.jpg)
«Роснефть» внедряет передовые научные методы в разведке, добыче и переработке
8 февраля — в День российской науки — в стране стартовал объявленный указом президента РФ Год науки и технологий. Перед властью и бизнесом поставлена цель поднять уровень «общественного и государственного признания труда людей, занятых в этой сфере». Ведь экономика знаний является основой благосостояния нации, ее безопасности и здоровья.
Для нефтяной компании «Роснефть» развитие научного и технологического потенциала, внедрение цифровых технологий — это ключевые составляющие стратегии ее развития. Следуя в ритме происходящих в мире технологических перемен, компания проводит оптимизацию собственного бизнеса. Повышая, таким образом, свою конкурентоспособность и подтверждая лидирующие позиции на глобальном энергетическом рынке.
На сегодняшний день «Роснефть» располагает крупнейшей научной базой в Европе, которая включает 34 научно-технологических центра со штатом свыше 20 тысяч высококвалифицированных сотрудников. Более 800 сотрудников имеют степени кандидатов и докторов наук. Только за 2020 год экономический эффект от внедрения инновационных решений и идей превысил 10 млрд рублей. «Роснефти» принадлежит более 800 продуктов интеллектуальной собственности, прошедших государственную регистрацию. Инновации охватывают все сферы деятельности компании.
«Роснефть» является одним из мировых лидеров в области развития технологии геологического сопровождения бурения. В 2020 году профильные центры компании обеспечили практически 100-процентный контроль за процессами сопровождения бурения скважин. Накопленный экономический эффект от проведенных мероприятий превысил 1,2 млрд рублей.
Компания удерживает лидерство по количеству горизонтальных скважин, бурение которых контролируется удаленно в режиме реального времени. За прошлый год таких скважин было пробурено более 3 тысяч единиц. В их числе и уникальная скважина, которая по своей конструкции напоминает «березовый лист». Это первая в мире 15-забойная горизонтальная скважина, пробуренная на Среднеботуобинском месторождении, расположенном в Якутии. При общей длине 12 792 метра скважина имеет самую большую в России протяженность проходки по коллектору — 10 310 метров.
Важным направлением развития науки в «Роснефти» считают разработку собственного наукоемкого инженерного программного обеспечения (ПО). Стоит особо подчеркнуть, что российская компания активно развивает программу импортозамещения в сфере программного обеспечения для российской нефтегазовой отрасли. «Роснефть» — единственная компания в России, располагающая полной линейкой собственного ПО, которая состоит из 16 программных комплексов по геологии, добыче и переработке. На первом этапе стояла задача импортозамещения ПО из-за санкционных ограничений, но уже сегодня программные продукты компании превосходят импортные аналоги по перечню и скорости предлагаемых решений. Это уже оценили многие нефтегазовые и нефтесервисные компании, в том числе и иностранные.
В 2020 году единая линейка корпоративного ПО пополнилась сразу двумя уникальными продуктами. Это промышленный симулятор «РН-ВЕКТОР», предназначенный для моделирования операций с применением гибких насосно-компрессорных труб. А также промышленный симулятор «РН-ГЕОСИМ», который использует технологии искусственного интеллекта при строительстве геологических моделей месторождений.
Особая гордость специалистов компании «Роснефть» — промышленный симулятор гидравлического разрыва пласта (ГРП) «РН-ГРИД». Импортозамещающая разработка обеспечивает технологическую независимость нефтяной компании в области компьютерного моделирования, обязательного для применения технологии гидроразрыва пласта. Программный комплекс «РН-ГРИД» обеспечивает выполнение всех операций и инженерных расчетов, необходимых для проектирования гидроразрыва пласта. Математическая модель симулятора базируется на самой современной концепции Planar3D, которая позволяет наиболее точно описывать сложную геометрию трещины, возникающей в породе при проведении ГРП. Это выгодно отличает от западных коммерческих аналогов, большинство которых использует упрощенные подходы.
Добавим также, что уникальная разработка научных сотрудников «Роснефти» является одной из самых высокопроизводительных в мире. В начале 2018 года «Роснефть» внедрила «РН-ГРИД» на собственных предприятиях и полностью отказалась от западного аналога. Также «Роснефть» уже начала коммерческую реализацию уникального программного обеспечения.
Цифровой комплекс стоит в несколько раз дешевле зарубежного ПО, цены на которое до недавнего времени были высоки ввиду отсутствия конкурентных отечественных предложений. Благодаря появлению «РН-ГРИД» «Роснефть» придала мощный импульс развитию рынка и технологий в области моделирования ГРП. Ряд ведущих нефтегазовых и нефтесервисных компаний России и стран ближнего зарубежья уже приобрели и используют в своей работе российский софт.
