Procesy a technologie těžby ropy a zemního plynu se neustále vyvíjejí a s tím související
Zdroj: habr.com
Všechny druhy plastů - syntetické tkaniny, \ tplastová okna, obalové materiály, vodovodní potrubí, skříně elektronických přístrojů, zdravotnické vybavení a mnohem více jsou petrochemické výrobky. Poptávka po těchto produktech neustále roste a spolu s tím roste i poptávka po produktech ropy a zemního plynu.
Hlavním omezením procesu zásobování zdroji jetrh je jejich bezprostřední kořistí. Aby pole poskytovalo maximální návratnost zdrojů, jsou zapotřebí moderní a high-tech metody těžby ropy a plynu. Technologie umožňují zvýšit koeficient těžby ropy z typických 30 na 70 % a zvýšit průtok nových vrtů na 100–150 tun za den, čímž se zvyšuje těžba ropy v souladu s potřebami trhu.
Všechny oblasti jsou modernizovány a zlepšovány.ropný a plynárenský průmysl: průzkum a vývoj ložisek, těžby a rafinace. Dotčené a související oblasti, včetně průmyslové bezpečnosti, oprav a údržby zařízení, logistiky a přepravy ropných produktů.
Nejpozoruhodnějšími nedávnými trendy jsou integrace následujících technologií do procesů výroby ropy:
- Internet věcí - sběr dat ze senzorů v reálném čase pro automatické nastavení technologických procesů.
- Maximální robotizace procesů a vyloučení lidského faktoru.
- Virtuální a rozšířená realita, 3D při provádění údržby zařízení.
- 3D tisk nezbytných položek vybavení přímo na hřišti.
- Umělá inteligence a strojové učení pro rychlejší rozhodování v krizových situacích ve výrobě.
- Zdokonalení měřicích a těžebních přístrojů (typ testování studní – „High-tech“) během procesu vrtání.
- Modelování nádrže, proces vrtání a plánování vícestupňového hydraulického štěpení na základě velkých dat.
- Přechod na modulární vrtné soupravy smaximální automatizace a zvýšená bezpečnost, nízká hlučnost a komfort pro personál. Cestovní doba takové instalace se snižuje z poloviny na dva měsíce na jeden týden.
- Video analytics a technická vize pro zlepšení efektivity práce.
- Interakce ropných společností, výměna informací s protistranami pomocí technologie blockchain.
Přítomnost v podniku v portfoliu větších číseltechnologie poskytuje významnou konkurenční výhodu. Firmy mají možnost snížit náklady na práci a nabídnout služby za nižší ceny, čímž se zvýší šance na získání zakázky.
Je to jen teorie?
Ne, všichni hlavní průmysloví hráči již používajíjednu nebo druhou z výše uvedených technologií. Zajímavostí je, že se zavádějí nové produkty nejen na úrovni IT řešení. Celý sektor těžby ropy se modernizuje.
- Pozoruhodným příkladem je přechod natechnologie štěpení. Metodou je vytvořit umělépraskliny, takže plyn nebo ropa, stejně jako produkty obsahující ropu, se jimi rychleji pohybují na dno vrtu. V důsledku toho se výrazně zvyšuje faktor regenerace ropy. Dříve se tato technologie nepoužívala pro její vysokou cenu, ale nyní se stále častěji používá jak v dlouho rozvinutých, tak v nových oborech.
- Zařízení, která se používají pro vrtání, jsou modulární- sestavené jako LEGO kostky,Navíc pro konkrétní úlohy můžete vytvářet konkrétní řešení jednoduchým přidáním nebo odebráním určitého prvku. Modularita zvyšuje efektivitu a zároveň snižuje ekonomické náklady při instalaci i při přemisťování zařízení z místa na místo. Správný provoz zařízení vrtné soupravy je sledován pomocí technologie LoRa, která se stala obzvláště populární v posledních pěti letech.
