Смена
парадигмы развития нефтегазового
бизнеса
История отечественной нефтяной промышленности насчитывает более 150 лет, а газовой – около 100. На протяжении многих лет предыдущие поколения нефтяников и газовиков, проектировщиков и строителей, ученых и руководителей закладывали фундамент, базис технологической цепочки (вертикали) нефтегазового комплекса, постепенно открывая все новые и новые месторождения, строя более протяженные и с большим давлением трубопроводы, увеличивая мощности по переработке, развивая сеть газораспределительных станций, автомобильных заправок.
Как следствие, за прошедшие годы не только у рядовых обывателей, но и у некоторых работников нефтегазового комплекса сформировались как минимум два стереотипа в отношении перспектив его развития. Первый стереотип – об освоении недр при последовательном движении в пространстве страны с запада на восток с последующим открытием (когда-то очень скоро) новых месторождений углеводородов. Второй стереотип – о «гарантированности» открытий именно крупных месторождений, их первоочередности вовлечения в разработку и оставлением мелких месторождений когда-то «на потом» [1]. К сожалению, оба эти стереотипа неверны, а складывавшуюся на протяжении 100÷150 лет парадигму развития давно пора принципиально пересмотреть.
Во-первых, размер всех открываемых в последние десятилетия месторождений все меньше и меньше по запасам. По итогам 2019 г. в нашей стране добыто 560 млн. т. нефти и газового конденсата и 737 млрд. куб. м – природного газа [2]. При этом, общее число месторождений, на которых ведется добыча, нефтяных – 2 093 (в т.ч. с добычей попутного газа – 269), газовых – 1983, т.е. всего 4 086 месторождений углеводородов. Степень выработанности запасов нефти категорий А + В1 + С1 составляет около 57%, в нераспределенном фонде недр находятся 433 месторождения, около 90% из которых относятся к мелким (запасы от 1 до 10 млн. т.) и очень мелким (менее 1 млн. т). по масштабу заключенных в них запасов. При этом, в нашей стране и так существенно увеличивается глубина скважин (на многих месторождениях уже свыше 3-х км), а из-за гораздо более сложных горно-геологических условий (глубина залегания, продуктивная мощность и пористость пластов), чем, например, в странах Ближнего Востока – Саудовской Аравии, ОАЭ, Катаре, Кувейте, Ираке, Иране – дебит скважин на ряде наших действующих месторождений составляет менее 10 т. в сутки. Кроме того, производительность труда на небольших месторождениях будет ниже, чем на крупных месторождениях за счет отсутствия «эффекта масштаба». По добыче газа также необходимо добавить, что более 60% от всего объема обеспечивают всего шесть месторождений: Уренгойское, Заполярное, Бованенковское, Ямбургское, Юрхаровское и Южно-Русское [3]. Можно быть уверенным, что в ближайшей перспективе, к сожалению, ожидать открытия уникальных, гигантских и крупных месторождений никак не приходится. С учетом всех перечисленных факторов, на действующих месторождениях нужно применять инновационные технологии для снижения себестоимости, а на вновь открываемых – для увеличения эффективности добычи и экономических показателей в целом, снижении транспортной составляющей в общей структуре стоимости.
Во-вторых, при движении на восток и без того значительное «транспортное плечо», т.е. расстояние от объекта добычи до объекта переработки или потребления, будет только увеличиваться, что требует затрат в трубопроводную и иную инфраструктуру, а также повышает стоимость «транспортной» составляющей в конечной стоимости углеводородов для потребителя. Так, уже сейчас среднее «транспортное плечо» перекачки углеводородов по трубопроводам (без учета водного и железнодорожного транспорта) для газа в нашей стране – около 2 200 км, для газа при экспорте за рубеж – около 3 700÷4 000 км [4], для нефти – 2 500 км, для нефтепродуктов – 1 400 км [5]. Таким образом, для наших месторождений в Восточной Сибири, Арктике и на Дальнем Востоке нужно искать новые маршруты и способы транспортировки углеводородов, например, сочетание трубопроводов и морских танкерных и каботажных (больших и малых) перевозок.
После введения против наших нефтегазовых компаний американских санкций на фоне «крымских» событий в 2014 г. уже произошли существенные изменения – на уровне государства выработаны принципы технологического суверенитета, на уровне компаний – разработаны «с нуля» программы импортозамещения, произведены соответствующие изменения в Программы инновационного развития. Но в нынешних условиях (распространение короновирусной инфекции, турбулентность на мировом нефтяном рынке) необходимо существенным образом пересмотреть пути развития нефтегазового комплекса и определить наиболее востребованные, критические технологии, чтобы имеющийся научно-исследовательский потенциал сосредоточить именно на них, не «распыляя» итак ограниченные финансовые средства. Программы инновационного развития и импортозамещения, безусловно, важны (хотя они решают задачу «догнать и перегнать», на средне- и долгосрочную перспективу правильнее было бы говорить об «импортоопережении»),но в нынешних реалиях, с точки зрения стратегических перспектив, необходимо вести речь о комплексной системной работе по формированию принципиально новой производственной и инфраструктурной схемы нефтегазового бизнеса, с одной стороны, для освоения месторождений Восточной Сибири, Арктики и Дальнего Востока, а с другой стороны – для поддержания, развития и безаварийной эксплуатации той технологической вертикали нефтегазового комплекса, которая выстраивалась последние 100 лет.
