Cuộc cách mạng dữ liệu trong ngành dầu khí

Điều từng được xem là một trong những ngành công nghiệp truyền thống nhất thế giới đang âm thầm trở thành một trong những ngành phụ thuộc dữ liệu nhiều nhất. Ảnh minh họa

Trí tuệ nhân tạo và các công nghệ số đang nhanh chóng thay đổi cách các công ty dầu khí khoan giếng, hoàn thiện tầng chứa, quản lý sản lượng và cắt giảm chi phí vận hành. Điều từng được xem là một trong những ngành công nghiệp truyền thống nhất thế giới đang âm thầm trở thành một trong những ngành phụ thuộc dữ liệu nhiều nhất.

Mỏ dầu hiện đại tạo ra khối lượng dữ liệu khổng lồ mỗi giây - từ các chỉ số khoan, số liệu áp suất, hình ảnh địa chấn, lưu lượng dòng chảy, hiệu suất thiết bị, thiết kế fracking, hoạt động logistics cho tới diễn biến của tầng chứa. Trước đây, phần lớn thông tin này bị phân tán giữa nhiều hệ thống hoặc chỉ được phân tích thủ công sau khi hoạt động đã diễn ra.

AI đang thay đổi điều đó. Các nhà vận hành giờ đây có thể phân tích hàng triệu điểm dữ liệu theo thời gian thực để cải thiện hiệu suất khoan, tối ưu quá trình hoàn thiện giếng, dự báo sự cố và tự động hóa các quyết định vận hành. Các hệ thống máy học đang giúp doanh nghiệp xác định những khu vực khoan có năng suất cao nhất, giảm thời gian không tạo ra giá trị và nâng cao hệ số thu hồi từ các giếng hiện hữu.

Lưu vực Permian đã trở thành một trong những nơi thử nghiệm lớn nhất cho sự chuyển đổi này.

Các nhà vận hành ngày càng triển khai những hệ thống khoan có hỗ trợ AI, có khả năng điều chỉnh thông số khoan theo thời gian thực, tối ưu tải trọng lên mũi khoan, tốc độ khoan và vị trí giếng mà không cần con người can thiệp liên tục. Điều đó giúp giảm lãng phí và rút ngắn chu kỳ khoan.

Rút ngắn chỉ một hoặc hai ngày khoan một giếng đá phiến có thể giúp tiết kiệm hàng trăm nghìn USD. Với các chương trình phát triển nhiều giếng, hiệu quả đó có thể mở rộng thành hàng chục hoặc hàng trăm triệu USD mỗi năm.

Các phân tích dựa trên AI đang giúp nhà vận hành tối ưu số giai đoạn fracking, khối lượng cát, cường độ dung dịch và khoảng cách giữa các giếng. Những giếng ngang ngày càng dài hơn cùng các thiết kế hoàn thiện ngày càng phức tạp tạo ra lượng dữ liệu vận hành khổng lồ, và AI đang trở thành công cụ then chốt để xác định thiết kế nào mang lại khả năng thu hồi dài hạn tốt nhất.

Kết quả không chỉ là giảm chi phí. Đó còn là các giếng có năng suất cao hơn. Bảo trì dự báo cũng đang trở thành một nguồn tạo giá trị lớn.

Hạ tầng dầu khí phụ thuộc vào hàng nghìn hệ thống liên kết với nhau - máy bơm, máy nén, tua-bin, van, đường ống, giàn khoan và các cơ sở xử lý. Các hệ thống giám sát ứng dụng AI giờ đây có thể phát hiện những thay đổi nhỏ trong hiệu suất trước khi thiết bị hỏng hóc, cho phép nhà vận hành can thiệp trước khi phải dừng hoạt động.

Khả năng này đặc biệt có giá trị tại các cơ sở LNG, nhà máy lọc dầu và hoạt động ngoài khơi, nơi việc ngừng vận hành có thể gây thiệt hại hàng triệu USD mỗi ngày.

“Bản sao số” đang ngày càng phổ biến trong ngành

Đây là những mô hình ảo của các tài sản vật lý - giàn khai thác ngoài khơi, nhà máy lọc dầu, đường ống hoặc cả một mỏ dầu - được cập nhật liên tục bằng dữ liệu vận hành theo thời gian thực. Các nhà vận hành có thể mô phỏng những thay đổi về hiệu suất trên môi trường số trước khi triển khai ngoài thực tế, qua đó nâng cao hiệu quả và giảm rủi ro vận hành.

Công tác diễn giải địa chấn cũng đang được chuyển đổi.

Những gì trước đây cần cả đội ngũ chuyên gia địa chất mất nhiều tháng để phân tích thì nay có thể được xử lý nhanh hơn rất nhiều nhờ các hệ thống hình ảnh hỗ trợ AI. Các mô hình tiên tiến giúp xác định cấu trúc dưới lòng đất, cải thiện đặc tính hóa tầng chứa và đẩy nhanh các quyết định thăm dò. Ngành công nghiệp này cũng đang ngày càng tự động hóa.

Các hệ thống khoan tự động, đội fracking tự động, giám sát mỏ thông minh và trung tâm điều hành từ xa đang thay đổi cách quản lý các mỏ dầu. Trong một số hoạt động, số lao động cần có mặt trực tiếp tại hiện trường đã giảm khi ngày càng nhiều hệ thống được tập trung hóa và giám sát bằng công nghệ số.

Điều này quan trọng vì ngành dầu khí đang đồng thời chịu áp lực từ nhiều phía.

Các công ty bị yêu cầu phải nâng cao hiệu quả sử dụng vốn, giảm cường độ phát thải, tối đa hóa khả năng thu hồi từ các tài sản hiện hữu và duy trì lợi nhuận trong những chu kỳ giá hàng hóa biến động mạnh. AI hỗ trợ trực tiếp cho cả bốn mục tiêu đó.

Nó cho phép các nhà vận hành khai thác nhiều hơn với ít giàn khoan hơn, thời gian dừng hoạt động thấp hơn và khả năng kiểm soát vận hành chặt chẽ hơn.

Đó là lý do gần như mọi tập đoàn dầu khí lớn hiện nay đều đang đầu tư mạnh vào chuyển đổi số. Các ước tính trong ngành cho thấy tiềm năng là rất lớn. Các nhà phân tích dự báo AI và công nghệ số có thể tạo ra thêm hàng trăm tỷ USD giá trị cho ngành dầu khí trong thập kỷ tới thông qua nâng cao hệ số thu hồi, tăng hiệu quả vận hành, bảo trì dự báo và tối ưu hoạt động khoan.

Nhưng có lẽ thay đổi lớn nhất nằm ở văn hóa doanh nghiệp. Các công ty dầu khí không còn chỉ tuyển kỹ sư dầu khí và chuyên gia địa chất. Ngày càng nhiều doanh nghiệp tuyển dụng lập trình viên, kỹ sư tự động hóa, chuyên gia AI và nhà khoa học dữ liệu bên cạnh các nhân sự năng lượng truyền thống.

Mỏ dầu hiện đại đang dần trở thành sự kết hợp giữa một tổ hợp công nghiệp và một nền tảng công nghệ.

Và ngày càng nhiều, lợi thế cạnh tranh có thể sẽ không còn phụ thuộc vào việc ai sở hữu nhiều diện tích khai thác nhất, mà phụ thuộc vào việc ai có khả năng phân tích tốt nhất lượng dữ liệu nằm bên dưới chúng.

Nh.Thạch

AFP