Цифровая оптимизация систем закачки химреагентов в режиме реального времени

Вот профессиональный, развернутый и адаптированный перевод статьи на русский язык с сохранением всех технических деталей, цифр, дат и имен.

---

Главная Библиотека ресурсов

Оператор минимизировал затраты на отложенную добычу и капитальный ремонт с помощью цифровой оптимизации химического дозирования

Практический пример Оператор минимизировал затраты на отложенную добычу и капитальный ремонт с помощью цифровой оптимизации химического дозирования

Дата публикации: 13 июня 2022 г. Скачать PDF Поделиться Связаться с нами Версия для печати

Местоположение Эквадор, Южная Америка, наземные месторождения

Краткое описание Оператор использовал высокопроизводительные периферийные (edge) и облачные вычисления для создания полностью автономной системы химического дозирования, что позволило более чем в три раза увеличить межремонтный период работы электроцентробежных насосов (ЭЦН).

Цель Минимизировать отказы ЭЦН, вызванные коррозией и отложениями солей.

Оператор в Эквадоре эксплуатирует 148 скважин, оборудованных ЭЦН для механизированной добычи. Проблемы коррозии и солеотложений приводили к ежегодному уровню отказов ЭЦН на уровне от 20% до 30%. Несмотря на то, что скважины обрабатывались химическими реагентами для защиты от этих проблем, мониторинг эффективности химической обработки осуществлялся вручную. Промысловый персонал ежедневно выезжал на каждую кустовую площадку для проверки скоростей закачки химикатов, ежемесячно отбирал пробы добываемой жидкости и каждые 60–90 дней извлекал купоны коррозии и солеотложений. Пробы и данные затем отправлялись в лабораторию для анализа эффективности обработки.

Для внедрения любых рекомендаций по изменению плана химического дозирования инженерам приходилось возвращаться на кустовую площадку и вручную настраивать дозировочный насос. Задержка между сбором данных и корректирующим воздействием могла составлять от 2 до 3 месяцев. Поскольку условия в скважинах очень динамичны, временной разрыв приводил к тому, что решения по дозированию химикатов основывались на данных, которые обычно были устаревшими, и в более чем 40% случаев скважины обрабатывались с избытком или недостатком реагентов. Результатом стали значительные незапланированные расходы на капитальный ремонт и потери выручки от добычи. Требовался более эффективный план химической обработки.

Результаты Повышение точности химического дозирования с помощью удаленного мониторинга и управления в реальном времени.

Благодаря использованию периферийных и облачных вычислений, приложение Production Chemicals Optimization на платформе Delfi™ повысило соответствие между фактической и целевой скоростью закачки химикатов с 60% до 99%, что более чем в три раза увеличило межремонтный период работы ЭЦН за счет минимизации коррозии и солеотложений.

Методология внедрения

SLB рекомендовала свое приложение Production Chemicals Optimization на платформе Delfi, которое было внедрено на двух скважинах в несколько этапов.

1. Определение данных, необходимых с более высокой частотой. Для коррозии ключевыми параметрами являются скорость добычи воды и скорость коррозии, в то время как дебит пластовой воды, а также изменения давления и температуры оказывают наибольшее влияние на риск отложения солей.

2. Определение элементов этих данных, к которым можно получить доступ путем цифрового подключения существующего оборудования. Для интеграции и обработки данных о забойном давлении и температуре от контроллера ЭЦН, а также о давлении и температуре на устье от уже установленных датчиков используется защищенное периферийное вычислительное устройство AgoraGateway™.

3. Исследование возможности внедрения моделей, основанных на данных и физических законах, там, где измерения в реальном времени невозможны. Не существует коммерчески жизнеспособной технологии для непрерывного измерения дебита добываемой жидкости в реальном времени, поэтому для двух скважин была разработана модель виртуального расходомера (VFM) с использованием симулятора установившегося многофазного потока Pipesim™. Подача данных в программные приложения для прогнозирования коррозии и солеотложений в реальном времени позволяет прогнозировать риски на основе изменений дебита жидкости, температуры, давления и химического состава воды.

