2024年数字油田报告

02010304目录矛盾的主要动态上游石油和天然气 (O&G)技术史与上游产业创新新金融范式SOFTSERVE能源报告2024 过去 15 年技术创新有所放缓，近年来数字化被视为运营效率提升的唯一主要贡献因素。如果上游油气行业想要继续其资本纪律的战略（最有可能的情况），那么增加对正确技术的投资至关重要。近年来，石油和天然气行业的资本支出（CAPEX）显著下降，未能满足未来十年的石油生产预期需求。在此背景下，同时勘探、钻井和生产面临的挑战日益增加，石油和天然气（O&G）部门战略性地采取资本约束方法吸引投资者。此外，该行业必须在2030年前注入数千亿美元，以符合监管排放目标。SOFTSERVE能源报告2024在本报告中，我们讨论宏观动态，并呈现技术及创新的历史及其对行业的影响。我们还分析了转变的投资模式的影响，概述了当前和未来的商业挑战，并解释了为什么DOF和AI应是未来的核心战略。我们相信数字化和人工智能能够在最短的时间内以最少的投资带来最高的投资回报率（ROI）。现在是上游油气行业全面投入数字化油田（DOF）和人工智能的时候了。 SOFTSERVE能源报告2024上游油气领域冲突的宏动态 资本纪律推动脱碳技术和发展减缓为了重建股东信任，两家大型石油公司和美国的勘探与生产(E&P)公司都优先考虑资本纪律。因此，与往年相比，CAPEX投资已大幅减少。上游石油和天然气中的冲突宏观动力学脱碳是行业的一个明确目标，许多公司承诺到2050年实现净零排放。随后，减少碳排放，尤其是甲烷，是几乎每个油气公司的主要关注点。许多人正在启动以碳捕获、存储和封存为核心的多年度重大项目。在这些努力的配合下，IRA和EPA制定了雄心勃勃的计划，计划到2030年将温室气体（GHG）排放量与2005年基准相比减少50%。成功的脱碳项目将在未来几十年需要重大的关注和投资。该行业在其运营中已经实现了显著的生產力與效率提升，導致了單位成本的降低和效率的提高。這些進展主要是由前幾十年的技術與創新驅動的。然而，過去十多年來技術突破劇烈減緩。過去十年的唯一創新來自數字化項目。儘管美國在2023年達到了近1320萬桶/天（bpd）的記錄產量，但由於資產條件挑戰，仍有明確的跡象表明我們面臨著在未來達成產量目標的重大障礙。2023年全球上游资本开支将达到5500亿美元，与2014年的峰值8000亿美元相比有所回落。石油和天然气行业目前正在应对几个宏观动态，这些动态必须在未来十年内得到谨慎管理，因为它们可能会对行业的未来产生重大影响。这些动态是：SOFTSERVE能源报告2024 1 如何满足未来的石油需求，继续创新以进一步提高生产率，并解决脱碳投资需求，同时坚持其资本纪律战略？在我们看来，一项关键策略涉及重新平衡上游技术投资组合。显著增加对数字油田（DOF）和人工智能的投资至关重要，因为它们提供了独特的机遇来提高储层产量，提供所需的生产力改进，并有助于脱碳解决方案——所有这些都以这些动态的汇合给上游产业带来了一个难题：所有这一切，都是在世界在未来几十年仍需数百万桶额外石油，且能源转型持续进行的时刻。事实上，OPEC在2023年10月的报告中宣布，到2045年，全球需求将达到116百万桶/天（桶/天）。2美国能源信息署预测未来全球石油需求将降低，但仍显著高于当前水平。无论具体数字如何，我们都清楚需求将远高于今 最可能的最低成本和最短的周期实现。天的供应。SOFTSERVE能源报告2024该行业面临长期资产挑战。其中许多是新的，如储层采收率受限、产量下降曲线加速、生产水增加以及数十年来的最低新发现率。其他新挑战包括新钻水平井未能实现预期回报、页岩产量平台化、资产运行时间不理想、无法准确预测和预测未来资产状况、单位成本上升以及日益严峻的劳资问题。 SOFTSERVE能源报告2024科技与创新史 图1. 石油技术史和原油价格。来源：原油价格 - 70年历史图表图1说明了近几十年来塑造我们行业的一些最重要的技术进步。