oil & gas innovations 2013

Американский опыт активизации инновационных разработок для нефтегазовой отрасли и проблемы растущего ограничения

трансферта критических зарубежных технологий в страны СНГ

The American innovative experience for the oil and gas industry and the problems of the growing restrictions of transfer of foreign technologies critical

to the CIS

Москва, 2013 =||= Moscow, 2013

Международный технический симпозиум «Эффективные технологические решения в бурении – 2013», Москва, RPI, Арарат Парк Хаятт, 17 октября 2013 г.

International Technical Symposium “Effective technological solutions in drilling - 2013”, Moscow, RPI, Ararat Park Hyatt , October 17, 2013.

А.В. Корнеев, руководитель Центра проблем энергетической безопасности Института США и Канады РАН, Москва.

Andrei V. Korneyev, Ph.D. (Econ.), Head, Center of Energy Security Problems, Institute for the USA and Canadian Studies, RAS, Moscow.

Innovative experience for the oil and gas industry 2.

Ключевые элементы инновационных приоритетов США

Ключевые тенденции и новые факторы:

Современные приоритеты федерального субсидирования инновационных технологий освоения нефтегазовых месторождений в США позволяют выделить ряд ключевых направлений исследований и технологических разработок.

Тактическая цель – ускоренный переход США к 2025 г. на полное самообеспечение основными видами минерального топлива за счет роста продуктивности собственных внутренних месторождений нефти, газа, угля и отказ от роста энергетического импорта - сейчас по нефти пока это 40%.

Использование периода экономического спада для подготовки будущего инновационного прорыва


Главная стратегическая задача: обеспечение эффективного, надежного и экологически безопасного энергоснабжения по доступным ценам. Для этого надо решить 7 проблем:

1) высокие и неустойчивые цены на минеральное топливное сырье; 2) рост спроса на энергоресурсы; 3) высокая зависимость от импорта энергоносителей; 4) недостаток инвестиций для модернизации всех элементов ТЭК; 5) необходимость защиты окружающей среды и климата; 6) высокая техногенная и террористическая уязвимость инфраструктуры; 7) опасность взаимосвязанных с энергетикой природных катаклизмов.

Вывод: решение трех взаимосвязанные задач – обеспечение энергетической безопасности, устойчивого экономического роста и экологического равновесия в США возможно, но требует жесткой политической политической воли, целевой концентрации значительных средств, отсутствия противодействия энергетической коррупции и политической оппозиции.



11 механизмов решения энергетических проблем в США:

1) устойчивый экономический рост, эффективный доступ на рынки и содействие инвестициям во все звенья энергетической цепи;

2) открытость, прозрачность, эффективность и конкурентность рынков для производства, поставок и услуг в области транспортировки и транзита энергоресурсов;

3) созданию прозрачных, стабильных и эффективных правовых рамок и систем регулирования, адекватных и стабильных инвестиций в добычу, переработку и сбыт энергоресурсов на альтернативной основе;

4) развитие диалога и обмена мнениями между всеми заинтересованными сторонами по вопросам усиления взаимозависимости в энергетической сфере и безопасности предложения и спроса;

5) диверсификации предложения и спроса на энергоносители, источников энергии, географических и отраслевых рынков, транспортных маршрутов и средств транспортировки энергоносителей;

Вывод: нужны качественно новые инновационные решения.



6) поощрение мер по повышению энергоэффективности и энергосбережения за счет разнообразных конкурентных инициатив;

7) экологическая ответственность при разработке и использовании энергоресурсов, внедрение экологически чистых технологий, решение проблемы климатических изменений;

8) обеспечение прозрачности и надлежащего государственного регулирования в энергетическом секторе в целях борьбы с коррупцией;

9) эффективные действия при ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций в энергетической сфере, увеличение стратегических запасов топлива;

10) обеспечение безопасности жизненно важной энергетической инфраструктуры; 11) решение энергетических проблем беднейших слоев населения.

Вывод: необходимость общей долгосрочной комплексной стратегии и согласованных планов действий в области национальной и глобальной энергетической безопасности.



