Капитан арктической нефти – Журнал «Сибирская нефть»

Капитан арктической нефти

«Газпром нефть» разработала уникальную цифровую систему управления арктической логистикой

Текст: Ольга Вильде
Фото: Стоян Васев
Инфографика: Алексей Столяров

«Газпром нефть» внедряет интеллектуальную цифровую систему управления арктической логистикой КАПИТАН. Инновационный проект призван повысить эффективность транспортировки нефти с удаленных активов. Впрочем, у системы большие рыночные перспективы — присоединение к ней сторонних компаний может обеспечить прорыв в освоении стратегического региона

Система КАПИТАН КАПИТАН — Комплекс автоматического планирования интерактивной транспортировки арктической нефти — интеллектуальная цифровая система управления арктической логистикой. изначально создавалась для обеспечения круглогодичного вывоза всего объема добываемой нефти сортов Novy Port и ARCO с арктических месторождений «Газпром нефти» — Новопортовского и Приразломного. Первый опыт эксплуатации системы показал, что со своей задачей она справляется превосходно: удельные расходы на вывоз 1 тонны арктической нефти в 2018 году сократились на 10%, в том числе благодаря использованию КАПИТАНа. По мере развития системы становится очевидно, что эта разработка «Газпром нефти» может быть полезной всем участникам освоения Арктики: работающим там компаниям, ученым, исследователям; она также поможет решить стратегическую государственную задачу по увеличению грузопотока по Северному морскому пути.

Без потерь

Эффективность освоения удаленных арктических месторождений во многом зависит от того, насколько грамотно на них организована система транспортировки добытой нефти. В случае с Приразломным и Новым Портом вывоз углеводородов в силу ряда причин возможен только морским транспортом: первое месторождение расположено на шельфе Печорского моря, а второе, находящееся на полуострове Ямал, удалено на значительное расстояние от традиционной инфраструктуры транспортировки нефти. В таких условиях критичной становится грамотная логистика, ведь любые сбои в отгрузке повышают риски переполнения резервуарного парка, что может привести к ограничению уровня нефтедобычи. Это, в свою очередь, чревато финансовыми и репутационными потерями для компании.

Логистическая цепочка, обеспечивающая транспортировку добытой на Приразломном и Новопортовском месторождениях нефти, включает в себя несколько важных звеньев. При составлении плана отгрузок необходимо учитывать ежемесячные объемы добычи нефти, возможности ее накопления в резервуарных парках, ограничения по швартовкам к терминалам. Сырье с активов вывозится с помощью 12 танкеров-челноков, совершающих регулярные круговые рейсы между плавучим нефтехранилищем (ПНХ) «Умба» в Кольском заливе недалеко от Мурманска, платформой в Печорском море (2 танкера) и терминалом «Ворота Арктики» в Обской губе (10 танкеров). Несмотря на то что все танкеры обладают усиленным ледовым классом, позволяющим им работать в Арктике, для их безопасного и эффективного движения в период зимней навигации в Карском море и в Обской губе привлекаются атомные ледоколы «Атомфлота». Система осуществляет выбор оптимального маршрута на основании учета погодных и климатических условий, а также анализа космических снимков ледовой обстановки.

Анатолий Чернер
Анатолий Чернер,
заместитель генерального директора по логистике,
переработке и сбыту «Газпром нефти»:

Наши арктические проекты развиваются, и компания последовательно создает условия для оптимизации процессов транспортировки нефти. Мы уже реализовали логистическую схему круглогодичного вывоза нефти. Цифровая система КАПИТАН позволит повысить ее эффективность и безопасность, оптимизировать состав флота и затраты на эксплуатацию. За счет использования цифровых технологий мы сможем обеспечить вывоз растущих объемов добычи в Арктическом регионе.

В свою очередь, через ПНХ «Умба» ежемесячно отгружается около 1 млн тонн нефти двух сортов, и для того, чтобы ее вывоз происходил своевременно и бесперебойно, нужно координировать подход порядка 50 судов (танкеров-челноков, танкеров-отвозчиков, бункеровщиков) к нефтехранилищу, в том числе движение 10–12 танкеров-отвозчиков — судов, которые доставляют арктическую нефть конечным потребителям. Всего же логистам приходится синхронизировать действия 15 участников процесса транспортировки нефти: пяти дочерних обществ «Газпром нефти» и десяти сторонних организаций.

