Digital und ferngesteuert: die Bohranlage der Zukunft

DigitUP ist die Digitalisierungsinitiative des OMV Upstream-Bereiches – also jenes Bereiches, der sich mit der Erschließung und Förderung von Erdöl- und Erdgasvorkommen sowie deren Entwicklung und Produktion beschäftigt. Eines unserer Leuchtturmprojekte ist in diesem Zusammenhang das „Digital rig of the future“: Drilling Cockpit und in ferner Zukunft auch der Drilling Robot sollen unsere Bohranlagen sicherer, effizienter und kostengünstiger machen. Wie das funktioniert und was überhaupt ein Drilling Cockpit ist, verrät uns Christopher Veit, OMV SVP Exploration, Development & Production Upstream.

DigitUP als gesamtheitliches Programm

Der Name „DigitUP“ ist aus einer spontanen Idee eines Kollegen entstanden: „Eigentlich digitalisieren wir und upstreamen wir. Außerdem wollen wir Digitalisierung „up“, also nach oben bringen. Dieses Wortspiel hat uns so gut gefallen, dass wir gesagt haben, das sollten wir forcieren,“ erklärt Christopher Veit, OMV SVP Exploration, Development & Production Upstream. „Generell ist unter Digitalisierung die Verwendung von digitalen Tools und Technologien zu verstehen, um Businessprozesse zu verändern.“ Das Hauptaugenmerk liegt in diesem Zusammenhang also auf Veränderung. Digitalisierungsprojekte sind bei der OMV sehr vielschichtig. „Wir sind auf ungefähr 90 Projekte gekommen, die weltweit schon am Laufen sind. In einem weiteren Schritt wurden diese dann nach Themenkreisen zusammengefasst und Lighthouses – das sind Leuchtturmprojekte – identifiziert. Als Beispiele lassen sich hier „Digital Oilfield”, das „Digital rig of the future“, „Digital office of the future”, oder „Digital ways of working“ anführen. Unter diesen großen Themenblöcken subsumieren wir nun diverse Projekte und Initiativen und führen eine Zuordnung durch,“ erklärt Veit.

Auch wenn es Digitalisierung bei der OMV schon seit Jahrzehnten gibt, eigentlich aus der Automatisierung kommend, ist die Bestrebung, alle Initiativen zentral zu erfassen, neu. Bis zu diesem Zeitpunkt hat ein Bereich das eine gemacht, der nächste das andere, es ist alles ohne Koordination durch das Head Office gelaufen. „Mit DigitUP haben wir versucht, zusammen zu tragen, was wir alles machen und dann alles über ein zentrales Budget zu steuern, aber vor allem auch eine zentrale Quality Control aufzubauen,“ führt Veit aus.

Worauf ich in Bezug auf DigitUP besonders stolz bin, ist, dass wir im Vergleich zu unseren Mitbewerbern ein gesamtheitliches Programm geschaffen haben und dafür bekommen wir immer wieder Lob. Wir betrachten alles ganzheitlich: Den Menschen, die Digital ways of working, und wie Digitalisierung die Organisation beeinträchtigen wird, sowie die Kultur – und das Ganze bis in die technische Sphäre. Ich glaube, das ist ein wirkliches Alleinstellungsmerkmal, für das wir immer wieder sehr viel Anerkennung aus der Industrie erhalten.
Christopher Veit, SVP Exploration, Development & Production Upstream