技术革新史几十年来，技术和创新一直推动着上游油气行业的进步。该行业在勘探、钻井/完井和生产方面取得了前所未有的成功，这导致了产量增加、效率提高、单位成本降低和工人安全增强。在过去的几十年里，该行业经历了几次重大突破，这些突破促成了今天的效率。SOFTSERVE能源报告2024 我们必须牢记，从技术开发到产业实现其真正效益的经济商业化，始终存在时间差。70年代、80年代和90年代开发的技术有很多例子，它们在几十年后才产生了最大影响。例如：电潜泵、三维地震勘探、油藏模拟、随钻测量、旋转导向钻井和水力压裂技术，仅举几例。21世纪革新了行业的现代页岩水力压裂技术始于80年代。4米切尔能源公司在80年代投资数亿美元进行水力压裂，但毫无回报。该行业开发出可行的商业页岩技术花去了二十多年时间。这是北美页岩革命的开始，随后重塑了全球油气格局。它实现了更好的资产连接，新一代物联网和自动化系统，以及实时资产监控。它还允许进行大数据分析、系统诊断、异常检测、改进的建模、生产优化、云数据管理以及高级可视化。最终结果是提高了资产利用率，提高了运营效率，增加了产量，实现了更准确、更快速的钻井，并提高了采收率。事实上，80年代和90年代被认为是石油和天然气行业的黄金时代。3需要注意的是，前几十年中的技术创新与油价无关地持续进行。如果我们仔细看，在上个十年中，我们看到的重大技术创新数量与之前的几十年相比是最少的。最突出的上游创新是数字化油田，这并非单一技术，而是一个包含各种数字解决方案的集合。这是一个令人担忧的趋势。SOFTSERVE能源报告2024 新金融新金融范式范式强调股东回报、股票回购和偿还债务的新财务战略吸引了投资者回归，导致华尔街对该行业的信心得以重振。2022年，石油和天然气公司的全球净收入飙升至4万亿美元。2023年的资本支出预计在5200亿至5400亿美元之间，从2014年近8000亿美元的高峰下降。几乎85%据一项最近的调查，一些石油和天然气高管表示他们不打算增加钻井活动。5近年来，资本纪律已成为主要石油和天然气以及勘探和生产公司的主题。这一战略转变是为了回应过去二十年里让投资者失望的股东总回报率（TSR）需要改进的要求。油井数量从 2018 年 11 月创下的高点 888 口下降至 2023 年 10 月的近 502口，即使油价一直在上涨。许多因素导致了该行业以往的困境，其中主要的是过度的钻探水平，它推动了页岩革命并导致产量大幅增加（图3这迫使沙特阿美在2014年压低油价以夺回市场份额。行业决定无论油价如何都要更加谨慎地进行钻井。SOFTSERVE能源报告2024 Rystad Energy 有类似的看法，表示……低投资的问题被夸大了。7另一方面，沙特阿美公司和其他主要欧佩克成员国警告说，该行业投入不足。他们强调，这代表着对行业满足未来全球石油需求构成严重风险。8沙特阿美公司首席执行官阿明·纳赛尔在几次最近的演讲中提出论点，称该行业不能继续沿低投资路径发展，并期待解决平均水平6%–7% 年产量下降在许多水库中。SOFTSERVE能源报告2024在我们看来，虽然效率导致了在钻井活动减少时期石油产量的增加，但存在一些迹象表明生产效率正接近高原期，特别是在页岩中。据报道的石油产量增加未能考虑到过去18个月投产的一些油井主要来自钻探但未完工的油井，由于2020年新冠疫情危机导致未完工。主要关注点在于新的投资范式正在限制对创新和技术领域的投资，而这些投资无论是在现在还是未来十年对于实现脱碳目标、应对持续的慢性挑战以及提高生产都至关重要。技术进步对于该行业以可持续和负责任的方式继续为世界提供能源需求是关键。虽然石油和天然气行业必须继续对勘探、钻井、完井和生产等传统技术进行投资，但迫切需要增加对新兴数字和人工智能技术的投资。尽管投资减少，该行业经历了生产率提高和单位成本下降，抵消了钻井活动放缓的影响。许多专家和华尔街分析师希望该行业保持这一势头。伍德麦肯兹在最近的一份报告中认为，该行业的投资足以满足供需动态。