Комплексное моделирование и интегрированные операции в нефтяной пром

В течение прошлого года концепция BEACON была также успешно интегрирована в Ираке.

Таким образом, технологии, используемые для удаленного управления, сменились на компьютерные информационные системы, которые можно подключить к сети интернет. Опора на уже готовые программные пакеты увеличивает взаимодействие между системами диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) и инфраструктурой информационно-коммуникационных технологий (ICT). С другой стороны, это повышает уязвимость, так как ICT и SCADA фундаментально различаются и требуют установки антивирусных решений и усиленных средств защиты информации при интеграции.

За последнее время было отмечено увеличение случаев нарушения защиты информации, связанных с использованием SCADA, но они достаточно редки, а потери данных незначительны.

Дистанционное управление требует совместной работы специалистов на объектах, географически отдаленных друг от друга. Обслуживание и управление объектами все чаще отдается на аутсорсинг (считается, что эта тенденция только усилится). Все это может привести к увеличению количества аварий, следствием которых могут стать экономические потери или в худшем случае человеческие жертвы.

Нарушения информационной безопасности могут привести к остановке производства, которые несут за собой потери миллионов долларов. Также признается высокая роль человеческого фактора, который должен быть включен в список возможных проблем. Опыт показывает, что при удаленном управлении все больше внимания уделяется технологиями в ущерб организационным проблемам. Все это создало необходимость учитывать возможные риски.

Следует рассмотреть основные риски, связанные с дистанционным управлением. Интегрировать SCADA и ICT достаточно сложно, так как системы сильно различаются. SCADA характеризуется доступностью (скорость ответа системы на запрос измеряется миллисекундами), а ICT, наоборот, конфиденциальностью и неприкосновенностью информации.

91

Структура систем SCADA характеризуется сложностью, в них трудно встроить антивирусное ПО, его необходимо обновлять вручную. Более того, эти системы редко меняются и зачастую сильно локализованы. ICT же обычно стандартизованы, для них широко используются автоматизированные инструменты, они часто обновляются, и жизненный цикл системы составляет от 3 до 5 лет (в сравнении с циклом в 5–25 лет систем SCADA).

Несмотря на эти различия, интегрированные системы SCADA–ICT редко тестируются, что может привести к массовым ошибкам. Тестирования должны проводиться, чтобы обеспечить защиту от DoS-атак, вирусов и т.д. Возможные ошибки должны быть задокументированы и разработаны специалистами по управлению, ICT-системам, управляющему персоналу совместно.

Ошибки безопасности должны быть проанализированы с помощью следующей матрицы (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Матрица ошибок безопасности

В идеале все риски должны быть в ячейке 1, которая соответствует низкой вероятности и небольшим последствиям. В реальности же многие риски, наоборот, находятся в ячейке 2 с прямо про-

92

тивоположными характеристиками, но с введением контроля безопасности этого можно избежать. К ним относятся плохая оценка ситуации (удаленное управление не дает полной картины происходящего, что может привести к проблемам коммуникации или серьезным ошибкам безопасности), повышенный трафик ICT (SCADA выходит из строя, не выдерживая неожиданно большой поток информации системы ICT), атаки вирусов и сетевых червей, которые могут вызвать неадекватное реагирование системы или ее поломку. Угрозы из ячейки 3 имеют большую вероятность произойти, но не принесут серьезного вреда; меры безопасности против них должны вводиться из соотношения цена/качество. Риски ячейки 4 очень редко происходят, поэтому попытки их предотвратить слишком затратны и неразумны; компаниям стоит разработать планы действий

внештатных ситуациях.

Вто же время метод ISBR, созданный на основе ISO/IEC 27001,

предполагает соблюдение особых правил, помогающих снизить риски и управлять безопасностью. Необходимо создать задокументированную политику безопасности, должна проводиться оценка рисков, инфраструктура должна предполагать разделение сетей, системы безопасности должны использоваться только по назначению, об этом должны быть информированы их пользователи. Необходимо создать планы действий в непредвиденных ситуациях, а также протестировать их. Системы ICT должны поддерживаться в обновленном состоянии, а доступ к системам безопасности должен осуществляться по специальному разрешению. Необходимо собирать отчетность о мероприятиях по поддержке систем и произошедших нарушениях.

Также были разработаны пособия по внедрению данных требований и методы оценки соответствия им. Метод CRIOP используется для подтверждения и оценки возможности центра управления безопасно и эффективно работать. Его можно применять для диспетчерских, кабин управления буровыми установками и кранами.

Анализ CRIOP занимает от 2 до 5 дней. Его основными элементами являются учебная площадка, где операторы, разработчики, руко-

93

водство могут встретиться и оценить работу контрольного центра, список пунктов, по которым необходимо оценить проектирование контрольногоцентра, анализважнейшихсценариев развитиясобытий.