Формирование новой системы логистики
Обустройство месторождений углеводородов и построение новой эффективной системы логистики в северных и восточных регионах страны будет сопряжено с рядом ограничений: природно-климатических, инфраструктурно-логистических, экологических, экономических [6].
К природно-геологическим ограничениям можно отнести суровые климатические условия, необычайное разнообразие географического ландшафта (от многолетнемерзлых грунтов и термокарста до заболоченных или пустынных территорий), низкая отрицательная температура боˊльшей части календарного года, слабая изученность регионов добычи и транспорта углеводородов, высокая сейсмическая активность ряда ключевых транзитных регионов и пр. Для компенсации этих ограничений потребуются дополнительные технологии (и затраты), например, на изготовление сейсмостойкого и хладостойкого (с большим перепадом рабочего диапазона температуры) оборудования, нагрев углеводородов в процессе их добычи, транспортировки хранения, повышение прочности материалов с связи с ростом рабочего давления для сокращения числа дожимных и магистральных насосных и компрессорных станций, строительство зданий и сооружений на сваях для недопущения растепления грунта, цифровое моделирование опасных геологических процессов и многие другие.
Под инфраструктурно-логистическими ограничениями понимаются такие, которые вызваны крайне неравномерной плотностью проживания населения и, как следствие, размещения промышленных производств, что приводит к неравномерностям спроса на энергоресурсы (как по территории, так и по календарному году) и территориальной разобщенности потребителей, сложностей в интеграции энергосистем. Кроме того, сильно ограничивает возможность использования внутреннего речного судоходства отсутствие в восточной части страны рек, текущих с запада на восток (или с востока на запад), а также наличие вечной мерзлоты и территориальная удаленность. Объективно, мероприятия по компенсации этих ограничений могут быть одними из самых затратных, так как требуется создание баз материально-технического обеспечения, организация вахтовых поселков, необходимость высокого уровня автоматизации производства, сопряженные с высокой стоимостью доставки человеческих и материально-технических ресурсов, проведения корпоративной политики по денежным компенсациям как самим работникам, так и местным жителям. Отсутствие на местном рынке труда работников с соответствующими компетенциями практически всегда приводит к необходимости перемещения специалистов с семьями «с большой земли», а это – дополнительные обязательства и затраты в непроизводственную инфраструктуру (дороги, детские сады и школы, больницы, объекты культуры и спорта и пр.), не приносящую прибыли, но при этом обладающую своеобразным «индикатором» социальной ответственности компании в построении её имиджа.
Экологические ограничения, связанные с возрастающим запросом общества в целом и отдельных граждан на чистую окружающую среду, необходимо компенсировать безаварийной эксплуатацией энергетических активов нефтегазового бизнеса, запроектированных по принципу «нулевого сброса» или минимального техногенного риска, утилизацией отходов промышленной и человеческой деятельности (в том числе прошлых лет), созданием баз логистики для ликвидации возможных разливов нефти и нефтепродуктов, использованием попутного газа, возобновляемых и альтернативных источников энергии для собственных нужд с целью снижения себестоимости углеводородной продукции при её доставке на мировые рынки.
Экономические ограничения связаны с высокими CAPEX при длительном сроке возврата инвестиций, значительными OPEX для диспетчеризации и поддержания работоспособности удаленного оборудования, необходимостью доступа к «длинным» деньгам с низкой процентной ставкой, чувствительностью к новостному и информационному шуму, вероятностью внезапного возникновения «черных лебедей» (например, короновирусная инфекция COVID-19) и прочим. Сложность данных ограничений в том, что взять деньги на освоение энергии недр и формирование новой системы логистики углеводородов можно только из самого нефтегазового комплекса (больше – неоткуда!), и без того несущего значительную финансовую нагрузку. Для компенсации ограничений требуется продуманная системная государственная политика в части финансовой и налоговой нагрузки, льгот и других принятых и применяемых в мире механизмов поддержки инновационных изменений.
Необходимость учета всех указанных выше ограничений, а также мероприятий по их компенсации, потребует принципиально нового подхода и к организационно-финансовой деятельности, так как необходимо будет искать и внедрять инновационные технологии за счет оптимизации, рационализации текущей операционной деятельности.
Инновационные технологии (изменения) и управление инновациями
В классической теории менеджмента одной из его ключевых функций является обеспечение конкурентоспособности и устойчивости организации (предприятия) в условиях изменяющейся внешней среды. Одним из наиболее эффективных инструментов считается инновационная активность и инновационные технологии (изменения), позволяющие даже при отсутствии значительного объема капитала, эффективно строить организационно-управленческие потоки создания ценностей и управлять бизнес-процессами в условиях ограниченных ресурсов и жесткой конкуренции.
Сами термины «инновация», «инновационные изменения» были известны давно, но введены в экономическую науку в начале XX в. в серии работ профессора Гарвардского университета Йозефа Алоиса Шумпетера (1883-1950 гг.). В нашей стране государственная политика в области инновационного развития начала формироваться с 2010 г., когда компаниям с государственным участием было поручено стимулировать инновационную деятельность посредством разработки стратегических программ и планов инновационного развития.
