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Caso di studio | Oil & Gas
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Un produttore di Oil & Gas riduce le emissioni con il controllo predittivo basato su modello

Una delle principali compagnie petrolifere dell'America Latina ha ridotto i consumi energetici del 3%, le emissioni e ha prodotto 548 cilindri di petrolio in più al giorno.

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Primo piano di una piattaforma di pompaggio per campo petrolifero in funzione e di una testa pozzo in una giornata nebbiosa

Le compagnie petrolifere di tutto il mondo stanno cercando di soddisfare la crescente domanda dei clienti, perseguendo al contempo ambiziosi obiettivi di sostenibilità.

Nel 2019, Rockwell Automation ha avviato un progetto con una delle principali compagnie petrolifere dell'America Latina, la cui dirigenza riteneva che la risposta a questo enigma risiedesse nel miglioramento della gestione delle acque.

L'azienda inietta acqua pressurizzata nei serbatoi per aumentare il ripristino complessivo del petrolio e mantenere un tasso di produzione costante. La quantità di petrolio prodotta in un determinato periodo di tempo è direttamente correlata alla quantità di acqua che riescono a iniettare nei serbatoi. E stiamo parlando di MOLTA acqua. Per ogni 100 cilindri estratti dall'azienda, 98 sono acqua e 2 sono petrolio.

Sebbene il campo in questione avesse un alto livello di automazione, c'erano ancora opportunità di miglioramento del controllo dei processi perché non erano presenti anelli di controllo. C'era anche un problema irrisolto con l'instabilità nel processo di trasferimento e iniezione dell'acqua. In caso di qualsiasi disturbo operativo, le pompe di iniezione o di trasferimento venivano completamente spente, il che portava a significative perdite di produzione di petrolio.

L'azienda si è rivolta a Rockwell Automation alla ricerca di una soluzione che aumentasse l'iniezione di acqua, riducesse la variabilità del flusso iniettato e il consumo energetico, e creasse un sistema stabile. Come ha condiviso un dirigente dell'azienda, “Sapevamo che sarebbe stata una vittoria per noi utilizzare la tecnologia di Rockwell Automation, poiché tutta la nostra base installata è fornita da loro e abbiamo una storia di collaborazione”.

“Abbiamo voluto progettare questo progetto in modo da dare al nostro cliente lo stesso livello di fiducia che avevamo nella soluzione che stavamo fornendo”, afferma German David Gonzalez Gonzalez, ingegnere di Rockwell Automation. “Il contratto era soggetto a un indicatore di prestazione: 1 % di aumento dell'iniezione di acqua. Abbiamo diviso il rischio tra l'azienda e noi stessi.”Rockwell Automation e l'azienda hanno quindi unito le forze per raggiungere un obiettivo in due fasi: aumentare dell'1 % l'acqua iniettata e ridurre il consumo energetico per cilindro iniettato (kW h/cilindro).

Testo dell’intestazione rosso, testo nero, icona della pompa arancione su sfondo bianco

Soluzione

Dopo un'analisi approfondita, abbiamo deciso di implementare la tecnologia PlantPAx® MPC su 35 pompe di iniezione d'acqua e tre unità di trasferimento e pad. La tecnologia di controllo predittivo basato su modello (controllo predittivo basato su modello) riduce la variabilità del processo e aumenta l'efficienza simulando il controllo di processo necessario nelle condizioni operative future e adottando azioni di controllo per rendere tali condizioni una realtà. Il controllo predittivo basato su modello porta a una riduzione della variabilità del processo, consentendo di operare ai limiti delle restrizioni operative, senza superarne i massimi.

Rockwell Automation può fornire la tecnologia di controllo predittivo basato su modello in due modi: hardware e software. Per questa azienda, la cui base installata include hardware Logix, abbiamo scelto la versione integrata della tecnologia di controllo predittivo basato su modello. Tuttavia, la tecnologia di controllo predittivo basato su modello può anche essere installata ‘on top’ di qualsiasi sistema esistente utilizzando la soluzione software di controllo predittivo basato su modello basata su server.

"Il controllo predittivo basato su modello è una delle tecnologie di controllo più utilizzate e avanzate al mondo. Nella maggior parte dei casi, questo tipo di modulo di controllo predittivo basato su modello richiede l'implementazione di un server e di una grande infrastruttura. In questo caso, la piattaforma è un piccolo controllore che può essere installato ovunque ed è facile da implementare", sottolinea un dirigente dell'azienda. "La maggior parte del nostro sistema di controllo proveniva già da Rockwell Automation, il che ha reso l'integrazione il più facile e veloce possibile, e tutto questo durante una pandemia", aggiunge.

Esatto.Questo intero progetto è stato implementato da remoto per mantenere la sicurezza dei lavoratori durante una pandemia. La configurazione, il collaudo e la messa in servizio della soluzione sono stati eseguiti virtualmente – e in modo da garantire la conformità alle best practice di cybersecurity.

Vantaggi

L'aumento dell'iniezione di acqua ha superato tutte le aspettative, raggiungendo il 2.4%, equivalente a un aumento dell'iniezione di quasi 36000 cilindri di acqua al giorno. Questo aumento dell'iniezione di acqua ha significato che dal sito potevano essere estratti ulteriori 548 BOPD (Barrels of Oil Per Day).

Oltre a questi risultati, l'azienda ha ottenuto una maggiore stabilità e continuità operativa – ed è stata in grado di eliminare le perdite associate a bassi livelli di liquido e bassa pressione di aspirazione nei pad. È stata inoltre in grado di ridurre i consumi energetici e le emissioni di CO₂.

"Rockwell Automation conosce a fondo la nostra infrastruttura di campo e quindi è molto più facile sviluppare un progetto come questo, soprattutto con i livelli di innovazione che questa soluzione di controllo predittivo basato su modello presenta nel settore della produzione di petrolio greggio. Chiaramente, con un'altra azienda avremmo richiesto più tempo e denaro", afferma un tecnico dell'azienda.

Questo progetto iniziale è stato completato nell'aprile 2021. Alla luce dei risultati ottenuti, l'azienda ora prevede di espandere l'uso del controllo di processo avanzato ad altre aree dell'azienda.

Grafico orizzontale con testo nero, linea onda arancione e logo

Pubblicato 5 ottobre 2022

Argomenti: Drive Sustainability Sostenibilità Energia Oil & Gas PlantPAx Advanced Process Control
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