Productor de gas y petróleo reduce las emisiones con MPC

Las empresas de gas y petróleo de todo el mundo buscan formas de satisfacer la creciente demanda de los clientes y, al mismo tiempo, alcanzar agresivos objetivos de sostenibilidad.

En 2019, Rockwell Automation inició un proyecto con una empresa de gas y petróleo líder de América Latina cuyo liderazgo creía que la respuesta a este enigma residía en mejorar la administración del agua.

La empresa inyecta agua a presión en los reservorios para aumentar la recuperación de petróleo general y mantener una tasa de producción de petróleo constante. La cantidad de petróleo que producen en un determinado período de tiempo está directamente relacionada con la cantidad de agua que pueden inyectar en los reservorios. Y estamos hablando de MUCHA agua. Por cada 100 barriles que extrae la empresa, 98 son de agua y 2 de petróleo.

Aunque el campo en cuestión tenía un alto nivel de automatización, todavía había oportunidades para mejorar el control de procesos porque no había lazos de control en vigor. También había un problema pendiente con la inestabilidad en el proceso de transferencia e inyección de agua. Ante cualquier perturbación operativa, las bombas de inyección o transferencia se apagaban por completo, lo que ocasionaba pérdidas significativas en la producción de petróleo.

La empresa acudió a Rockwell Automation en busca de una solución que aumentara la inyección de agua, redujera la variabilidad del flujo inyectado y el consumo de energía, y creara un sistema estable. Tal como compartió un ejecutivo de la empresa: "Sabíamos que sería una victoria para nosotros usar la tecnología de Rockwell Automation, ya que toda nuestra base instalada es suministrada por ellos y tenemos un historial de trabajo conjunto".

"Queríamos diseñar este proyecto de manera que le diera a nuestro cliente el mismo nivel de confianza que teníamos en la solución que estábamos proporcionando", dice German David Gonzalez Gonzalez, ingeniero de Rockwell Automation. "El contrato estaba sujeto a un indicador de rendimiento: 1 % de aumento en la inyección de agua. Dividimos el riesgo entre la empresa y nosotros".Por lo tanto, Rockwell Automation y la empresa unieron fuerzas para lograr un objetivo de dos partes: aumentar el agua inyectada en 1 % y reducir el consumo de energía por barril inyectado (kW·h/barril).

Solución

Tras un análisis exhaustivo, decidimos implementar la tecnología PlantPAx® MPC en 35 bombas de inyección de agua y tres unidades y bases de transferencia de piscina. La tecnología de control predictivo basado en modelo (o MPC) reduce la variabilidad del proceso y aumenta la eficiencia al simular el control de procesos necesario en futuras condiciones operativas y tomar acciones de control para hacer realidad esas condiciones. MPC conduce a una reducción de la variabilidad del proceso, lo que permite que la operación se lleve hasta los límites de las restricciones operativas, sin exceder sus máximos.

Rockwell Automation puede ofrecer la tecnología MPC de dos maneras: hardware y software. Para esta empresa, cuya base instalada incluye hardware Logix, elegimos la versión embebida de la tecnología MPC. Sin embargo, la tecnología MPC también se puede instalar sobre cualquier sistema existente mediante la solución de software de control predictivo basado en modelo en servidor.

"El control predictivo basado en modelo es una de las tecnologías de control más utilizadas y avanzadas a nivel mundial. La mayoría de las veces, este tipo de módulo MPC requiere la implementación de un servidor y una gran infraestructura. En este caso, la plataforma es un pequeño controlador que se puede instalar en cualquier lugar y es fácil de implementar", destaca un ejecutivo de la empresa. "La mayor parte de nuestro sistema de control ya era de Rockwell Automation, lo que facilitó y agilizó la integración, y eso también durante una pandemia", añade.

Así es.Este proyecto completo se implementó de forma remota para mantener la seguridad de los trabajadores durante una pandemia. La configuración, las pruebas y la puesta en marcha de la solución se realizaron de manera virtual y cumpliendo con las mejores prácticas de ciberseguridad.

Beneficios

El aumento en la inyección de agua superó todas las expectativas, alcanzando 2.4%, lo que equivale a un incremento en la inyección cercano a 36000 barriles de agua por día. Este aumento en la inyección de agua significó que se pudieron extraer 548 BOPD (barriles de petróleo por día) adicionales del yacimiento.

Además de estos resultados, la empresa logró mayor estabilidad y continuidad operativa, y pudo eliminar las pérdidas asociadas con niveles bajos de piscina y baja presión de succión en las bases. También pudieron reducir el consumo de energía y disminuir las emisiones de CO2.

"Rockwell Automation conoce nuestra infraestructura de campo en profundidad y, por lo tanto, es mucho más fácil desarrollar un proyecto como este, especialmente con los niveles de innovación que esta solución MPC presenta en el negocio de producción de petróleo crudo. Claramente, con otra empresa habríamos requerido más tiempo y dinero", dice un ingeniero de la empresa.

Este proyecto inicial se completó en abril de 2021. A la luz de los resultados obtenidos, la empresa ahora planea ampliar el uso del control de procesos avanzado a otras áreas de la empresa.