4. Закупка и установка дополнительного цифрового оборудования для устранения пробелов в данных. За последние несколько лет оператор столкнулся с рядом проблем, связанных с устаревшими дозировочными насосами. Они были заменены новыми насосами, оснащенными контроллером с регулируемой скоростью для точного мониторинга и управления. Кроме того, из-за отсутствия адекватной модели для прогнозирования скорости поверхностной коррозии был закуплен коррозионный зонд с беспроводным передатчиком, работающим в реальном времени.

5. Разработка методов сбора данных из внутренних систем оператора, таких как результаты анализа химического состава воды и данные испытаний скважин из системы управления производственными данными (PDMS). Химический состав воды необходим для прогнозирования солеотложений, а данные испытаний скважин — для текущей калибровки VFM.

6. Использование данных — их обработка максимально близко к оборудованию и внедрение системы управления с замкнутым контуром. С использованием периферийных решений Agora™ в области искусственного интеллекта и Интернета вещей (IoT) было разработано приложение для обработки в реальном времени следующих параметров:

   • дебит пластовой воды (от VFM);
   • прогноз солеотложений (от модели);
   • скорость поверхностной и забойной коррозии (от беспроводного зонда и модели коррозии соответственно);
   • текущая скорость закачки химикатов (от дозировочных насосов). Результатом является рекомендуемая скорость закачки химикатов. Любое несоответствие существующей скорости фиксируется в облачном приложении, корректировка может быть утверждена вручную или в автоматическом режиме, и новое задание отправляется на дозировочный насос через IoT-решение Agora.

7. Развертывание облачного интерактивного приложения для визуализации, обеспечивающего полную прозрачность для конечного пользователя. Production Chemicals Optimization на платформе Delfi обеспечивает визуализацию в реальном времени всех передаваемых, прогнозируемых и расчетных данных. Ниже показан пример мониторинга коррозии и солеотложений с помощью приложения Production Chemicals Optimization на платформе Delfi.

Более чем трехкратное увеличение межремонтного периода ЭЦН и минимизация рисков

Новая система эксплуатируется в течение 18 месяцев, и ЭЦН, которые ранее выходили из строя в среднем каждые 6 месяцев, продолжают работать безотказно. Соответствие между фактической и целевой скоростью закачки увеличилось с 60% до 99%, что обеспечивает непрерывную оптимальную обработку, при этом скорость дозирования химикатов корректируется в среднем около 275 раз в сутки. Время от обнаружения риска до выполнения соответствующей корректировки сократилось на 99%. Рабочие процессы мониторинга, которые ранее выполнялись вручную ежемесячно, теперь выполняются каждую минуту, что позволяет быстро обнаруживать изменения в системе и обеспечивать полностью автономную оптимизацию химического дозирования. Модели виртуального расходомера и прогнозирования солеотложений в реальном времени периодически валидируются с помощью ручных методов и показывают результаты, сходящиеся в пределах 3%.

В настоящее время решение развернуто на двух скважинах, но, учитывая, что от 20% до 30% ЭЦН на этом месторождении ежегодно выходят из строя из-за проблем, связанных с коррозией и солеотложениями, оператор планирует развертывание решения на дополнительных скважинах высокого риска, а также на новых скважинах. Цель состоит в том, чтобы добиться значительного сокращения операционных расходов (opex), затрат на капитальный ремонт и потерь добычи.

Выезды на месторождение требуются только в случае обнаружения системой механической неисправности, что позволяет сократить выбросы транспортных средств до 90% и уменьшить общий углеродный след. Устранение многочисленных поездок на скважину также значительно снижает риски в области охраны труда, техники безопасности и окружающей среды (HSE). Потенциально опасные события, такие как утечки химикатов, обнаруживаются в реальном времени до того, как будет нарушена вторичная оболочка, что еще больше снижает воздействие на окружающую среду.

Источник

Источник

Теги

• #DigitalTwin
• #Оптимизация
• #УстьеваяХимия
• #Cloud
• #IoT

Источник: https://www.slb.com/resource-library/case-study-with-navigation/production-chemicals/delfi-production-chemicals-ecuador-cs

#DigitalTwin #Оптимизация #УстьеваяХимия #Cloud #IoT