Chuyển đổi số trong thăm dò khai thác dầu khí
PETROVIETNAM
TẠP CHÍ DẦU KHÍ
Số 12 - 2020, trang 17 - 29
ISSN 2615-9902
CHUYỂN ĐỔI SỐ TRONG THĂM DÒ KHAI THÁC DẦU KHÍ
Nguyễn Anh Đức
Tập đoàn Dầu khí Việt Nam
Email: ducna@pvn.vn
Tóm tắt
Chuyển đổi số mang lại cơ hội lớn cho các doanh nghiệp để tạo ra và nắm bắt giá trị. Sự phát triển các công nghệ như điện toán đám
mây, truyền thông xã hội và phân tích dữ liệu lớn đang thúc đẩy các xu hướng mang lại tiềm năng to lớn cho ngành dầu khí.
Bài báo tập trung giới thiệu các xu thế chuyển đổi số trên thế giới, hiện trạng, xu hướng chuyển đổi số ở các doanh nghiệp dầu khí
nói chung và lĩnh vực thăm dò khai thác dầu khí nói riêng. Bài báo cũng đưa ra một số kiến nghị cho công tác chuyển đổi số lĩnh vực thăm
dò khai thác dầu khí ở Việt Nam.
Từ khóa: Chuyển đổi số, thăm dò khai thác dầu khí, xu hướng.
1. Giới thiệu
Chương trình chuyển đổi số trên thế giới có các nội
quan trọng trong sự chuyển đổi kinh tế của thế giới. Ngày
nay, dầu khí có cơ hội tiếp tục khẳng định vai trò quan
trọng thông qua số hóa.
dung khác nhau, phụ thuộc vào chiến lược phát triển kinh
tế - xã hội của từng nước. Tuy nhiên, các nội dung chính
gồm: i) Chuyển đổi số nền kinh tế (kinh tế số); ii) Chuyển
đổi số xã hội (xã hội số); iii) Chuyển đổi số trong một số
ngành trọng điểm; iv) Chuyển đổi số trong cơ quan Chính
phủ (Chính phủ số); v) Phát triển hạ tầng số (phát triển
mạng di động thế hệ mới, kết nối cáp quang đến các gia
đình, doanh nghiệp, cung cấp wifi miễn phí tại khu vực
công cộng, phát triển điện toán đám mây, hạ tầng IoT, big
data…); vi) Phát triển lực lượng lao động có kỹ năng số;
vii) Đẩy mạnh công tác nghiên cứu công nghệ số mới; viii)
Xây dựng môi trường pháp lý để bảo đảm môi trường an
toàn, tin cậy, thúc đẩy chuyển đổi số [1, 2].
Ngành dầu khí không còn xa lạ với dữ liệu lớn, đổi mới
công nghệ và kỹ thuật số. Ngay từ những năm 1980, các
doanh nghiệp dầu khí bắt đầu áp dụng các công nghệ kỹ
thuật số, tập trung vào việc đánh giá tiềm năng dầu khí
và khả năng khai thác, cải thiện điều kiện an toàn và tăng
hiệu quả hoạt động khai thác tại các mỏ dầu trên thế giới.
Một làn sóng các sáng kiến áp dụng công nghệ số trong
hoạt động ở các mỏ dầu đã diễn ra trong những năm 1990
và đầu thế kỷ này. Tuy nhiên, trong phần lớn thập kỷ này,
ngành công nghiệp dầu khí đã không tận dụng hết các
cơ hội có được từ việc sử dụng dữ liệu và công nghệ. Một
giàn khoan dầu có thể tạo ra hàng terabyte dữ liệu mỗi
ngày, nhưng chỉ có tỷ lệ nhỏ trong số đó được sử dụng để
ra quyết định. Khi các ngành công nghiệp khác đã cách
mạng hóa mô hình kinh doanh và vận hành thông qua
ứng dụng toàn diện các công nghệ kỹ thuật số, cơ hội để
ngành dầu khí thúc đẩy tác động chuyển đổi của số hóa
đã trở nên rõ ràng hơn.
Theo khảo sát của DXC.Technology và Economist
Intelligence Unit, các doanh nghiệp toàn cầu sẽ tăng đầu
tư vào công nghệ kỹ thuật số trong thời gian tới, vì các
khoản đầu tư này gắn trực tiếp với kết quả kinh doanh.
68% cho biết lợi nhuận hàng năm của tổ chức đã tăng lên
trong 3 năm qua nhờ chiến lược kỹ thuật số, 74% kỳ vọng
lợi nhuận sẽ tăng trong 3 năm tới [3]. Các ngành công
nghiệp nói chung và ngành công nghiệp dầu khí nói riêng
đang thay đổi nhanh chóng nhờ tiến bộ công nghệ. Kể
từ cuộc cách mạng công nghiệp, dầu khí đã đóng vai trò
Khi giá và nhu cầu dầu đang giảm, đại dịch Covid-19
càng làm cho tình hình trầm trọng hơn, các thách thức
dài hạn như chương trình công tác, ngân sách bị thay đổi
cũng như biến đổi khí hậu đang“đè nặng”lên ngành công
nghiệp dầu khí. Các doanh nghiệp dầu khí có nhiều sức ép
cũng như cơ hội để nâng cao hiệu quả và giảm chi phí sản
xuất. Thông qua việc áp dụng nhiều hơn các nền tảng và
ứng dụng kỹ thuật số, cùng với dữ liệu khai thác được tạo
Ngày nhận bài: 12/8/2020. Ngày phản biện đánh giá và sửa chữa: 12/8 - 16/9/2020.
Ngày bài báo được duyệt đăng: 15/12/2020.
DẦU KHÍ - SỐ 12/2020
17
CHUYỂN ĐỔI SỐ TRONG CÔNG NGHIỆP DẦU KHÍ
ra từ các cơ sở hạ tầng hiện có, các doanh nghiệp dầu khí
sẽ có cơ hội tốt hơn để vượt qua những thách thức hiện
tại và kích hoạt khả năng hoạt động từ xa, giúp ngành dầu
khí tiếp tục phát triển.
tranh [6]. Sự khác biệt đó cho thấy các doanh nghiệp này
không phải lúc nào cũng nhúng dữ liệu lớn và phân tích
hoàn toàn trong hệ thống, mà chỉ đang áp dụng từng
phần công nghệ này. Triển khai toàn diện có thể tác động
lớn đến năng suất và điều hành.
Theo đánh giá của Chương trình “Sáng kiến chuyển
đổi kỹ thuật số” tại Diễn đàn kinh tế thế giới 2017, các
sáng kiến chuyển đổi số có thể đem lại 1,6 nghìn tỷ USD
cho công nghiệp dầu khí thế giới, trong đó riêng lĩnh vực
thăm dò khai thác dầu khí là 600 tỷ USD [4].
- Internet vạn vật công nghiệp
IIoT (một ứng dụng của IoT), là một "hệ thống liên kết
với nhau gồm các thiết bị máy tính, máy móc cơ khí, các
máy móc kỹ thuật số, các vật thể hoặc con người được
cung cấp các định danh duy nhất và khả năng truyền
dữ liệu qua mạng mà không cần tương tác giữa người
với người, người với máy tính" [7]. Trong quá trình phát
triển từ sự hội tụ của các công nghệ khác nhau, IIoT đã
phá vỡ bức tường giữa công nghệ vận hành (OT) và công
nghệ thông tin. Điều này có nghĩa là dữ liệu do máy tạo ra
không có cấu trúc có thể được phân tích để hiểu rõ hơn
về cơ chế cải tiến trong thiết kế và điều hành, làm cho hệ
thống thông minh hơn, ra quyết định nhanh hơn. IIoT
cũng cho phép giao tiếp giữa máy với máy (machine to
machine communication).
So với các lĩnh vực khác, cách tiếp cận chuyển đổi kỹ
thuật số của ngành dầu khí mang tính tiến hóa hơn là
mang tính cách mạng. Tuy nhiên, sự phát triển các công
nghệ như điện toán đám mây, truyền thông xã hội và dữ
liệu lớn và phân tích đang thúc đẩy các xu hướng mang lại
tiềm năng to lớn cho ngành dầu khí. Điện toán đám mây
có thể cải thiện sự linh hoạt trong kinh doanh. Dữ liệu lớn
và phân tích dữ liệu lớn có thể hỗ trợ các doanh nghiệp
phân tích số lượng lớn dữ liệu có cấu trúc và không cấu
trúc từ các nguồn khác nhau và tạo ra thông tin chi tiết
theo thời gian thực. Công nghệ di động có thể tạo ra các
phương thức kinh doanh mới, trong khi các kênh truyền
thông xã hội giúp tăng cường mối quan hệ với khách
hàng bằng cách thực hiện các kết nối này nhanh chóng,
trực tiếp và giá rẻ. Chi phí cảm biến giảm và sự xuất hiện
của Internet vạn vật công nghiệp (Industrial Internet of
Things - IIoT) sẽ làm tăng đáng kể khối lượng dữ liệu mà
các doanh nghiệp có thể truy cập. Kết hợp các công nghệ
này theo cách sáng tạo có thể làm tăng khả năng theo cấp
số nhân, vượt xa hiệu quả so với nếu chỉ triển khai riêng
biệt. Ngoài việc cải thiện hiệu quả, số hóa có thể cho phép
các doanh nghiệp tiếp cận với khách hàng tốt hơn. Dữ liệu
lớn và phân tích lớn, IIoT và thiết bị di động đang nổi lên
như chủ đề kỹ thuật số hàng đầu cho các doanh nghiệp
dầu khí.