Принято разделять 4 типа инноваций [7]:
технологические продуктовые инновации – разработка и внедрение технологически новых или сильно усовершенствованных продуктов (товаров, услуг), основанных на использовании принципиально новых технологий;
технологические процессные инновации – использование технологически новых производственных методов, в том числе методов изготовления и транспортирования продуктов (товаров, услуг), для повышения эффективности существующих процессов или же создания новых, которые не могли быть реализованы обычными методами;
организационные инновации – создание новых форм ведения бизнес-процессов, организации новых рабочих мест, способов связи и коммуникаций с внешними и внутренними клиентами (большое количество таких инноваций реализуется с помощью методов и инструментов «Lean management» − «бережливого производства»);
маркетинговые инновации – использование новых методов продаж продуктов, товаров и услуг, их продвижения на рынки сбыта, новые методы в дизайне, бренде, «упаковке».
Для визуализации моделей развития часто используются различные схемы, основанные на модели «жизненного цикла» отрасли (рынка, товара, услуги), изложенной в 1980 г. в работе профессора Гарвардской школы бизнеса М. Портера (1947-н.в.) «Конкурентная стратегия», хотя необходимо добавить, что до него схожие модели приводились и другими исследователями: волны Н.Д. Кондратьева, циклы Г. Менша и пр.
На рис. 1 приведена модель «жизненного цикла» по М. Портеру.
Рис. 1. Модель «жизненного цикла» отрасли (рынка, товара) М. Портера.
Модель М. Портера визуально описывает развитие продукта (товара, услуги, а также отрасли, рынка) в виде линии продаж во времени, при этом с течением времени возрастает и организационно-технологическая сложность, обусловленная изменением доли рынка, возникновением конкуренции, изменением соотношения между спросом и предложением, других факторов. На рис. 1 показано четыре основных этапа: становление, рост, зрелость, спад, характеристики которых приведены в табл. 1.
Табл. 1. Характеристики этапов модели «жизненного цикла» М. Портера.
|
Параметр |
Становление |
Рост |
Зрелость |
Спад |
|
Темп роста |
высокий |
высокий |
низкий |
нет |
|
Конкуренция |
низкая |
низкая |
высокая |
высокая |
|
Заменители |
нет |
есть |
есть |
есть |
|
Технология |
новая |
заимствуется |
открыта |
старая |
|
Потенциал роста |
высокий |
высокий |
низкий |
нет |
|
Отношение спроса (С) к производству (П) |
С > П |
С > П |
С ≤ П |
С < П |
На рис. 2
визуализирована разница между моделями
инновационного развития и модернизации
(оптимизации), часто приводящаяся
известным промышленным дизайнером
В. Пирожковым [8].
Рис. 2. Визуализация моделей инновационного развития и модернизации (составлено авторами на основе [8]).
По мере роста эффективности, т.е. прогресса продукт (товар, услуга) достигает определенного порога сложности, после чего наступает ее естественное снижение эффективности, т.е. регресс. Проекты типа «Brownfield» (к ним относятся модернизации, оптимизации и пр.) продлевают срок жизни, но не выводят продукт (товар, услуга) на принципиально новый организационно-технологический уровень. И лишь только проекты типа «Greenfield» (форсайт, «голубые океаны», инновационные решения и технологии,) возникающие на пике сложности, позволяют, по сути, создать новый продукт (товар, услугу, а также отрасль, рынок), развитие которого уже начнется с другой точки, что приводит к принципиально иной сложности системы и росту ее общей эффективности. Цель изменений − прорывные технологии для инновационного «рывка», создание новых рынков и технологий, достижение глобального технико-экономического превосходства. В своих выступлениях, например, [9] В. Пирожков развивает эту модель, проводя примеры инноваций будущего.
В случае нефтегазового бизнеса согласиться с данной моделью можно лишь отчасти – в том случае, если мы рассматриваем общую технологическую цепочку энергетики, начиная от использования человеком дров. Да, в этом случае, открытие новых способов получения безопасной, доступной и дешевой энергии может привести к новому энергопереходу. Концепцию «энергоперехода» сформулировал чешско-канадский ученый и политический аналитик Вацлав Смил (1943-н.в.) в своих работах «Энергетика. Мифы и реальность. Научный подход к анализу мировой энергетической политики» (2010) и «Энергия и цивилизация. История» (2017). Понятие «энергоперехода» определяется как 10%-ое сокращение доли рынка определенного энергоресурса за 10 лет: например, сокращение доли традиционных энергоресурсов (углеводороды, уголь) с замещением их новыми энергоресурсами (такими претендентами часто «назначаются» возобновляемые и альтернативные источники энергии, водород, термоядерный синтез и пр.).
Иногда от представителей экспертного сообщества можно услышать тезис о технологическом предвидении, попытках «угадать» будущее – рис. 3. Цель таких изменений − прорывные технологии для опережающего инновационного «рывка», создание новых рынков и технологий, достижение глобального технико-экономического превосходства. К сожалению, примеры успешной реализации модели «опережающего» инновационного развития можно увидеть не так часто. Во-первых, число по-настоящему гениальных людей, действительно обладающих даром «видения» очень невелико, а общепризнанных в мире – единицы: Леонардо да Винчи, Д.И. Менделеев, В.Г. Шухов, Н. Тесла, Т. Эдисон. Во-вторых, как правило, у этих «предсказателей», «провидцев» нет денег для претворения в жизнь своих идей, а действующие руководители компаний, в большинстве случаев, не готовы рисковать финансами, деловой репутаций, существованием компаний в принципе, так как вероятность ошибки очень велика.