0

20

40

60

80

100

120

1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035

Квадриллионы B.t.u.

Уголь

Нефтепродукты

Природный газ

ПрогнозИсторические данные

Атомная энергия

Возобновляемые источники; жидкое биотопливо

DOE: минеральные виды топлива обеспечат не менее 78% энергопотребления США в 2035 г.

Прогноз перспективной структуры энергобаланса США до 2035 г.


Конкретные прикладные направления государственного субсидирования НИОКР:

1) сейсмическое многомерное геологическое картирование – использование волнового зондирования в различных частотных диапазонах для создания объемных изображений полигенных подземных образований, упрощающих обнаружение залежей нефти и газа;

2) дистанционное геологическое картирование методом измерения локальных внутренних сопротивлений – определение разнородных зон проводящих участков земных недр, при которых используются электромагнитные волны ультранизкой частоты для выявления расположения нефтегазоносных пластов;

3) глубоководная разведка и добыча – получение нефти и газа из морских месторождений на глубинах свыше 1,5 км и ниже 3000 м под уровнем дна; плавучие системы добычи, хранения и отгрузки топливного сырья;



4) инжекционная интенсификация добычи нефти и газа – технологии закачки в продуктивные пласты рабочих жидкостей или газообразных реагентов для замедления или обращения процессов естественного истощения действующих месторождений с учетом их геологической структуры;

5) кустовое горизонтальное и наклонное бурение – проводка наклонных или горизонтальных скважин повышенной протяженности с учетом переменной плотности горных пород и с применением активных контролируемых отклонителей, устанавливаемых между дистанционно управляемым турбобуром и бурильной колонной;

6) внедрение специальных методов интенсивной очистки нефтепродуктов с использованием абсорбционно-газофракционирующих установок, термического крекинга, висбрекинга в жидкой фазе, коксования, пиролиза, пекования, термоокислительной и адсорбционной очистки;



7) строительство и эксплуатация автономных плавучих и платформенных морских заводов по производству сжиженного природного газа и водорода в открытом море с последующей перегрузкой на криогенные танкеры;

8) дистанционный мониторинг состояния нефтегазовых трубопроводов – проектирование, монтаж и эксплуатация электронных автоматизированных систем для отслеживания режимов работы насосных станций, состояния заслонок и вентилей, оптико-волоконной локализации возникновения неполадок, врезок, пробоин и утечек;

9) многоуровневая когенерация – процесс совместной выработки электрической и тепловой энергии, при котором теплообменная среда после получения электроэнергии применяется для нужд теплоснабжения, кондиционирования и криогенноного энергоаккумулирования;

10) газожидкостная конверсия – промышленное производство жидкого топлива для транспортных средств на базе промежуточного получения синтез-газа, синтеза средних дистиллятов и выделения тяжелых предельных углеводородов без примесей серы и полиароматических соединений;



11) рост производства синтетических видов жидкого топлива: Octane, Toluol (Methylcyclohexane), Ethylbenzol, Isopentane, Isobutane, Ethylmethylether, Dimethylether, Methanol, Ethanol. НИОКР по освоению донных арктических метановых гидратов;

12) использование сайклинг-процесса при добыче газового конденсата – продленная разработка месторождений при поддержании высокого внутрипластового давления посредством обратной закачки деэтанизированного конденсата, получаемого из ранее извлеченного природного газа после отделения жидких углеводородов;

13) внедрение мультифазных насосов и трубопроводов для безопасной одновременной транспортировки нефти, газа и конденсата, снижения давления на устье скважины, уменьшения вредного воздействия на окружающую среду, эффективного использования попутного газа без факельного сжигания;

14) промышленная добыча метана угольных пластов – извлечение и очистка природного газа, образующегося в результате подземных биохимических и физических процессов, с применением локального горизонтального бурения, а также пневмо- и гидродинамического воздействия на продуктивные пласты;



15) повышение эффективности методов разведки и добычи сланцевого газа – дистанционное сейсмическое многопрофильное зондирование, компьютерный многомерный анализ и расчетное графическое моделирование, направленное многовекторное наклонное бурение, гидравлический разрыв пластов;

16) внедрение методов безводного разрыва пластов при добыче сланцевой нефти и природного газа, направленных на снижения загрязнения окружающей среды – пропановый и гелиевый фрекинг.

