Naftas un gāzes ieguves procesi un tehnoloģijas nepārtraukti attīstās, un līdz ar to arī ar tiem saistītie procesi
Avots: habr.com
Jebkura veida plastmasas - sintētiskie audumi,plastikāta logi, iepakojuma materiāli, ūdens caurules, elektronisko ierīču korpusi, medicīnas iekārtas un daudz kas cits ir naftas ķīmijas produkti. Pieprasījums pēc šiem produktiem nepārtraukti pieaug un līdz ar to pieaug pieprasījums pēc naftas un gāzes ražošanas apjoma.
Galvenais resursu piegādes procesa ierobežojums irtirgus ir viņu tiešais upuris. Lai lauks nodrošinātu maksimālu resursu atdevi, ir nepieciešamas modernas un augsto tehnoloģiju metodes naftas un gāzes ieguvei. Tehnoloģijas ļauj palielināt naftas ieguves koeficientu no tipiskajiem 30 līdz 70% un palielināt jaunu urbumu caurplūdumu līdz 100–150 tonnām dienā, palielinot naftas ieguvi atbilstoši tirgus vajadzībām.
Visas teritorijas tiek modernizētas un uzlabotas.naftas un gāzes rūpniecība: noguldījumu izpēte un attīstība, ieguve un rafinēšana. Ietekmētās un saistītās jomas, tostarp rūpnieciskā drošība, iekārtu remonts un apkope, loģistika un naftas produktu transportēšana.
Nozīmīgākās jaunākās tendences ir šādu tehnoloģiju integrēšana naftas ražošanas procesos:
- Lietu internets - datu apkopošana no sensoriem reālā laikā, lai automātiski pielāgotu tehnoloģiskos procesus
- Maksimālā procesu robotizācija un cilvēka faktora izslēgšana.
- Virtuālā un papildinātā realitāte, 3D, veicot iekārtu uzturēšanu.
- Nepieciešamo aprīkojuma elementu 3D drukāšana tieši uz lauka.
- Mākslīgais intelekts un mašīnas apguve ātrākai lēmumu pieņemšanai ārkārtas situācijās ražošanā.
- Mērīšanas un mežizstrādes instrumentu uzlabošana (urbumu pārbaudes veids - “High-tech”) urbšanas procesā.
- Rezervuāra modelēšana, urbšanas process un daudzpakāpju hidrauliskās frakcionēšanas plānošana, pamatojoties uz lieliem datiem.
- Pāreja uz moduļu urbšanas platformām armaksimāla automatizācija un paaugstināta drošība, zems troksnis un komforts personālam. Šādas iekārtas ceļojuma laiks tiek samazināts no pusi līdz diviem mēnešiem līdz vienai nedēļai.
- Video analītika un tehniskais redzējums darba efektivitātes uzlabošanai.
- Naftas uzņēmumu mijiedarbība, informācijas apmaiņa ar partneriem, izmantojot bloku ķēdes tehnoloģiju.
Klātbūtne uzņēmumā vairāk portfelītehnoloģija dod ievērojamas konkurences priekšrocības. Uzņēmumiem ir iespēja samazināt darba izmaksas un piedāvāt pakalpojumus par zemākām cenām, tādējādi palielinot iespējas saņemt līgumu.
Vai tā ir tikai teorija?
Nē, visi lielākie nozares spēlētāji jau izmantovienu vai otru no iepriekš uzskaitītajām tehnoloģijām. Interesanti ir tas, ka jauni produkti tiek ieviesti ne tikai IT risinājumu līmenī. Tiek modernizēts viss naftas ieguves sektors.
- Spilgts piemērs ir pāreja uzlūzuma tehnoloģija. Metode ir radīt mākslīguplaisas, lai gāze vai eļļa, kā arī naftu saturoši produkti ātrāk pārvietotos pa tām uz akas dibenu. Tā rezultātā ievērojami palielinās eļļas atgūšanas koeficients. Iepriekš tehnoloģija netika izmantota tās augsto izmaksu dēļ, bet tagad tā tiek izmantota arvien biežāk gan sen attīstītās, gan jaunās jomās.
