Prozesse und Technologien zur Öl- und Gasförderung entwickeln sich ständig weiter, ebenso wie die damit verbundenen Prozesse
Quelle: habr.com
Jede Art von Kunststoff - synthetische Stoffe,Kunststofffenster, Verpackungsmaterialien, Wasserleitungen, Gehäuse für elektronische Geräte, medizinische Geräte und vieles mehr sind petrochemische Produkte. Die Nachfrage nach diesen Produkten wächst stetig und damit auch die Nachfrage nach Öl- und Gasfördermengen.
Die Hauptbeschränkung des Ressourcenversorgungsprozesses istDer Markt ist ihre unmittelbare Beute. Damit das Feld eine maximale Ressourcenrendite bietet, sind moderne und hochtechnologische Methoden zur Förderung von Öl und Gas erforderlich. Technologien ermöglichen es, den Ölgewinnungsfaktor von typischen 30 auf 70 % zu erhöhen und die Durchflussrate neuer Bohrlöcher auf 100–150 Tonnen pro Tag zu erhöhen, wodurch die Ölförderung entsprechend den Marktanforderungen gesteigert wird.
Alle Bereiche werden modernisiert und verbessert.Öl- und Gasindustrie: Exploration und Erschließung von Lagerstätten, Bergbau und Raffination. Betroffene und verwandte Bereiche, einschließlich Arbeitsschutz, Reparatur und Wartung von Ausrüstungen, Logistik und Transport von Erdölprodukten.
Die bemerkenswertesten jüngsten Trends sind die Integration der folgenden Technologien in die Ölförderprozesse:
- Das Internet der Dinge - Sammeln von Daten von Sensoren in Echtzeit zur automatischen Anpassung von technologischen Prozessen.
- Maximale Robotisierung von Prozessen und Ausschluss des menschlichen Faktors.
- Virtuelle und erweiterte Realität, 3D bei der Durchführung von Gerätewartungen.
- 3D-Druck notwendiger Ausrüstungsgegenstände direkt auf dem Feld.
- Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen für eine schnellere Entscheidungsfindung in Notfallsituationen in der Produktion.
- Verbesserung der Mess- und Protokollierungsinstrumente (eine Art Bohrlochprüfung – „High-Tech“) während des Bohrvorgangs.
- Modellierung des Reservoirs, Bohrprozess und Planung des mehrstufigen Hydrofrackings auf Basis von Big Data.
- Übergang zu modularen Bohrgeräten mitmaximale Automatisierung und erhöhte Sicherheit, geringe Geräuschentwicklung und Komfort für das Personal. Die Reisezeit einer solchen Anlage reduziert sich von eineinhalb auf zwei Monate auf eine Woche.
- Videoanalyse und technische Vision zur Verbesserung der Arbeitseffizienz.
- Interaktion von Ölunternehmen, Informationsaustausch mit Gegenparteien mittels Blockchain-Technologie.
Präsenz im Unternehmen in einem Portfolio von mehrTechnologie bietet einen erheblichen Wettbewerbsvorteil. Unternehmen haben die Möglichkeit, die Arbeitskosten zu senken und Dienstleistungen zu niedrigeren Preisen anzubieten, wodurch sich die Chancen auf einen Vertrag erhöhen.
Ist das nur eine Theorie?
Nein, alle großen Branchenakteure nutzen es bereitseine oder eine andere der oben aufgeführten Technologien. Das Interessante ist, dass neue Produkte nicht nur auf der Ebene von IT-Lösungen eingeführt werden. Der gesamte Sektor der Ölförderung wird modernisiert.
- Ein markantes Beispiel ist der Übergang zuFracking-Technologie. Die Methode besteht darin, künstlich zu schaffenRisse, so dass Gas oder Öl sowie ölhaltige Produkte schneller durch sie zum Boden des Bohrlochs gelangen. Dadurch erhöht sich der Ölrückgewinnungsfaktor deutlich. Früher wurde die Technologie aufgrund ihrer hohen Kosten nicht eingesetzt, heute wird sie sowohl in längst entwickelten als auch in neuen Bereichen immer häufiger eingesetzt.