Если же вести речь о тех направлениях инновационных изменений (технологий), которыми фактически занимаются компании нефтегазового бизнеса, то представить такую модель можно на рис. 4. Цель изменений − прорывные технологии для инновационного развития, поддержания конкурентоспособности и достижения «нишевого (отраслевого)» потенциала с перспективой внедрения инноваций «более высокого уровня».
Рис. 3. Визуализация модели «опережающего» инновационного развития и модернизации.
Рис. 4. Визуализация модели инновационного развития за счет непрерывных инновационных изменений.
Авторам представляется, что среди компаний нефтегазового сектора наиболее работоспособной будет именно такая модель – инновационного развития за счет непрерывных инновационных изменений, кроме того, отвечающая требованиям стейкхолдеров в части дивидендной прибыли, возврату инвестиций, а также недопустимости нецелевого расходования средств со стороны надзорных и регуляторных органов. Построение такой модели «инновационных изменений» за счет накопления опыта любых организационных, технологических, маркетинговых изменений, повышающих эффективность бизнес-процессов, сокращению потерь и издержек, рациональному использованию ресурсов должно опираться на системную организацию комплекса как фундаментальных, так и прикладных научных исследований и разработок, формирование технологического задела и развитие кадрового потенциала.
На основе большого количества различных документов, статей, презентаций, авторами предпринята попытка проанализировать основные бизнес-сегменты нефтегазового производства: «up-stream» (поиск и разведка углеводородов, бурение скважин, добыча углеводородов), «mid-stream» (транспортировка углеводородов), «down-stream» (переработка углеводородов, логистика и сбыт продуктов их переработки). Авторы не претендуют на абсолютную «истину в последней инстанции», так как формат научной статьи ограничивает количество позиций в «бесконечных» списках инновационных технологий, но при этом приводят основные, наиболее значимые, на их субъективный взгляд, инструменты инновационного развития/изменений, визуализированные на рис. 4.
1. Поиск и разведка месторождений углеводородов
Целями инноваций в данной области являются:
1.1 Получение достоверной информации о глубинном строении недр, структуре пластов-коллекторов и покрышек нефтегазоносных горизонтов;
1.2 Обеспечение ресурсами углеводородного сырья (далее – УВС) организаций НГК, субъектов/регионов и в целом РФ;
1.3 Формирование идеологии отношения общества и государства к углеводородам (далее – УВ) как к возобновляемому источнику энергии.
К основным инструментам инновационных изменений относятся:
1а) новые технологии сейсморазведки (с учетом принципиально новых возможностей цифровых технологий):
бассейновое моделирование УВ систем, прогнозирование перспективных зон для поиска УВ, оценки геологических и геофизических рисков;
седиментационный анализ УВ систем, построение моделей осадконакопления и оценка влияния геологических особенностей на оценку запасов УВ в регионах изучения нефтегазоносности;
сейсмический мониторинг 4D для поиска месторождений УВ, уточнения гидродинамической модели залежи УВ, в том числе на воде с применением «плавающих кос», донных оптоволоконных систем;
подледная сейсморазведка для поиска месторождений УВ в арктических регионах в условиях, когда невозможно или экономически нецелесообразно проведение сейсморазведки с суши или с геофизических судов;
беспилотные летательные аппараты для проведения аэрогеофизических исследований;
1б) цифровое моделирование структуры порового пространства пластов-коллекторов и покрышек месторождений УВ:
«цифровой» керн;
электронная растровая томография;
визуализация с помощью технологий виртуальной и дополненной реальности, соответственно VR и AR;
1в) технологии изучения и эффективной эксплуатации нетрадиционных коллекторов – бажен, сланцы, высокоплотные пласты, газогидраты – разработка методик для отбора керна, оценки фильтрационных свойств коллекторов, оценки запасов УВ, разработки продуктивных отложений.
2. Бурение нефтяных и газовых скважин
2.1 Целями инноваций в данной области являются:
2.2 Вовлечение в эффективную разработку многопластовых месторождений УВ, а также пластов-коллекторов на больших глубинах и/или в сложных геологических условиях;
2.3 Снижение себестоимости бурения поисковых, разведочных скважин, а также многоствольных и наклонно-направленных скважин при эксплуатации пластов-коллекторов на месторождениях УВ
Увеличение виртуальных эффективных толщин (мощностей) пластов-коллекторов на месторождениях УВ.
К основным инструментам инновационных изменений относятся:
2а) строительство многозабойных и наклонно-направленных скважин:
геонавигация бурового инструмента и управление его траекторией при проводке скважины в заданном направлении в режиме реального времени;
новые типы и рецептуры буровых растворов (в том числе на углеводородной основе), обеспечивающих длительное сохранение фильтрационных свойств призабойной зоны скважин;
геофизические исследования скважин в процессе бурения;
направленное колтюбинговое бурение на месторождениях УВ с пониженными пластовыми давлениями;
новые облегченные и полимерные материалы для скважинного оборудования, тампонажа;
премиальные резьбовые соединения для вертикальных и наклонно-направленных скважин;
2б) высокопрочные буровые долота:
аддитивные материалы и технологии для повышения износостойкости скважинного оборудования, снижения сроков и стоимости обслуживания и ремонта;
цифровое моделирование и прогнозирование технологического оборудования для бурения скважин, в том числе проектирование «под заданную стоимость»;
2в) роботизированные буровые суда и платформы нового поколения, в том числе для работы в Арктике:
технологии геопозиционирования;
ледокольное сопровождение или ледокольное исполнение;
бурение в условиях «глубокой» воды;
2г) противовыбросовое буровое оборудование, превенторы в условиях анормально высоких и аномально низких пластовых давлений и на больших глубинах в мировом океане, в том числе для работы в Арктике;
2д) энергоэффективные буровые системы верхнего силового привода для увеличения скорости проходки, бурения конструктивно сложных скважин и повышения безопасности во время бурения.