- Urbšanas iekārtas tiek modificētas- salikti kā LEGO klucīši,Turklāt konkrētiem uzdevumiem varat izveidot konkrētus risinājumus, vienkārši pievienojot vai noņemot noteiktu elementu. Modularitāte palielina efektivitāti, vienlaikus samazinot ekonomiskās izmaksas uzstādīšanas laikā, kā arī pārvietojot aprīkojumu no vienas vietas uz otru. Urbšanas iekārtu iekārtu pareiza darbība tiek uzraudzīta, izmantojot LoRa tehnoloģiju, kas ir kļuvusi īpaši populāra pēdējo piecu gadu laikā.
- Tiek izstrādātas 3D drukas tehnoloģijas., kas ļauj ražot rezerves daļas,daļas vienībām attālās vietās ar minimālu laiku, neizmantojot dārgu piegādi. Protams, vietējiem uzņēmumiem parasti ir noteiktas aprīkojuma rezerves daļu rezerves, taču dažkārt sabojājas preces, kas nav rezervē, un, gaidot rezerves daļu atnākšanu, viss komplekss ir jāaptur. Piegāde prasa laiku, ražošanas process tiek pārtraukts, un uzņēmums cieš zaudējumus. Ja daļu var izgatavot uz vietas, dīkstāves laiks tiek samazināts līdz minimumam. Šī darbības shēma tiek pārbaudīta tikai kā “pilots”, bet tā jau tiek izmantota citās jomās, tostarp astronautikā.
- Digitālais depozīts dubultojaskļūst arvien pieprasītāki.Lai izveidotu šādu “dvīņu”, tiek izstrādāts urbuma matemātiskais modelis, aprīkojums un loģistikas shēmas. Tiek analizēta vispārējā situācija, pēc tam tiek izveidots ekonomiskais modelis, kas parāda, kuras darbības metodes ir efektīvas konkrētajā jomā un kuras nav. Datu atjaunināšana digitālajos dvīņos ir viens no svarīgākajiem uzdevumiem, ko var atrisināt lietiskā interneta tehnoloģijas.
- Aktīvi izmanto datu analīzeimašīnu mācīšanās. Tas ļauj novērtēt jaunā potenciālulauki - sistēma ar augstu precizitātes pakāpi prognozēs naftas un gāzes rezervju pieejamību, aprēķinot aptuvenos apjomus. Rezultātā lauka datu analīzes ekspertu darbs var tikt samazināts no sešiem mēnešiem līdz dažām stundām. Pagaidām šādu izstrādņu ir maz, un tās visas ir pārbaudes.
- Jutīgā analītikakur tiek izmantota mašīnmācība, palīdzparedzēt iekārtu darbības režīmus. Iekārtas (piemēram, transformatori, sūkņi, elektromotori un slēgvārsti) ir aprīkoti ar sensoriem, kas pastāvīgi apkopo datus un nosūta tos uz centrālo sistēmu apstrādei. Pēc analīzes sistēma var noteikt, ka motors neizdosies 20 stundu laikā pie pašreizējā trokšņa, slodzes un vibrācijas līmeņa, tāpēc ir jāveic pasākumi, lai samazinātu slodzi un ieplānotu apkopi. Ja agrāk uz vietu tika nosūtītas remontdarbu brigādes, lai atrisinātu elektromotora atteices izraisītu ražošanas apturēšanu vai avāriju, tagad tehniķi var paredzēt problēmas un samazināt riskus.
Populārs izmantošanas scenārijs KrievijāLietiskais internets - naftas pārstrādē izmantoto gaisa dzesēšanas iekārtu uzraudzība. Sensoru apkopotā informācija tiek analizēta un izmantota prognozēšanas analīzē, lai novērstu dzesēšanas sistēmu bojājumus.
