Развитие технологий и инновационный менеджмент
Инновационная деятельность в газовой отрасли осуществляется российскими нефтегазовыми компаниями в рамках корпоративных инновационных программ, а также целым комплексом проектных организаций производителей газового оборудования. Ключевые приоритеты инновационного менеджмента задает мировая экологическая и технологическая повестка, стимулирующая рост конкуренции, а также поиск экономически эффективных опций монетизации газа в условиях инфраструктурных, регуляторных, рыночных и технологических ограничений.
Ключевые направления инновационного развития газовой отрасли
Цифровая трансформация
В газовой отрасли сегодня реализуется три ключевых направления цифровизации, охватывающих всю производственно-сбытовую цепочку.
- Формирование корпоративных систем: озера данных, режима одного окна, единого информационного пространства и пр.
- Применение технологий цифровых двойников для автоматизации управления производством, планирования и мониторинга.
- Применение технологий искусственного интеллекта для проактивного управления технологическими процессами.
Наиболее активно инструменты «Индустрии 4.0» (в частности, БПЛА) внедряются в систему управления газотранспортной системой, обеспечивая безопасность поставок газа, борьбу с утечками и контроль строительства объектов. В перспективе планируется создать цифровую модель всей Единой системы газоснабжения. С 2018 года Тюменский нефтяной научный центр разрабатывает программное обеспечение для автоматизации газовых и газоконденсатных промыслов «Роснефти». В 2019 году «Газпром нефть» приступила к созданию цифровой интегрированной модели Восточного участка Оренбургского НГКМ, а в 2020 году компания создала цифровой двойник компрессорной станции Чаяндинского месторождения.
Технологии монетизации ПНГ
В связи с существующими обязательствами российских нефтегазовых компаний по повышению рационального использования ПНГ приоритетным направлением инновационного развития в этой области является разработка технологий, позволяющих эффективно монетизировать ПНГ и минимизировать выбросы в процессе его сжигания. Среди них строительство газохимических производств, закачка в пласт, газопереработка, продажа переработанного газа потребителям (например, для производства электроэнергии).
Кроме того, планируется внедрение технологий, позволяющих сокращать выбросы при сжигании ПНГ. Это, в частности, оптимизация конструкции факелов (установок для контролируемого сжигания), которая обеспечивает бессажевое горение ПНГ. Кроме того, существуют способы обнаружения и предотвращения утечки газа в процессе добычи на самих месторождениях (установка инфракрасных камер и использование нового насосного оборудования).
Глубокая переработка газа
Инновационное развитие в газопереработке ведется по двум ключевым направлениям. Первое – налаживание серийного выпуска отечественного оборудования для модернизации и реконструкции действующих заводов, чей технологический уровень на сегодняшний день отстает от среднемирового, а также для новых крупных объектов. Это позволяет увеличить процент извлечения целевых компонентов из газа и ПНГ. На строящихся ГПЗ активное вовлечение российских производителей по технологической нелицензионной части позволяет существенно улучшить экономику.
Второе направление – строительство мини-ГПЗ, перерабатывающих ПНГ непосредственно на промысле. Данная технология применяется на малых и средних месторождениях, находящихся далеко от газоперерабатывающих предприятий. Компании, осуществляющие «малую» утилизацию непосредственно на промыслах, позволили эффективно решить задачу по росту доли полезного использования ПНГ. Такие проекты были реализованы компанией «БерезкаГаз» для переработки ПНГ Приразломного месторождения, а также Шапшинской и Салымской групп месторождений, обеспечив уровень утилизации ПНГ выше 95 % и доказав свою рентабельность.
Разработка технологий GTL и СПГ
Развитие технологий СПГ имеет тенденцию к организации технологических партнерств с ведущими зарубежными компаниями. Газпром, в свою очередь, в качестве технологического приоритета выделяет локализацию малотоннажного СПГ и развитие технологий использования СПГ в качестве ГМТ. В рамках дорожной карты по локализации оборудования для средне- и крупнотоннажного производства СПГ подписано соглашение о намерениях между «Роснефтью», Газпромом и «Новатэком», которое подразумевает сотрудничество в сфере создания технологий и оборудования.
Ряд нефтегазовых компаний (в том числе Газпром и ИНК) оценивали возможности создания крупнотоннажных GTL-заводов в России с использованием отработанных технологий западных компаний. Однако из‑за падения цен на нефть планы по строительству российских заводов были свернуты. С учетом высоких рисков крупнотоннажных GTL-проектов перспективным направлением дальнейшего развития GTL-индустрии является коммерциализация малотоннажных производств. В настоящее время в России рядом инновационно активных организаций (РН-ЦИР, «Газохим-Техно», «Энергосинтоп-Инжиниринг», «Инфра технологии» и пр.) разрабатываются GTL-технологии, но большинство проектов находится на стадии теоретической проработки или пилотной реализации и требует проведения дополнительных исследований.