Заслуживает особого внимания: опыт освоения остаточных зон обводненных нефтяных пластов путем закачки углекислого газа, использование экологически чистых технологий повышения нефте- и газоотдачи горизонтальных скважин плазменно-импульсным, парогазовым и вибрационным воздействиями.

- рост применения композитов вместо конструкционных металлов и все более широкое использование геосинтетических материалов различного назначения;

- ускоренное внедрение АСУП, дистанционного мониторинга, ИЭС на нефтегазопромыслах и трубопроводах.

- новые методы подготовки и малоотходного сжигания угля на ТЭС с последующим улавливанием углекислого газа.



Энергетический план Б. Обамы - “Blueprint for a Secure Energy Future”.

Преимущественное использование и восстановление своих топливных запасов. Сокращение выбросов разрушающих среду энергетических углеродных

загрязнений. Приоритетное инвестирование чистых и безопасных энергетических технологий. Поддержка новых производительных способов получения биотоплива. Гарантированное достижение независимости экономики США от импортных

топливных поставок к 2025 г. и возврат на роль энергоэкспортера. Рост энергоэффективности национальной экономики, восстановление

американского лидерства в международных энергетических программах. Борьба с неблагоприятными изменениями климата. Изменение структуры энергетического баланса в рамках антимонопольного

стимулирования энергосбережения и более активного использования возобновляемых источников.

Энергетические инициативы президентской администрации


Выпуск высокопроизводительных ветровых генераторов, полупроводниковых фотоэлектрических панелей, новых видов биологического топлива, новых гибридных легковых и грузовых автомобилей повышенной топливной экономичности, топливных элементов и мощных аккумуляторов ускоренной перезарядки.

Расширение использования ветровой, солнечной и геотермальной энергии, многотопливных транспортных средств и ускоренная прокладка новых линий электропередач и топливных трубопроводов по федеральным энергетическим коридорам. В перспективе – выход на водород, как единый энергоноситель.

Текущая ситуация: значительные бюджетные трудности, противодействие энергетических корпораций и необходимость крупных инвестиционных ресурсов, доступных лишь после выхода страны из текущего кризиса.

Ставка на ограничение трансферта технологий для создания резкого отрыва от других стран на переходе от пятого к шестому технологическому укладу.

Энергетические инициативы президентской администрации


Прогрессивные конструкционные материалы, технологии их обработки.

сверхпрочные сплавы и полимеры

полупроводниковые материалы - пластины, подложки системы автотестирования

метаматериалы - наноструктуры со специальными свойствами

упрочненные волокнами армированные композиты

металлокерамика, трехмерная компьютерная печать компонентов

комбинированные композиты на основе таких соединений как: оксид алюминия, оксид циркония, кадбид кремния, нитрид кремния, нитрид алюминия, графен, фуллерены.

Критические технологии США, трансферт которых ограничен


Перспективные промышленные технологии.

промышленная автоматика и робототехника оборудование и системы производственного контроля микро- и нанопроизводство и измерительное оборудование, сканирующие

электронные и туннельные микроскопы высокоточные станки, в т. ч. любые станки с точностью позиционирования <2

микрон, лазерное обрабатывающее оборудование оборудование по производству композитных материалов навигационное оборудование, в т. ч. системы и компоненты GPS, гравиметры,

магнитные и электромагнитные сенсорные системы криптографические системы и компоненты производственной защиты

оборудования



Информационные технологии промышленного применения.

производство компьютеров и программного обеспечения компьютерная графика и сканирование, CAD/CAM, CAE-системы компьютерная симуляция и моделирование технологических процессов обработка и 3D визуализация результатов скважинной гравиметрии

Телекоммуникационное оборудование.

цифровые телекоммуникационные системы оборудование и софтвер для IP-маршрутизации спутники связи и системы спутниковой телекоммуникации оборудование защищенной производственной беспроводной связи



Электронные приборы и оборудование двойного применения.