- Anlagen, die zum Bohren verwendet werden, werden modular- zusammengebaut wie LEGO-Steine,Darüber hinaus können Sie für bestimmte Aufgaben spezifische Lösungen erstellen, indem Sie einfach ein bestimmtes Element hinzufügen oder entfernen. Modularität erhöht die Effizienz und senkt gleichzeitig die wirtschaftlichen Kosten bei der Installation sowie beim Transport von Geräten von Ort zu Ort. Der korrekte Betrieb von Bohranlagen wird mit der LoRa-Technologie überwacht, die sich in den letzten fünf Jahren besonders großer Beliebtheit erfreut.
- 3D-Drucktechnologien werden erarbeitet., was die Herstellung von Ersatzteilen ermöglicht,Teile für Einheiten an entfernten Standorten in kürzester Zeit liefern, ohne auf teure Lieferungen zurückgreifen zu müssen. Natürlich verfügen örtliche Unternehmen in der Regel über gewisse Reserven an Ersatzteilen für die Ausrüstung, aber manchmal fallen Artikel aus, die nicht in Reserve sind, und der gesamte Komplex muss angehalten werden, während auf das Eintreffen von Ersatzteilen gewartet wird. Die Lieferung dauert lange, der Produktionsprozess wird unterbrochen und das Unternehmen erleidet Verluste. Wenn ein Teil vor Ort gefertigt werden kann, werden Ausfallzeiten auf ein Minimum reduziert. Dieses Betriebsschema wird nur als „Pilot“ getestet, wird aber bereits in anderen Bereichen, einschließlich der Raumfahrt, eingesetzt.
- Digitale Einzahlung verdoppelt sichwerden immer gefragter.Um einen solchen „Zwilling“ zu erstellen, wird ein mathematisches Modell des Bohrlochs, der Ausrüstung und der Logistiksysteme entwickelt. Die Gesamtsituation wird analysiert und anschließend ein Wirtschaftsmodell erstellt, das zeigt, welche Betriebsmethoden für einen bestimmten Bereich effektiv sind und welche nicht. Die Aktualisierung von Daten in digitalen Zwillingen ist eine der wichtigsten Aufgaben, die durch Internet-of-Things-Technologien gelöst werden können.
- Wird aktiv zur Datenanalyse verwendetmaschinelles Lernen. Es ermöglicht Ihnen, das Potenzial von Neuem einzuschätzenFelder - Das System wird die Verfügbarkeit von Öl- und Gasreserven mit einem hohen Maß an Genauigkeit vorhersagen und ungefähre Volumina berechnen. Dadurch kann die Arbeit der Experten für Felddatenanalyse von sechs Monaten auf nur wenige Stunden reduziert werden. Bisher gibt es nur wenige solcher Entwicklungen und es handelt sich bei allen um Tests.
- Predictive Analyticswo maschinelles Lernen zum Einsatz kommt, hilftVorhersagen der Betriebsmodi der Geräte. Geräte (zum Beispiel Transformatoren, Pumpen, Elektromotoren und Absperrventile) sind mit Sensoren ausgestattet, die ständig Daten sammeln und diese zur Verarbeitung an ein zentrales System übermitteln. Nach der Analyse kann das System feststellen, dass der Motor bei den aktuellen Geräusch-, Last- und Vibrationspegeln innerhalb von 20 Stunden ausfallen wird. Daher müssen Maßnahmen zur Reduzierung der Last und zur Planung von Wartungsarbeiten ergriffen werden. Während zuvor Reparaturteams vor Ort geschickt wurden, um einen Produktionsstillstand oder einen Unfall aufgrund eines Ausfalls eines Elektromotors zu beheben, können Techniker jetzt Probleme vorhersagen und Risiken minimieren.
Beliebtes Einsatzszenario in RusslandDas Internet der Dinge - Überwachung von Luftkühlgeräten für die Erdölraffination. Die von den Sensoren gesammelten Informationen werden analysiert und in der Vorhersageanalyse verwendet, um Ausfälle von Kühlsystemen zu verhindern.