3. Разработка месторождений углеводородов
Целями инноваций в данной области являются:
3.1 Рациональное использование энергии недр, формирование идеологии комплексного обустройства месторождений УВ и их инфраструктуры;
3.2 Снижение себестоимости добычи УВ, повышение эффективности разработки месторождений;
3.3 Повышение эффективного коэффициента извлечения нефти;
3.4 Вовлечение в разработку нетрадиционных месторождений УВ.
К основным инструментам инновационных изменений относятся:
3а) Цифровое моделирование месторождений УВ с заранее заданными технико-экономическими параметрами:
эффективное прогнозирование и использование методов увеличения отдачи пластов на различных стадиях добычи УВ;
технологии 4D, виртуальной и дополненной реальности для поддержки и принятия управленческих решений;
реинжиниринг «зрелых» месторождений УВ;
3б) Геолого-технические мероприятия для регулирования параметров разработки месторождений УВ в соответствии с целевыми значениями по объему добычи УВ:
нанотехнологии, материалы и реагенты промысловой химии для увеличения проницаемости призабойной зоны скважин при проведении кислотных обработок и гидроразрыва пласта (ГРП);
технологии многостадийного управляемого ГРП (с контролем роста трещин) для глубокозалегающих нефтегазоносных горизонтов, мобильные комплексы для проведения ГРП;
ремонтно-изоляционные работы с использованием «интеллекутальных», «умных» материалов с заданными эксплуатационными свойствами и памятью для ликвидации негерметичностей, снижения водопритока в скважину;
зарезка боковых горизонтальных и наклонно-направленных стволов, перевод скважин на выше- и ниже-лежашие горизонты для увеличения выработки остаточных запасов УВ;
тепловое и физико-химическое воздействие на пласт для вовлечения в разработку нетрадиционных коллекторов – бажен, сланцы, высокоплотные пласты, газогидраты – для их эффективной эксплуатации
3в) Технологии разработки:
месторождений низконапорного газа (с низким давлением в пласте);
месторождений «жирного» газа (с высоким содержанием углеводородов от С3 и выше);
газа плотных пород (сланцевого);
метана угольных пластов;
газогидратов вечномерзлых пород и глубоководных впадин мирового океана;
3г) Энергоэффективные скважинные насосы (в т.ч. высокого давления – до 1 200÷1 500 атм.) с применением аддитивных и композитных материалов с увеличенным сроком службы для повышения КПД и наработки на отказ (увеличения времени межремонтых периодов);
3д) Технологии подготовки нефти и газа к транспорту, мембранные установки для выделения из УВ инертных газов и ценных компонентов, механических примесей и воды – из природного газа;
3е) Технологии борьбы с парафиноотложением для промысловых нефтепроводов и гидратообразованием – для промысловых газопроводов; сбора и транспорта многофазных и нестабильных потоков;
3ж) Технологии и оборудование для роботизированных подводных добычных комплексов, «безлюдные» технологии для передвижных подводных и добычных платформ в арктических условиях.
4. Транспорт и хранение углеводородов, логистика и сбыт и продуктов их переработки
Целями инноваций в данной области являются:
4.1 Формирование новой транспортно-логистической инфраструктуры Дальнего Востока, Восточной Сибири и Арктики с учетом геологических условий месторождений УВ и технико-экономического анализа возможных способов транспортировки УВ на рынки, в т.ч. «конечного» покупателя;
4.2 Создание среды «технологического доверия» и эффективного взаимодействия с потребителем, основанного на многовариантном прогнозировании и гарантированном удовлетворении спроса на энергоресурсы;
4.3 Продление безремонтного срока эксплуатации, безаварийная работа, ремонтопригодность магистральных трубопроводов и объектов хранения УВ;
4.4 Снижение себестоимости перекачки УВ по трубопроводам;
4.5 Сокращение технологических потерь при транспортировке и хранении УВ и продуктов их переработки;
4.6 Развитие собственного бункеровочного, каботажного и танкерного флота, в том числе судов ледокольного исполнения, и необходимой инфраструктуры.