Đối với lĩnh vực thượng nguồn (thăm dò khai thác
dầu khí), IIoT có thể giúp tối ưu hóa bằng cách cung cấp
những hiểu biết mới về hoạt động điều hành thông qua
việc phân tích các bộ dữ liệu vận hành khác nhau (như
thông số khoan) và dữ liệu nhiều chuyên môn khác nhau
(như mô hình địa chất). Các doanh nghiệp trung nguồn
như vận tải, đường ống và bể chứa có thêm cơ hội thương
mại mới - được hưởng lợi từ việc xây dựng cơ sở hạ tầng
có dữ liệu hỗ trợ. Lĩnh vực hạ nguồn (các doanh nghiệp
lọc hóa dầu và bán lẻ sản phẩm dầu mỏ) có thể thấy tiềm
năng trong các cơ hội doanh thu mới, từ việc mở rộng tầm
nhìn của chuỗi cung ứng và hướng tới mục tiêu người tiêu
dùng kỹ thuật số với các hình thức tiếp thị, kết nối khách
hàng mới.
- Dữ liệu lớn và phân tích dữ liệu lớn
- Thiết bị di động
Cảm biến giá rẻ, khả năng kết nối mở rộng và tốc
độ tính toán đang thúc đẩy sự gia tăng nhanh chóng
lượng dữ liệu thu thập bởi các doanh nghiệp dầu khí.
Giàn khoan ngoài khơi hiện đại có khoảng 80.000 cảm
biến, được dự báo sẽ tạo ra khoảng 15 petabyte (15
triệu gigabyte) dữ liệu trong suốt vòng đời [5]. Dữ liệu
lớn và phân tích dữ liệu lớn sẽ giúp các doanh nghiệp
điều hướng lượng dữ liệu khổng lồ này. Khoảng 36%
các doanh nghiệp dầu khí đã đầu tư vào dữ liệu lớn và
phân tích dữ liệu. Tuy nhiên, chỉ có 13% sử dụng thông
tin chi tiết từ công nghệ này để thúc đẩy cách tiếp cận
của doanh nghiệp đối với thị trường và các đối thủ cạnh
Các doanh nghiệp dầu khí đã đầu tư tích hợp đầy đủ
các thiết bị di động vào hoạt động hàng ngày để cải tiến
quy trình công việc từ giao tiếp, làm việc nhóm tốt hơn,
tăng năng suất lao động và ghi lại dữ liệu thực địa tốt hơn.
Công nghệ di động cũng cho phép giám sát dữ liệu thời
gian thực thông qua phần mềm chuyên dụng trên điện
thoại thông minh và có thể có tác động tích cực đến sức
khỏe, an toàn và môi trường (HSE). Các doanh nghiệp đã
cải thiện sự an toàn của nhân viên bằng cách sử dụng tọa
độ GPS trên điện thoại thông minh để theo dõi công nhân
trong các tình huống nguy hiểm. Triển khai các ứng dụng
di động kết hợp với thẻ nhận dạng tần số vô tuyến để
DẦU KHÍ - SỐ 12/2020
18
PETROVIETNAM
Hình 1. Thiết bị di động ngày càng được sử dụng rộng rãi trong thăm dò khai thác dầu khí
quan sát được chuyển động của con người và các trang,
+ Minh giải tự động (Automated interpretation);
thiết bị.
+ Đánh giá vỉa chứa (Reservoir characterization);
2. Chuyển đổi số trong lĩnh vực thăm dò khai thác dầu khí
+ Quản lý diện tích hợp đồng tiên đoán (Predictive
lease management);
2.1. Xu thế chuyển đổi số trong thăm dò khai thác dầu
khí trên thế giới
+ Khảo sát giếng thông minh (Downhole
intelligence);
Hoạt động thăm dò khai thác dầu khí có môi trường
làm việc với dữ liệu lớn (big data), với các đặc điểm như
sau: i) Khối lượng lớn, từ nhiều nguồn khác nhau, tài liệu
ở các dạng khác nhau như dạng mô tả, dạng số, dạng bản
vẽ…; ii) Nhiều quá trình sinh dữ liệu trung gian như thu
thập/khảo sát, tiền xử lý, xử lý, phân tích...; iii) Nhu cầu
sử dụng tổng hợp các loại tài liệu cao (sử dụng kết hợp
các loại tài liệu: địa chấn, địa vật lý, địa chất...); iv) Yêu cầu
chuẩn dữ liệu của các phần mềm chuyên dụng cao, phức
tạp; v) Giá trị các loại dữ liệu lớn, nhu cầu tái sử dụng dữ
liệu cao.
+ Địa vật lý ảo (Virtual geophysics);
+ Mô hình vỉa chứa thời gian thực (Realtime reservoir
model).
- Phát triển mỏ:
+ Giàn khoan số (Digital platform);
+ Chuẩnhóavàthiếtkếtheomodule(Standardization
and modular design);
+ Phân tích sâu tài liệu địa chấn (Deep learning for
seismic);
Theo phân tích, đánh giá các lĩnh vực hứa hẹn nhất
cho công tác chuyển đổi số trong thăm dò khai thác dầu
khí gồm [8, 9]:
+ Tìm kiếm nhận thức (Cognitive search);
+ Hợp tác ra quyết định (Collaborative decision
making);
- Thăm dò:
+ Cơ sở dữ liệu thăm dò khai thác (E&P data lake);
+ Khảo sát, đánh giá thiết bị (Surveillance and
inspection).
+ Tích hợp dữ liệu và chu trình (Data and workflow
integration);
- Khoan và hoàn thiện giếng:
DẦU KHÍ - SỐ 12/2020
19
CHUYỂN ĐỔI SỐ TRONG CÔNG NGHIỆP DẦU KHÍ
+ Tự động hóa công tác khoan (Drilling automation);
+ Tối ưu hóa công tác khoan (Drilling optimization);
Equinor cho rằng số hóa tạo ra giá trị và xem việc số
hóa là hoàn toàn cần thiết để cạnh tranh trong thời gian
tới. Equinor đang thiết lập 1 trung tâm kỹ thuật số xuất
sắc (Digital Centre of Excellence) và đưa ra lộ trình với 7
chương trình cụ thể. Kỹ thuật số hóa sẽ giúp cải thiện sự
an toàn, bảo mật và hiệu quả các hoạt động của Equinor.
Năm 2020, Equinor dự kiến đầu tư 1 - 2 tỷ NOK vào các
công nghệ kỹ thuật số mới. Với mục tiêu trở thành doanh
nghiệp hàng đầu về kỹ thuật số toàn cầu trong các lĩnh
vực cốt lõi, Equinor đang đẩy mạnh các nỗ lực để nắm bắt
các cơ hội do sự phát triển nhanh chóng trong các công
nghệ kỹ thuật số.
+ Khoan có định hướng áp dụng trí tuệ nhân tạo (AI
driven geo-steering);
+ Tối ưu hóa công tác khoan thời gian thực (Realtime
drilling optimization);
+ Hoàn thiện giếng thông minh (Intelligent
completions);
+ Bảo trì giàn khoan tiên đoán (Predictive drill rig
maintenance).
- Khai thác:
Equinor thiết lập lộ trình số hóa với 7 chương trình
trong quy trình số hóa [11]:
+ Quản lý khai thác thời gian thực (Realtime
production management);
- An toàn, an ninh và phát triển bền vững kỹ thuật
số: Sử dụng dữ liệu để giảm rủi ro an toàn, cải thiện việc
học hỏi từ các sự cố trong lịch sử, tăng cường bảo mật và
giảm lượng khí thải carbon trong hoạt động;
+ Tối ưu khai thác mỏ (Field production optimization);
+ Tối ưu bơm ép (Artificial lift optimization);
+ Điều hành khai thác tích hợp (Integrated
production operations);
- Số hóa các quá trình: Hợp lý hóa các quá trình làm
việc và giảm các công việc thủ công trên toàn chuỗi giá trị;
+ Tự động hóa mỏ (Automated field tickets);
+ Hiệu quả của tài sản mỏ (Asset performance);
- Phân tích tài liệu thu được trong lòng đất: Cải thiện
khả năng tiếp cận dữ liệu và các công cụ phân tích dữ liệu
thu được dưới lòng đất, cho phép ra quyết định tốt hơn;
+ Mô phỏng, giám sát và kiểm soát tài sản mỏ - Bản
sao số (Asset simulation, Monitoring, and Control - Digital
Twin);
- Sử dụng kết quả/tài liệu giếng khoan thế hệ mới:
Tăng cường sử dụng tài liệu giếng khoan và dữ liệu thu
được trong lòng đất để lập kế hoạch, phân tích thời gian
thực và tăng cường tự động hóa;
+ Bảo trì tiên đoán (Predictive maintenance).