Как отметили в «Роснефти», компания располагает собственной масштабной корпоративной линейкой специализированных программных комплексов в области «разведка и добыча», каких нет ни у одной российской компании. Специалисты «Роснефти» могут смоделировать или создать новый софт для практически любого производственного процесса.
В 2020 году «Роснефть» провела международные IT-соревнования Rosneft Seismic Challenge. В серии мероприятий приняли участие представители 35 вузов из 28 стран — это рекорд для подобного рода соревнований в российской нефтегазовой отрасли. Проведение специа-лизированных марафонов позволяет «Роснефти» находить нестандартные подходы к решению производственных задач, привлекать к сотрудничеству новых специалистов. Так, в ходе выполнения одного из заданий участники соревнований разработали прототип уникального мобильного приложения, которое по снимку смартфона определяет размер и количество гранул проппанта — особо прочного гранулированного материала, используемого для операций гидроразрыва пласта.
Прототип приложения не требует подключения к интернету и работает автономно, что также является значимым достоинством разработки — на большинстве разбросанных по огромной территории нефтегазовых месторождений не всегда есть устойчивая интернет-связь.
Представленный в финале IT-марафона «Роснефти» прототип мобильного приложения будет дорабатываться специалистами «РН-БашНИПИнефть» и в ближайшей перспективе синхронизироваться с корпоративным программным комплексом «РН-ГРИД» — симулятором, точно описывающим сложную геометрию трещины, возникающей в породе при проведении ГРП. Синхронизация «РН-ГРИД» и финальной версии мобильного приложения позволит повысить эффективность операций ГРП, которых в компании ежегодно проводится более 10 тысяч в год.
Специалисты «Оренбургнефти», добывающего предприятия «Роснефти», провели успешные опытно-промышленные испытания первой российской системы автоматизированного управления бурением. Автоматизированная система интеллектуального бурения работает по принципу автопилота при выполнении буровых работ. Опираясь на исходные параметры, система своевременно вносит корректировки в управление технологическим процессом бурения.
Ключевым преимуществом интеллектуальной системы является безопасность. Каждые 10 мс система сканирует показатели датчиков и оперативно реагирует на ситуацию. При достижении критических значений система сама останавливает работу, проинформировав бурового мастера светозвуковой сигнализацией.
Также в зависимости от типа бурения система самостоятельно рассчитывает максимальную скорость, соответствующую техническому пределу. Новая разработка сокращает время механического бурения скважин, а экономический эффект при бурении одной скважины составляет около 5 млн рублей.
О том, как можно использовать современные технологии для повышения промышленной безопасности на промышленных площадках, показали специалисты Новокуйбышевского НПЗ (Самарская группа предприятий «Роснефти»). Они разработали и внедрили инновационную программу мониторинга охраны труда с применением обучающейся нейросети. Принцип работы программы основан на технологии искусственного интеллекта, который захватывает видеопоток с камер наблюдения, выделяет зоны производства и распознает нарушение правил техники безопасности. Фотофиксация нарушения считывается программой и направляется в единый информационный центр предприятия.
Применение нейросети позволит также контролировать использование работниками средств индивидуальной защиты и идентифицировать персонал, находящийся на производственной площадке без специального допуска.
Крупнейшая российская нефтяная компания продолжает активную работу по повышению экологичности производства и снижению воздействия на окружающую среду. Специалисты научного центра «РН-ЦИР» разработали инновационную технологию ароматизации метана, которая позволяет одновременно получать из природного и попутного нефтяного газа водород и ароматические продукты нефтехимии. Эту технологию в перспективе можно рассматривать как альтернативный метод получения водорода и синтетических углеводородов. По новой технологии при переработке одного миллиарда кубометров природного и/или попутного нефтяного газа получается миллиард «кубов» водорода и 0,5 млн тонн ароматических углеводородов. Очевидными преимуществами технологии являются снижение выбросов диоксида углерода, увеличение выхода конечных продуктов и экономическая эффективность. По информации самой компании, внедрение данной технологии позволит ей обеспечить потребителей экологически безопасным газовым топливом.
В рамках общемировых тенденций рационального использования попутного нефтяного газа специалистами «РН-ЦИР» сконструирована лабораторная установка по преобразованию метана в синтетические жидкие углеводороды. Установка успешно провела пробег по выпуску синтетической нефти, а сама технология «Роснефти» прошла серию экспертиз, в том числе международную, и получила высокие оценки специалистов. Успехи компании по производству синтетической нефти являются важным шагом к повышению эффективности технологий газопереработки в соответствии с высокими экологическими стандартами нефтедобычи.
