Быстро и дешево

Технологии, предлагаемые National Oilwell Varco, помогают нефтяным компаниям выбраться из череды неудач путем автоматизации процесса бурения

Фото: Jamel Toppin для Forbes
Добро пожаловать, Хьюстон: генеральный директор Клэй Виллиамс (слева) и руководитель по вопросам автоматизации Тони Пинк (справа) в операционном центре NOV

National Oilwell Varco – крупнейшая в мире компания по строительству нефтепромысловых механизмов. В прошлом году объем их продаж составил $21 млрд, а продавали они множество разных предметов – от буровых установок и компрессоров до противовыбросовых превенторов и труб. Но в этом году, когда рухнули цены на нефть, продажи NOV сократились на 26 %, а акции потеряли 50 % своей стоимости, что эквивалентно потере $15 млрд рыночной капитализации. Вот что происходит, когда американские нефтяные компании ставят на консервацию половину из числа своих буровых установок и сокращают более 150 тыс. рабочих.

Но там, где все остальные видят трагедию, генеральный директор NOV Клэй Виллиамс видит возможности. У любого краха есть светлая сторона: нефтяные компании жаждут выучиться новым трюкам. «В мире, где баррель нефти стоил $100, было не так уж и много мотивов работать иначе, чем все остальные, потому что деньги зарабатывали все, – говорит он. – Но сейчас, когда тот же баррель стоит уже $50, на сцену выходит суровая реальность и наши клиенты спрашивают: как мы можем сделать это по-другому? как мы можем заставить экономику работать?»

У Виллиамса есть ответ: большие объемы данных и роботы. Вместо того чтобы нанимать бурильщиков, использующих для поисков нефти свою интуицию и опыт, сегодня центральной частью деятельности NOV является продажа технологий, которые заставляют машины выполнять тяжелую работу. «Мы живем в золотом веке нефтепромысловых технологий», – считает Виллиамс.

NOV уже на протяжении трех лет ведет работу по усовершенствованию технологий автоматизированного бурения. В одном из руководящих центров компании в Хьюстоне сенсоры, установленные за головкой бура, проходящего подземные каменные пласты, в режиме реального времени выводят на огромные экраны полученные данные в виде схем и графиков. Инженеры передают полученные данные рабочим, находящимся непосредственно на буровых установках по всей стране и в Мексиканском заливе. Небольшое количество скважин не получает такого пристального человеческого внимания, потому что искусственный интеллект самостоятельно выполняет работу на некоторых участках. Программное обеспечение принимает данные о состоянии скважины в режиме реального времени, прогоняет их через скрупулезно разработанные алгоритмы и незамедлительно корректирует рабочий процесс – намного быстрее, чем смог бы любой человек.

Теперь, когда NOV пробурили автоматизированные скважины для таких компаний, как Hess Corp., Conoco Phillips, Chesapeake Energy и другие, можно смело выносить вердикт: компьютеры делают ту же работу на 40 % быстрее, чем люди.

Быстрое бурение означает более дешевое бурение, что превращает малорентабельные месторождения в экономически выгодные в условиях снизившихся цен на нефть. Чтобы взять в аренду наземную буровую установку, нужно заплатить около $20 тыс. за каждый день, соответственно, уменьшение срока бурения на четыре дня приносит явные $80 тыс. экономии. Если компьютеры смогут уменьшить количество буровых головок на одну, можно смело вычитать еще $200 тыс. в год, которые могли бы быть затрачены на зарплаты, льготы и размещение работников. Эти суммы будут еще больше на офшорных проектах, где аренда буровой установки стоит более $100 тыс. в день, а скважины могут уходить в глубину на 5 миль. Это убеждает не всех.

Фред Дуприст, многие годы курировавший бурение в ExxonMobil, а сейчас преподающий в Техасском университете A&M, утверждает, что секрет ускоренного бурения прост: «Добавьте больше веса, чтобы усилить давление на буровую головку. Для этого не нужен компьютер».

Тони Пинк, вице-президент отделения NOV по автоматизации бурения, не согласен с ним. «Бурение – это своего рода форма искусства», – считает Пинк, первые 10 лет карьеры которого прошли на точках бурения в Северном море, Нигерии и Мексиканском заливе.