- Điều hành từ xa thông minh (Intelligent remote
operations) trong các hoạt động thăm dò khai thác:
- Mỏ trong tương lai: Thiết kế thông minh và lựa
chọn ý tưởng phát triển (concept) bằng cách tối đa hóa
việc sử dụng dữ liệu có sẵn và tích hợp các công nghệ kỹ
thuật số ở các mỏ trong tương lai;
+ Điều hành không người và robot (Unmanned
operations and robots);
+ Kết nối các công nhân (Connected oil workers).
- Hoạt động điều hành dựa trên dữ liệu (data-driven
operations): Sử dụng dữ liệu để tối đa hóa giá trị tài sản
thông qua tối ưu hóa khai thác và cải tiến quá trình bảo
trì, bảo dưỡng;
2.2. Chuyển đổi số ở một số doanh nghiệp dầu khí trên
thế giới
2.2.1. Equinor
- Hiểu biết sâu sắc về thương mại: Cải thiện các công
cụ phân tích và khả năng tiếp cận dữ liệu trong các lĩnh
vực thương mại để cho phép ra quyết định tốt hơn.
Tầm nhìn kỹ thuật số của Equinor được xác định với
chiến lược chung là“luôn an toàn, giá trị cao, carbon thấp”
với các mục tiêu: i) Cung cấp dữ liệu mọi lúc, mọi nơi để
đưa ra quyết định tốt hơn, nhanh hơn; ii) Phát triển năng
lực kỹ thuật số để trở thành người dẫn đầu; iii) Dự báo và
ngăn ngừa sự cố an toàn và an ninh để đảm bảo an toàn
cho người lao động và hoạt động của doanh nghiệp; iv)
Robot hóa và điều khiển từ xa làm cho công việc thuận
tiện hơn, giảm các công việc lặp đi lặp lại hàng ngày của
con người [10].
Equinor thành lập Trung tâm điều hành tích hợp
(Integrated Operations Center - IOC), sử dụng kỹ thuật
số hóa để nâng cao hiệu quả khai thác, hiệu quả sử dụng
năng lượng, an toàn và giảm khí thải trên các mỏ mà
Equinor điều hành trên thềm lục địa [12]. IOC chủ động
thu thập các nguồn lực thuộc các lĩnh vực, tích hợp, trực
quan hóa và phân tích dữ liệu tổng hợp, cung cấp cho bộ
DẦU KHÍ - SỐ 12/2020
20
PETROVIETNAM
phận điều hành trên đất liền và ngoài biển giúp đưa ra
quyết định nhanh hơn với mức độ tin cậy cao hơn. Equinor
sử dụng hơn 100.000 cảm biến để gửi khối lượng khổng lồ
dữ liệu từ các giàn khai thác ngoài khơi trên thềm lục địa
Na Uy đến các trung tâm hỗ trợ trên bờ. Equinor có tham
vọng rất rõ ràng: IOC sẽ góp phần tăng giá trị thêm hơn
15 tỷ NOK từ năm 2020 đến năm 2025. Đến năm 2021, tất
cả các mỏ của Equinor trên thềm lục địa Na Uy sẽ được hỗ
trợ trực tiếp từ đất liền.
BP thành lập Tổ chức đổi mới kỹ thuật số (Digital
Innovation Organization - DIO), chuyên theo dõi, đánh
giá sự phát triển công nghệ mới ảnh hưởng đến cung cầu
năng lượng và đề xuất phản ứng với các công nghệ mới.
DIO tập trung vào xu hướng thay đổi của công nghệ số.
Các lĩnh vực trọng tâm của BP hiện nay gồm: điện toán
nhận thức (cognitive computing) - hình thức tinh vi nhất
của trí tuệ nhân tạo, công nghệ lưu trữ phân tán tiên tiến
(advanced distributed ledger technologies) (bao gồm cả
blockchain) và robot [15].
Equinor thành lập Trung tâm điều hành địa chất (Geo
Operations Centre - GOC) với nhiệm vụ giám sát và quản
lý công tác khoan giếng ngoài khơi 24/7 bởi các chuyên
gia, đảm bảo công tác khoan hiệu quả hơn, giảm chi phí
và tăng mức độ an toàn. Trước đây, các công việc này chỉ
được thực hiện độc lập trên biển hoặc tại các văn phòng.
GOC nhận khối lượng dữ liệu khổng lồ trong khi khoan từ
nhiều cảm biến đặt trong thiết bị nằm sâu dưới lòng đất.
Việc điều hành tất cả các mỏ trên thềm lục địa Na Uy sẽ
được chuyển dần dần cho GOC, ngoại trừ các mỏ có nhiệt
độ cao, áp suất cao (HTHP) [12].
BP đang đầu tư phát triển trí tuệ nhân tạo: Từ tháng
6/2017, các công ty liên doanh của BP đã tài trợ 20 triệu
USD vào Beyond Limits, doanh nghiệp hoạt động trong
lĩnh vực trí tuệ nhân tạo và điện toán nhận thức. Khoản
đầu tư này sẽ đẩy nhanh việc cung cấp phần mềm AI cấp
công nghiệp, trước đây được sử dụng trong các nhiệm
vụ thám hiểm không gian, để kết hợp kiến thức của con
người với học máy (machine learning - ML) và cung cấp
cho ngành năng lượng hiểu biết rõ hơn về điều hành, tối
ưu hóa kinh doanh và tự động hóa quy trình trong các
hoạt động [15]. Vào tháng 1/2019, BP đã đầu tư vào công
ty khởi nghiệp công nghệ Belmont Technology (Houston)
phát triển nền tảng dựa trên đám mây gọi là“Sandy”- cho
phép minh giải địa chất, địa vật lý, các thông tin lịch sử và
các thông tin về đá chứa, tạo ra “biểu đồ tri thức”. AI liên
kết thông tin trực quan, xác định các kết nối và quy trình
làm việc mới, sử dụng các kết nối này để tạo ra hình ảnh
về tài sản dưới lòng đất của BP. Khi đó, có thể sử dụng dữ
liệu trong biểu đồ tri thức, kết hợp với AI sử dụng mạng
trí tuệ (neural network) để thực hiện mô phỏng và minh
giải kết quả [16].
Equinor thực hiện chương trình“Tăng tốc năng lượng
Techstars” (Techstars Energy Accelerator): Equinor xác
định phải áp dụng một cách tiếp cận khác cho các dự án
kỹ thuật số, khác với các dự án dầu khí truyền thống. Các
chuyên gia Equinor đang xem xét cách thức áp dụng từng
phần phương pháp làm việc của các doanh nghiệp tham
gia phát triển phần mềm.
Tầm nhìn của Equinor là trở thành một doanh nghiệp
định hình năng lượng tương lai. Equinor đã tổ chức
chương trình“Tăng tốc năng lượng Techstars”cho các nhà
sáng tạo và doanh nhân muốn tham gia vào việc định
hình tương lai của năng lượng. Chương trình đã nhận
được hàng trăm đơn đăng ký từ 38 quốc gia, nhưng chỉ
có 10 doanh nghiệp được chọn tham gia và đều là công
ty khởi nghiệp hàng đầu trong lĩnh vực kinh doanh năng
lượng, đang nghiên cứu các giải pháp về dầu khí, năng
lượng tái tạo, mô hình kinh doanh mới và số hóa [13].
BP hợp tác nghiên cứu robot: Robot đáy biển đã giúp
cách mạng hóa sự hiểu biết của con người về các hoạt
động dưới nước. Lượng dữ liệu rất lớn được robot truyền
về gần như tức thời trong thời gian gần, các nhà khoa học
có thể theo dõi môi trường biển và đại dương, đánh giá
các rủi ro. BP hợp tác với Oceaneering International Inc.
tiến hành thử nghiệm quy mô lớn, khảo sát các đường
ống và cơ sở hạ tầng dưới đáy biển ở vịnh Mexico.
2.2.2. BP
Nghiên cứu, áp dụng công nghệ số: Để giải quyết vấn
đề biến đổi khí hậu toàn cầu, các doanh nghiệp dầu khí cố
gắng tìm cách tăng sản lượng khai thác đồng thời giảm
lượng khí thải carbon. BP đã có các khoản đầu tư lớn vào
lĩnh vực xe điện, năng lượng mặt trời và năng lượng gió.