Die Aufgabe der vollständigen Digitalisierung eines Ölkonzernsist sehr komplex, da es notwendig ist, Prozesse zum Sammeln und Informationsaustausch zuverlässiger und konsistenter Daten zwischen Bergbau-, Verarbeitungs- und Marketingabteilungen zu organisieren, und zwar vorzugsweise in Echtzeit. Und das sind Tausende Abteilungen und Hunderttausende Mitarbeiter. Die Erstellung eines Informationsmodells für die Interaktion zwischen Abteilungen kostet viel Geld, sodass die Umsetzung eines vollständig digitalen Feldprojekts selbst für große Unternehmen manchmal teuer ist. Laut Statistik können die IT-Kosten in Ölunternehmen 1,5–3 % des Gewinns erreichen, aber selbst solch bedeutende finanzielle Möglichkeiten garantieren keine schnelle und erfolgreiche Digitalisierung.
Trotzdem gibt es viele interessante Fälle, die Ölfirmen als erfolgreich am Markt angekündigt haben.
Gazprom Neft, RFID und Blockchain
Letztes Jahr hat Gazprom Neft teilgenommenein Pilotprojekt zur Einführung der Blockchain und des Internets der Dinge in der Logistik. An den gekauften Ventilen wurden RFID-Tags und ein Satelliten-Positionssensor installiert. Radio-Tags zeichneten die Bewegung der Ventile vom Zeitpunkt des Versands in Weliki Nowgorod bis zum Lager in Murmansk auf. Die Betreiber erhielten Daten wie die Geschwindigkeit der Ladung, die Anzahl und die Dauer der Zwischenstopps auf dem Weg.
Die von den Geräten empfangenen Daten wurden aufgezeichnetSmart Contract mit Blockchain-Technologien. Ebenso wurden Informationen über Lagerungs- und Transportvorgänge für Fracht von der Priraslomnaja-Plattform in der Petschorasee übermittelt. Blockchain sorgte für eine untrennbare Verbindung zwischen der physischen Lieferung und allen begleitenden Prozessen, einschließlich des Dokumentenflusses.
Surgutneftegaz und Blockchain
Surgutneftegaz zusammen mit Russian Railways und OMKstartete ein Pilotprojekt über die Verwendung von Blockchain. Die Technologie wird verwendet, um die Bewegung von Ladungsmetallrohren aus dem Stahlwerk Vyksa, das Teil der OMK ist, zu überwachen. Die Entscheidung des verteilten Registers markiert alle Phasen des Prozesses, einschließlich des Versands von Rohren ab Werk, ihres Transports, der Annahme von Waren und der Verteilung sowie der Identifizierung defekter Elemente. Wenn die Ehe offen gelegt wird, wird die Ware zurückgeschickt.
Dann werden alle Daten in die Cloud übertragen. Sobald die Pfeifencharge fertig ist, nimmt der Hersteller die Versandbereitschaft zur Kenntnis. Bei Zügen signalisiert das Transportunternehmen Railways, dass sich die Waren im Transit befinden. Nach der Auslieferung werden detaillierte Informationen zum Prozess sowie Produktzertifikate an die Cloud gesendet.
Technologische Lösung umfasst SAP Leonardo undSAP Cloud Platform Blockchain, Benutzeroberfläche - SAP Fiori. Laut Vertretern des Projekts ist die Option für die Blockchain anderen Vorschlägen wirtschaftlich überlegen.
Rosneft, Gazprom, Transneft und Drohnen
Russlands größte Öl- und GasunternehmenVerwenden Sie unbemannte Flugzeuge des Kalashnikov-Konzerns zur Überwachung von Rohrleitungssystemen. Sie wurden von Rosneft, Gazprom Neft, Gazprom, LUKOIL, Tatneft und Transneft auf den Markt gebracht. Die Überwachungsgeographie ist umfangreich: Makhachkala, Surgut, Stavropol, Krasnodar, Saratov und Wolgograd sowie die Felder May, Pravdinsk und Yugan.