Совместно с Сибирским федеральным университетом «Роснефть» разработала технологию производства экологически безопасных буровых растворов на основе растительных масел и с применением биоразлагаемых компонентов. Буровые растворы высокого экологического класса могут быть использованы при освоении месторождений Крайнего Севера с хрупкой экосистемой, в том числе и на проекте «Восток Ойл».
Сейчас проводятся комплексные фундаментальные исследования рецептур экологически чистых буровых растворов нового поколения в ключевом вузе — партнере компании на территории Восточной Сибири. Работы ведутся одновременно в двух направлениях. Исследуются способы модификации древесной коры и гидролизного лигнина (cложное полимерное соединение, содержащееся в клетках сосудистых растений) для придания им новых физико-химических свойств. Это необходимо для получения экологически безопасных буровых растворов, органических связующих и сорбентов. Работы ведутся совместно с Институтом химии и химической технологии СО РАН.
Второе направление — разработка биоразлагаемых компонентов буровых растворов на основе технических растительных масел крестоцветных масличных культур, возделываемых в Красноярском крае. Данная работа проводится совместно со специалистами Красноярского государственного аграрного университета.
Предприятие «Роснефти», работающее на Ямале, «РН-Пурнефтегаз», внедрило уникальный беспилотный комплекс для выполнения аэромониторинга трубопроводов на собственных месторождениях. Новый беспилотный летательный аппарат (БПЛА) гибридной аэродинамической схемы совмещает в себе преимущества аппаратов самолетного и вертолетного типов. В отличие от аналогов, аппарат способен выполнять вертикальный взлет и посадку на любой неподготовленной поверхности, а также зависать на месте для детального обследования территории. При этом основная часть полета БПЛА проходит в режиме «самолет», который более экономичен по сравнению с вертолетным режимом.
Уникальный БПЛА обладает высокими техническими характеристиками: при небольших габаритах (размах крыла — 3,2 метра, вес — 12 кг) авиационный комплекс может находиться в воздухе до двух часов при скорости от 70 до 12 км/ч и совершать полет на расстояние до 160 км.
Благодаря работе БПЛА нефтяники «РН-Пурнефтегаз» совместно с администрациями Пуровского, Надымского и Красноселькупского районов провели беспрецедентный по своему масштабу мониторинг местности, который позволил организовать уборку 30 гектаров леса — территории, по площади сопоставимой с 42 футбольными полями. Объем собранного мусора составил около 1,5 тысячи м3 бытовых отходов — это порядка 150 большегрузных самосвалов.
«Роснефть» является одним из лидеров рынка по производству катализаторов. Компания уделяет большое внимание развитию нефтепереработки и по всем основным процессам переходит на отечественные катализаторы, в том числе собственного производства. Надежность поставок качественных катализаторов является стратегическим вопросом обеспечения технологической устойчивости работы не только нефтяной компании, но и всей страны в целом.
В 2020 году «Роснефть» запустила в эксплуатацию первый в России опытно-промышленный комплекс для производства катализаторов гидропроцессов. Современный объект общей площадью 720 м2 расположен на территории Новокуйбышевского завода катализаторов (входит в состав «Роснефти»). Комплекс позволяет отрабатывать технологии производства катализаторов процессов нефтепереработки и нефтехимии с учетом перехода на крупнотоннажное производство.
До настоящего момента в России такие технологические возможности отсутствовали.
Благодаря вводу в эксплуатацию нового комплекса будет получен значительный экономический эффект за счет сокращения затрат на закупку катализаторов сторонних производителей, а также логистической составляющей. Например, потребности НПЗ компании в катализаторах гидроочистки составляют около 2000 тонн в год. Стоимость такого количества катализаторов гидроочистки — приблизительно 2,5 млрд рублей в год.
Новые технологические возможности в перспективе позволят заметно снизить зависимость России от импортной продукции в области катализаторов для процессов нефтепереработки.
На базе опытно-промышленного комплекса в Новокуйбышевске планируется создание технологий для промышленного выпуска новых поколений конкурентоспособных катализаторов гидроочистки дизельного топлива и вакуумного газойля, а также других процессов нефтепереработки.
В настоящее время доля импорта в катализаторах гидроочистки составляет около 90-95%. За счет развития высокотехнологичного производства «Роснефть» планирует снизить этот показатель до 50% к 2024 году.
В состав нового опытно-промышленного комплекса входят девять основных технологических линий, а также пять вспомогательных блоков, которые включают в себя оборудование для производства катализаторов процессов нефтепереработки и различные средства контроля, измерения и управления процессами приготовления катализаторов. Комплекс способен производить около 200 кг различных катализаторов в сутки (6 тонн ежемесячно). Современная технологичная площадка позволит ускорить процесс внедрения и коммерциализации разработок лабораторий научно-проектных институтов «Роснефти», работающих в области катализа и катализаторов процессов нефтепереработки и нефтехимии.