системы и субсистемы электронного обеспечения боевых действий идентификационное оборудование радарные системы, акустическое сканирование сенсоры - оптические, радиочастотные, инфракрасные, акустические различные навигационные приборы боевая и промышленная робототехника

Биотехнологии.

исследовательское и производственное биологическое оборудование медицинская диагностика работоспособности персонала фармацевтические препараты генетический инжиниринг, производство бактериальных агентов и вирусных

патогенов сульфатовосстанавливающие и углеродоокисляющие бактерии.



Транспортные технологии и системы.

летательные аппараты новых типов, экранопланы производство и технологии экономичных газотурбинных двигателей капсульные транспортные системы линейные электродвигатели, системы магнитной подвески

Энергетические технологии.

интегрированные энергетические системы - гидроэлектроэнергетика и ядерная энергетика

новые технологии генерации, накопления и преобразования энергии криогенные энергетические технологии водородная и бороводородная энергетика новые виды топлива азотного цикла



Морские транспортные и производственные системы.

подводные транспортные средства производственного назначения перспективный дизайн корпусов средств водного транспорта оборудование для подводного дистанционного анализа тампонажных цементов и

буровых растворов бесконтактная диагностика состояния подводных трубопроводов –

магнитометрия, электрометрия, ультразвуковая дефектоскопия средства дистанционного контроля и управления работой подводных

производственных систем водолазное оборудование, нестандартные газовые и жидкостные дыхательные

смеси многофазные подводные насосные станции, гидродинамический мониторинг



Пути преодоления энергетических барьеров на пути экономического роста России:

Техническая и инфраструктурная модернизация ТЭК, ускоренное развитие топливно-сырьевой базы.

Комплексное ресурсосбережение в промышленности, коммунальном хозяйстве и на транспорте.

Снижение доли сырой нефти и газа в товарной структуре внешней торговли и постепенное замещение необработанных энергоносителей наукоемкой продукцией российского производства.

Оптимизация внутреннего энергетического баланса, поощрение использования возобновляемых источников энергии, охрана окружающей среды.

Развитие диверсифицированных высококонкурентных внутренних энергетических рынков.

Качественное повышение роли государственного регулирования в реализации российской энергетической стратегии.

Перспективы активизации энергетических инноваций в России


Пути преодоления энергетических барьеров на пути экономического роста России:

Стране, ставящей задачу перейти на следующий ярус мировой технологической пирамиды, придется применять как рыночные, так и нерыночные каналы передачи технологий, параллельно развивая собственную систему генерации инноваций и новых знаний.

Необходимость активной политической воли, целевых программ модернизации, государственных инновационных льгот и субсидий на жесткой конкурентной основе.

Неизбежность кардинального повышения мотивации персонала и снятие ограничений человеческого фактора, внедрение новых методов синергетического обучения и переподготовки кадров.

Использование новых методов управления инновационными процессами.

Перспективы активизации энергетических инноваций в России


Три принципа инновационного сопротивления можно сформулировать так:

Ожесточеннее всего сопротивляются переменам именно те, кто больше всего в них нуждается - это касается как отдельных работников или руководителей, так и подразделений и организаций в целом.

Сопротивление изменениям — симптом неверной технологии их осуществления.

Пассивное неприятие изменений часто связано с прошлым опытом: люди, уже пережившие не одну реорганизацию, которые не принесли пользы, становятся особенно подозрительными. Активное сопротивление вызывает перспективная потеря прежних выгод и льгот.

Три базовых принципа и семь правил проведения инновационных изменений


1. Правило «узких врат» - перехода от общего (идентификация) к частному (интернализация).

2. Правило «подъема по лестнице» - быстрый ввод с последующими периодами стабильной работы

3. Правило повторения в пределах уровня «плато эффективности».

4. Правило «предварительного прогрева» синергетического мышления

5. Правило «усталых, но довольных» - цели выше, чем ожидаемый результат

6. Правило «счастливой семерки» - ограничения элементов когнитивности

7. Правило использования «обратных связей» по доказанной эффективности

Семь правил проведения инновационных изменений


Спасибо за внимание!

oil & gas innovations 2013

Business