Этот метод также учитывает модели поведения человека. Необходимо создать междисциплинарные команды, обеспечить систематическое участие конечного пользователя, проведение анализа поведения человека (выполнение задач и обязанностей), улучшение работы с помощью отчетности по процессу и документирование процедур (рис. 5.3).

Рис. 5.3. Схема внедрения CRIOP в процесс

Анализ сценариев позволяет контролировать ответы на вызовы нестандартных или критических ситуаций. Основные ступени – это выбор реалистичного сценария, описание сценария с использо-

ванием STEP-диаграммы (Sequential Time Event Plotting Diagram),

определение критических решений и анализ решений, оценка возможных препятствий.

В метод CRIOP также входит контрольный список вопросов, помогающий определить возможные сценарии, связанные с дистанционным управлением: точно ли определен термин «дистанционное управление»; определены и вовлечены ли в процесс основные уча-

94

стники; точно ли распределены и обозначены обязанности; был ли проведен анализ рисков до введения дистанционного управления; устранены, проанализированы ли все ошибки безопасности; проведен ли тренинг персонала дистанционного управления?

Ранее до использования этого метода систематичный анализ рисков и сценариев дистанционного управления проводился достаточно редко.

Метод Check IT разработан для того, чтобы помочь улучшить культуру безопасности, так как многие работники дистанционного управления фокусируются в основном на техническом аспекте. Тест Check IT состоит из 31 вопроса, на каждый из которых предлагаются ответы, соответствующие следующим уровням культуры поведения: низший уровень отрицания, средний уровень подчинения правилам, высший уровень обучения или генеративный уровень.

Тест может включать в себя такие вопросы: насколько высшее руководство информировано и вовлечено в обеспечение информационной безопасности; в какой степени ошибки и происшествия анализируются и становятся обучающим материалом; в какой степени правила и процедуры изменяются для уменьшения рисков, связанных с ICT?

Цель метода – оценить организацию по пятибалльной шкале, что позволяет отслеживать развитие с течением времени либо сравнить с результатами других организаций.

На первом этапе происходит установка целей (например, снижение ошибок до некоторого количества), далее происходит оценка культуры безопасности с помощью вопросника, чтобы определить слабые места. После необходимо обсудить уязвимости, области роста и в итоге определить необходимые действия, которые помогут достичь поставленных целей.

Все три метода активно и успешно используются на предприятиях по добыче нефти и газа. С их помощью возможно снизить возможность и контролировать риски, связанные с особенностями организации и человеческим фактором.

95

Все вышеперечисленное в очередной раз показывает, что количество преимуществ значительно превышает количество препятствий при внедрении, даже учитывая тот факт, что возможность стабильного соединения крайне важна. Несомненно, есть много выигрышных моментов при использовании интегрированных операций, но если затраты на установление приемлемой телекоммуникационной инфраструктуры превышают эту прибыль, то сокращение стоимости становится невозможным.

Хотя описанные выше примеры основаны на том, что здания центров ИО были построены близко к точке обслуживания, эта модель позволяет полное удаление на большие расстояния, в том случае если будут учтены местные культурные особенности, разница часовых поясов и персонал будет обладать всеми необходимыми навыками.

Осенью и зимой 2012/13 г. Baker Hughes, после того как заключил крупный контракт на бурение и оценку со Statoil, должны были собрать команду, в большой степени состоящую из неопытных, только вышедших из университета сотрудников. И, возможно, благодаря тому, что концепция BEACON реально позволяет сократить расходы, этот тендер был выигран. Тем не менее Statoil дал Baker Hughes огромный кредит на внедрение этой системы, поскольку они рассчитывали, что столкнутся с большим количеством проблем. Большая часть успеха этого проекта была основана именно на интегрировании операционной концепции BEACON, особенно благодаря ее уникальной функции технической поддержки 24/7.

Мы постепенно движемся в будущее, современные операционные модели продолжают развиваться и все больше интегрироваться в традиционные сферы бурения, MWD/LWD, производственного контроля, оптимизации и многое другое. Стандартизация будет главной целью не только с точки зрения продавца продукта, но с точки зрения извлечения выгоды для всех вышеупомятнутых областей. В то же время постепенное развитие интегрированных операций и их автоматизация приведет к ряду изменений. Следующий этап продвижения в этом направлении будет заключаться

96

в усовершенствовании прогнозирующей аналитики и справочных систем с целью предложить альтернативные меры полной автоматизации, что может стать возможным при использовании радара

Well Link.

Таким образом, интегрированные операции подразумевают организационные изменения в компании – ее функционировании

вцелом и каждого сотрудника в частности. Процессы таких изменений поддерживаются обычно за счет обзоров и интервью.