Nhưng cốt lõi hơn, BP xác định phải nghiên cứu, áp dụng
công nghệ số để tìm thêm nhiều mỏ dầu khí, hoặc khai
thác dầu khí với chi phí thấp hơn. BP đã sử dụng công
nghệ cáp quang mới, sử dụng robot trong kiểm tra các
Chương trình chuyển đổi số: BP đang trải qua quá
trình chuyển đổi kỹ thuật số cơ bản. BP đặt mục tiêu rõ
ràng cho chương trình chuyển đổi số: i) giúp cạnh tranh
tốt hơn, ii) có được sự gắn kết sâu sắc hơn với nhân viên
hiện tại và trong tương lai. Chương trình chuyển đổi số
của BP có 3 vấn đề chính: i) các công cụ kỹ thuật số (digital
tools), làm việc thông minh (agile working) và tư duy
(mindset) [14].
DẦU KHÍ - SỐ 12/2020
21
CHUYỂN ĐỔI SỐ TRONG CÔNG NGHIỆP DẦU KHÍ
thiết bị ngoài khơi. Đầu tháng 1/2019, BP thông báo đã
thành công khi sử dụng thiết bị địa chấn mới là Wolfspar
và phát hiện thêm hơn 1 tỷ thùng dầu tại chỗ tại mỏ
Thunder Horse ở vịnh Mexico [17].
đạo BP chia sẻ rất rõ ràng: Công ty công nghệ kỹ thuật số
và các quy trình công việc mới phải được bổ sung, điều
này có thể tiết kiệm hàng tỷ USD và có thêm nhiều cơ
hội kinh doanh mới. Kết hợp 2 yếu tố này đã có tác động
đặc biệt đến các dự án ngoài khơi của BP, nơi BP đang tìm
kiếm nguồn trữ lượng bổ sung trong khi nỗ lực giảm thời
gian thi công. Đầu năm 2019, BP đã hoàn thành việc lập
kế hoạch và khoan 1 giếng nước sâu ở vịnh Mexico trong
13 tuần, chỉ bằng một nửa thời gian so với phương pháp
thông thường. Cải thiện cách quản lý chuỗi cung ứng đã
tiết kiệm cho BP khoảng 230.000 USD trong khoảng thời
gian 3 tuần trên giàn Mad Dog ở vịnh Mexico.
BP đã có 1 dự án “bản sao kỹ thuật số” ở vịnh Mexico
(digital twin project) và 1 chương trình áp dụng trí tuệ
nhân tạo nhằm ngăn chặn các vấn đề xuất hiện cát trong
quá trình khai thác dầu (sand production) ở khu vực
Caspin. Dự án “bản sao kỹ thuật số” ở vịnh Mexico ra đời
vào năm 2017. Ý tưởng là xây dựng bản sao kỹ thuật số của
hạ tầng thiết bị khai thác để mô phỏng chế độ dòng chảy
và tìm cách nâng cao sản lượng. Được đặt tên là APEX, BP
chỉ mất 1 năm để mở rộng chương trình này cho 30 tài sản
mỏ. APEX đã thực hiện một quy trình tối ưu hóa hệ thống
thường yêu cầu thực hiện mất khoảng 24 giờ xuống còn
20 phút. Kết quả áp dụng APEX năm 2018 là gia tăng thêm
19.000 thùng/ngày sản lượng khai thác cơ sở của BP. Vào
tháng 9/2018, BP thông báo đã triển khai một dự án “bản
sao kỹ thuật số” riêng biệt cho cả 4 giàn khai thác của
mình tại vịnh Mexico [17]. Chương trình được phát triển
với sự hợp tác của Baker Hughes, GE để giám sát hàng
ngàn cảm biến trong thời gian thực, từ bất kỳ vị trí nào.
Việc này cũng được triển khai cho các hoạt động ở Oman
và Angola. BP cũng đã trang bị cho gần 2.500 giếng trên
khắp thế giới các cảm biến cung cấp dữ liệu cho hệ thống
dựa trên điện toán đám mây có tên là Argus để đánh giá
hiện trạng các giếng khoan. Bình thường nhiệm vụ quan
trọng này rất tẻ nhạt và tốn thời gian, cần tới 1 tháng để
tìm nạp và sắp xếp tất cả dữ liệu cần thiết. Hệ thống Argus
trực quan hóa và phân tích các số liệu ngay lập tức.
BP đầu tư cho các doanh nghiệp khởi nghiệp
(startups): Kể từ khi thành lập, BP đã đầu tư nửa tỷ USD
cho các nhà phát triển công nghệ khởi nghiệp. Cuối năm
2018, các giám đốc điều hành đã “bật đèn xanh” để tạo
ra vườn ươm công nghệ đầu tiên của BP. BP đã đầu tư 20
triệu USD vào Beyond Limits để nghiên cứu điện toán
nhận thức (cognitive computing) có thể giúp quản lý
hoạt động các giếng khoan. Thử nghiệm lớn đầu tiên
sử dụng điện toán nhận thức trong quá trình xử lý hiện
tượng xuất hiện cát trong quá trình khai thác dầu (sand
production) đã được tiến hành tại một dự án của BP ở
Azerbaijan. Sử dụng công nghệ mới này để phát hiện
hiện tượng xuất hiện cát trong quá trình khai thác dầu
và hiện tượng rò rỉ trong giếng, BP đã tiết kiệm được 100
triệu USD chi phí [17].
2.2.3. ENI
ENI xây dựng Chương trình chuyển đổi số với các mục
tiêu cụ thể [18]:
BP chuyển hướng sang sử dụng người máy (robot)
kiểm tra thiết bị ngoài khơi: Duy tu, bảo dưỡng bên ngoài
của các giàn khai thác dầu khí ngoài khơi là một công việc
tốn kém và nguy hiểm. Các doanh nghiệp chi hàng triệu
USD/năm để sơn phủ bảo vệ chống ăn mòn, tuy nhiên,
công việc đòi hỏi công nhân phải treo mình trên dây cáp
trên các mặt giàn khai thác. Để giảm chi phí và hạn chế các
rủi ro, BP đang chuyển hướng sang sử dụng robot. BP bắt
đầu dự án này vào năm 2017, dự kiến sẽ cắt giảm một nửa
chi phí kiểm tra vào năm 2025. Các robot mới có thể tham
gia dịch vụ khai thác tại mỏ vào năm 2022 và cắt giảm
những chi phí liên quan tới 90% [17].
- An toàn và tính toàn vẹn của tài sản cải thiện sự an
toàn của người lao động; tăng tính toàn vẹn và an ninh
bảo mật tài sản.
- Nâng cao hiệu quả hoạt động sản xuất và thương
mại: tối ưu hóa sản xuất và tăng hiệu quả hoạt động
trong toàn bộ chuỗi giá trị bằng cách áp dụng rộng rãi
các giải pháp kỹ thuật số; cải thiện hoạt động kinh doanh
bán lẻ, hoạt động thương mại và mở rộng căn cứ khách
hàng (customer base); cải thiện các quy trình nội bộ
thông qua việc phân tích các giải pháp kỹ thuật số để hỗ
trợ các quy trình.
BP quan tâm phát triển con người trong thời kỳ phát
triển mạnh các công nghệ số: Lãnh đạo BP xác định rằng
dù công nghệ phát triển cao đến đâu, sự chuyển đổi kỹ
thuật số cuối cùng vẫn là vấn đề con người. Năm 2018, BP
đã tổ chức khóa đào tạo kỹ năng lãnh đạo mới cho 2.000
nhà quản lý hàng đầu của mình. Thông điệp được lãnh
- Giảm phát thải carbon và nền kinh tế tuần hoàn
(circular economy): Giảm phát thải carbon liên tục của
các hoạt động thông qua việc sử dụng các thuật toán dự
đoán cho phép giảm lượng khí thải CO2, tối đa hóa hiệu
quả năng lượng và giảm hiện tượng đốt bỏ khí; tìm kiếm
DẦU KHÍ - SỐ 12/2020
22
PETROVIETNAM
các giải pháp kỹ thuật số để hỗ trợ chiến
lược phát triển nền kinh tế tuần hoàn, tạo
điều kiện và kích hoạt quá trình tái chế, giảm
thiểu, tái sử dụng và chia sẻ tài nguyên.
Các dự án chuyển đổi số của Eni: Eni đã triển khai nhiều dự án
chuyển đổi số ở các cơ sở của doanh nghiệp như: Trung tâm kỹ thuật
số tại trụ sở tại Milan với 140 dự án kỹ thuật số với khoảng 1.300 người
tham gia trong giai đoạn 2019 - 2022; Chương trình Digital Lighthouse
tại 11 địa điểm ở Ý; Trung tâm Dữ liệu Xanh - Siêu máy tính HPC5 ở
Ferrera với sức mạnh tính toán nằm trong top 17 thế giới về dữ liệu lớn
và phân tích; EniPower an toàn thông minh để đảm bảo an toàn tối đa
cho người vận hành; số hóa mảng bán lẻ và di động thông minh; các dự
án Digital Lighthouse - dự án chuyển đổi kỹ thuật số nhà máy lọc dầu;
phân tích nâng cao và dữ liệu lớn để phát triển các thuật toán dự đoán
và cải thiện tính toàn vẹn của tài sản; an toàn thông minh và nhà điều
hành nâng cao để đảm bảo an toàn tối đa cho người vận hành; sử dụng
nguyên mẫu thực tế ảo để đào tạo an toàn.