К основным инструментам инновационных изменений относятся:
4а) Высокоэффективные технологии перекачки УВ:
энергоэффективные агрегаты (насосы, компрессоры, приводы к ним) с высоким КПД;
специализированные стали, композитные и аддитивные материалы, устройства 3D-печати готовых изделий, обладающие высокой коррозионной стойкостью и прочностью, для труб и технологического оборудования транспорта (в том числе на высокое давление) и хранения УВ;
частотно-регулируемые приводы для управления режимами перекачки нефти и нефтепродуктов по трубопроводам;
изготовление на основе керамических материалов с нанопленками лопаток компрессоров на магистральных газопроводах для увеличения их срока эксплуатации и улучшения технических характеристик;
создание труб для магистральных трубопроводов с внутренним эпоксидным покрытием для снижения гидравлического сопротивления, скорости отложения примесей и скорости развития коррозии в агрессивных средах или при наличии агрессивных веществ;
противотурбулентные и депрессорные присадки для снижения энергоемкости перекачки нефти и нефтепродуктов, эффективного управления режимами работы магистральных трубопроводов;
автономные элементы питания, возобновляемые и альтернативные источники энергии для удаленного технологического оборудования магистральных и промысловых трубопроводов;
4б) Внутритрубная диагностика магистральных трубопроводов:
устройства для внутритрубной диагностики с заданными техническими характеристиками, превосходящими мировые аналоги, - с совмещением рентгеновских и ультразвуковых сигналов, без применения расходных материалов;
снижение энергоемкости внутритрубных диагностических снарядов при уменьшении шага размещения датчиков и увеличении частоты «просвета» металла труб для обнаружения продольных и поперечных дефектов;
мониторинг и прогнозирование развития дефектов, цифровая интерпретация данных после диагностики с использованием инструментов цифровой трансформации;
4в) Развитие и создание технологий в области подземного хранения газа (ПХГ):
ПХГ в шахтах, скальных грунтах, соляных кавернах;
научно-исследовательские разработки для хранения водорода (в т.ч. малых объемов) на случай развития технологий его получения из природного газа (пиролиз/реформинг метана) или процессом электролиза из воды;
технологии закачки и подземного хранения неуглеводородных газов (гелия, СО2, водорода);
4г) Технологии борьбы с отложениями для магистральных нефтепроводов – с парафинов, для газопроводов – с гидратов; разработка технологий перекачки газа в двухфазном или гидратном состоянии;
4д) Технологии и оборудование рекуперации паров жидких УВ при их хранении, погрузке на танкеры, железнодорожных операциях, мелко- и среднеоптовом сбыте;
4е) «Интеллектуальные» устройства удаленного наблюдения за объектами транспортной инфраструктуры для контроля напряженно-деформированного состояния (особенно на труднодоступных участках, например, подводных, или в местах опасных геологических процессов), утечек и предотвращения несанкционированного воздействия (космические технологии, волоконно-оптические сенсоры, летающие дроны и пр.);
4ж) Новые технологии сварочного производства (особенно – для композитных материалов), контроля качества сварных соединений.
5. Переработка углеводородов, нефте- и газохимия
Целями инноваций в данной области являются:
5.1 Повышение энергоэффективности технологических процессов при увеличении глубины переработки нефти и газа;
5.2 Производство экологической продукции (моторных топлив, продуктов нефте- и газохимии), отвечающей мировым стандартам и запросам общества;
5.3 Развитие нефте- и газохимии, как независимого сегмента нефтегазового бизнеса, обладающего большей добавочной стоимостью;
5.4 Развитие оборудования и технологий для производства и сбыта сжиженных (СПГ) и компримированных (КПГ) газов, как одних из наиболее экологичных и энергоемких топлив будущего.
К основным инструментам инновационных изменений относятся:
5а) Энергоэффективные технологии, оборудование и материалы для каталитического и термического крекинга:
катализаторы для увеличения глубины переработки нефти,
присадки для получения премиальных моторных топлив, масел;
5б) Технологии, оборудование и материалы для производства, хранения и сбыта СПГ и КПГ:
криогенные насосы и компрессоры высокого и низкого давления;
хладостойкие стали, инновационные композитные материалы;
энергоэффективные пластинчатые теплообменники;
криогенные резервуары;
плавучие заводы по сжижению и плавучие регазификационные терминалы;
распределительные сети и заправочные станции;
бортовые топливные системы для транспорта, использующего КПГ и СПГ в качестве топлива;
5в) Оборудование и технологии для производства гелия, метана угольных пластов, синтетических жидких топлив на основе реакции Фишера-Тропша;
5г) Технологии производства новых строительных материалов с улучшенными эксплуатационными характеристиками на основе серы;
5д) Технологии производства и утилизации биоразлагаемых отходов, материалов, пластиков и полимеров (полиэтиленов, полипропилентов и пр.), не приносящих вреда экологии, например, на основе термолиза (разрушения без доступа кислорода).
6. Экологические инновации
Целями инноваций в данной области являются:
6.1 Формирование имиджа энергетических компаний как экологически и социально ответственных, обеспечивающих во всех сегментах нефтегазового бизнеса мероприятия для недопущения техногенного вреда, гарантирующих в процессе своей деятельности безопасность для жизни и здоровья граждан, окружающей среды;
6.2 Использование возобновляемых и альтернативных источников энергии во всех сегментах нефтегазового бизнеса для обеспечения собственной потребности в энергоресурсах (в т.ч. внедрение парадигмы «нефтегазовый бизнес – не конкурент, а партнер ВИЭ»), снижения энергоемкости технологических процессов, снижения себестоимости и повышения экономических показателей;
6.3 Исключение антропогенного воздействия, применение технологий «нулевого сброса» на объектах нефтегазового бизнеса на природных территориях с особым статусом, акваториях морей и океанов;
6.4 Разработка, внедрение и независимый контроль прозрачных общепринятых методик оценки антропогенного и техногенного влияния на окружающую среду.