Das Drilling Cockpit als zentrale Informations- und Steuerungsquelle

Das „Digital rig of the future“ – zu Deutsch die digitale Bohranlage der Zukunft –  ist eines der Leuchtturm Projekte aus der Initiative DigitUP. Eine Komponente davon ist das sogenannte “Drilling Cockpit” – aber was ist das? Veit schafft Klarheit: „Die einzelnen Bohranlagen arbeiten weltweit vereinzelt. Durch die Digitalisierungsinitiative versuchen wir nun alle Informationen von all diesen Bohranlagen an einer Stelle zu sammeln. Und das ist das Drilling Cockpit. Das heißt ich kann nun zentral, aus Wien, jede Aktivität einer Bohranlage verfolgen. Und was noch viel besser ist, ich habe im Hintergrund ein Expertenteam sitzen, das bei Auftreten eines Problems sofort Feedback an die Bohrmannschaft vor Ort geben kann. Etwaige Probleme werden somit sofort diskutiert und die Teams haben sofort Zugriff zu den Ingenieuren. Stellen Sie sich beispielsweise vor, unsere Teams in Tunesien bohren 24 Stunden, 7 Tage die Woche und sie haben nicht immer Zugang zu Experten – über das Drilling Cockpit haben sie das aber sofort. Das Drilling Cockpit ist bei uns im Head Office in Wien angesiedelt und ist quasi wie ein Dispatching Center: auf vielen Bildschirmen werden diverse Bohrungen und Bohrparameter abgebildet und verfolgt.“ 

Das Drilling Cockpit bietet Zugang zu Experten und Früherkennung von Fehlerquellen

Das Drilling Cockpit ist demnach keine Zukunftsmusik bei der OMV, sondern bereits in Betrieb. Was wir jedoch noch nicht haben: alle Bohrungen darauf erfasst. Um Bohrungen auf dem Drilling Cockpit anzeigen zu können sind Modifikationen an den Bohranlagen notwendig, es müssen Sensoren und Datenerfassungssysteme installiert werden und dies ist noch nicht an allen Bohranlagen passiert. Aber es gibt schon einsatzfähige. „Wir haben bis jetzt nur die schweren Bohranlagen für die komplizierten Bohrlöcher integriert. Bis Jahresende wollen wir alle rumänischen Bohranlagen soweit bekommen und das ist der Großteil, weil in Rumänien bohren wir über 100 Bohrungen im Jahr. Wir wollen in Rumänien alle 10 oder 11 Bohranlagen online haben,“ führt Veit aus. 

Der zweite Vorteil des Drilling Cockpit – nebst dem Zugang zu Experten – ist, dass jede Bohrung im Hintergrund von einer Simulation begleitet wird. „Das heißt im Hintergrund läuft ein Computerprogramm ab, das immer alle laufenden Parameter analysiert, aber auch nach vorne berechnet. Wenn es also eine leichte Abweichung gibt, die vom menschlichen Auge gar nicht wahrnehmbar ist, erkennt der Computer dies sofort. Wenn in der Simulation der Wert bereits geringfügig abweicht, schlägt das Cockpit Alarm. Das heißt im Umkehrschluss, ich kann mögliche Probleme viel früher erkennen als das menschliche Auge. Man muss sich vorstellen, der Driller auf der Bohranlage sitzt 12 Stunden vor Ort und sieht immer seine Werte. Wenn hier eine schleichende Steigerung passiert, kann es sein, dass er das gar nicht bemerkt. Der Computer merkt jedoch sofort, dass die Simulation von der Realität abweicht und gibt Alarm. Man kann dadurch schwere Havarien, wie das Festfressen vom Bohrstrang oder ähnliches, schon frühzeitig erkennen.“ 

Das System hinter dem Drilling Cockpit läuft de facto völlig automatisch, jedoch ist Know-How von unseren Mitarbeitern gefragt, wenn das System eine Abweichung aufdeckt. Hier bedarf es erfahrener Spezialisten, die einschätzen können, ob die Abweichung von Relevanz ist oder nicht. Da kommen dann unsere erfahrenen Bohringenieure ins Spiel, die diese Interpretation vornehmen. „Im Offshore Bereich kostet so eine Bohranlage gut 500.000 Euro am Tag. Das heißt, wenn ich den Bohrstrang irrtümlich ausbaue, dann habe ich non-productive time, die sehr teuer sein kann. Es entstehen unnötige Zusatzkosten.“