Производство и применение водорода
Переход к низкоуглеродному развитию усиливает позиции такого энергоресурса, как водород.
Сегодня ключевыми разработками в сфере водорода занимаются «Росатом», Газпром, «Новатэк» и «Роснефть». Так, Газпромом запатентована и отрабатывается технология адиабатической конверсии метана для производства метано-водородной смеси (МВС) на КС ГТС. В перспективе масштабирование технологии позволит использовать водород в качестве топливного газа в КС по маршрутам доставки российского газа в Европу. «Новатэк» приступил к первому в России промышленному проекту по генерации электроэнергии из водорода. В рамках плана по сокращению выбросов СО2 компания модернизирует одну из восьми газовых турбин SGT-800 на электростанции, снабжающей завод «Ямал СПГ».
Корпоративное внедрение технологий и новшеств
| Научно-проектный комплекс | Доля затрат на НИОКР (инновации) в выручке | Ключевые результаты | |
|---|---|---|---|
 | >40 научных организаций в структуре группы | | 10,5 млрд руб. в 2019 году / внедрено 289 результатов НИОКР |
 | Научно-технический центр в Тюмени, ННТЦ | – | Разработана и запатентована собственная технология сжижения газа «Арктический каскад» |
 | 29 научно-исследовательских и проектных институтов | | Экономический эффект от осуществленных за последние три года инноваций составил более 36 млрд руб. |
 | Газпром нефть НТЦ | | Усовершенствована и внедрена технология зеленой сейсмики, разработаны новые сверхтвердые материалы, технология отбензинивания ПНГ. |
 | Инновационный центр «Сибуринтех», научные центры в Томске и Воронеже | | 134 патента в области НИОКР |
 | Два научно-проектных центра | – | Экономический эффект от освоения новых технологических процессов, производств и оборудования в 2019 году – 11,6 млрд руб. |
Примеры реализации ключевых проектов развития технологий
- Внедрение технологии когенерации на газотурбинных электростанциях добывающих активов «Новатэка». Коэффициент использования теплоты сгорания топлива составляет 85–90 %, что сокращает выбросы продуктов сгорания
- Впервые в России для решения проблемы утилизации осушенного ПГ и ПНГ на Ярактинском месторождении компании ИНК в 2010 году внедрена технология сайклинг-процесса
- «Роснефть» инициировала и реализовала целевой инновационный проект «Разработка технологии освоения низкопроницаемых газовых залежей Турона». В настоящее время результаты проекта внедряются на Харампурском месторождении.
- В 2019 году Газпром при участии IBM и Инновационного центра «Сколково» разработал самообучающуюся программу, позволяющую корректировать траекторию ствола скважины для предотвращения выхода из продуктивного пласта в процессе бурения
- На Верхнечонском месторождении «Роснефти» впервые в Восточной Сибири использована технология по закачке ПНГ во временное подземное хранилище для последующего рационального использования. В 2020 году похожая технология была реализована на Восточно-Мессояхском месторождении, где ПНГ закачивается в неразработанные газовые пласты Западно-Мессояхского участка недр
- Для низкопроницаемых кремнистых опоковидных коллекторов березовской свиты «Роснефть» разработала технологии изучения, локализации и освоения ТрИЗ сухого газа
- Внедрение цифровых информационных моделей при реализации пилотных проектов ДКС-3С Заполярного НГКМ и обустройство Чаяндинского НГКМ
- В середине 2020 году «Новатэк» начал строительство научно-технического центра ООО «Новатэк НТЦ» в Тюмени
- Разработка технологий для использования метано-водородных смесей в производственной деятельности для снижения углеродного следа и технологий производства водорода из газа без выбросов ПГ
- «Роснефть» реализует проект по интеллектуализации газовых месторождений с внедрением систем автоматической оптимизации и управления промыслом в режиме реального времени
- Реализация проекта создания цифрового двойника Южно-Русского месторождения
- Внедрение энергоэффективной технологии сжижения газа «Арктический каскад» на проектах «Ямал СПГ» (четвертая линия) и «Обский СПГ»
- «Газпром ВНИИГАЗ» работает над созданием интеллектуальной системы управления разработкой месторождения
- «Новатэк» создает Центр строительства крупнотоннажных морских сооружений, который станет современной технической базой СПГ-технологий в России
- Проект по улавливанию и захоронению CO2 на заводах СПГ на Ямале