- Đổi mới sáng tạo và tiềm năng con
người: Hơn 50 sáng kiến đổi mới sáng tạo;
các sáng kiến quản lý sự thay đổi hỗ trợ cho
trụ sở chính và nhân viên công trường liên
quan đến việc triển khai các sáng kiến kỹ
thuật số.
ENI đang tham gia vào các lĩnh vực công
nghệ kỹ thuật số:
- Học máy và trí tuệ nhân tạo: Giảm
thiểu rủi ro thăm dò và gia tăng trữ lượng;
giảm thời gian không sản xuất trong khi
khoan (non productive time) và tăng hiệu
quả điều hành khoan; phát triển dự án thông
qua số hóa các tiêu chuẩn kỹ thuật; sử dụng
AI trong suốt chuỗi giá trị cho đến bán lẻ để
phát triển hệ thống thiết lập động giá sản
phẩm tại các trạm dịch vụ.
Các khoản đầu tư cho chuyển đổi số trong năm 2019: 105 triệu EUR
đầu tư vào chuyển đổi kỹ thuật số; 173 triệu EUR lợi ích kinh tế được tạo
ra trong năm 2019.
2.2.4. Total
Để đẩy nhanh tiến trình chuyển đổi số, Total xây dựng và đưa vào
vận hành nhà máy kỹ thuật số (digital factory) rộng 5.500 m2 trong năm
2020. Khoảng 300 nhà phát triển (developers), nhà khoa học dữ liệu, kỹ
sư kiến trúc số và chuyên gia kỹ thuật số để hợp tác với các chuyên gia
của Total nhằm tận dụng khả năng của các công cụ kỹ thuật số, đưa ra
các giải pháp sáng tạo kỹ thuật số để cải thiện và phát triển hơn nữa
các hoạt động kinh doanh của Total, đặc biệt là lĩnh vực quản lý và kiểm
soát tiêu thụ năng lượng, năng lượng mới và giảm tác động môi trường.
Tham vọng của Total là tạo ra giá trị bổ sung 1,5 tỷ USD/năm vào năm
2025 và giảm chi phí hoạt động, đầu tư [19].
- Chuỗi khối: Kinh doanh và vận chuyển
dầu thô và các ứng dụng cho các quy trình
kinh doanh nội bộ.
- Thực tế ảo (virtual reality): Các ứng
dụng để hỗ trợ đào tạo an toàn, với kịch bản
tai nạn và mô phỏng giàn khoan ảo.
Nhà máy kỹ thuật số sẽ đóng vai trò là “máy gia tốc”, cho phép
Total triển khai một cách có hệ thống các giải pháp kỹ thuật số. Total
mong muốn tích hợp các công nghệ trí tuệ nhân tạo, IoT và 5G vào các
- Thực tế tăng cường (augmented
reality): Sử dụng các máy tính bảng và điện
thoại thông minh để đơn giản hóa và nâng
cao hiệu quả hoạt động của hệ thống, cải
thiện sự an toàn khi vận hành.
- Robot và thiết bị bay không người
UAV tiên tiến (Drone): Ứng dụng robot và
UAV để làm cho các hoạt động kiểm tra,
phát hiện, giám sát và bảo trì nhà máy, công
trình hiệu quả hơn, đặc biệt là ở các khu vực
trên cao.
- IoT và cảm biến: Các ứng dụng để tăng
công suất nhà máy công nghiệp để cung cấp
nhiều hơn và đầy đủ hơn các dữ liệu và sử
dụng để bảo trì và tối ưu hóa sản xuất, cho
đến ứng dụng thiết bị đeo thông minh (huy
hiệu thông minh, mũ bảo hiểm thông minh)
nhằm tăng cường an toàn cá nhân.
Hình 2. Thiết bị bay không người (drones) kiểm tra giàn khoan ngoài khơi vịnh Mexico năm 2011.
Nguồn: The New York Times
DẦU KHÍ - SỐ 12/2020
23
CHUYỂN ĐỔI SỐ TRONG CÔNG NGHIỆP DẦU KHÍ
doanh nghiệp sớm nhất có thể. Nhà máy kỹ thuật số là
bước tiến trong quy trình chuyển đổi số và sẽ thu hút tài
năng mới cần thiết cho Total. Total đã ký thỏa thuận hợp
tác với Google về trí tuệ nhân tạo, các khoa học trái đất
và với Tata Consultancy Services về xây dựng nhà máy lọc
dầu 4.0.
quy trình làm việc trong quá trình thăm dò và khai thác,
cải thiện hiệu suất khoan, nâng cao khả năng ra quyết
định và tăng sản lượng khai thác. Hợp đồng này có thể
mang lại hiệu quả cao hơn và tối đa hóa giá trị tài sản của
Pertamina bằng cách tích hợp các ứng dụng và dữ liệu
chạy trên đám mây iEnergy®. Pertamina đã đặt nền tảng
để tạo ra hiểu biết mới nhằm đẩy nhanh tiến trình chuyển
đổi số.
Total đưa vào sử dụng Siêu máy tính Pangea III: Năm
2019, Total đã đưa vào sử dụng siêu máy tính Pangea III
mới, nhân công suất tính toán từ 5 - 31,7 petaflops (tương
đương 170.000 máy tính xách tay kết hợp lại) và tăng gấp
3 dung lượng lưu trữ lên 76 petabyte (tương đương với
khoảng 50 triệu bộ phim HD). Được phát triển bởi IBM,
năng lực tính toán của Pangea III, bổ sung vào các phiên
bản trước (Pangea I và II), hiện được xếp hạng siêu máy
tính mạnh nhất số 1 trong ngành và là máy tính mạnh thứ
11 trên toàn cầu (xếp hạng TOP 500) [20].
3. Chuyển đổi số trong thăm dò khai thác dầu khí ở
Việt Nam
3.1. Áp dụng công nghệ số trong thăm dò khai thác dầu
khí ở Việt Nam
Các doanh nghiệp dầu khí hoạt động ở Việt Nam đã
sử dụng các công nghệ số từ khá lâu, tuy nhiên chuyển
đổi số hay áp dụng các công nghệ số đồng bộ, hiện đại,
tiên tiến hiện mới đang bắt đầu được chú ý nhiều hơn. Trí
tuệ nhân tạo được sử dụng để phân tích thuộc tính địa
chấn, minh giải tài liệu địa chấn (xác định hệ thống đứt
gãy, mức độ nứt nẻ trong móng…), phân tích tài liệu địa
vật lý giếng khoan để xác định tiềm năng dầu khí, tính
chất của đá chứa đặc biệt là đá chứa trong móng (bề dày,
độ rỗng, độ bão hòa dầu khí…); các công nghệ số trong
thiết kế, thi công và điều hành khoan, hoàn thiện giếng;
quản lý khai thác mỏ. Tuy nhiên, mức độ áp dụng và tính
đồng bộ còn ở mức thấp.
Pangea III cho phép Total giảm rủi ro địa chất trong
thăm dò và phát triển mỏ, đẩy nhanh tiến độ dự án và
tăng giá trị tài sản thông qua việc tối ưu các hoạt động
điều hành mỏ, tối ưu hóa chi phí. Pangea III có nhiều ứng
dụng, đặc biệt trong 3 lĩnh vực khác nhau, gồm: i) Xử lý
hình ảnh địa chấn trong thăm dò và phát triển mỏ dầu khí;
ii) Mô hình phát triển và khai thác dầu khí; iii) Đánh giá và
chọn lọc tài sản mỏ. Các khả năng nâng cao của Pangea III,
cũng sẽ mở rộng sang các ứng dụng mới như tối ưu hóa
các quy trình tinh chế hoặc cải thiện các đặc tính của dầu
nhờn. Ngoài ra, Pangea III cho phép các nhóm nghiên cứu
R&D thử nghiệm các thuật toán mới phức tạp và tạo điều
kiện phát triển các giải pháp trí tuệ nhân tạo, tiềm năng
tăng trưởng quan trọng cho Total cùng với sự hợp tác với
Google Cloud.
Đối với công tác thăm dò, trong quá trình thi công các
giếng khoan thăm dò, thẩm lượng, tài liệu giếng khoan
từ giàn khoan ngoài khơi thường được mã hóa và chuyển
về trung tâm dữ liệu, trung tâm xử lý trên đất liền qua
internet. Một số nhà điều hành nhận tài liệu giếng khoan
bằng cách truy cập cơ sở dữ liệu của các doanh nghiệp
dịch vụ kỹ thuật lưu trên hệ thống lưu giữ đám mây.
2.2.5. Pertamina
Đầu năm 2020, Pertamina ( Indonesia) đã trao cho
Halliburton Hợp đồng chuyển đổi kỹ thuật số. Halliburton
sẽ triển khai các ứng dụng kỹ thuật dầu khí của Pertamina
trên đám mây iEnergy®, dịch vụ đám mây lai (hybrid cloud)
do Landmark - công ty con của Halliburton phát triển. Hệ
thống đám mây iEnergy® giúp giảm chi phí cơ sở hạ tầng
và nâng cao hiệu quả của việc tích hợp, quản lý và hỗ trợ
dữ liệu giếng khoan giữa các đơn vị và công ty con của
Pertamina [21].