К основным инструментам инновационных изменений относятся:
5а) Невзрывные источники сигналов в сейсморазведке, например, сейсмическая томография;
5б) При бурении и ГРП:
подземная утилизация буровых материалов в процессе строительства, эксплуатации и ремонта нефтяных и газовых скважин;
замкнутые системы подготовки воды, применяемой для увеличения отдачи пластов;
экологически «чистая» химия – буровые растворы, биоразлагаемые гели, инертные материалы для пропантов;
5в) Использование попутного нефтяного газа на собственные нужды:
энерго- и теплогенерация;
производство ароматических углеводородов;
малотоннажные установки СПГ и КПГ;
5г) Нано-, композитные и 3D материалы, фильтрующие элементы на всех этапах добычи, переработки, логистики нефти, нефтепродуктов, газа;
5д) Биотехнологии:
разведение и высадка в акватории водоемов гидробионтов (моллюсков, морских гребешков, губок, рыб) для воссоздания биоразнообразия, очистки и мониторинга загрязненности воды и придонного грунты нефтью и нефтепродуктами;
сорбенты и дисперсанты для рекультивации загрязненных нефтью и нефтепродуктами земельных участков, разливов нефти и нефтепродуктов на суше и море, очистки воды и ледяной шуги в арктических районах;
для повышения отдачи пластов при введении различных бактерий или образование их в самом пласте;
5е) Технологии использования ВИЭ – возобновляемых источников энергии (солнце, ветер, вода) для выработки энергии на собственные нужды и на удаленных технологических объектах, процессов утилизации углекислого газа, новые сбытовые сети энергии GTL (gas-to-liquid, газ в жидкость), CTL (coal-to-liquid, уголь в жидкость), Power-to-Gas (энергия в газ) и Gas-to-Power (газ в энергию).
Цифровая революция: от автоматизации к трансформации
Комплексное использование цифровых технологий, взорвавших мир IT-индустрии за последние 5÷10 лет, позволяет на принципиально новом уровне настроить процессы управления и операционной деятельности. Такие понятия как «Big Data» (большие данные), «Internet of Things» (интернет вещей), «Artificial Intelligence» (искусственный интеллект), «Augmented Reality» (дополненная реальность), «Digital Twin» (цифровой двойник) «Digital Shadow» (цифровая тень) в ближайшее время уверенно войдут в повседневную деятельность руководителей и специалистов, позволят облегчить выполнение рутинных операций, проводить анализ больших массивов информации и представлять результаты в удобном и понятном виде для принятия решений, выполнять проектные работы с учетом построения цифровых полномасштабных копий объектов или процессов под заданные технико-экономические параметры.
Для начала необходимо договориться о базовом понимании «цифровой трансформации», так как единого представления о ней в нормативных документах не прописано, что приводит зачастую к различным не всегда корректным толкованиям. Понятие «автоматизация» предусматривает знание разрозненных бизнес-процессов: измерение параметров от различных «датчиков», построение системы управления и контроля на основании сравнения получаемых сигналов и заданных (нормативных) значений. Понятие «информатизация» предполагает автоматизацию взаимосвязанных бизнес-процессов на иерархический уровень выше – процессы являются «сквозными» для различных функциональных подразделений-смежников, могут требовать корректировки исходя из стратегических целей компании. Под понятием «цифровизация» следует создание цифровых моделей процессов, объектов, управление которыми осуществляется на основании многовариантной оценки и анализа различных, зачастую разнонаправленных параметров, в реальном времени исходя из стратегических целей компании. И, наконец, «цифровая трансформация» предполагает построение адаптивной бизнес-структуры всей организации в целом, разработанной или изменяемой на основе долгосрочной стратегии развития, позволяет максимально интегрировать все доступные цифровые технологии в прогнозирование, моделирование, управление, контроль, оценку рисков различных процессов, пронизывающих всю организационную структуру, имеющую большое количество независимых, противоречивых входов, выходов информации. Важно отметить, что цифровая трансформация должна принципиально изменять не только производимый в организации для внешних клиентов во «фронт-офисе» продукт (товар, услугу), но также менять бизнес-процессы «бэк-офиса», т.е. всех собственных служб внутри самой организации, являющихся внутренними клиентами.
В исследовании международной компании «Deloitte» (Делойт), посвященном вопросам цифровой трансформации [10] приведена модель, состоящая из 10-ти этапов и основанная на таких фундаментальных составляющих, как кибербезопасность и цифровая культура. На рис. 5 приведена схема циклической цифровой трансформации организации, разработанная компанией «Делойт».
Рис. 5. Модель цифровой трансформации деятельности [10].
Циклическая модель цифровой трансформации предполагает объективную оценку бизнес-процессов и составление на её результатах четкого, последовательного плана действий с «Key performance indicators» (KPI, ключевые показатели эффективности), заранее прописанными и одинаково понятными всем задействованным сотрудникам. Переход к каждому следующему этапу должен осуществляться только тогда, когда эти показатели на предыдущем этапе достигнуты, при этом будут выполнены мероприятия по исключению запараллеленных и/или разрозненных бизнес-процессов, выявлению потенциала для скрытого роста производительности и ликвидации потерь (например, с использованием инструментов бережливого производства – «Lean Management»), общекорпоративной открытости в части использования различных данных, поиска возможных инструментов для получения конкурентных преимуществ.
В качестве примеров цифровой трансформации целесообразно ознакомиться с опытом таких компаний, как ПАО «Газпром нефть» [11-12], «Шлюмберже» (Schlumberger) [13], ПАО «СИБУР Холдинг» [14].
При построении любых моделей цифровой трансформации необходимо также уделять внимание вопросам цифровой безопасности критически важных объектов инфраструктуры, в том числе от кибер-угроз, вирусных и хакерских атак, несанкционированного перехвата управления и пр.
