Цифровое месторождение на деле

Начав проекты в сфере "цифрового месторождения" еще в 2015 году, казахстанская Dreamline Company оказалась одной из наиболее подготовленных в стране к участию в программе "Цифровой Казахстан", принятой на правительственном уровне в декабре 2017 года. О деталях и первых результатах реализации проекта "Цифровое месторождение" в интервью главному редактору "Стандарта" Леониду Конику рассказал исполнительный директор по развитию бизнеса ТОО "Dreamline Company" Разак Карсакбаев.

- В 2015 году ваша компания получила заказ на разработку и внедрение системы "Цифровое месторождение" в АО "ЭмбаМунайГаз" - ​100 %-ной "дочке" АО "Разведка Добыча "КазМунайГаз", принадлежащего казахстанской государственной компании "КазМунайГаз". Как и почему "ЭмбаМунайГаз" решилось на этот проект?

- В 2015 году термин "цифровое месторождение" стал входить в обиход. И руководство "ЭмбаМунайГаза" решило на практике понять, что же это такое. Мы поработали вместе с ними и предложили концепцию: в нашем понимании "цифровое месторождение" означало управление цифровыми потоками. Для пилотного проекта компания выбрала небольшое месторождение Уаз в Атырауской области - ​32 скважины. Заказчик сам оснастил их разными системами контроля: на каждой скважине были установлены частотные привода Danfos с интеллектуальными станциями управления на программном обеспечении SALT, развернута телеметрия и всевозможные датчики, все резервуары оснастили уровнемерами. Таким образом, был сформирован мощный цифровой поток, к которому мы получили доступ для экспериментов.
Мы собрали действующий прототип "цифрового месторождения". Мы изучили технологию и производство, и наша основная идея была в правильном управлении и работе с потоком цифровых данных. Например, у заказчика была проблема - ​большое расхождение между замерами на скважинах и тем, что по факту собиралось в резервуаре. Благодаря цифровым технологиям нам удалось разобраться, где происходили потери и как можно повлиять на эту разницу с использованием технологий оптимизации добычи.

- Какие данные собирались в ходе этой работы?

- Все параметры, которые влияют на добычу. С интеллектуальных станций собиралась информация о наполнении насоса, о времени остановки/запуска скважин, собиралась диагностика состояния подземного оборудования. Эти показатели сравнивались с данными на замерных установках, которые с определенной частотой проверяют дебит скважины. Таким образом выводилась суточная замерная добыча на скважинах. Перекачиваемая жидкость (мультифазная смесь) прогоняется через печи и сепараторы, в результате чего происходит отделение воды и газа. Все участки предварительной подготовки нефти заказчик оснастил системами телеметрии и измерительной техникой. Это дало нам возможность точнее определять резервуарную добычу. Можно сказать, что задача уменьшения расхождений между замерной и резервуарной добычей решалась через создание дополнительных цифровых потоков и "тюнинг" алгоритма расчета баланса нефти.

В ходе проекта решалась и другая задача: 32 скважины требуют регулярного обслуживания, с выездом ремонтных бригад со спецтехникой. Вся эта спецтехника оснащена системами GPS-мониторинга и телеметрией спуско-подъемных операций компании "Петролайн". Электронные треки этих машин тоже обрабатываются и сравниваются - ​допустим, с установленными технологическими параметрами (время на ремонт, время простоя и так далее). По диаграммам спуско-подъемных операций определяются временные задержки, связанные с непроизводительными простоями. Эти данные мы также обрабатываем и определяем, где слабые места.

Третий параметр, который оказался интересным для заказчика, связан со спецификой месторождений. Они требуют регулярного обхода операторами, и многие неполадки можно обнаружить только визуально или на слух. Мы оснастили операторов обычными смартфонами, фиксировали маршруты их движения и сравнивали схемы перемещений с тем, что требуется по техрегламенту. Это дало эффект: заказчик стал раньше узнавать о неисправностях и реагировать - ​таким образом, улучшались основные показатели по технологической дисциплине.

- Каков объем данных, которые обрабатывала Dreamline Company в ходе этой работы?

