فن آوری های دیجیتال شیوه اکتشاف، حفاری، تولید و مدیریت دارایی را تغییر داده اند.از تجزیه و تحلیل داده های پیشرفته به رباتیک خودکار، این ابزار مهندسان را قادر می سازد تا داده های عظیم را پردازش کنند، ایمنی عملیاتی را بهبود دهند و تاثیر زیست محیطی را کاهش دهند، صنعت اکنون به یک اکوسیستم دیجیتال متکی است که سنسورهای از راه دور، مدل های یادگیری ماشین و تجهیزات خودکار را برای تصمیم گیری سریع تر، بررسی این مقاله مدرن، و فن آوری های مهندسی آنها، مزایای آن را ارائه می دهد.

تحول دیجیتالی مهندسی نفت

صنعت نفت از لحاظ تاریخی سرمایه دار و ریسک پذیری بوده است.[۵] در دهه گذشته، فن آوری های دیجیتال از پروژه های آزمایشی به اجزای عملیاتی اصلی منتقل شده اند. مفهوم "نفت دیجیتال" - که در آن داده های زمان واقعی از سنسورهای ضعیف به سیستم عامل های تجزیه و تحلیل مبتنی بر ابر جریان می یابد - به واقعیت برای بسیاری از اپراتورهای تبدیل شده است.

تکنولوژی های دیجیتال کلیدی و برنامه های کاربردی آنها

Data Analytics و Machine Learning

مهندسان نفت همیشه بر داده ها تکیه می کنند – نظرسنجی های ایزوئیتیک، تاریخ های تولید امروز حجم، سرعت و تنوع آن داده ها است. الگوریتم های یادگیری ماشین اکنون می توانند الگوهایی را در داده های لرزه ای شناسایی کنند که مترجمان انسانی ممکن است از دست بدهند، رفتار مخزن را در سناریوهای مختلف استخراج پیش بینی کنند و پارامترهای حفاری در زمان واقعی را بهینه سازی کنند.

اتوماسیون و روباتیک

اتوماسیون در حفاری از سیستم های ساده لوله کشی به دقت خودکار پیشرفت کرده است (که می تواند برنامه های پیچیده ای را با حداقل دخالت انسان اجرا کند. ابزار بازرسی ربات جایگزین خدمه انسانی در محیط های خطرناک - مانند نیروگاه های گاز با فشار بالا یا سیستم عامل های گاز دریایی - ضبط بصری، و چک های حرارتی مجهز به ردیاب های گاز پرواز بر روی خط لوله و پشته، ارسال داده ها به دقت بالا (همچنین می تواند به بهبود دقیق تر از طریق نوار ایمنی نوار دستی) باشد:

دور بودن و اینترنت اشیا (IoT)

سنسورهای IoT در حال حاضر در سراسر میدان نفت قرار دارند. Downholemetrics فشار و دما را در نقاط مختلف در امتداد چاه اندازه گیری می کنند، انتقال داده ها در هر ثانیه. سنسورهای Surface سرعت پمپ، موقعیت های دریچه ای و الگوهای ارتعاشی در کمپرسورها را اندازه گیری می کنند، همه این داده ها به یک پایگاه داده تاریخی جریان می یابد که برای سنجش از راه دور ماهواره تجزیه و تحلیل می شود: InSAR (تحریماتیک) مهندسین فرود آمدن یک هشدارهای زنجیره ای فعال است که می تواند به خوبی از تغییرات ذخیره سازی داده های ذخیره سازی داده های ذخیره سازی داده ها را تشخیص دهد.

دوقلوهای دیجیتال و شبیه سازی

یک جفت ارز دیجیتال یک شبیه سازی مجازی از یک دارایی فیزیکی است - یک خط لوله، یا کل پلت فرم. مهندسین تغذیه داده های سنسور زمان واقعی به دوقلو، که سپس شبیه سازی رفتار آینده تحت شرایط مختلف عملیات E را به عنوان مثال، یک دوقلو دیجیتال از یک آسانسور گاز به خوبی می تواند نرخ تزریق بهینه برای به حداکثر رساندن تولید نفت بدون ایجاد روش های آموزش گاز واقعی مانند تجزیه و تحلیل های جدید از راه اندازی ماشین های طبیعی است:

مزایای ادغام دیجیتال

  • ایمنی ایمنی نظارتی: اتوماسیون پرسنل را از مناطق پرخطر حذف می کند. نظارت از راه دور اجازه می دهد تا کارشناسان برای مشاوره عملیات از یک اتاق کنترل امن صدها مایل دور.
  • افزایش دقت: مدل های داده محور عدم اطمینان در مشخصات مخزن و انتخاب هدف حفاری را کاهش می دهد.به روز رسانی زمان واقعی به معنای کمتر هزینه های جانبی.
  • رد پای محیط زیست: حفاری بهینه سازی تعداد چاه های مورد نیاز را کاهش می دهد. سیستم های کشف نشتی که توسط IoT استفاده می شود می توانند به سرعت انتشار متان را شناسایی کنند و به اپراتورهای کمک کنند تا با مقررات سفت و سخت تر مطابقت داشته باشند.
  • هزینه های عملیاتی کم تر: تعمیر و نگهداری پیش بینی کننده مانع از شکست های فاجعه بار می شود. گردش کار خودکار نیاز به مداخله دستی را کاهش می دهد، صرفه جویی در هر دو کار و مواد.
  • تصمیم گیری: [FLT 1] به جای انتظار برای گزارش های هفتگی، مهندسان می توانند کاهش تولید را در زمان واقعی ببینند و سرعت جریان را بلافاصله تنظیم کنند.این چابکی در بازارهای کالاهای فرار بسیار مهم است.

