Принципы построения интегрированных систем управления операционной деятельностью на примере центра управления бурением группы компаний «Газпром нефть»

24.06.2018
Источник: Журнал «PROнефть»

Principles of construction of integrated operations management systems by the example of the drilling operations support center of gazprom neft group 

УДК 681.518
 
А.В. Билинчук, к.т.н., И.Ф. Рустамов, Е.Ю. Булгаков
ПАО «Газпром нефть»
М.М. Хасанов, д.т.н., В.В. Корябкин
Научно-Технический Центр «Газпром нефти» (ООО «Газпромнефть НТЦ»)
 
Электронный адрес: Koryabkin.VV@gazpromneft-ntc.ru
 
Ключевые слова: интегрированные системы управления операционной деятельностью, высокотехнологичные скважины, управление бурением, повышение эффективности, автоматизация, поддержка в режиме реального времени
 
A.V. Bilinchuk, I.F. Rustamov, E.Yu. Bulgakov
Gazprom neft PJSC, RF, Saint-Petersburg
M.M. Khasanov, V.V. Koryabkin
Gazpromneft NTC LLC, RF, Saint-Petersburg

Currently, one of the most actual directions of development of oil and gas companies (both operators and service companies) is the transition to the integrated operations management. Reducing investment to operations support while maintaining or even improving the quality of this support is the main aim of companies in the implementation of this transition. This goal could be achieved as a result of a significant increase in labor productivity in a fairly short period of time, as well as providing continuous real-time engineering support of complex operations. A distinctive feature of the integrated operations management system is their specificity: there is no universal effective model of IOMS and every company is faced with the task of developing its own model taking into account the specifics of its production, organizational structure and approaches to real-time decision-making. At the same time, the basic principles of integrated operations management system are universal and could be applied for creation of any integrated operations management systems.
This article presents the main principles of the integrated operational management systems on the example of realized project of construction of the drilling operations support center of Gazprom neft group.
 
Keywords: integrated operations management system, high tech wells, drilling operations support, increase in efficiency, automating, real-time support

DOI: 10.24887/2587-7399-2018-2-65-70

Введение

В период значительного снижения цен на рынке углеводородов перед нефтедобывающими и нефтесервисными компаниями встает задача кардинального переосмысления своей деятельности и подходов к обеспечению ее эффективности. Решение этой задачи требует фокусировки внимания на ключевых факторах, влияющих на операционную деятельность компаний. Одним из таких факторов является уровень интеграции и качество мультидисциплинарного и кросс-функционального взаимодействия сотрудников различных подразделений компании, а также привлеченных подрядных организаций, участвующих в реализации проектов компании.

Мировая тенденция последних десятилетий состоит в активном использовании достижений IT-индустрии в нефтегазодобывающей отрасли с целью повышения качества междисциплинарного взаимодействия представителей всех служб, вовлеченных в проекты компании на разных стадиях. В начале прошлого десятилетия быд введен термин «интегрированные системы управления предприятием» (ИСУП) [1]. Изначально он относился к информационнотехнологическим (ИТ) инструментам, позволяющим вывести на новый уровень процессы сбора, систематизации и оперативного обмена информацией любых объемов и любого типа в периметре корпоративной сети предприятия. Следует отметить, что с тех пор ИТ-индустрия значительно продвинулась в решении данной задачи – разработаны и внедрены в повседневную практику ИТ-инструменты, позволяющие в режиме реального времени обеспечить сбор, обработку, систематизацию и даже анализ огромных объемов информации [2–3]. Интегрированные системы управления производством постепенно приобрели более широкий смысл и стали называться «интегрированными системами управления операционной деятельностью» (ИСУОД). Современное понимание термина ИСУОД подразумевает расширение влияния системы за пределы одного предприятия, а также включает интеграцию всех функций, влияющих на эффективность операционной деятельности (производственные функции, информационные технологии, промышленная безопасность и охрана труда, экономика и финансы и др.).