- С наземной инфраструктуры мы одномоментно собирали примерно 600 тегов. Второй поток информации - ​данные по работе насосов с 32 станций. Был и третий поток - ​показатели динамографов: они были установлены в экспериментальных целях на восьми скважинах со станками-качалками для диагностирования нарушений в работе подземного оборудования. Помимо этого, мы обрабатывали сигналы GPS, причем не только с автомобильной техники, которой было не так много, но и с устройств, которыми оснастили сотрудников всех 40 бригад, работающих на месторождениях.

В ходе проекта оказалось, что для руководства "ЭмбаМунайГаза" также интересна информация, которая фиксируется в учетных системах, а используют они SAP и геолого-промысловую базу данных. Поэтому мы организовали поток информации и из этих систем.

Наша компания эксплуатирует систему "Цифровое месторождение" с февраля 2016 года. С тех пор мы дополнили ее элементами анализа и прогнозирования. В частности, создали простую модель, определяющую, как внешние факторы влияют на падение цены на нефть и курс доллара и как все это может повлиять на обеспечение нефтепромысла при условии заданного объема добычи.

Параллельно мы вели проект, связанный с материально-техническим обеспечением: выстроили цепочку планирования заказа материалов с учетом текущих остатков на складах и сверяли с тем, что фиксировалось в системе SAP. Улучшение планирования привело к тому, что за два года объем неликвидов существенно сократился. А сейчас мы решаем задачу оборачиваемости этих материалов: берем по одному-два показателя и пытаемся разобраться, какие факторы на них влияют.

- Вы сказали, что все датчики и сенсоры у заказчика уже были установлены. Куда поступает информация с них?

- Датчики работают на основе беспроводных технологий, а данные с них ретранслируются в центральный офис заказчика, где развернут центр управления и информации (Control and Information Center, CIC): там все выводится на большие экраны, анализируется. По итогам реализации первого этапа проекта руководство "ЭмбаМунайГаза" приняло решение усилить CIC аналитической группы, а мы получили в работу еще четыре месторождения. И в 2019 году еще четыре площадки планируется добавить. Наш проект, без преувеличения, дал толчок цифровизации месторождений в Казахстане, стал шаблоном и был принят в тиражирование. Насколько я знаю, в ближайшие три года реализованный подход планируется применить во всех дочерних компаниях "КазМунайГаза".

- Позволит ли успех в реализации данного проекта Dreamline Company начать сотрудничество и с другими компаниями группы "КазМунайГаз"?

- Да. Мы уже начали работу еще в двух дочерних компаниях "КазМунайГаза" - ​АО "МангистауМунайГаз" (СП с китайской нефтяной корпорацией CNPC) и ТОО "СП "КазгерМунай". С учетом того, что Dreamline Company стала участником программы "Цифровой Казахстан", у нас есть шанс поучаствовать во внедрении "цифрового месторождения" и в других "дочках" НК "КазМунайГаз".

Кроме того мы получили поддержку в виде идей по развитию системы "Цифровое месторождение" от менеджеров нефтедобывающих компаний: например специалисты "МангистауМунайГаза" Серик Досаев и Ербол Мукашев подсказали нам идею факторного анализа. А сотрудники "ОзенМунайГаза" Габит Абенов, Ермек Карамурзаев и Агзам Худайбергенов объяснили алгоритм расчета прямых и косвенных потерь нефти.

Хотелось бы отдельно отметить и инициативную группу в АО "ЭмбаМунайГаз" (Бауржан Балжанов, Абат Кутжанов, Кайрат Козов, Болат Нсанбаев, Алихан Байдусенов), оказывающую нам экспертную и методологическую помощь в продвижении идей "цифрового месторождения".

Можно сказать, что проект на месторождении Уаз позволил собрать в одну команду инициативных экспертов нефтяной отрасли Казахстана.

- Правительство республики утвердило государственную программу "Цифровой Казахстан" 17 декабря 2017 года, и немалая ее часть посвящена нефтегазовой отрасли. Как выглядит для Dreamline Company участие в этой программе?

- Мы надеемся принять активное участие в государственной программе "Цифровой Казахстан". Результаты, полученные на месторождении Уаз, убеждают нас в правильности стратегии, выбранной нашей компанией.

- Актуальными тенденциями являются Интернет вещей и сбор данных, позволяющие осуществлять не только удаленный мониторинг, но и прогностическое управление. Вы уже делаете что-то подобное?

