснефть» (10 интеллектуальных месторождений), ПАО «Газпром» (7, в том числе одно морское безлюдное) и ПАО «Лукойл» (5). Однако, лидерами по внедрению цифровых технологий в добыче углеводородов все еще остаются зарубежные компании «Shell», «BP», «ExxonMobil». В частности, компании «Shell» и «ExxonMobil» в числе первых внедрили технологию цифрового контроля развития проектов с применением мобильных устройств.

Одним из примеров российского интеллектуального месторождения является эксплуатация Салымского нефтепромысла компанией «Салым Петролеум Девелопмент». Специалисты СПД успешно оборудовали все нагнетательные и водозаборные скважины на Салымских месторождениях «умной» технологией по забору, закачке и подготовке воды — Fieldware Water Injection System. Сотрудники, имеющие доступ в домен системы «умных месторождений», могут в реальном времени отслеживать и изменять параметры и уровни закачки и откачки из водяных резервуаров, а также параметры подачи нагнетательных насосов и давления. Комплекс «умных» технологий Salym Fieldware Production Universe, Fieldware Well Test и Fieldware ESP позволяет удаленно осуществлять мониторинг и наблюдение за работой ЭЦН и в режиме реального времени контролировать проведение замеров по скважинам с подтверждением результатов и получать сигнал об отклонении параметров от диапазона нормальной эксплуатации. Получаемые данные с месторождения позволяют осуществить анализ эффективности добычи, оптимизировать работу скважин и персонала. [4].

Применение технологии «Robotic process automation» (сокращенно RPA) также относится к инструменту цифровизации топливно-энергетического комплекса и позволяет повысить энергоэффективность предприятия путем замены части человеческого труда роботами. В перспективе люди могут делегировать роботам выполнение рутинных повторяющихся действий, которые сейчас решает оператор с помощью мышки и клавиатуры. Все это будет возможно с помощью применения программы под названием «программный бот». [5] Данная технология позволит решить проблему нехватки кадров, уменьшить издержки и сохранить прибыль.

Технология безлюдной добычи углеводородов основывается на создании цифрового двойника месторождения на основе геологической разведки. Другими словам, создается гидродинамическая модель, в которой будут заложены данные о жидкостях и их движении в пласте. Чтобы оценить количество продукта, которое будет получено из скважины и саму возможность извлечения нефти, в модели учитывают такой параметр, как давление в породах. Его замеряют непосредственно на скважинах, а движение нефти в тонких капиллярах между частичками породы оценивают в лаборатории. Там же определяют свойства жидкостей — плотность, вязкость, сжимаемость — и проницаемость породы для нефти, газа и воды. и управления им в дистанционном режим. [6] Использование искусственного интеллекта и 3D-моделирования в процессе добычи углеводородов дает возможность перейти на безлюдные технологии и значительно повысить энергосбережение и энергоэффективность предприятия.

Безлюдные технологии активно внедряются в отечественную практику добычи. К примеру, благодаря созданному цифровому двойнику, удаленное управление производственными процессами на Южно-Приобском месторождении происходит из главного офиса компании ООО «Газпромтехнефть-Хантос». Основная доля остаточных запасов нефти на данном месторождении относится к трудноизвлекаемым. В перспективе, создание и внедрение цифрового двойника месторождения, позволит снизить операционные затраты на освоение месторождения на 15%.

Развитию нефтегазовой отрасли препятствуют различные факторы внешней и внутренней среды. [7]. Среди них санкционное давление со стороны стран Запада и Европы, которые сдерживают развитие ТЭК и способствуют снижению цен на энергоресурсы. К внутренним угрозам развития отрасли относится истощение ресурсной базы и, как следствие, рост трудноизвлекаемых запасов, что влечет за собой рост себестоимости добычи углеводородов. (рис. 1)

Рисунок 1. Динамика себестоимости добычи нефти в России, руб. за т. Источник [8]

На диаграмме видно, что себестоимость добычи нефти на конец 1 квартала 2022 г. практически в два раза превышает показатели за 1 квартал 2021 года.  Вместе с этим, страны G7, а также Евросоюз. Австралия, Норвегия и Швейцария в начале декабря 2022 г. ввели потолок цены на российскую нефть, перевозимую морем. Он установился на уровне $60 за баррель и будет пересматриваться каждые два месяца. [9]

Еще одним препятствием к повсеместному внедрению цифровизации на предприятиях ТЭК является тенденция к сокращению инвестиций в данную область развития отрасли. Во многом это обусловлено сменой приоритетов в экономической стратегии.

Резюмируя все вышесказанное, можно сделать вывод о том, что внедрение цифровых и интеллектуальных технологий позволяет повысить энергосбережение и энергоэффективность на предприятиях ТЭК. На сегодняшний день мы можем наглядно увидеть результаты использования цифровых технологий на примере отечественных компаний. Статистика показывает, что создание интеллектуальных скважин и месторождений, а также внедрение роботизированных технологий, помогают повысить эффективность эксплуатации месторождений, оптимизировать трудозатраты и снизить эксплуатационные затраты. Использование цифровых технологий также поможет занять лидерские позиции среди зарубежных компаний, что является особенно актуальным в условиях нестабильности мировой экономики.

Список литературы:

1. Указ Президента РФ от 21.07.2020 N 474 "О национальных целях развития Российской Федерации на период до 2030 года". – [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_357927/ (дата обращения 20.06.2023)
2. Линник, Ю. Н. Цифровые технологии в нефтегазовом комплексе / Ю. Н. Линник, М. А. Кирюхин // Вестник университета. – 2019. – № 7. – С. 37-40.
3. Ерёмин, А. Н. Новая классификация цифровых и интеллектуальных скважин//Автоматизация и IT в нефтегазовой области. – 2016. – № 2 (24). – С. 20-22.
4. Умные месторождения Салыма". – [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: chrome-extension://efaidnbmnnnibpcajpcglclefindmkaj/https://rogtecmagazine.com/wp-content/uploads/2014/09/06_SPD_Smartfields.pdf (дата обращения 20.06.2023)
5. Robotic Process Automation (RPA) —автоматизации процессов. – [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://cloudnetworks.ru/inf-tehnologii/rpa/ (дата обращения 20.06.2023)
6. Что такое цифровые двойники, чем они отличаются от виртуальных 3D-моделей и как используются в энергетике. – [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://eplus.media/technologies/chto-takoe-czifrovye-dvojniki-chem-oni-otlichayutsya-ot-virtualnyh-3d-modelej-i-kak-ispolzuyutsya-v-energetike/ (дата обращения 20.06.2023)
7. В. Я. Афанасьев, Ю. Н. Линник, О. И. Большакова, В. Ю. Линник, А. А. Каверин и др.Нефтегазовый комплекс: производство, экономика, управление: учебник для вузов . – под ред. Ю. Н. Линника, В. Я. Афанасьева. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Экономика, 2017. – 780 с
8. Технологическое развитие отраслей экономики. – [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://rosstat.gov.ru/folder/11189 (дата обращения 20.06.2023)
9. WSJ узнала о планах «Большой семерки» сохранить потолок цен на нефть из России в $60//Forbes. – [Электронный ресурс] – Режим доступа. – URL: https://www.forbes.ru/biznes/486173-wsj-uznala-o-planah-bol-soj-semerki-sohranit-potolok-cen-na-neft-iz-rossii-v-60 (дата обращения 20.06.2023)