Đối với công tác phát triển, khai thác mỏ, các nhà điều
hành có hệ thống quản lý dữ liệu khai thác hay hệ thống
thu thập, truyền dữ liệu công nghệ (Production Data
Management System - PDMS); việc truyền dữ liệu tức thời
(real time) của các giếng ở các mỏ ngoài khơi về đất liền
sử dụng dịch vụ đường truyền do các doanh nghiệp viễn
thông cung cấp. Các hệ thống PDMS thường sử dụng giải
pháp quản lý điều hành mỏ tức thời (real time operation)
của Schlumberger, Baker Hughes và Halliburton. Ngoài
ra, các nhà điều hành đồng thời duy trì hệ thống báo cáo
theo thời gian định kỳ gửi về các trung tâm dữ liệu, trung
tâm điều hành trong đất liền qua email, internet. Khối
lượng dữ liệu đặc biệt là dữ liệu khai thác ở các giếng, các
mỏ rất lớn, vì vậy các nhà điều hành đều phải tiến hành
Hợp đồng sẽ triển khai các ứng dụng gồm trí tuệ
nhân tạo, học máy và phân tích dữ liệu để giải quyết các
vấn đề thăm dò khai thác dầu khí và hỗ trợ các sáng kiến
chuyển đổi kỹ thuật số của Pertamina. Các ứng dụng
DecisionSpace® 365 sẽ cho phép Pertamina hợp lý hóa
DẦU KHÍ - SỐ 12/2020
24
PETROVIETNAM
lưu giữ (back up) tài liệu vào băng từ để định kỳ vận chuyển vào đất liền.
Tuy nhiên, việc phân tích sử dụng tổng hợp khối lượng khổng lồ dữ liệu
đa dạng của các mỏ để phục vụ cho công tác quản lý, điều hành mỏ
còn ở mức độ khiêm tốn. Với sự phát triển nhanh và ngày càng mạnh
mẽ của trí tuệ nhân tạo, phân tích dữ liệu lớn sẽ làm tăng lượng thông
tin khai thác được từ dữ liệu thu thập, tăng hiệu quả sử dụng các dữ liệu
thu được ở các mỏ.
thiết kế dưới dạng giàn đầu giếng không
người (unmanned), được điều khiển từ xa từ
giàn xử lý trung tâm CPP3 mỏ Bạch Hổ. Tiếp
đó, ngày 2/10/2020 Vietsovpetro đã hoàn
thành và đưa vào khai thác dầu giàn BK-21
tại mỏ Bạch Hổ. Đây là giàn mini BK không
người ở thế hệ mới của Vietsovpetro với 9 lỗ
khoan và được điều khiển từ xa từ giàn mẹ
MSP6; công trình được Viện NIPI nghiên cứu,
thiết kế phục vụ cho Vietsovpetro phát triển
các mỏ nhỏ, mỏ cận biên, đã được tối ưu
hóa về thiết kế, chi phí xây dựng và chi phí
vận hành. Vietsovpetro dự kiến triển khai dự
án thí điểm áp dụng “Bản sao kỹ thuật số -
Digital Twin” cho giàn không người BK-20
mỏ Bạch Hổ.
Một số công trình dầu khí điển hình đã được áp dụng công nghệ số
tiên tiến. Năm 2008, Hoàn Vũ JOC và PVEP đã đưa vào giàn đầu giếng
không người (unmanned WHP) khai thác dầu ở mỏ Cá Ngừ Vàng, Lô 09-
2; giàn được kết nối với giàn xử lý trung tâm CPP3 mỏ Bạch Hổ, Lô 09-1
của Vietsovpetro. Năm 2019, Liên doanh Việt - Nga “Vietsovpetro” đã
đưa vào giàn nhẹ BK-20 khai thác dầu ở mỏ Bạch Hổ, Lô 09-1; giàn được
Đối với công tác nghiên cứu khoa học,
Viện Dầu khí Việt Nam (VPI) đã đẩy mạnh
công tác chuyển đổi số trong doanh nghiệp,
tiến tới quản lý số và hoạt động kinh tế số,
từng bước hoàn thiện môi trường doanh
nghiệp tốt nhất cho đổi mới sáng tạo. Các
dữ liệu không thuộc danh mục tài liệu mật
đều được số hóa và lưu trữ trên SharePoint
Online và Onedrive. Việc dữ liệu được số hóa
và lưu trữ trên nền tảng đám mây cho phép
người dùng dễ dàng quản lý dữ liệu, truy
cập mọi lúc mọi nơi và tránh được rủi ro mất
dữ liệu, cung cấp khả năng khôi phục thông
tin/dữ liệu đã xóa bỏ khi có nhu cầu. VPI áp
dụng Power Business Intelligence - Power
BI trong phân tích số liệu nghiên cứu khoa
học, phân tích dữ liệu hoạt động điều hành.
VPI cũng đã áp dụng trí tuệ nhân tạo trong
phân tích, minh giải tài liệu địa chấn, địa vật
lý giếng khoan để xác định tiềm năng dầu
khí, tính chất các vỉa chứa; các công nghệ số
trong thiết kế, thi công và điều hành khoan,
hoàn thiện giếng để thực hiện các đề tài
nghiên cứu khoa học. VPI đang thử nghiệm
sử dụng công nghệ học máy, công nghệ về
trí tuệ nhân tạo để tập hợp, khai thác hiệu
quả cơ sở dữ liệu.
Hình 3. Giàn đầu giếng không người (unmanned WHP) ở mỏ Cá Ngừ Vàng, Lô 09-2. Nguồn: Hoàn Vũ JOC
Từ năm 2019, Trường Đại học Dầu khí
Việt Nam (PVU) triển khai thực hiện nhiệm
vụ khoa học công nghệ “Nghiên cứu xây
dựng hệ thống trí tuệ nhân tạo tích hợp cơ
sở dữ liệu địa chất dầu khí để đánh giá triển
Hình 4. Giàn nhẹ không người (unmanned platform) BK-21 ở mỏ Bạch Hổ, Lô 09-1.
Nguồn: Vietsovpetro
DẦU KHÍ - SỐ 12/2020
25
CHUYỂN ĐỔI SỐ TRONG CÔNG NGHIỆP DẦU KHÍ
vọng dầu khí”thuộc Chương trình khoa học và công nghệ
trọng điểm cấp quốc gia giai đoạn đến năm 2025 “Hỗ trợ
nghiên cứu, phát triển và ứng dụng công nghệ của công
nghiệp 4.0” (Chương trình KC-4.0/19-25 do Bộ Khoa học
và Công nghệ quản lý). Nội dung chính của nhiệm vụ này
là nghiên cứu, xây dựng các thuật toán, phần mềm trí tuệ
nhân tạo hiện đại có khả năng phân tích dữ liệu lớn để
phân loại, nhận dạng, xác định chính xác các bộ tiêu chí
và dấu hiệu triển vọng dầu khí; ứng dụng thử nghiệm tại
khu vực phía Bắc bể Sông Hồng.
Tập đoàn Dầu khí Việt Nam có 4 đơn vị/chi nhánh/liên
doanh hoạt động trong lĩnh vực thăm dò khai thác dầu khí
là: Tổng công ty Thăm dò Khai thác Dầu khí (PVEP), Liên
doanh Việt - Nga “Vietsovpetro”, Công ty Điều hành Dầu
khí Biển Đông (Bien Dong POC) và Công ty Điều hành Dầu
khí Phú Quốc (Phu Quoc POC). PVEP là nhà điều hành một
số lô đang trong giai đoạn tìm kiếm thăm dò và chỉ điều
hành một số ít mỏ dầu với sản lượng không nhiều, cụ thể:
trực tiếp điều hành mỏ Đại Hùng (Lô 05-1a), điều hành
thay PVN/Nhà nước các mỏ Thăng Long - Đông Đô (Lô
01/97 & 02/97), Ruby, Diamond, Pearl, Topaz (Lô 01/17 &
02/17), Sông Đốc (Lô 46/13). Vietsovpetro đang điều hành
khai thác các mỏ dầu Bạch Hổ, Rồng, Gấu Trắng, Thỏ Trắng
(Lô 09-1), Nam Rồng - Đồi Mồi (Lô 09-1 & 09-3), Cá Tầm (09-
3/12), mỏ khí Thiên Ưng (Lô 04-3) và một số lô đang trong
giai đoạn tìm kiếm thăm dò. Bien Dong POC đang điều
hành khai thác cụm mỏ khí Hải Thạch - Mộc Tinh (Lô 05-2
& 05-3). Phu Quoc POC đang điều hành phát triển cụm mỏ
khí Kim Long - Ác Quỷ - Cá Voi (ở các Lô B, 48/95 và 52/97).
