ТЭК на пороге серьезных перемен

Традиционные методы работы предприятий ТЭК достигли пика своей производительности, а новые проекты требуют свежих решений и существенного изменения процессов работы. Уже сегодня внедряются новейшие технологии и цифровые решения, которые позволяют качественно, быстро и экономически эффективно запускать новые проекты и улучшать работу имеющихся активов компаний, например, работу с большими объемами данных. Многие предприятия уже закрепили в своих стратегиях переход к цифровой модели производства и созданию «Умных фабрик».

С начала десятилетия геополитическая ситуация в мире характеризуется крайней нестабильностью. Повсеместно страны вводят ограничительные меры, способствуя углублению экономического противостояния.

Для снижения зависимости российского ТЭК от импортного оборудования, технологий и материалов Минэнерго России в тесном сотрудничестве с Минпромторгом России и другими заинтересованными федеральными органами исполнительной власти, а также при участии компаний ТЭК ведет работу по созданию условий для развития в стране нефтегазового и энергетического машиностроения: определен перечень критичных технологий, формируется отраслевой заказ, используется механизм специнвестконтракта, вводятся определенные преференции для отдельных видов российских промышленных товаров для целей осуществления закупок для обеспечения государственных и муниципальных нужд, а также разработан обширный субсидиарный механизм. В настоящее время прорабатываются вопросы создания отечественной продукции на базе многопрофильных производств, в том числе предприятий оборонно-промышленного комплекса, а также размещения в рамках государственного оборонного заказа заданий на выполнение соответствующих НИОКР.

В целях стимулирования разработки отечественных передовых технологий в ТЭК в 2019 году принят ряд «дорожных карт». В нефтегазовой отрасли – по освоению нефтяных месторождений и увеличению объемов добычи нефти, локализации оборудования для средне- и крупнотоннажного производства СПГ, развитию нефтегазохимии. В рамках электроэнергетической отрасли – по переходу субъектов электроэнергетики на приобретение отечественных электронных компонентов и программных средств, также разработаны «дорожные карты» по развитию крупного газотурбостроения, кабельной продукции и материалов, энергетическому машиностроению, возобновляемой и альтернативной энергетике, малой и распределенной генерации, силовой электротехнике.

Российский ТЭК, несмотря на общие с мировым тренды, все же имеет свои специфические особенности. Основные официальные векторы развития ТЭК закреплены в проекте Энергетической стратегии Российской Федерации до 2035 года.

Растущая потребность в сырье экстенсивно развивающихся нефтеперерабатывающих отраслей привела к ощутимым отрицательным последствиям в области природопользования: сократились рентабельные запасы энергетического сырья в экономически развитых районах страны, сохранился формализованный подход к научно-техническому взаимодействию, прежде всего в области научных методов освоения минерально-сырьевого потенциала, а также развития технологий и техники.

Технологические особенности добычи углеводородного сырья существенно усложняются. После 2021 года ожидается снижение объема добычи нефти (посредством традиционных – освоенных технологий) и возрастет доля нетрадиционных условий добычи (глубокопогруженные горизонты: газовые, газонефтяные, газоконденсатные месторождения Крайнего Севера, низкопроницаемые коллекторы, арктические месторождения и др.), что уже сегодня требует решения набора научно-технических проблем. Перед Россией сегодня стоит масштабная задача удержания добычи на высоких значениях (примерно 550 млн тонн), что представляется невозможным без отечественных техники и технологий, а также ввиду сложной геополитической ситуации.

В первую очередь необходимо обратить внимание на технологии, способствующие качественному воспроизводству минеральной сырьевой базы, оборудование и технологии бурения и заканчивания скважин на суше и в особенности на море, развитие широкого ряда методов увеличения нефтеотдачи. В газовом секторе целесообразно развивать технологии производства и транспортировки сжиженных природных газов.

Перспективно широкое практическое внедрение машинного обучения, технологий искусственного интеллекта на основе методов обработки больших данных вместе с применением виртуальной и дополненной реальности, 3D и 4D визуализации на этапе интерпретации и обработки данных геологоразведочных работ (далее – ГРР), в том числе сейсморазведки. В цифрах данные технологии позволяют увеличивать вероятность извлечения углеводородов до 50%, на порядок увеличивать рентабельность ресурсов категории Р2.