Naftas kompānijas pilnīgas digitalizācijas uzdevumsir ļoti sarežģīta, jo ir jāorganizē uzticamu un konsekventu datu savākšanas un informācijas apmaiņas procesi starp ieguves, apstrādes un mārketinga nodaļām, vēlams reāllaikā. Un tie ir tūkstošiem nodaļu un simtiem tūkstošu darbinieku. Informācijas modeļa izveide mijiedarbībai starp departamentiem maksā ievērojamas naudas summas, tāpēc pilnīgi digitāla lauka projekta īstenošana dažkārt ir dārga pat lieliem spēlētājiem. Kā liecina statistika, IT izmaksu līmenis naftas kompānijās var sasniegt 1,5–3% no peļņas, taču pat tik ievērojamas finansiālās iespējas negarantē ātru un veiksmīgu digitalizāciju.
Tomēr ir daudz interesantu gadījumu, kad naftas uzņēmumi ir paziņojuši par veiksmīgiem tirgū.
Gazprom Neft, RFID un Blockchain
Pagājušajā gadā Gazprom Neft piedalījāsizmēģinājuma projekts bloka ķēdes un lietiskā interneta ieviešanai loģistikā. Iegādātajiem vārstiem tika uzstādīti RFID tagi un satelīta pozicionēšanas sensors. Radio zīmes reģistrēja vārstu kustību no nosūtīšanas brīža Velikij Novgorodā līdz uzglabāšanas bāzei Murmanskā. Operatori saņēma datus, piemēram, kravas kustības ātrumu, pieturvietu skaitu un ilgumu.
No ierīcēm saņemtie dati tika ierakstītiviedais līgums, izmantojot blokķēdes tehnoloģijas. Tāpat tika pārsūtīta informācija par kravu uzglabāšanu un transportēšanu no Prirazlomnaya platformas Pečoru jūrā. Blockchain nodrošināja nesaraujamu saikni starp fizisko piegādi un visiem pavadošajiem procesiem, tostarp dokumentu plūsmu.
Surgutneftegaz un blockchain
Surgutneftegaz kopā ar Krievijas dzelzceļiem un OMKuzsāka izmēģinājuma projektu par bloku izmantošanu. Šī tehnoloģija tiek izmantota, lai uzraudzītu kravu - metāla cauruļu kustību no Vyksa Steel Works, kas ir daļa no OMK. Izplatītā reģistra lēmums iezīmē visus procesa posmus, tostarp cauruļu nosūtīšanu no iekārtas, to transportēšanu, preču pieņemšanu un izplatīšanu, bojāto elementu identifikāciju. Ja laulība tiek atklāta, preces tiek nosūtītas atpakaļ.
Tad visi dati tiek pārsūtīti uz mākoni. Tiklīdz cauruļu partija ir gatava, ražotājs atzīmē gatavību transportēt. Iesaistot vilcienus, transporta uzņēmums norāda, ka preces atrodas tranzītā. Pēc piegādes detalizēta informācija par procesu tiek nosūtīta uz mākoni, kā arī produkta sertifikātiem.
Tehnoloģiskais risinājums ietver SAP Leonardo unSAP mākoņu platformas bloka ķēde, lietotāja interfeiss - SAP Fiori. Pēc projekta pārstāvju domām, bloka ķēdes iespēja ir ekonomiski pārāka par citiem priekšlikumiem.
Rosneft, Gazprom, Transneft un drones
Krievijas lielākie naftas un gāzes uzņēmumiizmantot bezpilota lidaparātus, ko ražo Kalashnikov, lai uzraudzītu cauruļvadu sistēmas. Tos uzsāka Rosneft, Gazprom Neft, Gazprom, LUKOIL, Tatneft un Transneft. Monitoringa ģeogrāfija ir plaša: Makhachkala, Surgut, Stavropol, Krasnodar, Saratov un Volgograd, kā arī maija, Pravdinskas un Yugan lauki.