این مزایا نظری نیست. تجزیه و تحلیل مک کینزی از پیاده سازی های نفتی دیجیتال نشان داد که اپراتورهایی که تجزیه و تحلیل های پیشرفته را به طور کامل یکپارچه کرده اند، افزایش 10 تا 15 درصد در تولید و کاهش 20 تا 30 درصد در هزینه های بلند کردن را مشاهده کردند.بازگشت سرمایه گذاری برای پروژه های دیجیتال اغلب بیش از 200 درصد در دو سال است.

چالش ها و ملاحظات

علی رغم وعده، یکپارچه سازی فن آوری های دیجیتال به مهندسی نفت بدون موانع نیست.سه چالش بزرگ در این زمینه وجود دارد:

خطرات امنیت سایبری

از آنجایی که دارایی های نفت و گاز بیشتر به هم متصل می شوند، آنها همچنین نسبت به حملات سایبری آسیب پذیرتر می شوند.یک نقض سیستم کنترل می تواند یک پلتفرم را خاموش کند، باعث نشت یا تجهیزات آسیب دیدگی شود. این صنعت با پروتکل های امنیتی لایه، شبکه های هوا زده برای کنترل های بحرانی و آزمایش های نفوذ منظم پاسخ داده است.

سرمایه گذاری و مدیریت داده های بالا

استقرار سنسورهای IoT، ارتقاء شبکه های ارتباطی و ساخت سیستم عامل های تجزیه و تحلیل نیاز به سرمایه قابل توجهی دارد. اپراتورهای کوچکتر ممکن است برای توجیه هزینه تلاش کنند.حتی برای شرکت های بزرگ، هزینه تمیز کردن، استاندارد سازی و ذخیره مجموعه داده های عظیم می تواند به میلیون ها دلار در سال اجرا شود. حکمرانی داده تبدیل به یک مسئله حیاتی: بدون مالکیت روشن و استانداردهای کیفیت، بینش تولید شده ممکن است بسیاری از سازمان های علمی اختصاص داده شده برای مدیریت این گروه های پیچیده است.

Workforce و Skill Gaps

مهندسان سنتی نفت ممکن است پس زمینه برنامه نویسی یا اطلاعاتی لازم برای ساخت و نگهداری ابزارهای دیجیتال را نداشته باشند، در مقابل، مهندسان نرم افزار اغلب فاقد دانش دامنه در مورد فیزیک زیر سطح هستند. Bricing این شکاف نیاز به آموزش متقابل، برنامه های جدید در دانشگاه ها و فرهنگ یادگیری مداوم دارد.

مسیر رو به جلو: روند آینده و چشم انداز

موج بعدی نوآوری دیجیتال در مهندسی نفت احتمالاً با سه روند زیر هدایت خواهد شد:

  • محاسبات حاشیه ای: به جای ارسال تمام داده ها به ابر، دستگاه های لبه اطلاعات حیاتی را به صورت محلی پردازش می کنند، کاهش تأخیر و تقاضاهای پهنای باند.
  • ] هوش مصنوعی و مدل های زبان بزرگ: این مدل ها می توانند به مهندسان با گزارش های هماهنگ، تولید برنامه های حفاری و پاسخ دادن به سوالات فنی از کتابخانه های گسترده ای از اسناد کمک کنند، در حالی که هنوز هم ما می کنیم، آنها قول می دهند که انتقال دانش و کاهش خستگی تصمیم گیری را تسریع کنند.
  • Integration با سیستم های انرژی تجدید پذیر: به عنوان انتقال انرژی شتاب می دهد، مهندسان نفت از ابزار دیجیتال برای مدیریت امکانات هیبریدی استفاده می کنند که تولید نفت و گاز را با جذب کربن، تولید هیدروژن یا هواپیماهای بادی دریایی ضروری است.

نقش فناوری های دیجیتال در مهندسی نفت همچنان در حال گسترش است، اما هدف اساسی همچنان بدون تغییر است: تولید انرژی با خیال راحت، کارآمد و با حداقل تاثیر زیست محیطی.با در نظر گرفتن این ابزارها، صنعت می تواند با یک چشم انداز انرژی در حال تغییر در حالی که حفظ نقش حیاتی خود در عرضه جهانی است، سازگار شود.آینده متعلق به مهندسان است که می توانند تخصص دامنه را با سواد دیجیتال ترکیب کنند و کسانی که در شکل دادن به بخش انعطاف پذیر و مسئول بخش نفت هدایت می کنند.

دیجیتال فقط یک افزودنی نیست؛ بلکه تبدیل به مدل اصلی عملیاتی برای مهندسی مدرن نفت می شود.شرکت هایی که امروز در این قابلیت ها سرمایه گذاری می کنند، کسانی هستند که در دهه آینده رشد می کنند.