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Le développement des ressources de schiste onshore est en train de remodeler le marché mondial du pétrole et du gaz.
Souvent, les opérateurs forent entre trois et plus de 20 puits horizontaux à partir d'un seul site. Le faible espacement des puits et la capacité à réaliser plusieurs puits simultanément réduisent drastiquement les coûts individuels des puits. Certains opérateurs basés aux États-Unis atteignent désormais le seuil de rentabilité à des prix aussi bas que USD 30,00/baril de pétrole ou USD 2,00/MMbtu.
Le développement des plates-formes multi-puits a apporté son lot de défis techniques. Le niveau et la variété des équipements requis pour gérer la production de gaz et de liquides de ces plates-formes ont considérablement augmenté.
En outre, les opérateurs doivent gérer les variations de production, les taux de déclin rapides généralement associés aux gisements non conventionnels et un nombre croissant de partenaires avec lesquels ils doivent partager des informations.
La capacité à rester agile et à ajuster la stratégie de production en fonction des prix des matières premières et de la demande mondiale est un facteur clé de croissance dans ce domaine non conventionnel.
Les cadres ainsi que le personnel opérationnel s'attendent désormais à avoir accès à la donnée temps réel. Les entreprises exigent une visibilité en temps réel sur les actifs sur le terrain.
Cela inclut la visualisation « à la demande » de la donnée provenant des puits, du personnel, des équipements de traitement, des équipements de récupération secondaire, des installations de stockage, des données de transfert de garde, etc.
Au début du développement des plates-formes multi-puits, les producteurs installaient souvent un seul ordinateur de contrôle des flux ou une RTU pour gérer la collecte de données. Ces premières plates-formes étaient généralement câblées avec des câbles enterrés et, dans de nombreux cas, nécessitaient encore l'enregistrement manuel de certaines données, comme le chauffeur de camion qui enregistrait la quantité de liquides chargés.
Ces types de plates-formes ne permettaient pas d'accéder à la donnée temps réel, réduisaient la capacité d'expansion du producteur et présentaient un certain nombre de problèmes de maintenance.
Avec l'augmentation du nombre de puits sur le site et/ou de la quantité d'équipements nécessaires pour traiter le gaz et les liquides produits, les entreprises ont été contraintes d'ajouter des systèmes d'automatisation supplémentaires.
La croissance progressive des réseaux d'automatisation et le trafic fréquent sur les plates-formes ont conduit à des sources de données disparates et à la restructuration du réseau de câbles enterrés. Tous ces changements et perturbations ont créé des dépenses de maintenance et d'ingénierie inutiles.
De nombreux producteurs à succès repensent leur approche de l'automatisation des plates-formes de puits – choisissant plutôt de mettre en œuvre une solution d'automatisation évolutive capable de fournir la donnée temps réel dans un format cohérent.
Ces types de systèmes permettent aux producteurs de surveiller un nombre sans cesse croissant de puits et de prendre rapidement des décisions pour optimiser la production. En général, ces systèmes se répartissent en deux catégories : systèmes hybrides d'unités terminales distantes (RTU) et d'automates programmables (PLC), et systèmes composés de PLC avec des panneaux d'E/S distribuées.
Systèmes hybrides RTU et PLC
Dans le cas d'un site de puits existant, il peut y avoir des instruments ou des RTU qu'il est judicieux de conserver en place, soit en raison du coût de la réorganisation de l'architecture du site, soit en raison d'une fonction critique fournie par cet équipement particulier.
Dans ces cas, un PLC peut être superposé afin d'extraire la donnée des sources disparates et de permettre l'extension des E/S. De plus, le PLC fournit une puissance supplémentaire pour la logique complexe.
Les données de production et d'exploitation peuvent être intégrées dans des applications qui fournissent des analyses avancées autour de la gestion des réservoirs, de la récupération améliorée, des unités LACT, etc. Ce type d'approche permet également aux producteurs d'ajouter l'automatisation à des applications qui étaient auparavant manuelles.
Un système de billetterie pour camions en est un parfait exemple. Traditionnellement, la billetterie pour camions impliquait que le chauffeur enregistre manuellement la quantité de produit qu'il/elle a chargée. Les billets écrits manuellement laissent beaucoup de place à l'erreur en raison d'une écriture négligée, de bavures, etc. Ces types d'erreurs peuvent avoir un impact significatif sur la rentabilité d'un producteur.
PLC et panneaux d'E/S distribuées
Ce type d'architecture distribuée permet aux producteurs de réduire la quantité de câblage nécessaire pour un site, réduisant ainsi les coûts d'installation et de maintenance globaux.
Les producteurs peuvent également choisir d'utiliser des instruments sans fil pour réduire encore davantage ces coûts. Ce type de système permet également au producteur d'utiliser une logique complexe et les applications avancées mentionnées précédemment. La possibilité d'augmenter ou de réduire l'échelle selon les besoins avec ce type de conception modulaire a rendu ce type de système très attractif pour les producteurs.
Les deux approches permettent de consolider la donnée de manière sûre et fiable sur une plate-forme commune. L'utilisation d'une plate-forme commune permet de présenter toutes les données relatives au site au personnel opérationnel et à la direction dans un format cohérent pour une prise de décision efficace.
Avec des budgets de plus en plus serrés et une réduction des effectifs, les producteurs recherchent des systèmes qui fournissent des rapports par exception. Autrement dit, un système doté d'une logique conçue pour trier des piles de données et signaler rapidement les anomalies.
En utilisant un système SCADA amélioré et des rapports web, les opérations et la gestion peuvent visualiser un grand nombre d'actifs et concentrer leur attention sur les zones problématiques.
La nature cyclique des prix des matières premières et les fluctuations de la demande ont créé des défis importants en matière de développement de plates-formes multi-puits et de maintien des niveaux de production.
La capacité à obtenir des informations du terrain et à prendre rapidement des décisions est devenue encore plus importante alors que les entreprises s'efforcent d'améliorer leur rentabilité.
Les plates-formes multi-puits sont l'avenir du développement des ressources non conventionnelles, et cet avenir exige un système d'automatisation efficace.
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Publié 6 juin 2016