Ручные логистические расчеты для такого количества участников и с учетом постоянного растущего объема данных оказались слишком трудоемкими и малоэффективными. На то, чтобы составить вручную план на месяц, специалисты тратили сутки, а разработка трехлетнего плана растягивалась на несколько дней. И это в условиях постоянно меняющихся вводных. Поэтому, после того как в 2016 году «Газпром нефть» начала полномасштабный круглогодичный вывоз нефти со своих арктических активов, оптимизация логистических расчетов стала задачей номер один. Для ее решения в компании был инициирован проект по автоматизации управления арктической логистикой. Внедрение комплексного цифрового решения должно было обеспечить минимизацию расходов на транспортировку нефти и снизить риски, сопутствующие добыче и логистике в Арктике.

Сегодня КАПИТАН формирует график движения судов на месяц за 5 минут, а составление перспективного плана на 3 года с почасовой дискретностью занимает около двух часов. Каждый день система анализирует около 7 тысяч различных входных параметров, ежечасно выбирая оптимальное решение из более чем 66,5 млн вариантов. Если оно существенно расходится с утвержденной версией графика или каким-то образом влияет на выполнение производственного плана, то система автоматически корректирует все дальнейшие процессы таким образом, чтобы нивелировать выявленное отклонение.

План, контроль, анализ

Инновационная система одновременно решает три глобальные задачи. Первая — это планирование текущей деятельности по добыче и отгрузкам нефти. Здесь результат работы КАПИТАНа — это график движения судов и взаимосвязанный с ним график отгрузок нефти с нефтеналивных терминалов на месторождениях и с «Умбы». Одним кликом мышки пользователь системы может получить в режиме онлайн всю необходимую информацию об объемах суточной добычи нефти на интересующий период, о том, сколько нефти находится в резервуарах, точные даты и время подхода танкеров-челноков и танкеров-отвозчиков к терминалам. На экране компьютера видно, как происходит погрузка или выгрузка нефти с танкера, местонахождение и параметры движения судов, остатки топлива на танкерах, в каком месте находится ледокол или судно обеспечения и когда запланирована ледовая проводка.

Автоматизированная система КАПИТАН

«Изначально мы планировали строить только графики подхода танкеров к терминалам на месторождениях и к плавучему нефтехранилищу с учетом ледокольных проводок. Эту задачу наши разработчики решили быстро. Но параллельно возникла потребность в мониторинге движения судов, чтобы иметь представление, где в какой момент времени находятся танкеры, с какой скоростью и в каких погодных условиях они движутся, сколько времени они тратят на путь в балласте (без груза) и с грузом. Далее появилась идея объединения мониторинга и планирования, чтобы в итоге мы могли контролировать, как весь процесс движения судов отражается на финальном результате — вывозе всей нефти, добываемой на месторождениях», — рассказывает об эволюции КАПИТАНа начальник управления логистики нефти арктических проектов Рафаэль Валиуллин.

Подключение к комплексу автоматического планирования данных из инфраструктуры месторождений дало возможность мониторинга нефтедобычи на земле. Пока эта информация обновляется раз в два часа, но предполагается, что в дальнейшем сведения о текущих объемах добычи нефти будут поступать в режиме онлайн.

КАПИТАН способен не только контролировать настоящее, но и прогнозировать будущее. Для этого система постоянно обучается. Сейчас она умеет учитывать текущие и прогнозные метеоусловия при планировании на ближайшую перспективу и выбирает оптимальный для танкера маршрут следования с учетом направления и силы ветра, температуры воздуха, оперативной ледовой обстановки. Это в значительной степени повышает эффективность работы системы, потому что различные метеорологические неожиданности могут повлиять на расчетное время прибытия танкера к резервуарам, а соответственно, на отгрузку нефти и на весь график ее добычи.