UAVs sind mit Wärmebildkameras und einem System ausgestattetNavigation, die es Geräten ermöglicht, die Position des Rohrs zu schätzen und im Falle einer Verschiebung ein Team von Technikern in den Problembereich zu schicken. Darüber hinaus identifizieren sie erfolgreich illegale Einbindungen in die Rohrleitung und Beschädigungen an Rohren, die zu Undichtigkeiten führen. Jeden Monat überprüfen Kalaschnikow-Drohnen Pipelines mit einer Länge von 9,5 Tausend bis 11,5 Tausend Kilometern.
Ein Beispiel für eine Drohne, mit der Pipelines überwacht werden
Zusätzlich gelten die genannten UAVs in Russlandunbemannte Systeme ZALA-T. Durch den Einsatz unbemannter Flugzeuge lassen sich laut Experten die Kosten für die Durchführung von Wartungsarbeiten um rund 85% senken.
Gazprom nutzt unbemannte Fahrzeuge fürUntersuchungen potenziell ölführender Gebiete. Das Unternehmen nutzt UAVs, um die Eigenschaften von Magnetfeldern an bestimmten Orten zu messen. Wenn wir die Ressourcenkosten für solche Studien vergleichen, die mit herkömmlichen Methoden durchgeführt werden, benötigen die Geräte etwa drei- bis viermal weniger Zeit und Geld.
British Petroleum und das Internet der Dinge
BP nutzt IoT aktiv zur ÜberwachungZustand ihrer Brunnen. Bereits im Jahr 2015 schloss das Unternehmen 650 Ölförderquellen an das Netzwerk an. In jedem Bohrloch sind 30 Sensoren installiert, die zahlreiche Parameter messen, darunter Druck und Temperatur.
Anschließend wurden die Plattformen mit der Cloud verbundenIoT-Dienst Predix von GE, mit dem Sie Informationen analysieren und nicht nur die aktuellen Parameter des Bohrlochs und der Öl- und Gasförderplattform insgesamt überwachen, sondern auch Ereignisse in naher Zukunft simulieren können.
Das Internet der Dinge wird von anderen aktiv genutzt.Unternehmen, darunter Russisch. Um die Bereiche und Objekte mit erhöhter Gefahr zu überwachen, muss zunächst die Verfügbarkeit von persönlicher Schutzausrüstung für das Personal und eine schnelle Reaktion bei Unfällen überprüft werden. In diesem Fall unterscheidet sich die IoT-Funktionalität kaum von ähnlichen Lösungen in anderen Bereichen. Personalkleidung und -ausrüstung sind mit UWB-Ankern ausgestattet, die über das LoRa-Netzwerk mit dem System interagieren. Infolgedessen wird die Anzahl der Notfälle in Unternehmen verringert - beispielsweise wird das Anschlagen von Spezialgeräten an Personen verhindert, und Geräte und Materialien werden seltener beschädigt.
Saudi Aramco und Predictive Analytics
Das größte Ölunternehmen der Welt in Bezug aufÖlförderung und die Größe der Ölreserven Saudi Aramco startete ein Projekt zur Implementierung technologischer Lösungen im Prozess der Öl- und Gasförderung. Beim Umrunden der Parzellen erhalten die Bediener Informationen zu Aktionen am aktuellen Standort, einschließlich Signalen zu Problemen, bei denen eine sofortige Reaktion oder in naher Zukunft eine Lösung erforderlich ist. Damit die Bediener nicht alle Vertiefungen untersuchen müssen, reicht es aus, nur die Warninformationen zu überwachen, über die auf die Platte gelangt.
Es ist erwähnenswert, dass dieser Prozess nur durch die Kombination einer Reihe von Technologien möglich ist - das Internet der Dinge, digitale Zwillinge, Modellierung und drahtlose Netzwerke.
Shell und Roboter
Shell, einer der weltweit führenden EnergiekonzerneDie Branche hat vor einigen Jahren damit begonnen, Roboter in ihren Bereichen einzusetzen. Das System heißt Sensabot; es handelt sich um einen ferngesteuerten Roboter, der an Orten operieren kann, die für Menschen gefährlich sind: zum Beispiel bei hohen Temperaturen oder Gasverschmutzung. Sensabot-Roboter lösen Probleme bis zu sechs Monate lang, ohne dass eine Wartung erforderlich ist.