Доля иностранных производителей в сегменте высокотехнологичного оборудования для ГРР достигает 85–90%: сейсмостанции на суше с количеством каналов до 10000, донные станции, геофоны и гидрофоны, виброисточники, пневматические излучатели и др. До 2025 года отечественный рынок по основным позициям составит более 80 млрд рублей. И это не считая нового высокотехнологичного направления зеленой сейсмики – беспроводных систем сбора сейсмических данных в режиме реального времени (от 100 до 300 тыс. каналов).

Сектор эксплуатационного бурения скважин является самых крупным по затратам на нефтесервисном рынке, около 30% от отечественного рынка в 1,5 трлн рублей. В области высокотехнологичной продукции уровень зависимости от импорта составляет порядка 65% при производстве буровых установок, оборудование измерения, телеметрии и навигации в процессе бурения – 70%, а по некоторым направлениям сектор полностью зависим от поставок зарубежных материалов в настоящее время.

Ключевым объединяющим высокотехнологичным проектом в области эксплуатационного бурения может стать создание цифрового бурового комплекса – буровой установки 2.0. Перспективный буровой комплекс должен интегрировать разрозненные наземные технологические системы и сервисы со скважинным оборудованием в одну автономную и адаптивную систему управления строительством скважины. Цифровые технологии и роботизация в бурении, при внедрении на отдельно взятом крупном месторождении в Западной или Восточной Сибири, разрабатываемом с нуля, расчетно могут дать следующие результаты: снижение затрат на эксплуатационное бурение до 40%, что снизит капитальные затраты на разработку месторождения до 15%; неоценим эффект при применении комплекса при строительстве скважин на море. В бурении также ключевыми проектами являются отечественная высокотехнологичная компоновка низа буровой колонны и развитие методов и оборудования для геофизических исследований скважин.

На стадии добычи нефти и газа в ближайшей перспективе широкое внедрение получит интеллектуальная модель разработки месторождения, включающая цифровые модели скважин, геологические, геофизические, петрофизические и гидродинамические данные, цифровые двойники наземного насосного и энергетического оборудования, скважинного оборудования и нефтепромысловых трубопроводов, приборы контроля работы скважины, в том числе многофазные расходомеры и др. Операционные затраты на обустройство и разработку месторождений при этом снижаются до 20%, на четверть сокращается количество отказов скважинного насосного оборудования, на порядок, до 80%, снижаются трудозатраты на сбор информации о состоянии скважин и характеристиках поступающего флюида.

Несмотря на отсутствие на текущий момент ограничений по закупке оборудования и катализаторов для нефтехимических и нефтеперерабатывающих предприятий, стоит развивать их отечественное производство. Компании сегодня должны выпускать продукты с высокой добавленной стоимостью, востребованные как в России, так и во всем мире. Колоссальная минерально-сырьевая база способствует такому развитию.

Потенциал для развития водородной энергетики в России – существенный и предусматривает, прежде всего: наличие обширной энергетической и транспортной инфраструктуры, в том числе в отдаленных, малонаселенных и труднодоступных местностях; возможности крупномасштабного производства водорода благодаря наличию ресурсной базы (запасов природного газа, нефти, угля, незагруженных мощностей по производству электроэнергии); экспортный потенциал – благодаря близости к рынкам сбыта водорода (страны ЕС и АТЭС) – отечественные компании рассматривают возможность реализации проектов производства водорода с применением технологий паровой конверсии метана и высокотемпературного электролиза с атомных электростанций.

Россия до недавнего времени практически не была представлена на мировом рынке возобновляемой энергетики, но в последнее время она активно включилась в развитие этого перспективного направления. Научно-технические разработки в этой сфере наряду с развитием международного сотрудничества станут основой поэтапного увеличения вклада России в развитие рынка экологически чистой энергии.

Отдельно стоит отметить, что российский ТЭК в настоящее время выступает драйвером развития смежных отраслей, таких как металлургия, химическая промышленность, станкостроение, радиоэлектронная промышленность. ТЭК, как самый крупный заказчик, может обеспечить отечественные компании необходимыми ресурсами не только для удовлетворения внутреннего спроса, но и для выхода на международные рынки.

Необходимо активнее привлекать технический потенциал компаний ОПК для решения задач, поставленных в Энергостратегии 2035. Учитывая смежные интересы в рамках работ по импортозамещению и диверсификации технологий, сотрудничество предприятий ТЭК и ОПК может принести значительные успехи в развитии целого ряда технологий.

Автор – руководитель Центра компетенций технологического развития ТЭК ФГБУ «Российское энергетическое агентство Минэнерго России», спикер на Тюменском нефтегазовом форуме 23 сентября.