- Jsou zpracovávány technologie 3D tisku., která umožňuje výrobu náhradních dílů,díly pro jednotky na vzdálených místech s minimálním časem, bez nutnosti drahé dodávky. Místní firmy samozřejmě mají většinou určité rezervy náhradních dílů na vybavení, ale občas selžou i položky, které v záloze nejsou, a celý komplex se musí zastavit při čekání na dojezd náhradních dílů. Dodávka trvá dlouho, výrobní proces je přerušen a společnost utrpí ztráty. Pokud lze součást vyrobit na místě, prostoje jsou omezeny na minimum. Toto schéma provozu se zatím jen „pilotně“ testuje, ale již se používá v jiných oblastech, včetně kosmonautiky.
- Digitální vklad se zdvojnásobujejsou stále více žádané.K vytvoření takového „dvojčete“ je vyvinut matematický model studny, zařízení a logistických schémat. Je analyzována obecná situace, poté je vytvořen ekonomický model, který ukazuje, které provozní metody jsou pro konkrétní obor efektivní a které ne. Aktualizace dat v digitálních dvojčatech je jedním z nejdůležitějších úkolů, které mohou technologie internetu věcí vyřešit.
- Aktivně se používá pro analýzu datstrojového učení. Umožňuje vám posoudit potenciál novéhopole - systém bude předpovídat dostupnost zásob ropy a zemního plynu s vysokou mírou přesnosti, přičemž vypočítá přibližné objemy. Výsledkem je, že práce odborníků na analýzu dat v terénu se může zkrátit ze šesti měsíců na pouhých několik hodin. Zatím je takových vývojů málo a všechno jsou to testy.
- Prediktivní analýzatam, kde se používá strojové učení, pomáhápředvídat provozní režimy zařízení. Zařízení (například transformátory, čerpadla, elektromotory a uzavírací ventily) jsou vybaveny senzory, které neustále sbírají data a předávají je do centrálního systému ke zpracování. Po analýze může systém určit, že motor selže do 20 hodin při aktuální úrovni hluku, zatížení a vibrací, takže je třeba přijmout opatření ke snížení zatížení a naplánovat údržbu. Zatímco dříve byly na místo vyslány opravářské čety, aby vyřešily odstávku výroby nebo nehodu způsobenou poruchou elektromotoru, nyní mohou technici předvídat problémy a minimalizovat rizika.
Populární scénář použití v RuskuInternet věcí - monitorování jednotek chlazení vzduchu používaných při rafinaci ropy. Informace shromážděné senzory jsou analyzovány a používány v prediktivních analýzách, aby se zabránilo poruchám chladicích systémů.
Úkol kompletní digitalizace ropné společnostije velmi komplexní, protože je nutné organizovat procesy pro sběr a výměnu informací spolehlivých a konzistentních dat mezi těžební, zpracovatelskou a marketingovou divizí, a to nejlépe v reálném čase. A to jsou tisíce oddělení a statisíce zaměstnanců. Vytvoření informačního modelu pro interakci mezi odděleními stojí nemalé peníze, takže realizace projektu kompletně digitálního terénu je někdy drahá i pro velké hráče. Podle statistik může výše IT nákladů v ropných společnostech dosahovat 1,5–3 % zisku, ale ani takto výrazné finanční možnosti nezaručují rychlou a úspěšnou digitalizaci.
Nicméně, existuje spousta zajímavých případů, které ropné společnosti oznámily jako úspěšné na trhu.
Gazprom Neft, RFID a Blockchain
V loňském roce se Gazprom Neft zúčastnilpilotní projekt pro zavedení blockchainu a internetu věcí v logistice. Na zakoupených ventilech byly instalovány RFID tagy a satelitní lokalizační senzor. Rozhlasové štítky zaznamenaly pohyb ventilů od doby přepravy ve Velikij Novgorodu po skladiště v Murmansku. Provozovatelé obdrželi data, jako je rychlost pohybu nákladu, počet a trvání zastávek po cestě.
Data přijatá ze zařízení byla zaznamenánachytrý kontrakt využívající technologie blockchain. Podobně byly přenášeny informace o skladování a přepravě nákladu z platformy Prirazlomnaja v Pečorském moři. Blockchain zajistil nerozlučné spojení mezi fyzickým doručením a všemi doprovodnými procesy, včetně toku dokumentů.