UAV ir aprīkoti ar siltuma attēliem un sistēmunavigācija, kas ļauj ierīcēm novērtēt cauruļvada atrašanās vietu un pārvietošanas gadījumā nosūtīt problēmu grupai tehniķu komandu. Turklāt viņi veiksmīgi identificē nelegālos savienojumus cauruļvadā un bojā caurules, kas izraisa noplūdes. Katru mēnesi Kalashnikov drones pārbauda cauruļvadus ar garumu 9,5 tūkstoši līdz 11,5 tūkstošiem kilometru.
Piemērs troksnim, ko izmanto cauruļvadu uzraudzībai
Piemēro arī minētos UAV Krievijābezpilota sistēmas ZALA-T. Pēc ekspertu domām, bezpilota lidaparātu izmantošana ļauj samazināt uzturēšanas darbu izmaksas par aptuveni 85%.
Gazprom izmanto bezpilota transportlīdzekļuspotenciāli naftas ieguves vietu apsekojumi. Uzņēmums izmanto UAV, lai noteiktu magnētisko lauku raksturlielumus noteiktās vietās. Ja salīdzinām resursu izmaksas šādiem pētījumiem, kas veikti, izmantojot tradicionālās metodes, ierīces prasa aptuveni trīs līdz četras reizes mazāk — gan laika, gan naudas.
British Petroleum un lietiskais internets
BP uzraudzībai aktīvi izmanto IoTviņu aku apstākļi. Vēl 2015. gadā uzņēmums tīklam pieslēdza 650 naftas ieguves akas. Katrā akā ir uzstādīti 30 sensori, kas mēra daudzus parametrus, tostarp spiedienu un temperatūru.
Tad platformas tika savienotas ar mākoniIoT pakalpojums Predix no GE, kas ļauj analizēt informāciju un ne tikai uzraudzīt pašreizējos urbuma un naftas un gāzes ieguves platformas parametrus kopumā, bet arī simulēt notikumus tuvākajā nākotnē.
Lietišķo internetu aktīvi izmanto citi.uzņēmumi, tostarp krievu. Pirmkārt, lai uzraudzītu paaugstinātas bīstamības zonas un objektus, kontrolējiet personāla aizsardzības līdzekļu pieejamību personālam un ātru reaģēšanu nelaimes gadījumos. Šajā gadījumā IoT funkcionalitāte nav daudz atšķirīga no līdzīgiem risinājumiem jebkurā citā jomā - personāla apģērbs un aprīkojums ir aprīkoti ar UWB enkuriem, kas mijiedarbojas ar sistēmu, izmantojot LoRa tīklu. Tā rezultātā tiek samazināts ārkārtas situāciju skaits uzņēmumos - piemēram, tiek novērsta speciālu iekārtu uzspiešana uz cilvēkiem, un iekārtas un materiāli tiek mazāk bojāti.
Saūda Arramko un prognozējošā analīze
Lielākais naftas uzņēmums pasaulēnaftas ražošana un naftas rezervju apjoms Saūda Aramco uzsāka projektu tehnoloģisko risinājumu ieviešanai naftas un gāzes ražošanas procesā. Apmeklējot zemes gabalus, operatori saņem informāciju par darbībām pašreizējā atrašanās vietā, ieskaitot signālus par problēmām, kurām nepieciešama atbilde tagad vai būs jārisina tuvākajā laikā. Tādējādi operatoriem nav jāpārbauda visas akas, pietiek ar to, lai uzraudzītu tikai tās brīdinājuma ziņas, par kurām iet uz plāksnes.
Ir vērts atzīmēt, ka šis process ir iespējams tikai apvienojot vairākas tehnoloģijas - lietu internetu, digitālos dvīņus, modelēšanu un bezvadu tīklus.
Apvalks un roboti
Shell, viens no pasaules enerģētikas līderiemsektorā, pirms vairākiem gadiem savās jomās sāka izmantot robotus. Sistēmu sauc par Sensabot, tas ir attālināti vadāms robots, kas var darboties vietās, kas ir bīstamas cilvēkiem: piemēram, augstā temperatūrā vai gāzes piesārņojumā. Sensabot roboti risina problēmas līdz sešiem mēnešiem bez nepieciešamības pēc apkopes.