Среди нефтегазовых компаний с течением времени появляются новые повестки дня, касающиеся сферы ИО:

1)максимальное использование информационно-коммуника- ционных технологий: оптоволоконные кабели, огромные базы данных, передовые модели данных, семантические сети, тренажеры со множеством инструментов для совместной работы береговых офисов и морских платформ;

2)использование данных в режиме реального времени: совместная работа береговых офисов и морских платформ позволяет повысить вероятность принятия правильного решение, принимать безопасные решения лучше и быстрее;

3)возможность связать различные виды экспертного анализа

вболее эффективный фреймворк с включением рабочих процессов вне зависимости от часовых поясов и географического положения;

4)повышение дохода за счет сокращения оперативных трат, более высокий уровень жизни технологий, ускоренное и увеличенное производство, высокий уровень взаимодействия с окружающей средой (в отрасли это считается основным фактором ИО).

Из всех вышеперечисленных факторов делаем вывод, что для правильного внедрения ИО необходимы прогрессивные информа- ционно-коммуникационные технологии.

На самом деле уже в 2003 г. в Норвегии считалось, что использование информационно-коммуникационных технологий ста-

нет движущей силой для развития интегрированных процессов в рамках всех основных направлений нефтегазовой промышленности: бурении, эксплуатации и техническом обслуживании.

97

Statoil отмечает, что в их видении ИО представляют собой совершенно новый подход к решению проблемы, учитывающий персонал, поставщиков, береговые офисы и сотрудников в разных странах. ИО включают в себя использование данных, получаемых в реальном времени и новые технологии. ИО в основном ассоциируются с оперативным сотрудничеством между морем и сушей. Но на самом деле это немного больше, чем просто сотрудничество. Речь идет о том, как информационно-коммуникационные технологии делают это взаимодействие возможным и как оно становится основной формой общения для более эффективной работы.

Вэтом контексте логично поговорить о трех методах внедре-

ний ИО.

1-й метод. TAM-IO поддерживает внедрение новых инструментов при помощи информационно-коммуникативных технологий.

2-й метод. CCP обеспечивает изменения при помощи командных форм работы.

3-й метод. Формирование ИО-мышления – недавно разработанный инструмент, учитывающий уже имеющийся опыт и результаты двух предыдущих методов.

Концепт ИО-мышления был разработан, чтобы лучше отвечать на вызовы контроля человеческого фактора. Концепция возникла благодаря работе с проектами ИО на протяжении последнего десятилетия. Несколько методологий представлены на рис. 5.4.

Врезультате исследования стало понятно, что ни один из двух первых методов не в состоянии оказать необходимую поддержку при введении ИО. Последний же метод, который подразумевает взаимодействие с предыдущими, был впервые протестирован и показал многообещающие результаты. Формирование ИОмышления поможет собрать ценные данные для оптимизации процесса управления изменениями. Они же смогут помочь спрогнозировать дальнейшие действия при внедрении ИО.

Следует отметить, что исследования анализа данных были широко применены к бизнесу, социальной науке и другим разработкам в научныхобластях. Уних, какправило, есть и описательные,

98

Интегрированный и междисциплинарный подход включает

всебя:

–проведение физических экспериментов, которые исследуют эффект упорядочивания технологии EOR на производстве необработанной нефти;

–использование экспериментальных данных, для того чтобы служить основой для управления программой моделирования CMG (торговая марка Computer Modeling Group Ltd.), которая произвела

большой набор данных на эффекте последовательных применений методов EOR на производстве необработанной нефти;

–использование более крупного набора данных, разработанного для строительства трех различных моделей корреляции, используя искусственную нейронную сеть или технику ANN;

–оценку и отбор лучшей среди трех моделей корреляции;

–слияние лучшей модели корреляции в системе поддержки принятия решений.

Экспериментальное исследование обеспечило основание для последующего развития модели, полезной для генеральной выборки данных, которые были смоделированы для развития моделей корреляции и строительства автоматизированной системы предсказаний.

Сеть состоит из слоя входа и выхода и одного или многократного скрытого слоя. Проектируя нейронную сеть, нужно рассмотреть архитектуру сети: работу, правила изучения или учебный алгоритм, число скрытых слоев, число узлов в каждом слое, а также функций перемещения в каждом слое. Преимущество использования ANN состоит в том, что оно способно к работе с шумными данными и может решить проблемы, даже когда точные отношения среди переменных неизвестны.

Внастоящее время необходимо проводить анализ данных

иразвивать модели корреляции, которые могут описать явление

висследовании. Основной проблемой в проведении таких исследований анализа данных является их доступность. Как следствие,

100