Surgutneftegaz a blockchain
Surgutneftegaz společně s ruskými železnicemi a OMKzahájila pilotní projekt týkající se používání blockchainu. Technologie slouží k monitorování pohybu nákladově-kovových trubek z oceláren Vyksa, která je součástí OMK. Rozhodnutí distribuovaného rejstříku označuje všechny stupně procesu, včetně přepravy trubek ze závodu, jejich přepravy, převzetí zboží a distribuce, identifikace vadných prvků. Je-li manželství odhaleno, je zboží odesláno zpět.
Pak jsou všechna data přenesena do cloudu. Jakmile je dávka potrubí připravena, výrobce bere na vědomí, že je připravena k odeslání. Zapojení vlaků Železnice, dopravní společnost signalizuje, že zboží je v tranzitu. Po doručení jsou podrobné informace o procesu odeslány do cloudu, stejně jako certifikáty produktů.
Technologické řešení zahrnuje SAP Leonardo aSAP Cloud Platform Blockchain, uživatelské rozhraní - SAP Fiori. Podle zástupců projektu je varianta na blockchainu ekonomicky nadřazena ostatním návrhům.
Rosneft, Gazprom, Transneft a drones
Největší ruské ropné a plynárenské společnostipoužití bezpilotních letadel vyráběných společností Kalašnikov se zájmem o monitorování potrubních systémů. Byly zahájeny společnostmi Rosneft, Gazprom Neft, Gazprom, LUKOIL, Tatneft a Transneft. Monitorovací geografie je rozsáhlá: Makhachkala, Surgut, Stavropol, Krasnodar, Saratov a Volgograd, stejně jako pole May, Pravdinsk a Yugan.
UAV jsou vybaveny termovizní kamerou a systémemnavigace, která umožňuje přístrojům odhadnout polohu potrubí a v případě přesunu poslat tým techniků do problémové oblasti. Kromě toho úspěšně identifikují nelegální kravaty do potrubí a poškození trubek, které způsobují úniky. Kalashnikovovi droni každý měsíc kontrolují potrubí o délce 9,5 tisíc až 11,5 tisíc km.
Příklad dronu, který se používá k monitorování potrubí
Kromě uvedených UAV v Rusku platíbezpilotní systémy ZALA-T. Podle odborníků umožňuje použití bezpilotních vzdušných prostředků snížit náklady na provádění údržby o cca 85%.
Gazprom používá bezpilotní prostředky proprůzkumy potenciálně ropných oblastí. Společnost používá UAV k měření charakteristik magnetických polí v určitých místech. Pokud porovnáme náklady na zdroje pro takové studie prováděné tradičními metodami, zařízení vyžadují přibližně třikrát až čtyřikrát méně – jak času, tak peněz.
British Petroleum a internet věcí
BP aktivně využívá IoT k monitorovánípodmínky jejich studní. Ještě v roce 2015 společnost připojila k síti 650 ropných těžebních vrtů. Každá studna má instalovaných 30 senzorů, které měří mnoho parametrů, včetně tlaku a teploty.
Poté byly platformy připojeny ke clouduIoT služba Predix od GE, která umožňuje analyzovat informace a nejen sledovat aktuální parametry vrtu a platformy pro těžbu ropy a plynu jako celku, ale také simulovat události v blízké budoucnosti.
Internet věcí aktivně využívají jiní.společností, včetně ruštiny. Za prvé, sledovat oblasti a objekty se zvýšeným nebezpečím, kontrolovat dostupnost osobních ochranných prostředků mezi zaměstnanci a rychlou reakci v případě nehody. V tomto případě se funkce IoT neliší od podobných řešení v žádné jiné oblasti - osobní oděvy a vybavení jsou vybaveny kotvami UWB, které spolupracují se systémem pomocí sítě LoRa. V důsledku toho se snižuje počet mimořádných událostí v podnicích - například je zabráněno zásahu do speciálního vybavení pro osoby a méně často dochází k poškození zařízení a materiálů.