Die Vision lautet nun Drilling Robot

Momentan läuft es so, dass wenn das erkannt wird, das Team aus dem Drilling Cockpit mit der Bohrmannschaft vor Ort in Kontakt tritt und in einem Fachgespräch analysiert, ob es sich um ein wirkliches Problem handelt. Hier wird geklärt, ob man Gegenmaßnahmen einleiten soll, oder auch nicht. Derzeit passiert das noch über Telefon und E-Mails. „In Zukunft – und das ist der nächste Schritt und unsere Vision – würden wir vollautomatisierte Bohranlagen in Betrieb haben, sodass Menschen nur noch eine Beobachterrolle einnehmen. Aktivitäten, die momentan von Menschen händisch gemacht werden, würden zentral vom Drilling Cockpit gesteuert und dann Parameter an einen Roboter ausgespielt. Beispielsweise könnte man die Pumprate von der Spülung oder die Drehzahl vom Bohrer oder ähnliche Werte ändern.“ An einem derartigen Drilling Robot arbeiten wir als OMV momentan. In Kooperation mit RED (RAG Energy Drilling) und TDE (Thonhauser Drilling Engineering) wollen wir diesen vollautomatisierten Bohrturm umsetzen. Über einen Bohrstrang, in dem ein Kabel in den Untergrund läuft, könnten dann vom Bohrkopf ständig Daten nach oben gebracht werden. Das gibt es momentan noch nicht. „Es gibt zwar Systeme, aber die Datenübertragungsrate ist nur sehr gering. In Zukunft könnte ich aber viel mehr Daten übertragen. Das wäre eine Evolution, weil ich mit dem Bohrstrang de facto kommunizieren könnte und ihm vor Ort Signale geben könnte, was er zu tun hat. Hier sprechen wir schon von einem Roboter. In Kombination mit dem Simulationsprogramm, das bereits im Einsatz ist, und einer vollautomatisierten Bohranlage könnte ich künftig mannlos bohren. Und das ist die Vision,“ erklärt Veit.

Simple Aufgaben und Routine-Tätigkeiten sollten relativ rasch von so einem Drilling Robot abgedeckt werden können, beispielsweise das Aus- und Einbauen von Bohrgestänge. „Wenn es dann wirklich darum geht, eigenständig Entscheidungen zu treffen, das wird noch dauern. Ich glaube, wir sprechen hier von einem Zeithorizont von mindestens 10 Jahren bis die Forschung und Entwicklung soweit ist. Für Routinetätigkeiten gibt es schon Systeme in den USA. Daher gehen wir davon aus, dass dies auch für uns vergleichsweise schnell möglich sein wird. Was aber noch fehlt, ist der Link zum Bohrkopf und hier wollen wir im Herbst in Österreich hoffentlich erstmals Bohrungen durchführen. Das System ist in Norwegen an einem Testbohrloch bereits getestet worden, wobei man dort unter Laborbedingungen nur ein paar Hundert Meter tief bohrt. Es handelt sich also rein um Testbohrungen, während die geplanten Bohrungen in Österreich erste kommerzielle Bohrungen wären.“ 

Die Zukunftsmusik lautet also eine automatisierte Bohranlage, die sämtliche Tätigkeiten vollautomatisch ausführt, mit dem Bohrmeisel kommuniziert und alle Informationen zentral verarbeitet und steuert. Veit stellt fest: „Damit wären wir Vorreiter, da es so etwas auf der Welt noch nicht gibt. Wir sind hier noch in Entwicklung, aber es geht in erster Linie darum, den Bohrprozess effizienter zu machen und das heißt, Bohrungen günstiger abzuteufen oder in anderen Worten: um dasselbe Geld mehr Bohrungen abzuteufen. Aber viel wichtiger noch, sie sicherer durchzuführen. Bohranlagen bergen ein hohes Gefahrenpotenzial für Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, weil hier immer mit schwerem Equipment hantiert wird. Wenn gefährliche Tätigkeiten von einer Maschine durchgeführt würden, erhöhe das natürlich entsprechend die Sicherheit.“