Procesi i tehnologije proizvodnje nafte i plina neprestano se razvijaju, a time i povezani
Izvor: habr.com
Bilo koja vrsta plastike - sintetičke tkanine,plastični prozori, materijali za pakiranje, cijevi za vodu, kućišta elektroničkih uređaja, medicinska oprema i još mnogo toga su petrokemijski proizvodi. Potražnja za tim proizvodima konstantno raste, a time i potražnja za količinama proizvodnje nafte i plina.
Glavno ograničenje procesa opskrbe resursima jetržište je njihov neposredni plijen. Kako bi polje dalo maksimalan povrat resursa, potrebne su suvremene i visokotehnološke metode vađenja nafte i plina. Tehnologije omogućuju povećanje iscrpka nafte s uobičajenih 30 na 70% i povećanje protoka novih bušotina na 100–150 tona dnevno, povećavajući iscrpak nafte u skladu s potrebama tržišta.
Sva područja se moderniziraju i poboljšavaju.industrija nafte i plina: istraživanje i razvoj ležišta, rudarstva i rafiniranja. Pogođena i povezana područja, uključujući industrijsku sigurnost, popravke i održavanje opreme, logistiku i prijevoz naftnih proizvoda.
Najznačajniji noviji trendovi su integracija sljedećih tehnologija u proces proizvodnje nafte:
- Internet stvari - prikupljanje podataka iz senzora u realnom vremenu za automatsko prilagođavanje tehnoloških procesa.
- Maksimalna robotizacija procesa i isključivanje ljudskog faktora.
- Virtualna i proširena stvarnost, 3D kod održavanja opreme.
- 3D ispis potrebne stavke opreme na terenu.
- Umjetna inteligencija i strojno učenje za brže donošenje odluka u izvanrednim situacijama u proizvodnji.
- Poboljšanje mjernih i karotažnih instrumenata (vrsta ispitivanja bušotina - “High-tech”) tijekom procesa bušenja.
- Modeliranje rezervoara, proces bušenja i planiranje višefaznog hidrauličkog lomljenja na bazi velikih podataka.
- Prijelaz na modularne bušilice smaksimalna automatizacija i povećana sigurnost, niska razina buke i udobnost za osoblje. Vrijeme putovanja takve instalacije je skraćeno s jedne na pola na dva mjeseca na tjedan dana.
- Video analitika i tehnička vizija za poboljšanje radne učinkovitosti.
- Interakcija naftnih tvrtki, razmjena informacija s ugovornim stranama korištenjem blockchain tehnologije.
Prisutnost u poduzeću u portfelju većeg brojatehnologija daje značajnu konkurentsku prednost. Tvrtke su u mogućnosti smanjiti troškove rada i ponuditi usluge po nižim cijenama, čime se povećavaju šanse za dobivanje ugovora.
Je li to samo teorija?
Ne, svi glavni igrači u industriji već koristejednu ili drugu od gore navedenih tehnologija. Zanimljivo je da se novi proizvodi uvode ne samo na razini IT rješenja. Modernizira se cijeli sektor proizvodnje nafte.
- Upečatljiv primjer je prijelaz natehnologija lomljenja. Metoda je stvaranje umjetnogpukotine kako bi se kroz njih plin ili nafta, kao i proizvodi koji sadrže naftu brže kretali do dna bušotine. Kao rezultat toga, faktor iscrpka nafte značajno se povećava. Ranije se ova tehnologija nije koristila zbog visoke cijene, ali sada se sve češće koristi kako u davno razvijenim, tako iu novim područjima.
- Postrojenja koja se koriste za bušenje postaju modularna- sastavljen kao LEGO kockice,Štoviše, za određene zadatke možete kreirati određena rješenja jednostavnim dodavanjem ili uklanjanjem određenog elementa. Modularnost povećava učinkovitost uz smanjenje ekonomskih troškova tijekom instalacije, kao i prilikom premještanja opreme s mjesta na mjesto. Ispravan rad opreme za bušenje prati se LoRa tehnologijom, koja je postala posebno popularna u posljednjih pet godina.