Выводы
Успешность описанных в настоящей статье изменений можно существенным образом повысить при соблюдении и заблаговременном планировании всего 3-х ключевых факторов.
Во-первых, сознательное инвестирование значительных средств в научно-исследовательские и опытно-конструкторские разработки собственных новых продуктов (товаров, услуг), а не закупку импортных готовых аналогов. Реализация этапа может быть сопряжена с большими рисками невозврата затраченных денежных средств, но даже в этом случае будут развиваться отечественные предприятия, создаваться рабочие места, формироваться научно-технический задел для дальнейших исследований.
Во-вторых, создаваемое оборудование, технологии необходимо внедрять на местах в технологические, операционные, финансовые и иные бизнес-процессы. Для этого потребуется тщательное и детальное составление технического задания (задания на проектирование) силами заказчика с учетом мирового опыта, «увязка» задания со средне- и долгосрочной стратегией развития, пересмотр подхода к проектированию от «быстро что-то начертить в Автокаде» к использованию технологий 6D-проектирования, применению информационной модели здания – «Building Information Model», внедрению модели жизненного цикла организации, предприятия – «Life Cycle Model».
В-третьих, для разработки новых технологий и претворения их в жизнь требуется успешное и эффективное решение вопроса формирования человеческого потенциала энергетических компаний: перепрофилирование и переподготовка персонала как внутри самих организаций в корпоративных структурах, так и в соответствующих профильных (отраслевых) техникумах и университетах. О влиянии фундаментальных изменений, вызываемых четвертой промышленной революцией, на вопросы формирования кадрового потенциала, особенностях развития кадровой политики изложено в [15]. Любые быстро происходящие изменения в жизни могут вызывать у людей стресс, формировать сопротивление к возникающим изменениям. Необходима интеграция цифровых технологий в образовательный процесс, разработка новых образовательных программ в виртуальных средах производственной деятельности, программы адаптации, развития и управления карьеров для формирования профессиональных технических и социокультурных компетенций.
Литература:
Андрианов В.Д. / Импортозамещение вслепую // Нефтегазовая вертикаль. № 3-4, 2016. С. 69-75.
Добыча нефти в России в 2019 году повысилась на 0,8%. Дата публикации – 02.01.2020. https://www.interfax.ru/business/690054
Государственный доклад Министерства природных ресурсов и экологии Российской Федерации «О состоянии и использовании минерально-сырьевых ресурсов Российской Федерации в 2018 году». Дата публикации – 27.11.2019. http://www.mnr.gov.ru/docs/gosudarstvennye_doklady/ gosudarstvenny_doklad_o_sostoyaniy_i_ispolzovanii_mineralno_syrevykh_resursov_rossiyskoy_federatsii/
Россия на энергетическом рынке Европы. Дата публикации – 14.09.2009. https://iq.hse.ru/news/177675641.html
Краткий обзор ключевых показателей деятельности ПАО «Транснефть» и сопоставимых зарубежных компаний за 2016–2017 гг. / Отчет АО «КПМГ», ноябрь 2018. https://www.transneft.ru/u/ news_article_file/16911/transneft.pdf
Голунов Н.Н. / Трансформация энергетического пространства и модели логистики углеводородов в Азиатско-Тихоокеанском регионе // Нефть, газ и бизнес. № 11, 2017. С. 44-47.
Инновационный менеджмент: учебник для академического бизнеса бакалавриата / под ред. С.В. Мальцевой. – М.: Издательство Юрайт, 2019. – 527 с.
Тренды. Инновации. Близкое будущее. Мы? Выступление В. Пирожкова. Дата публикации – 03.09.2017. https://www.youtube.com/watch?v=NxuoKspbdkk
Тренды будущего и формула инноваций. Выступление В. Пирожкова. Дата публикации – 14.02.2020. https://www.youtube.com/watch?v=3SIRPX5BR34
От байтов к баррелям. Цифровая трансформация в сфере разведки и добычи нефти и газа // Отчет центра решений «Делойта» для предприятий энергетического сектора. 2018. – 24 с. https://www2.deloitte.com/ru/ru/pages/ energy-and-resources/articles/2017/digital-transformation-in-oil-and-gas.html.
Стратегии цифровой трансформации «Газпром нефти». Выступление А. Белевцева. Дата публикации – 15.11.2019. https://www.youtube.com/watch?v=TTR_HaKKzL8&list=PLYUrUDm-Y1Sjyb1g-ah_Shw8CUT0SP4lU&index=6
Цифровое технологическое видение «Газпром нефти». Выступление М. Королькова. Дата публикации – 15.11.2019. https://www.youtube.com/watch?v=shBa1vfyQUo&list=PLYUrUDm-Y1Sjyb1g-ah_Shw8CUT0SP4lU&index=5
Мировая нефтяная отрасль: новые технологии. Выступление А. Карапетова в Энергетической летней школе СКОЛКОВО-2019. Дата публикации – 23.09.2019. https://www.youtube.com/watch?v=jsPgD6WunAA
Цифровая трансформация в СИБУРе. Выступление В. Номоконова на конференции «Менеджмент будущего-2018». Дата публикации – 19.04.2018. https://www.youtube.com/watch?v=5m0iVJJcxqw
Мартынов В.Г., Голунов Н.Н., Макарова Е.Д. / Четвертая промышленная революция и ее вызовы для отраслевого рынка труда нефтегазового комплекса // Энергетическая политика. № 5, 2017. С. 3-12.