Для того чтобы объективно оценить текущую ситуацию и составить точный прогноз на будущее, система должна не только отслеживать движение судов в настоящем времени, но и с чем-то его сравнивать, чтобы сделать выводы. Для этого в КАПИТАНе реализован функционал предиктивной аналитики. Система накапливает большой объем статистических данных, которые она постоянно обрабатывает и анализирует, делая выводы с помощью искусственного интеллекта. Пока в базе КАПИТАНа есть все данные по навигации 2017–2018 годов, также имеется возможность добавления в нее исторических данных и параметров.

Сейчас система способна анализировать движения судов как собственного, так и привлеченного флота и прогнозировать среднюю скорость танкеров на маршрутах, расход топлива, рассчитывать удельные затраты на транспортировку нефти. Это позволяет оценивать эффективность работы флота и оптимизировать его состав. «Так, составляя трехлетний план на 2019–2021 годы с помощью КАПИТАНа, мы увидели, что можем обойтись без фрахта одного танкера-челнока, который мы изначально собирались использовать. В общем же за счет оптимизации логистики нам удалось снизить в 2018 году удельные затраты на вывоз 1 тонны нефти с арктических месторождений на 10% относительно показателей 2017 года. И это не предел», — уверен Рафаэль Валиуллин.

Перспективы развития

В ближайших планах создателей КАПИТАНа — научить программу прогнозировать дрейф льда на основе ледовых снимков, получаемых со спутников, с использованием данных о морских течениях, направлении и силе ветра. Это необходимо, чтобы оптимальным образом рассчитывать маршруты танкеров-челноков: ведь от того, нужно судну пробиваться через торосы или же оно пойдет по открытой воде, зависит его скорость и время в пути. Пока такой анализ осуществляется вручную, но уже в 2020 году эти расчеты будет делать искусственный интеллект.

Еще одна важная задача в рамках развития КАПИТАНа — организация передачи необходимой для управления арктической логистикой информации через отечественные спутники. Сейчас «Газпром нефть» ведет переговоры с компанией «Газпром космические системы» о запуске новых спутников с установленными приемниками автоматической идентификационной системы (АИС). Это позволит наладить сбор телеметрических данных с судов компаний — пользователей КАПИТАНа с помощью российского контрагента и отказаться от услуг зарубежных поставщиков. Также компании обсуждают вопрос о запуске спутников космической радиолокационной съемки с хорошим разрешением, что опять же позволит получать оперативные данные об изменении ледовой обстановки от отечественных операторов, а не от иностранных подрядчиков.

Получение телеметрических данных с судов важно не только для управления арктической логистикой добывающих компаний. Ведь наряду с информацией о параметрах работы судовых систем датчики могут передавать любые данные — например, о температуре, погодных условиях, экологической обстановке. Это станет неоценимым подспорьем экспертам и ученым, изучающим экосистему Арктики.

Не только для своих

Инновационную цифровую систему можно использовать не только для управления логистикой нефтедобычи «Газпром нефти», но и для проектов, которые реализуют в Арктике другие компании. Синергетический эффект повысит эффективность совместных действий, а добавление в систему новых пользователей позволит в разы увеличить объем исторических статистических данных, на основании которых система осуществляет прогнозирование и расчеты. Это, в свою очередь, даст новые возможности для использования функционала предиктивной аналитики.

Сергей Овчинников
Сергей Овчинников,
начальник департамента систем управления блока логистики,
переработки и сбыта «Газпром нефти»:

Система КАПИТАН уже продемонстрировала свою эффективность и значительно облегчила работу логистов. Но мы не останавливаемся на достигнутом и ставим перед собой еще более амбициозные задачи: например, осуществлять анализ толщины льда по космическим снимкам и прогнозировать ледовую обстановку на основе нейронных сетей. Сейчас в системе уже ведется сбор исторических данных по ледовой обстановке для дальнейшего обучения искусственного интеллекта.

В будущем присоединиться к КАПИТАНу теоретически сможет любая организация или компания, действующая в Арктическом регионе. В настоящее время цифровая система КАПИТАН проходит этап тестирования. Ее выход на широкий рынок поможет в освоении стратегического для страны Арктического региона и будет способствовать активному развитию удаленных территорий российского Крайнего Севера.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