- Razvijaju se tehnologije 3D tiska., koja omogućuje proizvodnju rezervnih dijelova,dijelovi za jedinice na udaljenim mjestima uz minimalno vrijeme, bez pribjegavanja skupoj isporuci. Naravno, domaće tvrtke obično imaju određene rezerve rezervnih dijelova za opremu, no ponekad zakažu oni koji nisu u rezervi, pa se cijeli kompleks mora zaustaviti dok se čekaju rezervni dijelovi. Isporuka traje, proizvodni proces se prekida, a tvrtka trpi gubitke. Ako se dio može proizvesti na licu mjesta, zastoji su svedeni na minimum. Ova shema rada se samo testira kao "piloti", ali se već koristi u drugim područjima, uključujući astronautiku.
- Digitalni depozit udvostručujepostaju sve traženiji.Za stvaranje takvog "blizanca" razvija se matematički model bušotine, opreme i logističkih shema. Analizira se opća situacija, nakon čega se izrađuje ekonomski model koji pokazuje koje su metode djelovanja učinkovite za pojedino područje, a koje nisu. Ažuriranje podataka u digitalnim blizancima jedan je od najvažnijih zadataka koje tehnologije Interneta stvari mogu riješiti.
- Aktivno se koristi za analizu podatakastrojno učenje. Omogućuje vam procjenu potencijala novogpolja - sustav će predvidjeti dostupnost rezervi nafte i plina s visokim stupnjem točnosti, izračunavajući približne količine. Time se rad stručnjaka za analizu podataka na terenu može smanjiti sa šest mjeseci na samo nekoliko sati. Do sada je malo takvih razvoja i svi su testovi.
- Prediktivna analitikagdje se koristi strojno učenje pomažepredvidjeti načine rada opreme. Oprema (primjerice transformatori, pumpe, elektromotori i zaporni ventili) opremljena je senzorima koji neprestano prikupljaju podatke i prenose ih u središnji sustav na obradu. Nakon analize, sustav može utvrditi da će motor otkazati u roku od 20 sati pri trenutnim razinama buke, opterećenja i vibracija, pa se moraju poduzeti mjere za smanjenje opterećenja i planirati održavanje. Dok su ranije ekipe za popravak bile poslane na mjesto radi rješavanja prekida proizvodnje ili nesreće uzrokovane kvarom električnog motora, sada tehničari mogu predvidjeti probleme i minimizirati rizike.
Popularni scenarij korištenja u RusijiInternet stvari - praćenje jedinica za hlađenje zraka koje se koriste u preradi nafte. Informacije prikupljene senzorima analiziraju se i koriste u prediktivnoj analizi kako bi se spriječili kvarovi sustava hlađenja.
Zadatak potpune digitalizacije naftne kompanijeje vrlo složen, budući da je potrebno organizirati procese za prikupljanje i razmjenu informacija pouzdanih i konzistentnih podataka između odjela rudarstva, obrade i marketinga, a po mogućnosti u stvarnom vremenu. A to su tisuće odjela i stotine tisuća zaposlenika. Izrada informacijskog modela za interakciju između odjela košta značajne količine novca, pa je implementacija potpuno digitalnog terenskog projekta ponekad skupa čak i za velike igrače. Prema statistici, razina IT troškova u naftnim kompanijama može doseći 1,5–3% dobiti, ali čak ni tako značajne financijske mogućnosti ne jamče brzu i uspješnu digitalizaciju.
Ipak, postoji mnogo zanimljivih slučajeva koje su naftne tvrtke najavile kao uspješne na tržištu.
Gazprom Neft, RFID i Blockchain
Prošle godine u njemu je sudjelovao Gazprom Neftpilot projekt za uvođenje blockchaina i interneta stvari u logistici. RFID oznake i satelitski senzor pozicioniranja instalirani su na kupljene ventile. Radio oznake zabilježile su kretanje ventila od trenutka isporuke u Velikom Novgorodu do skladišta u Murmansku. Operateri su dobili podatke kao što su brzina kretanja tereta, broj i trajanje zaustavljanja na putu.
Podaci primljeni od uređaja su snimljenipametni ugovor koji koristi blockchain tehnologije. Slično su prenesene informacije o operacijama skladištenja i transporta tereta s platforme Prirazlomnaya u Pečorskom moru. Blockchain je osigurao neraskidivu vezu između fizičke isporuke i svih popratnih procesa, uključujući i protok dokumenata.