В конце 2020 года «Роснефть» приступила к промышленной эксплуатации катализатора гидроочистки собственного производства. Промышленная партия уникального катализатора загружена на установке гидроочистки дизельного топлива Рязанской нефтеперерабатывающей компании.
Это первый катализатор гидроочистки дизельных фракций для российской нефтеперерабатывающей отрасли, способный полностью заменить иностранные аналоги катализаторов гидроочистки для получения дизельного топлива Евро-5 с ультранизким содержанием серы менее 10 ppm.
Ранее катализатор производства «РН-Кат» специализированного предприятия «Роснефти» успешно прошел опытно-промышленные испытания на базе Уфимской группы НПЗ компании. Катализатор позволяет получать дизельное топливо, которое соответствует самым современным техническим требованиям и обеспечивает высокое качество готовой продукции. Катализатор не только не уступает лучшим мировым аналогам, но по некоторым параметрам даже превосходит их.
Особую научную ценность представляют масштабные комплексные исследования компании «Роснефть» в Арктике. В 2020 году впервые в истории изучения арктических территорий «Роснефть» провела бурение малоглубинных стратиграфических скважин на севере Карского моря. Основной задачей проекта был отбор керна — ценного каменного материала, который служит прямым источником геологической информации, необходимой для определения возраста, состава и условий формирования пород арктического шельфа. Добытые образцы породы представляют огромный интерес для получения новейших данных о геологическом строении и нефтегазовом потенциале Северо-Карского бассейна.
Арктический научный центр «Роснефти» и негосударственный институт развития «Иннопрактика» совместно разрабатывают экологически безопасный и эффективный микробный биопрепарат для утилизации нефтяных загрязнений, работающий при низких температурах. В текущем году планируется отработать технологии получения и грануляции микробной биомассы и провести тестирование препарата в естественных условиях в аквариальном корпусе Беломорской биологической станции МГУ, модернизированном при поддержке «Роснефти».
В рамках соглашения с Минприроды России Арктический научный центр компании реализует корпоративную программу по сохранению и мониторингу ключевых видов — биоиндикаторов устойчивости арктических экосистем. В 2020 году проведены экспедиции по изучению белого медведя, атлантического моржа, дикого северного оленя и белой чайки, которые стали продолжением масштабной научной работы в регионе. С 2012 года нефтяная компания организовала уже около 30 экспедиций по всему побережью Северного Ледовитого океана — это самая масштабная исследовательская работа с советских времен. Проведены в том числе уникальные натурные эксперименты по буксировке айсберга весом 1,1 млн тонн. Эта работа была отмечена Государственной премией правительства Российской Федерации.
Также совместно с негосударственным институтом развития «Иннопрактика» «Роснефть» выпустила атласы «Черное и Азовское моря», «Баренцево море» и «Виды — биологические индикаторы состояния морских арктических экосистем». Издания были выпущены в рамках серии «Экологические атласы морей России» и стали результатом плодотворной работы специалистов Арктического научного центра компании и ведущих научных институтов страны.
Атлас Баренцева моря состоит из шести тематических глав и представляет собой собрание научных данных по физической географии, океанологии, гидрометеорологии, экологии. В издании собрана подробная информация о типизации берегов Баренцева моря, приведены актуальные сведения о морских млекопитающих, птицах, рыбах, бентосе и планктоне. Атлас содержит более 55 тематических карт — схем акватории и прибрежной зоны Баренцева моря, множество графиков, схем, сводных таблиц и художественных иллюстраций.
В атласе отражены результаты многолетнего экологического мониторинга и научно-исследовательской деятельности компании «Роснефть» на лицензионных участках. Собранные данные позволили актуализировать ранее известные сведения и дополнить современные представления о динамике окружающей среды. В издании также представлены результаты специальных работ по изучению морских млекопитающих — белого медведя и моржа, которые выполнены в рамках корпоративной программы сохранения биоразнообразия морских экосистем. Целью программы является обеспечение защиты популяции редких видов животных, по состоянию которых можно судить в целом о балансе природы Арктики.
Одним из этапов реализации данной программы является подготовка атласа видов — биологических индикаторов состояния морских арктических экосистем. В издании описано свыше 60 видов обитателей северных широт, представлена краткая характеристика морей Российской Арктики, обобщены методы биологической индикации и дана оценка биоразнообразия на лицензионных участках «Роснефти». Издание содержит уникальные художественные иллюстрации, карты и фотографии из экспедиций компании.