Digitale Ölfelder: Mehr Vitalität und Nachhaltigkeit für den Öl- und Gasbetrieb

In den letzten zehn Jahren haben sich erneuerbare Energien als Alternative zu konventionellen Energieträgern wie Öl und Gas durchgesetzt. Dies hat dazu geführt, dass Investitionen in Innovationen mit Schwerpunkt auf erneuerbaren Energien fließen, so dass Öl- und Gasbetreiber keine andere Wahl haben, als die Effizienz zu verbessern, um den Betrieb aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die Zukunft im Auge zu behalten.

Der Zusammenbruch des Öl- und Gasmarktes im Jahr 2014 muss in diesem Zusammenhang relativiert werden. Mehr als fünf Jahre später kämpfen viele Länder immer noch damit, sich von diesem Abschwung zu erholen. Infolgedessen ist es für Unternehmen im Öl- und Gassektor unerlässlich geworden, die Technologie zu optimieren, um ihre Einnahmeströme zu erhalten und auszubauen.

Offizielle Schätzungen gehen davon aus, dass die Rohölproduktion im Jahr 2019 durchschnittlich 560.000 Barrel/Tag erreichen könnte, um dann bis 2024 mit einer mittleren jährlichen Rate von etwa 16 % und bis 2030 mit 4 % zu wachsen und in diesem Jahr ein Förderniveau zu erreichen, das durchaus 1,5 Mio. Barrel/Tag erreichen könnte. Gleichzeitig wird der weltweite Markt für digitale Ölfelder laut einem kürzlich veröffentlichten Berichtbis 2024 einen Wert von 30,4 Mrd. US-Dollar erreichen, gegenüber 24,1 Mrd. US-Dollar im Jahr 2019 . Dies entspricht einer gesunden CAGR von 4,77 % in dem genannten Zeitraum. Dieser Befund unterstreicht die endgültige Verbreitung digitaler Tools und Prozesse in einem Bereich, der bisher eine Bastion konventioneller Methoden war. Da die Öl- und Gasindustrie einen neuen Aufschwung und Wettbewerb erlebt, wird die Digitalisierung der Ölfelder die Zukunft der verschiedenen Öl- und Gasunternehmen und des gesamten Ökosystems bestimmen.

Auf dem Gegenwind reiten

Die Öl- und Gasindustrie erlebte vor nicht allzu langer Zeit bemerkenswerte Höhenflüge, als die Rohölpreise die 100-Dollar-Marke pro Barrel überstiegen. Doch diese Zeiten sind vorbei, und der Markt hat sich auf ein Plateau eingependelt, wo ein Barrel heute 50-60 Dollar pro Stück kostet. Als die Ölpreise auf das derzeitige Niveau fielen, wurde den Betreibern klar, dass ein Umdenken und eine Änderung der Perspektive das Gebot der Stunde war. Ein gesundes Maß an Verlernen hat stattgefunden, um neu zu lernen und Schwachstellen zu überwinden. Im Mittelpunkt der Überarbeitung steht die Akzeptanz des geänderten Paradigmas - Unternehmen müssen nun Wege finden, um auch bei sinkenden Preisen Gewinne zu erzielen.

Die Unternehmen haben sich technologische Innovationen zu eigen gemacht, um diese Herausforderungen zu bewältigen, und die Digitalisierung der Ölfelder war einer der ersten Schritte bei der Umstellung. Studien zeigen, dass die Effizienz traditioneller Ölfelder in den letzten zehn Jahren immer weiter gesunken ist, was die Kluft zwischen den großen Konzernen und den kleinen Akteuren in diesem Bereich weiter vergrößert hat. Hinzu kommt, dass die Reservoirs bei weitem nicht optimal genutzt werden, was die Schwere der Herausforderungen für die Unternehmen in diesem Sektor noch deutlicher macht. Abgelegene Ölfelder, wie die Arktis und tiefe Gewässer, haben die Probleme für die Öl- und Gasbetreiber noch verschärft, da die Gemeinkosten gestiegen sind.

Die Vorschriften für eine umweltverträgliche und für das Ökosystem sichere Öl- und Gaserschließung und -förderung sind strenger geworden. Ein Verstoß gegen diese Vorschriften wird mit hohen Strafen geahndet. Während sich die Gewinnspanne verringert hat, ist auch die Fehlermarge kleiner geworden. Und da die Branche an der Schwelle zum größten demografischen Wandel ihrer Geschichte steht, wird es in naher Zukunft einen gewissen Mangel an qualifizierten Erdölfachleuten geben.

Revitalisierung von Ölfeldern mit Technologie

Es ist wichtig zu verstehen, dass ein digitales Ölfeld nicht nur ein Ort ist, sondern ein Ökosystem, das durch die Zusammenarbeit von Menschen, Maschinen und Prozessen angetrieben wird. Technologien - sowohl ausgereifte als auch neu entstehende - unterstützen die digitale Transformation von Ölfeldern. Technologien wie künstliche Intelligenz (KI), maschinelles Lernen (ML), Internet der Dinge (IoT), 3D-Druck und robotergestützte Prozessautomatisierung (RPA) ermöglichen Öl- und Gasunternehmen eine bessere Anlagenauslastung, eine optimierte Logistik und Lieferkette, ein effizientes Flottenmanagement sowie eine proaktive Wartung und Reparatur.