Залогом успешного внедрения ИСУОД является единое понимание назначения создаваемой системы у всех участников, простота и удобство механизмов ее использования, ясность требований к последующей поддержке и периодической актуализации. Именно поэтому необходимо, чтобы к разработке ИСУОД, начиная с самых ранних этапов, были привлечены представители всех направлений, которым предстоит создавать, использовать и поддерживать различные инструменты данной системы. На этапе формирования требований к ИСОУД, как правило, формулируются адресные потребности, которые наиболее точно отражают ожидания будущих пользователей системы, учитывают специфику текущих и целевых подходов к осуществлению операционной деятельности компании и принятию оперативных управленческих решений. Кроме того, на начальном этапе важно создать стратегию трансформации ИТ-инфраструктуры и ИТ-архитектуры предприятия из существующего состояния в целевое. Эти задачи требуют от всех специалистов, вовлеченных в проект по созданию ИСУОД, активного участия в разработке совместных решений и использования современных подходов к кросс-функциональному взаимодействию [4].

Базовые принципы построения исуод в центре управления бурением

Центр управления бурением (ЦУБ) группы компаний «Газпром нефть», открытый в 2016 г. на площадке научно-технического центра компании, является одним из примеров успешной организации ИСУОД в процессе строительства скважин. На всех этапах реализации проекта по созданию ЦУБ, начиная с проведения диагностики начального состояния и до сдачи объекта в промышленную эксплуатацию, в составе рабочей группы принимали активное участие представители следующих направлений: бурение, геология и разработка, информационные технологии, защита информации, капитальное строительство, управление персоналом, закупки, отделка помещений, организационные изменения. В результате поэтапно были разработаны и реализованы решения, которые позволили повысить эффективность бурения и вывести процесс управления бурением скважин на новый организационно-технический уровень, что является главной целью при создании ИСУОД.

Одним из базовых и ключевых элементов ИСУОД является репозитарий – единое хранилище данных, содержащее всю информацию, накопленную в процессе операционной деятельности – данные, связанные с производством, промышленной безопасностью, охраной труда и др. В процессе создания ИСУОД необходимо обеспечить поступление в репозитарий всей оперативной информации с поддерживаемых объектов в полном объеме в режиме реального времени, а также применение удобных инженерных инструментов, позволяющих использовать данную информацию для оперативного анализа и управления техническими процессами. При больших объемах данных важным и актуальным аспектом является автоматический контроль качества информации, поступающей в репозитарий [5]. К основным характеристикам репозитариев ИСУОД относятся емкостные характеристики, скорость обработки данных, стабильность работы, высокая степень защиты информации, наличие инструментов первичного контроля качества информации, обеспечение удаленного доступа и др.

В корпоративной сети группы компаний «Газпром нефть» создан репозитарий – система мониторинга бурения (СМБ), в которую поступают данные со всех объектов бурения на собственных активах группы компаний «Газпром нефть», а также с объектов бурения, находящихся под оперативным управлением «Газпром нефти». Общая емкость репозитария превышает 13 Тб, в ежедневном режиме в него поступает около 17 Гб оперативной информации с объектов бурения группы компаний «Газпром нефть». Для сбора и ретрансляции оперативной информации в репозитарий на каждом поддерживаемом объекте бурения разворачивается локальный сервер. Пропускная способность канала связи между буровой и центральным репозитарием составляет до 1 Мб/с. Создание и внедрение в операционную деятельность СМБ обусловило изменение принципиальных подходов к сбору, систематизации и хранению информации, поступающей с объектов бурения (рис. 1).


Рис. 1. Схема сбора информации с объектов бурения группы компаний «Газпром нефть» до (а) и после (б) внедрения СМБ

(ГТИ – геолого-технологические исследования)

Наличие СМБ позволяет обеспечить сбор информации в режиме реального времени и исключает необходимость передачи данных «из рук в руки» (например, посредством электронной почты), так как любая информация является доступной одновременно для всех специалистов группы компаний «Газпром нефть», обладающих соответствующими полномочиями.