Saudská Aramco a prediktivní analýza
Největší ropná společnost na světě, pokud jde oprodukce ropy a velikost zásob ropy Saudská společnost Aramco zahájila projekt realizace technologických řešení v procesu těžby ropy a zemního plynu. Při procházení pozemků obdrží provozovatelé informace o akcích v aktuálním místě, včetně signálů o problémech, které vyžadují odezvu, nebo vyžadují řešení v blízké budoucnosti. Operátoři tedy nemusí zkoumat všechny studny, stačí sledovat pouze ty varovné informace, které jdou na desku.
Stojí za zmínku, že tento proces je možný pouze kombinací řady technologií - internetu věcí, digitálních dvojčat, modelování a bezdrátových sítí.
Shell a roboti
Shell, jeden ze světových energetických lídrůpřed několika lety začala ve svých oborech používat roboty. Systém se nazývá Sensabot, jde o dálkově ovládaného robota, který může pracovat v místech, která jsou pro člověka nebezpečná: například při vysokých teplotách nebo znečištění plynem. Roboty Sensabot řeší problémy až šest měsíců bez nutnosti servisu.
Operátoři se připojují k robotickým kamerámvidět, co se děje. Všechna data jsou přenášena prostřednictvím vysokorychlostní bezdrátové sítě 4G. Nyní Shell plánuje rozšířit funkcionalitu robotů tak, aby se daly využít nejen na polích, ale i ve výrobních provozech.
Chevron a audio / video analytics
Chevron používá brzydetekce úniků z ropovodů a plynovodů. Základem vývoje je analýza akustických signálů a video streamů. Systém nazvaný Catalyst Program obsahuje i tak důležitý prvek, jakým je umělá inteligence se schopností samoučení.
Analýza informací z potrubíCatalyst Computing Center detekuje malé úniky, které se mohou stát velkou havárií. Díky včasnému odhalení problémů mohou být odstraněny mnohem rychleji.
Co digitalizace a robotizace průmyslu?
Využití technologických řešení v práciumožňuje "digitalizovaným" společnostem z odvětví ropy a zemního plynu výrazně zvýšit míru produkce. Zároveň se snižuje počet téměř všech druhů mimořádných událostí (úniky, emise, zranění zaměstnanců). Zvyšuje se také efektivita provozních činností společnosti, což je patrné z pozitivní změny téměř všech klíčových ukazatelů podnikání.
Výhody inteligentní technologie
Podle odborníků, rozsáhlé prováděníModerní technologie v ropném a plynárenském průmyslu mohou zvýšit nárůst světové ropy a zemního plynu až na 30%. Odhaduje se, že při práci s novými technologiemi a metodami můžete zvýšit ukazatel efektivity vývoje pole o 5–7% a zároveň snížit náklady na těžbu ropy z pole až o 25%, včetně úspor energie.
Hlavní trend pro příštích několik let -maximální vyloučení člověka z technologických procesů. Robotizace bude mít dopad jak na jednotlivé jednotky, tak na průmyslová místa obecně. Například studium potenciálně ropných a plynárenských oblastí nebo proces vrtání vrtů bude co nejjednodušší s organizací dálkového ovládání. Dalším důležitým bodem je zvýšení kontroly nad dopadem celého ropného a plynárenského průmyslu na životní prostředí. Lidský zásah a jeho dopad na přírodu při průzkumu polí, těžbě a rafinaci ropy by měl být minimalizován z důvodu provozní kontroly stavu životního prostředí, což je nemožné bez realizace komplexních řešení IoT.
Moderní řešení budou účinná pouze tehdypodstatná modernizace nejen technologických, ale i obchodních procesů ropných společností. Maximální efekt může být zajištěn transformací celého ropného a plynárenského průmyslu na základě úprav legislativního a regulačního rámce, zavedením nových standardů pro využívání IoT řešení a řízení technologických procesů. Možnost, kdy každá ropná společnost projde vlastní pokus a omyl s částečnou digitalizací jednotlivých obchodních procesů, je dlouhá a ekonomicky neefektivní. Digitalizace poskytne příležitost ke konsolidaci osvědčených postupů v oblasti moderních technologií pro těžbu a zpracování ropy a zemního plynu, spojí úsilí podniků o zavádění nových technologií, připraví kvalifikované pracovníky a zvýší konkurenční výhody ruských společností na světovém trhu.