Surgutneftegaz i blockchain
Surgutneftegaz zajedno s Ruskim željeznicama i OMK-ompokrenuo je pilot-projekt o uporabi lančanog lanca. Tehnologija se koristi za praćenje kretanja tereta - metalnih cijevi iz Željezare Vyksa koja je dio OMK-a. Odluka o raspodijeljenom registru označava sve faze procesa, uključujući isporuku cijevi iz postrojenja, njihov prijevoz, prihvaćanje robe i distribuciju, identifikaciju neispravnih elemenata. Ako se brak otkrije, roba se vraća natrag.
Tada se svi podaci prenose u oblak. Čim je spremnik cijevi spreman, proizvođač bilježi njegovu spremnost za otpremu. Uključujući vlakove Željeznice, prijevozno poduzeće signalizira da je roba u tranzitu. Nakon isporuke, u oblak se šalju detaljne informacije o procesu, kao i certifikati proizvoda.
Tehnološko rješenje uključuje SAP Leonardo iSAP Cloud Platform Blockchain, korisničko sučelje - SAP Fiori. Prema predstavnicima projekta, opcija na blockchainu je ekonomski superiorna u odnosu na druge prijedloge.
Rosneft, Gazprom, Transneft i trutovi
Najveće ruske naftne i plinske tvrtkekoristiti bespilotne letjelice koje proizvodi koncern Kalašnjikov za praćenje cjevovodnih sustava. Pokrenuli su ih Rosneft, Gazprom Neft, Gazprom, LUKOIL, Tatneft i Transneft. Geografija praćenja je opsežna: Makhachkala, Surgut, Stavropol, Krasnodar, Saratov i Volgograd, kao i polja May, Pravdinsk i Yugan.
Bespilotne letjelice opremljene su termalnim uređajima i sustavomnavigaciju, koja omogućuje uređajima procjenu lokacije cijevi i, u slučaju premještanja, poslati tim tehničara na problematično područje. Osim toga, uspješno identificiraju ilegalne priključke na cjevovod i oštećenja cijevi koje uzrokuju propuštanje. Svakog mjeseca, kalashnikov trutovi provjeravaju cjevovode u dužini od 9,5 tisuća do 11,5 tisuća km.
Primjer bespilotne letjelice koja se koristi za praćenje cjevovoda
Osim spomenutih bespilotnih letjelica u Rusiji primjenjuju sebespilotni sustavi ZALA-T. Prema mišljenju stručnjaka, upotreba bespilotnih letjelica omogućuje smanjenje troškova održavanja za oko 85%.
Gazprom koristi bespilotna vozila zaistraživanja potencijalno naftonosnih područja. Tvrtka koristi UAV-ove za mjerenje karakteristika magnetskih polja na određenim lokacijama. Ako usporedimo troškove resursa za takve studije koje se izvode tradicionalnim metodama, uređaji zahtijevaju otprilike tri do četiri puta manje — i vremena i novca.
British Petroleum i Internet stvari
BP aktivno koristi IoT za nadzoruvjetima njihovih bunara. Još 2015. godine tvrtka je na mrežu povezala 650 naftnih bušotina. Svaka bušotina ima ugrađeno 30 senzora koji mjere mnoge parametre, uključujući tlak i temperaturu.
Zatim su platforme spojene na oblakIoT usluga Predix tvrtke GE koja vam omogućuje analizu informacija i ne samo praćenje trenutnih parametara bušotine i platforme za proizvodnju nafte i plina u cjelini, već i simulaciju događaja u bliskoj budućnosti.
Internet stvari aktivno koriste drugi.tvrtke, uključujući ruski. Prije svega, pratiti područja i objekte povećane opasnosti, kontrolirati dostupnost osobne zaštitne opreme među osobljem i brzi odgovor u slučaju nesreća. U ovom slučaju, funkcionalnost interneta stvari se ne razlikuje mnogo od sličnih rješenja u bilo kojem drugom području - odjeća i oprema za osoblje opremljeni su UWB sidrima koji su u interakciji sa sustavom korištenjem LoRa mreže. Zbog toga se smanjuje broj izvanrednih situacija u poduzećima - na primjer, sprječava se udaranje posebne opreme na ljude, a oprema i materijali rjeđe se oštećuju.
Saudijska Aramco i Prediktivna analitika
Najveća naftna tvrtka na svijetuproizvodnja nafte i veličina naftnih rezervi Saudi Aramco pokrenuo je projekt implementacije tehnoloških rješenja u procesu proizvodnje nafte i plina. Kada hodaju oko parcele, operateri dobivaju informacije o akcijama na trenutnoj lokaciji, uključujući signale o problemima koji zahtijevaju odgovor sada ili zahtijevaju rješenje u bliskoj budućnosti. Dakle, operatori ne moraju ispitati sve bušotine, dovoljno je pratiti samo one informacije o upozorenjima koje idu na ploču.