- Да, мы к этому идем. Элементы прогнозирования мы реализовали уже в первой версии решения. Мы прогнозировали, сколько будет добыто нефти к концу дня, а также показывали, какие скважины нужно будет останавливать, если цена на нефть упадет ниже определенного уровня, и какими из-за этого будут потери в общем объеме добычи. Помимо этого, имея статистику замеров на скважинах, мы высчитываем, какой техрежим должен быть у каждой скважины на следующий отчетный период, и заказчик использует эти данные для планирования.

Еще один элемент, который мы реализовали, – ​методология расчета входной добычи. Месторождения обводняются, нефти в них становится меньше, и можно примерно посчитать вероятность падения добычи. Все мероприятия по поддержанию плана добычи можно перевести в деньги и оценить их эффективность. Такие расчеты возможны благодаря механизмам big data. И теперь мы можем точно показать отдачу от геолого-технических мероприятий и рентабельность каждой скважины.

- Какие инструменты big data вы применяете?

- Мы старались использовать ту структуру, которая была у заказчика. Как я уже упоминал, в "ЭмбаМунайГазе" в качестве учетной системы установлено решение SAP, в котором есть эффективные инструменты для хранения и анализа информации. К этому мы добавили инструменты прогнозирования на BI-платформе QlikView. Плюс у наших программистов были наработки на языке Python – ​мы сделали визуализацию алгоритмов, расчетов входной добычи, техрежимов и других процессов. И заказчик получал обработанные данные, аналитику и прогнозы в виде виджетов и информационных панелей (dashboard).

- Есть ли оценки экономического эффекта работы Dreamline Company в АО "ЭмбаМунайГаз"?

- Доказать эффективность оказалось непросто, потому что на месторождении постоянно проводятся работы: бурятся новые скважины, выводятся старые, реализуются разные технические мероприятия, чтобы повысить интенсивность добычи. По оценке производственников и экономистов заказчика, наш проект повысил добычу на 1,6‑1,7 %. На мой взгляд, это сильно заниженный показатель, но мы не стали спорить.

Второй показатель, рассчитанный экономистами, - ​уменьшение количества подходов ремонтных бригад на скважины. Также была достигнута экономия по электропотреблению на 30‑35 %. В процентах экономия хорошая, но у нас в республике дешевая электроэнергия, то есть в денежном выражении это немного.

Обобщая, скажу, что даже по тем заниженным оценкам, которые нам дали, оказалось, что окупаемость проекта составляет 2,5‑3 года. Для Dreamline Company это главное: мы показали эффективность услуг, и для нас открывается целый рынок.

- Видит ли Dreamline Company возможности для работы за пределами Казахстана?

- 18 апреля 2018 года я выступал на Петербургском цифровом форуме именно с тем, чтобы донести эту мысль. Да, мы пробуем. В Казахстане наша инициатива была встречена положительно, и Dreamline Company получила государственный грант в размере $100 тыс. Казахстанский НИИ "Искусственный интеллект" предложил нам объединить усилия для борьбы за европейский грант, розыгрыш которого состоится в сентябре. Также мы ведем переговоры с инвестиционными фондами о привлечении финансирования для дальнейшего развития продукта как законченного технического решения, готового к тиражированию в том числе на зарубежных рынках.

Продукт Dreamline Company изначально проектировался для использования на материковых месторождениях, где добыча падает, и именно здесь мы видим точку для приложения усилий.

- Как компания пришла именно к этой идее?

- Я сам работал в нефтяной отрасли, был управляющим директором по ИТ в компании "Разведка Добыча "КазМунайГаз". Эту идею мы с коллегами вынашивали, находясь еще внутри компании. Во всяком случае, цифровые источники информации мы сами бюджетировали и внедряли. Потом возникла мысль попробовать себя на открытом рынке и создать законченное решение, и с 2014 года мы этим занялись. Костяк компании Dreamline Company - ​это люди, которые вместе со мной работали в 2012‑2013 годах над решением этих задач.

- Большой ли у вас коллектив?

- В Dreamline Company работают около 30 человек. У нас есть два направления: АСУ ТП и ERP-системы. Сейчас набираем людей, которые имеют экспертизу уже не в ИТ, а нефтяную. К нам пришли эксперты по механике, бурению, финансам. Прототип созданной нами системы будем "накачивать" интеллектом экспертов в этих узкоспециальных областях. Возможно, в перспективе трех-пяти лет мы выйдем на создание системы с искусственным интеллектом.