デジタル油田：石油・ガス事業に活力と持続可能性をもたらす

この10年間で、再生可能エネルギーは石油やガスといった従来の燃料源に代わる有力な選択肢として台頭してきた。その結果、再生可能エネルギーに焦点を当てた技術革新に投資が集中するようになり、石油・ガス事業者は、将来を見据えながら事業を維持するために効率化を図る以外に選択肢がなくなっている。

2014年の石油・ガス市場の大暴落は、この観点から見ておかなければならない。あれから5年以上経った今でも、多くの国々が不況からの回復に苦しんでいる。その結果、石油・ガス部門の組織にとって、収益源を維持・拡大することを目的としたテクノロジーの最適化が不可欠となっている。

、2019年の原油生産量は平均56万バレル/日に達し、2024年までは年率約16％、2030年までは同4％で成長し始め、同年には150万バレル/日に達する可能性がある。 同時に、 最近の報告書によると、世界のデジタル油田市場は、2019年の241億ドルから2024年までに304億ドル規模になると予測されている 。これは同期間における年平均成長率（CAGR）4.77%に相当する。この調査結果が強調するのは、従来の方法論の牙城であり続けたこの領域で、デジタルツールとプロセスによって決定的な普及がなされたということである。石油・ガス産業が新たな息吹と競争を目の当たりにする中、油田のデジタル化は、さまざまな石油・ガス企業、さらにはエコシステムの将来を左右するだろう。

逆風に乗る

石油・ガス業界は、原油価格が1バレルあたり100ドルを超えた少し前まで、目覚ましい高値をつけていた。しかし、そのような時代は過ぎ去り、現在は1バレル50～60ドルで取引されている。原油価格が現在の水準まで急落したことで、事業者たちは、思考プロセスと視点を変えることが時代の要請であることに気づいた。新たに学び、脆弱性を克服するために、健全な量のアンラーニングが行われてきた。この見直しの中心にあるのは、変化したパラダイムを受け入れることである。

こうした課題に対処するため、組織は技術革新を受け入れており、油田のデジタル化はその初期段階のひとつである。調査によると、伝統的な油田は過去10年間、効率低下に悩まされ続け、油田における大企業と中小企業との格差をさらに広げてきた。さらに、油層が最適な利用からほど遠いことも加わり、この分野の企業が直面する課題の深刻さはより明白になっている。北極圏や深海といった遠隔地の油田立地は、諸経費を増大させ、石油・ガス事業者の問題をさらに複雑にしている。

石油・ガス探査と生産を環境的にクリーンで生態系にとって安全なものにするための規制は厳しくなっている。これに背くと、多額の罰則が科される。利益の幅が縮小する一方で、ミスの幅も縮小している。そして、業界史上最大の人口動態の変化の頂点にある石油業界では、当面の間、熟練した石油専門家の不足が確実視されている。

テクノロジーによる油田の活性化

デジタル油田は、場所だけのものではなく、人間、機械、プロセスのコラボレーションによって推進されるエコシステムであることを理解することが重要である。成熟した技術も新興の技術も、油田のデジタル変革を後押ししている。人工知能（AI）、機械学習（ML）、モノのインターネット（IoT）、3Dプリンティング、ロボティック・プロセス・オートメーション（RPA）のような技術は、石油・ガス企業がより大きな資産活用、合理化されたロジスティクスとサプライチェーン、効率的な車両管理、プロアクティブなメンテナンスと修理を達成することを可能にしている。

ビッグデータとアナリティクスは、情報に基づいた意思決定と、よりスマートなアルゴリズムを促進し、センサーと制御システムは、より効率的なタスクの監視と実行を実現している。センサーはデータ収集に不可欠で、それを分析することで制御システムに不可欠な知見を導き出す。

オートメーションは、石油・ガス企業にとって、遠隔地にある油田を本社から制御するための重要な要素である。ロボット/コボットや遠隔操作機器を使用した自動化は、効率性と安全性の両方を向上させている。専用の制御室は、プラントの稼働状況をリアルタイムで把握し、油田を簡単に制御することができる。デジタル通信により、企業は様々なセンターに一度にメッセージを送り、多様な物理的環境からデータを収集することができる。機器の自動メンテナンスは、機器の健全性とライフサイクルをリアルタイムで可視化する。これらの洞察は、予定外のダウンタイムや停電の可能性を軽減するため、機器の予知的・予防的メンテナンスに極めて重要である。

業界が取り組んでいるもう一つの側面は、古い油田の復活を評価するためにデジタル技術を活用することである。これらの油田をさらに採掘して生産することができれば、新たに掘削するよりもコストが大幅に削減できるため、業界に大きな希望と可能性をもたらすことになる。

石油・ガスセクターにおけるもうひとつの大きな飛躍は、デジタル・ツイン（リグやプラントの各物理資産の完全な仮想レプリカ）である。これは10年以上前から構想されていたものだが、最近の技術の進歩によって実現可能となった。プロセスや制御のモデリング、機器の健全性監視に革命をもたらし、石油・ガス会社はレガシーな手法を手放し、デジタルトランスフォーメーションへの道を開くことが容易になった。デジタルツインの主要な推進力の1つは、ツールの使用とオペレーターの効率をモニターすることだ。多くの場合、リグ上で工具を押すオペレーターは、時間を短縮するため、あるいは硬い地層を克服するために、計画された作業から逸脱することがある。また、過負荷や磨耗によって工具の効率が低下すると、故障やダウンタイムが発生し、時間とコストの両方がかかる。

生産性と効率の向上

従来の油田とデジタル油田の間には、顕著な違いがあることが研究によって強調されている。ほとんどの油田業務が徐々にデジタル化されつつある一方で、デジタル油田は、会社のリーダーシップの計画と野心の証である。イノベーションは強制的な選択ではなく、持続的な成長に焦点を当てた、将来を見据えた意識的な決断でなければならないことを理解する価値がある。そして、持続可能性と収益性は、生産性の向上と効率の改善にかかっている。

スマートな機械は、標準化されたアウトプットを必要とする、高コストで、ミスを犯しやすく、危険な作業を一手に引き受けなければならない。遠く離れた油井や調達センターでは、実地のデッキは皆無かほとんどないに等しく、自動化が唯一の選択肢となる。人手の少ないセンターでさえ、作業員と財産の安全が最優先される。安全で災害ゼロのプロセスを導入しないことは、短期的にも長期的にも組織にとって有害である。

スマート油田の導入には多額の先行投資がかかるかもしれないが、長期的な利益は期待できる。調査によると、デジタル油田の導入に成功した企業は、最初の1年で、操業コストを25～30％削減できたという。同様に、生産性は8～10％向上し、資源回収率は6％改善した。

デジタル油田の利点は、誰の目にも明らかだ。今日、変革プロセスに着手することは、長期的には石油・ガス会社にとって有益であり、目覚ましい成果を約束する。