Big Data und Analysen ermöglichen eine fundierte Entscheidungsfindung und intelligentere Algorithmen, während Sensoren und Steuersysteme Aufgaben mit größerer Effizienz überwachen und ausführen. Sensoren sind entscheidend für die Datenerfassung, die dann analysiert werden, um wichtige Erkenntnisse für die Kontrollsysteme zu gewinnen.

Die Automatisierung ist ein wichtiger Aspekt für Öl- und Gaskonzerne, die von ihren Zentralen aus weit entfernte Ölfelder kontrollieren. Die Automatisierung mit Robotern/Cobots und ferngesteuerter Ausrüstung verbessert sowohl die Effizienz als auch die Sicherheit. Zweckmäßig eingerichtete Kontrollräume erhalten Echtzeitinformationen über den Betrieb der Anlagen und können die Ölfelder mühelos regulieren. Die digitale Kommunikation ermöglicht es den Unternehmen, Nachrichten an verschiedene Stellen gleichzeitig zu senden und Daten aus unterschiedlichen physischen Umgebungen zu sammeln. Die automatisierte Wartung von Anlagen bietet Echtzeiteinblicke in deren Zustand und Lebenszyklus. Diese Erkenntnisse sind entscheidend für die vorausschauende und präskriptive Wartung der Anlagen, um die Möglichkeit ungeplanter Ausfallzeiten und Stromausfälle zu verringern.

Ein weiterer Aspekt, mit dem sich die Branche befassen will, ist die Nutzung der digitalen Technologie zur Bewertung der Wiederbelebung alter Ölfelder. Es ist eine große Hoffnung und ein großes Potenzial für die Branche, wenn diese Ölfelder für die weitere Förderung genutzt werden können, da die damit verbundenen Kosten deutlich geringer wären als bei einer neuen Bohrung.

Ein weiterer großer Sprung im Öl- und Gassektor ist der digitale Zwilling - eine vollständige virtuelle Nachbildung jedes physischen Vermögenswerts einer Bohrinsel oder einer Anlage. Dieses Konzept gibt es zwar schon seit mehr als einem Jahrzehnt, aber erst die jüngsten technologischen Fortschritte haben es möglich gemacht. Er revolutioniert die Modellierung von Prozessen und Steuerungen sowie die Überwachung des Anlagenzustands und macht es den Öl- und Gasunternehmen ein wenig leichter, sich von alten Methoden zu verabschieden und den Weg für die digitale Transformation freizumachen. Ein wichtiger Antrieb für Digital Twin ist die Überwachung der Werkzeugnutzung und der Bedienereffizienz. Oft weichen die Bediener auf der Bohrinsel vom geplanten Betrieb ab, um entweder Zeit zu sparen oder um harte Schichten zu überwinden oder um die Effizienz des Werkzeugs aufgrund von Überlastung oder Verschleiß zu verringern, was zu Ausfällen/Ausfallzeiten führt, die sowohl Zeit als auch Geld kosten.

Produktivitäts- und Effizienzsteigerung

Studien unterstreichen die deutlichen Unterschiede zwischen konventionellen und digitalen Ölfeldern. Während die meisten Ölfelder nach und nach digitalisiert werden, ist ein digitales Ölfeld ein Beweis für die Planung und den Ehrgeiz der Unternehmensführung. Es lohnt sich zu verstehen, dass Innovation keine erzwungene Entscheidung sein kann; sie muss eine bewusste, zukunftsorientierte Entscheidung sein, die auf nachhaltiges Wachstum ausgerichtet ist. Und Nachhaltigkeit und Rentabilität hängen ganz entscheidend von der Steigerung der Produktivität und der Verbesserung der Effizienz ab.

Intelligente Maschinen müssen antreten und kostenintensive, fehleranfällige und gefährliche Aufgaben übernehmen, die zudem eine standardisierte Leistung erfordern. In weit entfernten Bohrlöchern und Beschaffungszentren, in denen es keine oder nur wenige Mitarbeiter gibt, ist Automatisierung die einzige Option. Selbst in den wenig besetzten Zentren ist die Sicherheit der Arbeiter und des Eigentums von größter Bedeutung. Das Versäumnis, einen sicheren, unfallfreien Prozess einzurichten, ist sowohl kurz- als auch langfristig nachteilig für das Unternehmen.

Auch wenn die Implementierung intelligenter Ölfelder im Vorfeld eine beträchtliche Investition erfordert, sind die langfristigen Vorteile vielversprechend. Studien zeigen, dass die erfolgreiche Implementierung digitaler Ölfelder den Unternehmen bereits im ersten Jahr zu einer Senkung der Betriebskosten um 25-30 % verholfen hat. Auch die Produktivität ist um 8-10 % gestiegen und die Ressourcenausbeute hat sich um 6 % verbessert.

Die Vorteile digitaler Ölfelder sind für jeden ersichtlich. Wer heute mit dem Umstellungsprozess beginnt, wird auf lange Sicht nur Vorteile für die Öl- und Gasunternehmen haben, die bemerkenswerte Ergebnisse versprechen.