他们表示“在目前水平附近的投资可以提供满足需求达到顶峰甚至超越顶峰所需的供应。”6他们的论点基于行业单位成本的显著降低等因素。 SOFTSERVE能源报告2024旧与新的挑战 14新旧挑战该行业存在许多慢性问题以及新出现挑战：技术、运营和以人才为中心。我们的观点与其他行业专家一致。9在以下，我们概述了一些最突出的 O&G 挑战：owest新发现率几十年来。在过去的几年里，大多数新发现中有12%来自一个国家，圭亚那。在过去十年中，我们看到新发现逐年减少。图4)恢复率仍然是一个挑战，尤其是在油气产量快速下降的情况下，特别是页岩油气井。全球成熟油田的采收率仍然低于40%。自然递减率是7%，而随着新钻探的页岩油气井，递减率甚至进一步加剧。10我们必须提高回收率，以有效补充储备。SOFTSERVE能源报告2024 等效图4.过去十年的全球发现 Source:Coren, M.J. (2021).自1946年以来，石油和天然气发现量处于最低水平 SOFTSERVE能源报告2024加大投资数字化油田和人工智能的必要性 全力投入数字油田和人工智能的必要性DOF技术促进了数据集成、数据管理、实时资产监控、异常检测、系统诊断、预防性维护、生产优化、预测建模和数据可视化，仅举几例。这些改进是通过在连接性、物联网、大数据管理、高级分析、云计算、低代码无代码平台、可视化分析等方面利用DOF技术实现的。SOFTSERVE能源报告2024我们正在实现这些好处，即使人工智能在石油和天然气领域尚未发挥重要作用。人工智能在上游产业仍处于早期发展阶段。深度学习、计算机视觉、机器人技术、专家系统和生成式人工智能等技术正在对金融、医疗保健、制造业、交通运输、物流、旅游和农业等许多其他产业产生变革性影响。近年来，每家油气公司都一直在引用数字化和随钻测井(DOF)技术对其日常运营的积极影响。DOF提升了我们分析地下数据回收的能力，改进了现场开发规划，增强了钻井规划，并实现了更高的井位放置精度。它还带来了产量增加、运营效率提高以及健康、安全和环境(HSE)标准的改善。 SOFTSERVE能源报告2024虽然许多组织在从人工智能中获取清晰或可量化的投资回报率（ROI）方面确实面临挑战，但有几个因素导致准确衡量ROI的困难。这些因素包括选择不合适的 ứng dụng, 数据可用性和质量问题, 项目目标不明确, 缺乏变革管理战略,技能不足，以及项目扩展面临的挑战。首先，人工智能项目通常是小规模的、概念验证性的，具有短周期和短期目标，这使得它们难以在有限的时间框架内完成。具有高度人工智能成熟度和长期企业战略的公司往往比只是尝试人工智能的公司取得更高的成功水平。各行业增加数字化转型和人工智能投资的案例已被技术、商业和金融专家共同研究，正如EY-Global所强调的2023年7月CEO展望：人工智能转型。 多位受人尊敬的专家的多个研究表明，仅进行概念验证型AI项目并终止它们几乎或完全没有价值。哈佛商业评论发表的一项分析中对此进行了讨论，称为停止摆弄人工智能并且为组织停止做小规模项目并全力投入人工智能辩护。大量报告强调了那些坚持其数字战略的公司如何成为当今的领先全球企业——这正是大型科技公司如今在全球最宝贵企业中排名靠前的原因。沃顿商学院和斯坦福数字经济的研究人员就数字投资的影响所做详细分析，可在此报告中找到：数字资本和超级明星企业 SOFTSERVE能源报告2024摘要：我们的观点 更少资本支出需求。基于软件的解决方案在勘探、钻探和生产方面的传统石油和天然气技术开发项目中不如资本密集型。DOF和AI领域加大并重新平衡上游技术投资战略可能是一个冗长而详细的技术讨论。相反，我们决定将其简化为几个常识性的理由：短周期项目。DOF和AI项目通常比传统项目的时间表要短得多。DOF和AI技术项目，从设计到开发和商业化阶段，通常可以在两年内完成。这与可能需要几年的传统技术项目形成鲜明对比。例如，开发一个新的测井