Другим основополагающим аспектом ИСУОД является использование интегрированных кросс-функциональных подходов к постановке, мониторингу и оценке качества выполнения мультидисциплинарных задач через инструментарий ключевых показателей эффективности (КПЭ). Как правило, до внедрения ИСУОД компании используют последовательный подход к решению мультидисциплинарных задач: сложный процесс делится на этапы, на каждом из которых назначаются ответственные сотрудники с собственными КПЭ. Проблема в этом случае заключается в том, что КПЭ ответственных исполнителей на каждом этапе не всегда полностью согласуется с ожидаемым целевым результатом. Вполне вероятным в данном случае является сценарий, когда целевые значения КПЭ на каждом из этапов достигнуты, но при этом не достигнут ожидаемый результат всего проекта. Другой моделью постановки кросс-функциональных задач является отказ от персональных КПЭ ответственных исполнителей на разных этапах и внедрение единых КПЭ, полностью коррелирующих с ожидаемым результатом проекта (рис. 2). В этом случае каждый сотрудник персонально заинтересован в достижении целевого результата всего проекта, а не только КПЭ своего участка работ.

Отправной точкой для внедрения интегрированных КПЭ сотрудников ЦУБ группы компаний «Газпром нефть» явился меморандум лидеров функций «Бурение и внутрискважинные работы» и «Геология и разработка» о совместной ответственности за показатели пробуренных скважин и достижение целевых технологических и экономических характеристик, в том числе об ответственности за затраты и добычу нефти. Данная договоренность повлекла за собой изменение устоявшихся подходов к постановке КПЭ для сотрудников двух функций. Ранее основным КПЭ сотрудников функции «Геология и разработка», вовлеченных в проекты бурения скважин, являлся начальный дебит нефти, для сотрудников функции «Бурение и внутрискважинные работы» – сроки ввода скважин и производительное время. После перехода на новую модель постановки мультидисциплинарных задач основной КПЭ для сотрудников обеих функций – отношение суммарных инвестиций в бурение скважины к накопленной добыче по скважине за скользящий год. Кроме того, на сотрудников ЦУБ распространяются такие КПЭ, как доля непроизводительного времени строительства скважин, эффективная проходка горизонтальной секции скважин по нефтенасыщенному коллектору, удельные показатели скорости бурения скважины за вычетом непроизводительного времени и др. Принципиальное отличие от традиционного подхода к постановке кросс-функциональных задач состоит в том, что данные узконаправленные КПЭ распространяются в полном объеме на всех сотрудников ЦУБ. Следующим необходимым элементом создания и развития ИСУОД является обеспечение эффективной коммуникации всех вовлеченных в производственный процесс специалистов [6]. Это относится как к коммуникациям между сотрудниками внутри компании, так и к внешним коммуникациям со специалистами сторонних организаций, привлекаемых для проведения операционной деятельности. Необходимо устранение любых барьеров, препятствующих оперативному и конструктивному обсуждению вопросов, возникающих в процессе операционной деятельности. К таким барьерам относятся:

территориальные – локация сотрудников в разных помещениях, зданиях, городах и др.;

административные – нахождение сотрудников в разных подразделениях компании, коммуникация через руководство и др.;

мотивационные – взаимоисключающие КПЭ, неэффективная система премирования сотрудников за совместную работу и др.;

инструментальные – использование неподходящих средств коммуникации, игнорирование ИТ-достижений;

организационные – неудачное зонирование офисного пространства, отсутствие в компании культуры проведения эффективных совещаний и др.

В каждой компании свой подход к преодолению указанных барьеров. Однако их устранение является необходимым элементом создания ИСУОД, поэтому компании, стремящиеся к повышению эффективности своей операционной деятельности, обязаны менять устоявшиеся принципы работы, если они мешают эффективной коммуникации. 