Nhìn chung, mức độ số hóa của ngành dầu khí nói chung
và lĩnh vực thăm dò khai thác dầu khí nói riêng chưa theo
kịp xu thế chuyển đổi số của ngành dầu khí cũng như các
ngành công nghiệp khác trên thế giới.
3.2. Một số khó khăn, rào cản đối với công tác chuyển
đổi số trong thăm dò khai thác dầu khí ở Việt Nam
- Các khó khăn, rào cản chung của quốc gia
+ Hạ tầng viễn thông đã được phát triển nhanh, tạo
nền tảng cho phát triển kinh tế - xã hội, đặc biệt trong
thời đại số. Cụ thể, hạ tầng viễn thông đã phủ rộng khắp
toàn quốc hơn 600.000 km cáp quang, với tốc độ truy
nhập cao (đạt > 27 MBps). Số thuê bao băng rộng cố định
hơn 13 triệu (trong đó hơn 12 triệu thuê bao sử dụng cáp
quang FTTx, tốc độ truy cập hơn 10 MBps). Tổng băng
thông quốc tế đạt hơn 8,1 TBps. Mạng di động phát triển,
tỷ lệ phủ sóng đạt 99,7%. Mạng di động 5G đã được cấp
phép thử nghiệm, khi triển khai sẽ là bước đột phá về
tốc độ kết nối, là nền tảng quan trọng kết nối hạ tầng IoT
trong chuyển đổi số [2]. Mạng viễn thông cần đi trước
một bước trong chuẩn bị hạ tầng cho chuyển đổi số. Để
tạo điều kiện cho chuyển số thời gian tới cần tiếp tục
phát triển hạ tầng số, đặc biệt là sớm triển khai chính
thức mạng di động 5G, đồng thời phải quan tâm bảo
đảm an toàn an ninh thông tin. Vấn đề bảo vệ dữ liệu và
an ninh mạng vẫn là thách thức lớn mà Việt Nam phải
đối mặt.
+ Các mỏ đang khai thác đa số là mỏ nhỏ trừ các
mỏ của Vietsovpetro ở Lô 09-1, các mỏ của Công ty Liên
doanh Điều hành Cửu Long (Cuu Long JOC) ở Lô 15-1,
khối lượng dữ liệu khác nhau được các công ty điều hành
quản lý riêng biệt.
+ Hệ thống phần cứng, phần mềm sử dụng trong
thăm dò khai thác dầu khí ở các đơn vị, công ty dầu khí
khác nhau.
+ Trong bối cảnh chuyển đổi số, dữ liệu số đóng vai
trò rất quan trọng, là tài sản, tài nguyên, điều kiện tiên
quyết cho chuyển đổi số. Cơ sở dữ liệu thăm dò khai thác
dầu khí đã được đề nghị xây dựng từ lâu nhưng do vướng
mắc cơ chế, chính sách và thiếu tính quyết liệt nên đến
nay vẫn chưa có cơ sở dữ liệu thăm dò khai thác dầu khí
tổng thể, đồng bộ. Mỗi đơn vị (PVEP, Vietsovpetro, VPI),
công ty điều hành có hệ thống cơ sở dữ liệu (mức thấp)
riêng biệt, không thống nhất. Việc kết nối, chia sẻ, mở các
cơ sở dữ liệu giữa PVN và các đơn vị, giữa các đơn vị với
nhau rất hạn chế, chủ yếu là cát cứ thông tin; điều này làm
lãng phí nguồn lực, cản trở triển khai ứng dụng và phát
triển công nghệ số.
+ Môi trường pháp lý cho phát triển ICT: Trong thời
gian qua, các văn bản pháp lý đã được ban hành tạo điều
kiện ứng dụng và phát triển ICT trong các lĩnh vực như
Luật Công nghệ thông tin, Luật An toàn thông tin mạng,
Luật An ninh mạng, các nghị định… Tuy nhiên, việc xây
dựng môi trường pháp lý hiện nay vẫn rất chậm, chưa
theo kịp nhu cầu xã hội, đặc biệt trong các lĩnh vực mới
khi thực hiện chuyển đổi số. Cụ thể như thiếu hành lang
pháp lý cho phát triển kinh tế chia sẻ; chia sẻ, mở dữ liệu
của cơ quan chính phủ, của doanh nghiệp; bảo vệ dữ liệu
cá nhân, thông tin riêng tư; vấn đề quyền, đạo đức khi ứng
dụng trí tuệ nhân tạo... Điều này gây cản trở rất lớn cho
quá trình chuyển đổi số.
+ Lực lượng lao động có chuyên môn công nghệ
thông tin trong thăm dò khai thác dầu khí có kiến thức, kỹ
năng công nghệ cao (đặc biệt là về công nghệ số) chiếm
- Các khó khăn, rào cản nội tại của ngành dầu khí
DẦU KHÍ - SỐ 12/2020
26
PETROVIETNAM
tỷ lệ rất ít; cán bộ kỹ thuật thăm dò khai thác dầu khí chưa
được cập nhật thường xuyên về công nghệ số, kỹ năng
làm việc với các trang thiết bị sử dụng công nghệ số.
kinh tế chia sẻ: Xác định các cơ hội để tăng cường hợp
tác và hiểu biết về các nền tảng kinh tế chia sẻ (sharing-
economy platforms). Điều này sẽ cho phép vượt qua cạm
bẫy tiềm ẩn do sự thay đổi sở thích của khách hàng trong
quá trình phát triển của nền kinh tế chia sẻ.
3.3. Đề xuất chuyển đổi số lĩnh vực thăm dò khai thác
dầu khí
Với các đặc điểm của công tác thăm dò khai thác dầu
khí ở Việt Nam, cần sớm nghiên cứu, đánh giá, xây dựng kế
hoạch tổng thể chuyển đổi số lĩnh vực thăm dò khai thác
dầu khí với mục tiêu cụ thể cho từng giai đoạn, lộ trình,
bước đi phù hợp cho từng chủ thể tham gia vào quá trình
chuyển đổi số từ các công ty điều hành/các nhà thầu dầu
khí, các đơn vị thành viên, viện nghiên cứu, các ban liên
quan của Tập đoàn. Trước mắt, có thể xem xét, tập trung
giải quyết một số vấn đề:
Tại Diễn đàn Kinh tế thế giới năm 2017, các khuyến
nghị cho cả ngành dầu khí để thực hiện chuyển đổi số
thành công đã được đề cập, bao gồm [4]:
- Đặt ưu tiên kỹ thuật số cho các giám đốc điều
hành cấp cao, xây dựng lộ trình chiến lược kỹ thuật số:
Chuyển đổi số cần phải được ủng hộ từ lãnh đạo cấp
cao. Điều này bao gồm thiết lập tầm nhìn rõ ràng, cam
kết tài trợ và nguồn lực và nỗ lực thay đổi quản trị liên
quan đến chuyển đổi số. Các chiến lược kỹ thuật số hỗ
trợ chiến lược tổng thể cần đảm bảo kỹ thuật số được
tích hợp hoàn toàn vào lĩnh vực kinh doanh cốt lõi của
doanh nghiệp.
+ Tìm kiếm tư vấn chuyên nghiệp để phối hợp đánh
giá chi tiết hiện trạng áp dụng công nghệ số, nhu cầu
chuyển đổi số ở PVN, các đơn vị thành viên, các công ty
điều hành dầu khí, xây dựng chương trình chuyển đổi số
lĩnh vực thăm dò khai thác dầu khí với mục tiêu cụ thể
cho từng giai đoạn. Cần lưu ý rằng, quá trình chuyển đổi
số phức tạp, diễn ra lâu dài, đòi hỏi nguồn kinh phí lớn;
phải có sự tham gia và hợp tác của các “chủ mỏ”, các nhà
điều hành. Các hợp đồng dầu khí có thời hạn hiệu lực,
tình trạng hoạt động khác nhau, một số hợp đồng dầu
khí đang trong giai đoạn cuối nên cần có các đánh giá chi
tiết làm cơ sở thuyết phục các“chủ mỏ”, các nhà điều hành
tham gia thực hiện chuyển đổi số.
- Thúc đẩy văn hóa sáng tạo và đổi mới công nghệ:
Cần cởi mở với các ý tưởng và cách thức làm việc mới.
- Đầu tư vào nguồn nhân lực và các chương trình
phát triển thúc đẩy tư duy mới, tư duy kỹ thuật số, phát
triển lực lượng lao động số: Xây dựng một lực lượng lao
động am hiểu kỹ thuật số, vừa là lực lượng nền tảng vừa
là động lực chính để tối đa hóa việc nắm bắt được các giá
trị của chuyển đổi số. Cập nhật chương trình đào tạo, bảo
đảm điều kiện cơ sở vật chất đào tạo kiến thức, kỹ năng
số từ lãnh đạo đến tất cả nhân viên; tạo hệ sinh thái để hỗ
trợ người lao động trong việc đào tạo lại và đào tạo nâng
cao trong suốt cuộc đời; hạn chế chảy máu chất xám, thu
hút nhân tài là các chuyên gia công nghệ thông tin trình
độ cao.