Operatori savienojas ar robotu kamerām, lairedzēt, kas notiek. Visi dati tiek pārsūtīti, izmantojot ātrdarbīgu 4G bezvadu tīklu. Tagad Shell plāno paplašināt robotu funkcionalitāti, lai tos varētu izmantot ne tikai laukos, bet arī ražotnēs.
Chevron un audio / video analītika
Chevron izmanto agrīnunaftas un gāzes cauruļvadu noplūžu noteikšana. Izstrādes pamatā ir akustisko signālu un video straumju analīze. Sistēma, ko sauc par Katalizatora programmu, ietver arī tādu svarīgu elementu kā mākslīgais intelekts ar iespēju pašam mācīties.
Analizējot informāciju, kas nāk no cauruļvadaCatalyst Computing Center atklāj nelielas noplūdes, kas draud kļūt par lielu avāriju. Pateicoties agrīnai problēmu atklāšanai, tās var izskaust daudz ātrāk.
Ko nozare digitalizē un robotizē?
Tehnoloģisko risinājumu izmantošana darbāļauj "digitalizētiem" uzņēmumiem no naftas un gāzes nozares ievērojami palielināt ražošanas apjomus. Tajā pašā laikā samazinās gandrīz jebkura veida ārkārtas incidentu skaits (noplūdes, emisijas, darbinieku traumas). Pieaug arī uzņēmuma darbības efektivitāte, kas izriet no pozitīvajām izmaiņām gandrīz visos galvenajos uzņēmējdarbības rādītājos.
Inteliģentās tehnoloģijas priekšrocības
Pēc ekspertu domām, liela mēroga ieviešanaMūsdienu tehnoloģijas naftas un gāzes nozarē var palielināt pasaules naftas un gāzes pieaugumu līdz aptuveni 30%. Tiek lēsts, ka, strādājot ar jaunām tehnoloģijām un metodēm, jūs varat palielināt lauka attīstības efektivitātes rādītāju par 5–7%, vienlaikus samazinot naftas ieguves izmaksas no lauka līdz pat 25%, ieskaitot enerģijas ietaupījumus.
Galvenā tendence nākamajiem gadiem -cilvēka maksimāla izslēgšana no tehnoloģiskajiem procesiem. Robotizācija ietekmēs gan atsevišķas vienības, gan rūpnieciskās teritorijas kopumā. Piemēram, potenciāli naftas un gāzes reģionu izpēte vai urbumu urbšanas process būs pēc iespējas automatizēts ar tālvadības vadības organizāciju. Vēl viens svarīgs jautājums ir palielināt kontroli pār visu naftas un gāzes nozares ietekmi uz vidi. Cilvēka iejaukšanās un tās ietekme uz dabu, pētot laukus, naftas ieguvi un rafinēšanu, ir jāsamazina, ņemot vērā vides stāvokļa operatīvo kontroli, kas nav iespējama bez visaptverošiem IoT risinājumiem.
Mūsdienīgi risinājumi būs efektīvi tikai tad, kadbūtiski ne tikai tehnoloģisko, bet arī naftas uzņēmumu biznesa procesu modernizācija. Maksimālo efektu var nodrošināt, pārveidojot visu naftas un gāzes nozari, pamatojoties uz likumdošanas un normatīvo aktu korekcijām, jaunu standartu ieviešanu IoT risinājumu izmantošanai un tehnoloģisko procesu kontroli. Iespēja, kad katrs naftas uzņēmums veiks savu izmēģinājumu un kļūdu, daļēji digitalizējot atsevišķus biznesa procesus, ir garš un ekonomiski neefektīvs. Digitalizācija dos iespēju konsolidēt labākās prakses attiecībā uz mūsdienu tehnoloģijām naftas un gāzes ieguves un pārstrādes jomā, apvienojot uzņēmumu centienus ieviest jaunas tehnoloģijas, sagatavot kvalificētu personālu un palielināt Krievijas uzņēmumu konkurētspējas priekšrocības pasaules tirgū.