 

Рис. 2. Принципиальные подходы к постановке кросс-функциональных задач через КПЭ на примере процесса строительства скважин:

а – традиционный подход; б – совместная работа мультидисциплинарной команды

Незадолго до создания ЦУБ в компании «Газпром нефть» полностью пересмотрели подходы к обеспечению эффективной коммуникации. Одним из результатов этого стало создание целевой модели ЦУБ как отдельного структурного подразделения, расположенного на одной площадке, куда вошли представители служб бурения и геологии. Кроме того, преодоление барьеров, обусловленных применением устаревших инструментов коммуникации и несоответствующим зонированием помещения (рис. 3, а), потребовало создания нового офисного помещения для ЦУБ, открытого в 2016 г. При его проектировании и создании была учтена специфика работы ЦУБ, в том числе в части обеспечения проведения эффективных мультидисциплинарных коммуникаций, как внутренних, так и внешних (см. рис. 3, б).


Рис. 3. Типовая оперативная коммуникация до (а) и после (б) ввода специализированного офисного помещения ЦСБ

Непрерывная работа по повышению общего уровня автоматизации процессов инженерной обработки исходной информации, развитие инструментов проактивного анализа и удаленного контроля реализации технологических операций также являются ключевыми факторами эффективного функционирования ИСУОД. Это особенно важно в таком динамично меняющемся и насыщенном оперативной информацией процессе, как бурение скважин. При бурении на сбор, инженерную обработку и анализ исходной информации может тратиться до 75 % (и более) временных ресурсов сотрудников. Объединяя усилия по автоматизации рутинных операций с переходом к наиболее эффективной модели кросс-функционального взаимодействия, основанной на сотрудничестве специалистов и их фокусировании на ожидаемом результате всего проекта, можно добиться значительно лучшего итогового результата (рис. 4). Автоматизация рутинных операций – это непрерывный процесс, обусловленный синергетическим эффектом от взаимодействия различных дисциплин, в результате которого видоизменяются рутинные операции и появляются новые области для дальнейшего развития, а также динамичным развитием самих инструментов автоматизации. Наиболее эффективной моделью взаимодействия бизнеса с ИТ-индустрией является та, при которой компания не только приобретает существующие на рынке ИТ-решения, но и сама формирует технические задания на разработку новых ИТ-инструментов, наиболее точно подходящих к специфическим особенностям ее операционной деятельности.


Рис. 4. Влияние автоматизации и повышения уровня сотрудничества специалистов на качество итогового результата:
а, б – соответственно низкая и высокая степень автоматизации при традиционном подходе к постановке кросс-функциональных задач; в – высокая степень автоматизации при совместной работе мультидисциплинарной команды

Центр управления бурением группы компаний «Газпром нефть» принимает активное участие в создании новых и развитии существующих ИТ-инструментов, которые позволят вывести операционную деятельность по управлению бурением скважин на новый качественный уровень. К таким проектам можно отнести создание модуля подготовки оперативной петрофизической интерпретации на базе программного обеспечения для геонавигации, ИТ-инструменты для проактивного управления процессом бурения скважин, создание современных интерактивных сред для удаленной инженерной коммуникации в режиме реального времени и др.

Следует отметить, что все вышеописанные принципы построения и развития интегрированных систем управления операционной деятельностью влекут за собой изменения устоявшихся практик и требуют от компании готовности к этим изменениям. Именно поэтому внедрение и поддержание в компании культуры непрерывных улучшений, базирующейся на принципах бережливого производства, является фундаментальным элементом создания эффективных ИСУОД [7]. 

Выводы

1.   Центр управления бурением «ГеоНавигатор» группы компаний «Газпром нефть» является одним из примеров успешной организации ИСУОД, связанной с процессом строительства скважин.