Važno je napomenuti da je ovaj proces moguć samo kombiniranjem niza tehnologija - interneta stvari, digitalnih blizanaca, modeliranja i bežičnih mreža.
Školjke i roboti
Shell, jedan od svjetskih energetskih liderasektoru, prije nekoliko godina počela je koristiti robote u svojim poljima. Sustav se zove Sensabot, radi se o daljinski upravljanom robotu koji može raditi na mjestima opasnim za ljude: na primjer, na visokim temperaturama ili zagađenju plinom. Sensabot roboti rješavaju probleme do šest mjeseci bez potrebe za servisiranjem.
Operateri se povezuju s robotskim kameramavidjeti što se događa. Svi se podaci prenose preko brze 4G bežične mreže. Sada Shell planira proširiti funkcionalnost robota kako bi se mogli koristiti ne samo na poljima, već iu proizvodnim pogonima.
Chevron i audio / video analitika
Chevron koristi ranuotkrivanje curenja iz naftovoda i plinovoda. Osnova razvoja je analiza zvučnih signala i video tokova. Sustav, nazvan Catalyst Program, također uključuje tako važan element kao što je umjetna inteligencija sa sposobnošću samoučenja.
Analiziranje informacija koje dolaze iz plinovodaCatalyst Computing Center otkriva male gubitke koji prijete da se pretvore u veliku nesreću. Zahvaljujući ranom otkrivanju problema, mogu se eliminirati mnogo brže.
Što industrija digitalizira i robotizira?
Korištenje tehnoloških rješenja u raduomogućuje "digitaliziranim" tvrtkama iz sektora nafte i plina da značajno povećaju stope proizvodnje. Istovremeno se smanjuje broj gotovo svih vrsta izvanrednih incidenata (curenja, emisije, ozljede zaposlenika). Povećava se i učinkovitost poslovanja tvrtke, što se vidi iz pozitivnih promjena u gotovo svim ključnim pokazateljima poslovanja.
Prednosti inteligentne tehnologije
Prema riječima stručnjaka, velikih razmjera provedbeModerne tehnologije u naftnoj i plinskoj industriji mogu povećati porast globalne nafte i plina do oko 30%. Procjenjuje se da se pri radu s novim tehnologijama i metodama može povećati pokazatelj učinkovitosti razvoja polja za 5–7%, dok se istodobno smanjuju troškovi vađenja nafte s polja do 25%, uključujući uštede energije.
Glavni trend u sljedećih nekoliko godina -maksimalno isključivanje čovjeka iz tehnoloških procesa. Robotizacija će utjecati na pojedinačne jedinice i industrijska područja općenito. Na primjer, proučavanje potencijalno naftnih i plinskih područja ili proces bušenja bušotina bit će što je moguće više automatizirano s organizacijom daljinskog upravljanja. Druga važna točka je povećanje kontrole nad utjecajem cijele naftne i plinske industrije na okoliš. Ljudsku intervenciju i njezin utjecaj na prirodu u istraživanju polja, vađenju i rafiniranju nafte potrebno je minimalizirati operativnim praćenjem stanja okoliša, što je nemoguće bez provedbe sveobuhvatnih rješenja za IoT.
Suvremena rješenja će biti učinkovita samo kadaznačajna modernizacija ne samo tehnoloških već i poslovnih procesa naftnih tvrtki. Maksimalni učinak može se postići transformacijom cjelokupne naftne i plinske industrije na temelju prilagodbi zakonodavnom i regulatornom okviru, uvođenju novih standarda za korištenje IoT rješenja i kontroli tehnoloških procesa. Opcija kada će svaka naftna tvrtka proći kroz vlastite pokušaje i pogreške s djelomičnom digitalizacijom pojedinih poslovnih procesa duga je i ekonomski neučinkovita. Digitalizacija će pružiti mogućnost objedinjavanja najboljih praksi o suvremenim tehnologijama za vađenje i preradu nafte i plina, kombinirati napore tvrtki za uvođenje novih tehnologija, pripremu kvalificiranog osoblja i povećanje konkurentskih prednosti ruskih tvrtki na svjetskom tržištu.