+ Nhanh chóng xây dựng cơ sở dữ liệu thăm dò khai
thác dầu khí của từng lĩnh vực chuyên môn cụ thể và của
toàn ngành.
+ Tăng cường công tác nghiên cứu, phát triển, áp
dụng các công nghệ số, tự động hóa, trí tuệ nhân tạo và
học máy, phân tích dữ liệu lớn, điện toán đám mây để
nâng cao hiệu quả công tác thăm dò khai thác dầu khí.
Trước hết cần xem xét, lựa chọn một số khâu có thể đẩy
mạnh nghiên cứu, phát triển các nội dung trên như xử lý,
minh giải tài liệu địa chấn, tài liệu địa vật lý giếng khoan,
đánh giá đặc điểm vỉa chứa, tiềm năng dầu khí; lập kế
hoạch/chương trình khoan, thiết kế giếng khoan, theo dõi
và điều hành công tác khoan, hoàn thiện giếng; quản lý,
điều hành khai thác mỏ.
- Tiếp tục phát triển khả năng áp dụng kỹ thuật số
thông qua đầu tư, xây dựng, mua hoặc hợp tác với các
đối tác: Đưa ra cách tiếp cận để phát triển các khả năng
mới thu nhận được trong quá trình chuyển đổi số. Điều
này bao gồm các quyết định về việc xây dựng, áp dụng
phương pháp quản trị phù hợp để mở rộng quy mô công
nghệ và nền tảng kỹ thuật số.
- Cải cách cấu trúc dữ liệu, tối ưu hóa việc sử dụng
các nền tảng dữ liệu (data platform): Dữ liệu đóng vai trò
trung tâm của chuyển đổi kỹ thuật số, vì vậy sự hài hòa,
khả năng tích hợp và tương tác của các nền tảng dữ liệu
là rất quan trọng.
+ Tăng cường công tác đào tạo, đào tạo lại, phổ cập
kiến thức mới kịp thời cho lãnh đạo, cán bộ các cấp và
nhân viên về công nghệ số, tự động hóa, trí tuệ nhân tạo
và học máy, phân tích dữ liệu lớn, điện toán đám mây và
các ứng dụng cụ thể trong thăm dò khai thác dầu khí.
- Đầu tư vào hệ sinh thái hợp tác qua việc sử dụng
quan hệ đối tác và nền tảng hoạt động trong môi trường
DẦU KHÍ - SỐ 12/2020
27
CHUYỂN ĐỔI SỐ TRONG CÔNG NGHIỆP DẦU KHÍ
4. Kết luận
com/ch-en/insight-2016-upstream-oil-gas-digital-trends-
survey.
Chính phủ đã phê duyệt“Chương trình Chuyển đổi số
quốc gia đến năm 2025, định hướng đến năm 2030” với
mục tiêu kép là vừa phát triển Chính phủ số, kinh tế số,
xã hội số, vừa hình thành các doanh nghiệp công nghệ
số Việt Nam có năng lực đi ra toàn cầu [1]. Thông qua việc
thực hiện chuyển đổi số, áp dụng nhiều hơn các nền tảng
và ứng dụng kỹ thuật số, cùng với dữ liệu khai thác được
tạo ra từ cơ sở hạ tầng hiện có, các doanh nghiệp dầu khí
sẽ có cơ hội tốt hơn để vượt qua thách thức hiện tại và
kích hoạt khả năng hoạt động từ xa, giúp ngành Dầu khí
Việt Nam tiếp tục phát triển.
[7] Tech Target, “Definition: Internet of Things (IoT)”.
[Online].
Available:
techtarget.com/definition/Internet-of-Things-IoT.
[8] Çağlayan Arkan, “From disruption to opportunity:
How digital is transforming the future of oil and gas”,
com/industry-blog/manufacturing/2018/09/04/from-
disruption-to-opportunity-how-digital-is-transforming-
the-future-of-oil-and-gas/.
[9] Oliver Wyman, “Upstream digital transformations
- Will your digital portfolio of initiatives be enough?”.
mmc-web/insights/publications/2019/aug/Upstream-
Digital-Transformations-FINAL-v2.pdf.
Chuyển đổi số là công việc quan trọng, thiết thực, tuy
nhiên quá trình này phức tạp, diễn ra lâu dài, đòi hỏi quyết
tâm của lãnh đạo, nhân viên, cần có tư vấn chuyên nghiệp
và nguồn kinh phí lớn. Việc chuyển đổi số trong lĩnh vực
thăm dò, khai thác dầu khí đã và đang được thực hiện tại
các đơn vị trong ngành Dầu khí Việt Nam, tuy nhiên còn
“manh mún” và ở các mức độ khác nhau. Thăm dò khai
thác dầu khí là lĩnh vực sản xuất kinh doanh cốt lõi của
PVN, vì vậy cần sớm nghiên cứu, đánh giá, xây dựng kế
hoạch tổng thể chuyển đổi số lĩnh vực thăm dò khai thác
dầu khí với mục tiêu cụ thể cho từng giai đoạn, lộ trình,
bước đi phù hợp.
[10] Equinor, “Digitalisation is changing our
en/how-and-why/digitalisation-in-our-dna.html.
[11] Equinor, “Digitalisation driving value creation”,
en/news/digitalisation-driving-value-creation.html.
[12] Equinor, “Is this Norway’s most digital
com/en/magazine/most-digital-workplace.html.
Tài liệu tham khảo
[1] Thủ tướng Chính phủ, Phê duyệt “Chương trình
Chuyển đổi số quốc gia đến năm 2025, định hướng đến
năm 2030”, Quyết định số 749/QĐ-TTg, 3/6/2020.
[13] Equinor, “Equinor is hosting Techstars Energy
equinor.com/en/magazine/techstars-energy-accelerator.
html.
[2] Bộ Thông tin và Truyền thông, “Dự thảo Đề án
chuyển đổi số quốc gia”, 2019.
[14] Mark Venables,“Change of culture reaps rewards
for BP's digital transformation”. [Online]. Available: https://
change-of-culture-reaps-rewards-for-bps-digital-
transformation/#4f55c7f76199.
[3] Dxc.Technology and The Economist Intelligence
Unit,“2019:Theyearofdigitaldecisions”.[Online].Available:
downloads/Digital_Decisions_Survey_Report.pdf.
[4] World Economic Forum, “Digital transformation
initiative, oil and gas industry”, 1/2017. [Online]. Available:
content/blogs.dir/94/mp/files/pages/files/dti-oil-and-
gas-industry-white-paper.pdf.
[15] BP, “Digital innovation”. [Online]. Available:
technology-at-bp/digital-innovation.html.
[16] Offshore Technology, “Exploring the impact of
artificial intelligence on offshore oil and gas”, 15/5/2019.
com/features/application-of-artificial-intelligence-in-oil-
and-gas-industry/.
[5] AndrewTrice,“The future of cognitive computing”,
blogs/cloud-archive/2015/11/future-of-cognitive-
computing/.
[17] Trent Jacobs, “Digital transformation at BP
is starting to add up to billions”, 16/5/2019. [Online].
[6] Accenture, “The 2016 upstream oil and gas digital
DẦU KHÍ - SỐ 12/2020
28
PETROVIETNAM
Available:
detail/?art=5495.
[20] Total, “Total’s pangea III supercomputer ranked
first in industry worldwide”, 18/6/2019. [Online]. Available:
totals-pangea-iii-supercomputer-ranked-first-industry-
worldwide.
[18] ENI, “The digital transformation plan”. [Online].
digital-transformation-plan.html.
[21] Halliburton, “Halliburton awarded digital
transformation contract in Indonesia”, 25/2/2020.
news/press-releases/2020/halliburton-awarded-digital-
transformation-contract-in-indonesia.html.
[19] Total, “Digital factory: Total accelerates its digital
transformation”, 12/11/2019. [Online]. Available: https://
digital-transformation.
DIGITAL TRANSFORMATION IN PETROLEUM EXPLORATION
AND PRODUCTION
Nguyen Anh Duc
Vietnam Oil and Gas Group
Email: ducna@pvn.vn
Summary
Digital transformation is providing businesses with a great opportunity for creating and capturing value.The development of technologies
such as cloud computing, social media and big data analytics is driving trends that offer enormous potential to the petroleum industry.
The article focuses on introducing digital transformation trends in the world, current status and trends of digital transformation in oil and
gas companies in general and in petroleum exploration and production in particular. The article also gives some recommendations for digital
transformation of the petroleum exploration and production sector in Vietnam.
Key words: Digital transformation, petroleum exploration and production, trend.
DẦU KHÍ - SỐ 12/2020
29
13 trang
16/04/2022
2900
Bạn đang xem tài liệu "Chuyển đổi số trong thăm dò khai thác dầu khí", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- chuyen_doi_so_trong_tham_do_khai_thac_dau_khi.pdf