Думайте о буровой установке как о скрипке всего с одной струной. Бурильщик – музыкант, пытающийся извлечь наилучший звук из этой единственной струны. Проще говоря, опытный бурильщик может сказать, через какую породу проходит бур, всего лишь по вибрации оборудования. Приятный шум означает, что бур идет хорошо и большая часть его механической энергии уходит именно на проход породы. Слишком большие усилия и трение могут привести к проблемам: головка отскакивает, появляются прерывистые колебания, обратная прецессия, что приводит к скорому износу механизма и бесполезным затратам ценной механической энергии.

Опытный бурильщик по минимальному объему данных может понять, что пошло не так. Он скорректирует работу механизма, давление на бур, скорость вращения – все для того, чтобы как можно эффективнее и быстрее обходными путями направить головку бура в тонкий слой нефтеносной породы на глубине двух миль под землей.

Чтобы заменить такой опыт компьютером, в первую очередь необходимо получать данные о том, что происходит на глубине в режиме реального времени. На протяжении более чем 10 лет NOV и его конкуренты, такие как Schlumberger, непрерывно пытались усовершенствовать группы датчиков, которые установлены сразу позади буровой головки и рассчитывают глубину, давление, колебания и угол наклона. Чтобы получить такие данные на поверхности, инженеры разработали так называемую гидроимпульсную технику, которая передает информацию с помощью высокоамплитудных волн через столб густого бурового раствора, заполняющего ствол скважины и смазывающего бур. Однако таким образом можно передавать данные со скоростью всего лишь 10 бит в секунду, а это даже медленнее, чем скорость передачи данных телефонным модемом из 1980-х.

Фото: Patrick Welsh для Forbes

«Это почти то же самое, что посылать дымовые сигналы», – говорит Виллиамс. Лучший метод появился в начале 2000-х вместе с изобретением бурильных труб со встроенным кабелем, которые использовали электромагнитную индукцию для передачи данных по самой трубе. Это увеличило скорость передачи данных до 57 000 бит в секунду. Сейчас этот рынок находится под контролем NOV, которые приобрели Grant Prideco в 2007-м за $7,4 млрд. Тем не менее к началу 2011-го NOV обнаружили, что они продавали не так уж и много таких труб с вмонтированным кабелем, потому что им нельзя было найти новое применение, чтобы использовать дополнительную пропускную способность и оправдать высокие цены.

Во время пребывания в Harvard Business School Пинк встретил человека, который мог помочь. Кулкарни – физик, изучавший темную материю, нейтрино и искусственный интеллект, работал в Fermilab. Сейчас он возглавляет компанию Quarkonics, которая помогает компаниям решать инженерные задачи.

В Гарварде они серьезно занялись загадкой автоматизированного бурения, как если бы тогда это было задачей из реальной жизни. «Много времени заняло определение проблемы», – вспоминает Кулкарни, который в конце концов посетил несколько буровых установок и собрал более десятка ученых из организаций а-ля NASA и Университета Уэйна, чтобы разработать алгоритмы, способные обработать реальные данные и сгладить причиняющие ущерб вибрации за долю секунды. Были и напряженные моменты.

В ходе первого запуска системы на буровой установке компании Chesapeake Energy в середине 2012-го система не могла получать данные достаточно быстро и прекратила работу через всего лишь девять минут. «Хорошо, когда неудачи настигают быстро», – считает Пинк. Сейчас автоматизированное бурение – это бизнес, приносящий NOV меньше $100 млн, но перспективы достаточно радужные, чтобы не увольнять, а нанимать людей на работу в это редкое – не только для NOV, но и для всей индустрии – подразделение. Сам бурильщик в прошлом, чувствует ли Пинк свою вину в том, что, возможно, еще больше его бывших коллег потеряют работу из-за автоматизации? «Избавиться от бурильщиков? Ни в коем случае, я лишь хочу, чтобы такие постоянно повторяющиеся действия выполняли машины, – утверждает он. – Через пять лет один бурильщик сможет контролировать одновременно несколько скважин. Со своего iPhone».

: Если вы обнаружили ошибку или опечатку, выделите фрагмент текста с ошибкой и нажмите CTRL+Enter
2027 просмотров
Поделиться этой публикацией в соцсетях:
Об авторе:
Загрузка...
16 июля родились
Булат Закиров
управляющий директор АО «КазТрансОйл» по активам
Бакытжан Кажиев
Председатель правления АО "KEGOC"
Питер Фостер
Президент авиакомпании "Эйр Астана"
Самые Интересные

Орфографическая ошибка в тексте:

Отмена Отправить