Bediener stellen eine Verbindung zu Roboterkameras herSehen Sie, was passiert. Alle Daten werden über ein Hochgeschwindigkeits-4G-Funknetzwerk übertragen. Nun plant Shell, die Funktionalität von Robotern so zu erweitern, dass sie nicht nur auf Feldern, sondern auch in Produktionsanlagen eingesetzt werden können.
Chevron- und Audio- / Videoanalyse
Chevron verwendet eine früheErkennung von Lecks an Öl- und Gaspipelines. Grundlage der Entwicklung ist die Analyse akustischer Signale und Videostreams. Das als Catalyst Program bezeichnete System beinhaltet auch ein so wichtiges Element wie künstliche Intelligenz mit der Fähigkeit zum Selbstlernen.
Analyse der Informationen aus der PipelineDas Catalyst Computing Center erkennt kleine Lecks, die zu einem schweren Unfall werden können. Durch das frühzeitige Erkennen von Problemen können diese wesentlich schneller behoben werden.
Was macht die Branche Digitalisierung und Robotisierung?
Die Verwendung von technologischen Lösungen in der Arbeitermöglicht es "digitalisierten" Unternehmen aus dem Öl- und Gassektor, die Produktionsraten signifikant zu steigern. Gleichzeitig wird die Anzahl nahezu aller Arten von Notfällen (Leckagen, Emissionen, Verletzungen von Mitarbeitern) reduziert. Die Effizienz der operativen Geschäftstätigkeit des Unternehmens nimmt ebenfalls zu. Dies zeigt sich in der positiven Veränderung nahezu aller wichtigen Geschäftsindikatoren.
Die Vorteile intelligenter Technik
Experten zufolge groß angelegte ImplementierungModerne Technologien in der Öl- und Gasindustrie können das weltweite Wachstum von Öl und Gas um bis zu 30% steigern. Es wird geschätzt, dass Sie bei der Arbeit mit neuen Technologien und Methoden den Indikator für die Feldentwicklungseffizienz um 5–7% steigern und gleichzeitig die Kosten für die Gewinnung von Öl aus dem Feld um bis zu 25% senken können, einschließlich Energieeinsparungen.
Der Haupttrend für die nächsten Jahre -Maximaler Ausschluss des Menschen von technologischen Prozessen. Die Robotisierung betrifft sowohl einzelne Einheiten als auch Industriestandorte im Allgemeinen. Beispielsweise wird die Untersuchung potenzieller Öl- und Gasregionen oder der Prozess des Bohrens von Bohrlöchern mit der Organisation der Fernsteuerung so automatisiert wie möglich. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Verbesserung der Kontrolle über die Auswirkungen der gesamten Öl- und Gasindustrie auf die Umwelt. Aufgrund der betrieblichen Kontrolle der Umweltsituation sollten Eingriffe des Menschen und deren Auswirkungen auf die Natur bei der Erkundung von Feldern, der Gewinnung und Raffination von Öl auf ein Mindestmaß beschränkt werden. Dies ist ohne die Implementierung umfassender IoT-Lösungen nicht möglich.
Moderne Lösungen sind nur dann wirksam, wennWesentliche Modernisierung nicht nur der technologischen, sondern auch der Geschäftsprozesse der Ölunternehmen. Der maximale Effekt kann durch die Umgestaltung der gesamten Öl- und Gasindustrie auf der Grundlage von Anpassungen des gesetzlichen und regulatorischen Rahmens, der Einführung neuer Standards für den Einsatz von IoT-Lösungen und der Kontrolle technologischer Prozesse erzielt werden. Die Möglichkeit, dass jedes Ölunternehmen seine eigenen Versuche mit der teilweisen Digitalisierung einzelner Geschäftsprozesse durchläuft, ist lang und wirtschaftlich ineffizient. Die Digitalisierung bietet die Möglichkeit, die bewährten Verfahren für moderne Technologien zur Gewinnung und Verarbeitung von Öl und Gas zu konsolidieren, die Anstrengungen der Unternehmen zur Einführung neuer Technologien zu bündeln, qualifiziertes Personal bereitzustellen und die Wettbewerbsvorteile russischer Unternehmen auf dem Weltmarkt zu steigern.