El sector petrolero en los últimos años ha tenido éxito en reducir sus estructuras de costos. Sin embargo, con un mercado global impactado negativamente por guerra de precios, declive en el consumo y una pandemia en pleno desarrollo, ha llevado a que los precios del crudo toquen mínimos históricos, esto ha intensificado las acciones de todas las compañías petroleras para reducir los costos operativos y laborales.
Una de las muchas razones por las que el precio del petróleo generalmente ha caído en la última década es que muchas empresas han descubierto cómo explorar, extraer y refinar petróleo de manera más eficiente. Ejemplo de ello es sin duda el descubrimiento de grandes reservas de petróleo no convencionales de EE.UU.
Las propias dificultades que ha enfrentado el shale norteamericano lo ha hecho resiliente y han combinado innovación con avances tecnológicos que llevan a los productores a crear técnicas de perforación más rápidas, tecnologías de automatización y su adopción de computación en la nube y análisis avanzado.
Las compañías petroleras de esquisto como Pioneer Resources y EOG muestran con orgullo los resultados de sus equipos de ciencia de datos y sus plataformas de Big Data como una ayuda importante para mantener sus empresas competitivas en costos.
Figura 1. Casos de uso en la cadena de valor para IIoT y analíticos avanzados
Invertir en digitalización como un beneficio de flujo de caja
Recientemente, las grandes empresas petroleras como BP, Shell, Equinor y Total han declarado sus objetivos de invertir significativamente en convertirse en compañías “digitales”.
Shell estima que el uso de software digital centrado en la inteligencia artificial para su negocio de producción de petróleo y aguas arriba generará entre US$ 1 y 2 mil millones en ingresos, mientras que BP espera un beneficio de miles de millones de dólares de la digitalización.
Más específicamente, Equinor pronostica una mejora de US$ 3 mil millones en el flujo de efectivo libre debido a la digitalización entre los años 2020-2025, por otro lado, Repsol estima un aumento de flujo de efectivo de US$ 1.7-2.2 mil millones de la digitalización para 2022 (más de la mitad proviene de Exploración y Producción). Ambas compañías han anunciado que están en camino de cumplir estos objetivos.
Para las compañías petroleras, la digitalización se refiere a la recopilación y análisis de datos, ya sea que se transmita desde bombas en plataformas petroleras, o desde compresores en refinerías, o desde auriculares en trabajadores de campo.
La agregación de grandes conjuntos de datos permite el análisis estadístico y el uso de inteligencia artificial o aprendizaje automático. Con estas herramientas, una compañía petrolera puede predecir cuándo una pieza puede fallar, monitorear y controlar la maquinaria del campo petrolero de forma remota y optimizar el uso de energía.
En general, la digitalización debería reducir los costos de mano de obra, energía, mantenimiento de máquinas y operaciones administrativas, al tiempo que aumenta la cantidad de petróleo que una empresa puede producir anualmente.
Sin embargo, estas ganancias requieren inversión en sensores, computación en la nube, herramientas analíticas avanzadas, equipos de ciencia de datos y una reestructuración corporativa general.
Equinor invirtió US$ 200 millones en su estrategia digital de 2017 a 2020, incluidos US$ 11 millones en una academia de software para capacitar a los empleados. Repsol gasta US$ 100 millones al año en digitalización. Y muchas grandes petroleras planean gastar cientos de millones cada una en computación en la nube, principalmente con Microsoft Azure.
Figura 2. Casos de uso en la cadena de valor para IIoT y analíticos avanzados
Reducción de los costos de los campos petroleros
Si bien los precios actuales del petróleo no fomentan la exploración de petróleo, ni la perforación de nuevos pozos, el mundo todavía necesita del petróleo y su energía, y es prioritario producir a partir de los pozos existentes de la manera más barata posible.
Los productores de petróleo pueden usar el monitoreo en tiempo real de la maquinaria para mejorar el tiempo de actividad, análisis para responder a las condiciones cambiantes del campo, software para respaldar la toma de decisiones para técnicas de intervención de pozos, como levantamiento artificial, y automatización que ayudan a los operadores a cambiar parámetros de forma remota.
BloombergNEF calcula que el beneficio de costo para las compañías petroleras en los EE.UU. por optimizar la producción de petróleo no convencional existente es de US$ 3.3 mil millones. Esto es particularmente útil para sitios remotos. En los EE.UU., un ingeniero puede demorar de 4 a 8 horas en conducir a un campo petrolero para inspeccionar el equipo, algo que la digitalización puede resolver en cuestión de minutos.
La digitalización podría reducir el costo de refinar un barril de petróleo en más del 10%.
La adopción de la digitalización en proceso de refinación
Las refinerías de petróleo ya tienen márgenes tradicionalmente muy pequeños y han sido menos propensas a adoptar la digitalización hasta la fecha. Sin embargo, estamos viendo un mayor uso de sensores conectados, plataformas IoT, análisis avanzado e incluso realidad virtual y aumentada.
Si una refinería de petróleo que produjera 180,000 barriles por día adoptara estas tecnologías y digitalizara, calculamos que podría reducir los costos en US$ 0.44 por barril, o el 11.5% de los costos operativos.
No todas las refinerías harán esto, dependiendo de su edad y diferencias regionales. BloomberNEF calcula que de las refinerías que probablemente adopten la digitalización en los próximos años, podrían ahorrar US$ 860 millones en costos de energía a través de algoritmos de aprendizaje automático.
De igual modo calcula que el software de optimización del rendimiento en las refinerías podría generar US$ 1.75 mil millones adicionales, y el análisis de mantenimiento de activos US$ 1 mil millones adicionales.
Estos números pudiesen ser mucho mayores si todas las refinerías se digitalizaran, pero creemos que la mayoría de las plantas más antiguas no lo harán, mientras que todas las nuevas capacidades sí lo harán.
Desarrollos de corto plazo
Debido a que pueden reducir el costo de las operaciones existentes, los análisis como el mantenimiento predictivo y la eficiencia energética serán populares a corto plazo.
A medida que las empresas reducen los proyectos de capital, la digitalización requerirá la modernización de las operaciones existentes. Durante cualquier período de bajos precios de los productos básicos, el tamaño de la fuerza laboral en el petróleo y el gas tiende a reducirse.
Las tecnologías de monitoreo remoto y automatización ahora significan que los campos petroleros pueden ser operados por menos personas y los algoritmos pueden hacerse cargo del trabajo de ciertos técnicos o supervisores.
Dependiendo de cuánto tiempo permanezcan bajos los precios del petróleo, se esperaría ver tecnologías IoT, realidad virtual y aumentada, drones y automatización que se venderán como una forma de combatir los altos costos laborales.
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