2.    На примере ЦУБ группы компаний «Газпром нефть» можно выделить следующие базовые принципы построения ИСОУД: создание репозитария – единого хранилища данных, обеспечивающего сбор, систематизацию и анализ всей оперативной информации в режиме реального времени; использование интегрированных кросс-функциональных КПЭ; создание среды для эффективной коммуникации всех вовлеченных в производственный процесс специалистов (как внутри компании, так и за пределами); повышение общего уровня автоматизации рутинных операций, развитие существующих и создание новых ИТ-инструментов для проактивного дистанционного управления операционной деятельностью.

3.    Внедрение и поддержание в компании культуры непрерывных улучшений (LEANменеджмент) является фундаментальным элементом создания эффективных ИСУОД.

Список литературы

1. Quantifying the ROI Benefits of Integrated Systems Management, Frederick W. Broussard, Morris Edwards, IDC White paper, October 2004.
2. Optimized Decision Making Through Real Time Access to Drilling and Geological Data from Remote Wellsites. Zachariah, John (Schlumberger Oilfield Australia Pty Ltd), Ahsan, Abul (Petroleum Development of Oman), Ian Reid (Bass Strait Oil Company Ltd). SPE-77855-MS, SPE Asia Pacific Oil and Gas Conference and Exhibition, 8-10 October 2002.
3. Improving Reservoir Management through Big Data Technologies. D. Seemann, M. Williamson, S. Hasan (Saudi Aramco). SPE-167482-MS, SPE Middle East Intelligent Energy Conference and Exhibition, 28-30 October 2013.
4. IT and OT Convergence Opportunities and Challenges S. Z. Kamal (B2XL), S. M. Al Mubarak (Saudi Aramco), B. D. Scodova (BHP Billiton), P. Naik (Gartner),
P. Flichy (Baker Hughes), G. Coffin (Schlumberger). SPE-181087-MS, SPE Intelligent Energy International Conference and Exhibition, 6-8 September 2016.
5. Improving Data Quality in WITSML Data. Svensson Inge (Baker Hughes), Wooley Matthew (Baker Hughes), Halland Thomas (Statoil). SPE-181038-MS, SPE Intelligent Energy International Conference and Exhibition, 6-8 September 2016.
6. Комплексный подход к сопровождению бурения скважин в группе компаний «Газпром нефть» / А.В. Билинчук, А.Н. Говзич, А.Н. Ситников [и др.] // Нефтяное хозяйство. – 2014. – № 12. – С. 48–51.
7. Вумек Д.П., Джонс Д.Т., Рус Д. Машина, которая изменила мир. – Минск: Попурри, 2007. – 384 с.   

Reference

1. Broussard F.W., Edwards M., Quantifying the ROI benefits of integrated systems management, IDC White paper, October 2004.
2. Zachariah J., Ahsan A., Reid I., Optimized decision making through real time access to drilling and geological data from remote wellsites, SPE 77855-MS, 2002.
3. Seemann D., Williamson M., Hasan S., Improving reservoir management through big data technologies, SPE 167482-MS, 2013.
4. Kamal S.Z., Al Mubarak S.M., Scodova B.D., Naik P., Flichy P., Coffin G., IT and OT convergence Opportunities and challenges, SPE 181087-MS, 2016.
5. Svensson I., Wooley M., Halland Th., Improving data quality in WITSML data, SPE 181038-MS, 2016.
6. Bilinchuk A.V., Govzich A.N., Sitnikov A.N., Sadetskiy G.D., Koryabkin V.V., An integrated approach to the well drilling support in Gazprom Neft group (In Russ.), Neftyanoye khozyaystvo = Oil Industry, 2014, no. 12, pp. 48–51.
7. Roos D., Womack J.P., Jones D.T., The machine that changed the world: The story of lean production, Harper Perennial, 1991.


Авторы статьи:  А.В. Билинчук, к.т.н., И.Ф. Рустамов, Е.Ю. Булгаков
ПАО «Газпром нефть»
М.М. Хасанов, д.т.н., В.В. Корябкин
Научно-Технический Центр «Газпром нефти» (ООО «Газпромнефть НТЦ»)

Источник:  Журнал «PROнефть»

Возврат к списку