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石油行业新趋势:数字化技术正在为钻井平台延长寿命
2018-04-20 09:20:54  作者:Anne-Marie Walters  来源:智造网—助力中国制造业创新—idnovo.com.cn

根据 OGIQ 的一项调查,生产商们已发现,基于风险管理的检验方法如果实施妥当,将有助于削减成本。现在的问题在于如何提高采用率。

 

虽然低价的石油减轻了消费者在加油时的负担,但离岸石油生产商在当前经济环境中面临着不小的压力,他们期望延长现有钻井平台的使用寿命,而不想建造新钻井平台。对于钻井平台所有者和为钻井平台提供支持的工程维护公司而言,有一个亟待解决的问题,那就是确定如何在离岸环境中从现有资产中获得更大价值并延长资产的使用寿命。因此,许多所有者兼运营者期望能够优化资源,并采用基于风险的方法来监控资产。最近由 Oil and Gas IQ (OGIQ) Bentley Systems 针对生产商开展的一项调查显示了这种趋势的兴起。

位于墨西哥湾和英国北海的许多离岸钻井平台已使用长达 40 年或更长时间,远远超过了 25 年的预期使用寿命。不过,在此艰难时期,所有者无法承受建造新平台的成本。所以,他们正在依靠分析软件技术来分析结构完整性并确定风险,期望探索出一种能够延长资产寿命的方法。但该项调查一项出人意料的结果显示,资产使用不足 10 年的生产商也在寻求延长资产使用寿命的方法,希望找到合适的方法从现有资产获得更大价值,而不必建造新钻井平台。当被问及促使他们重新开展评估的最重要驱动因素时,97% 的受访者回答是延长野外使用寿命,这成为了最重要的业务驱动因素。促使重新评估的其他同样重要的驱动因素还包括新的生产设备,该因素更关注钻井平台、深海回接和变化的气象数据。然而,延长使用寿命显然是生产商们最主要的关注点。

遵循检验标准是石油生产商们面临的另一大挑战。当被问及采用什么合规性准则时,英国北海超过一半的生产商回答是 ISO 19902,另一半则采用 HSE。但最有趣的一个数字是,有 19% 的生产商采用 RP2SIM,这是一项相对较新的标准,于 2014 年设立。此标准定义了一个确保离岸钻井或钻井群的持续用途适应性的连续过程。虽然此标准仍处于早期采用阶段,但有望进入下一个采用阶段,即基于风险的方法。此新标准接近 20% 的采用率表明,生产商无时无刻不在监控资产并思考如何延长使用寿命。

OGIQ 的调查证实了这一观点,有 34% 的生产商采用了基于风险的维护方法,显然他们已越过早期采用阶段。生产商们发现,基于风险的检验方法如果实施妥当,将有助于削减成本,而且可以实际上利用该方法来优化检验时间表。

当被问及是否在内部执行工程分析时,39% 的生产商回答是,还有 59% 回答说同时开展了内部和外包分析,这表明,从占 IGQC 读者 70% 的所有者来看,他们都在试图解决该问题。结构完整性管理虽然看起来很容易外包,但调查表明,因其实在太重要,生产商都选择不外包。结构完整性管理对企业管理资产和提高生产效率至关重要。

接着讨论生产商所采用的技术时,接近 80% 的生产商表示仍在执行手动检验。这一数字代表着一个巨大商机,即采用移动技术来支持手动数据收集。虽然石油生产还是个保守的行业,但并不抗拒采用新技术来优化成本。基本上五分之四的受访者都希望真正看到前面有哪些信息,但他们目前采用的技术只支持手动采集原始创建信息,不能进行替换。这样一来,问题就变成了生产商如何保存这些数据——是采用电子表格还是使用一个卓越的文档管理系统,抑或采用正规流程来存储和检索所有检验人员使用的信息。

调查结果显示,接近 50% 的受访者采用文档管理系统,而非正规的流程,这意味着所有者仍有提高检验效率的潜力。这还意味着,采用更正规检验流程的 39% 受调查者可以执行更加简单的基于风险的方法。他们能够存储和检索所有检验人员使用的信息。从本质上来说,正规流程的目的在于确保整个组织中合适通知的有效传递,以支持组织的高效运转。受访者们还表示,各部门之间沟通不畅 (41%) 是另一大主要挑战。

最后,调查还探讨了可以用来执行检验的其他方法,比如使用移动设备、无人机、云技术和激光扫描。在使用移动设备开展检验流程方面,只有 32% 的受访者表示他们正在使用移动设备,这意味着在采用移动技术方面还存在巨大潜力。按照 Bentley Systems 分析建模部副总裁 Phil Christensen 的观点,采用纸质工作流程的生产商之所以对采用移动技术犹豫不决,是因为他们害怕移动设备掉入水中,或者在移动设备离开平台后不知道该如何备份。但既然有 32% 采用了这一技术,这很清楚地表明,有些生产商已经克服了这方面的挑战。

有趣的是,无人机的采用正在迅速成为行业潮流,已经有四分之一的生产商在使用无人机。Christensen 说他很受这一数字的鼓舞,因为他最初估计无人机用户的百分比大约只有 10%Christensen 对使用云技术的受访者数量同样感到惊异。已有四分之一的受访者采用了云技术,因此,Christensen 认为,我们刚刚超越了早期采用阶段,用户对安全问题已变得越来越放心。他补充说,有些 Bentley 用户请求 Bentley 提供产品的纯云解决方案。这些主动请求对满足数据需求的解决方案提出了一项特别要求——不部署在内部设施上,这证明石油生产商们的思维已经发生改变。

业内范例

调查的结论是生产商们正在寻找检验、维护资产并延长资产使用寿命的替代方法。这与某个人将车开到修理厂进行常规维护和保养并无二致。下面,让我们探讨一下三家所有者兼运营者是如何实施分析软件来维护他们的离岸钻井平台和资产的。

Oil and Natural Gas Corporation (ONGC) 目前在印度离岸水域运营着超过 265 个离岸固定式导管架平台,其实际使用时间已经超过 25 年的设计使用寿命。公司建造每个新平台的成本高达 2500 万美元。ONGC 看到了延长资产使用寿命的价值,投资了 1.5 亿美元对导管架平台进行评估,期望延长平台对用户的适用性,并对平台进行必要的加强以确保满足行业的安全标准。

ONGC 部署了 Bentley SACS 来执行设计级别分析,继而开展详细的结构分析,并采用 SACS Collapse 进行最终的强度分析。涉及的分析包括凹陷建模、构件/连接组件增强、桩建模和土壤收敛以及广泛的负荷建模,以便必要时提出设备拆除建议。该技术把每个结构的使用寿命平均延长了 10 15 年,现已成为 ONGC 平台延寿/资质重认证方法体系的重要组成部分。

在中国渤海湾的埕岛油田,许多海上平台已达到了设计使用寿命,为确保安全运营,需要对这些平台进行重新评估以确定是否可以延长使用寿命。中国石油生产商中国石油对钻井平台执行了水下检验,以评估其结构安全性并确定维护可行性。他们依靠分析软件来评估钻井平台的结构完整性,并根据海上钻井平台的安全运营所需的分析数据来考虑替代维护方法。

借助 SACS,中国石油对现有平台的结构完整性进行了评估,以确定是否有必要维修、维修的经济可行性以及维修能否有效完成。中国石油依靠全面的分析以采用基于风险的方法延长平台使用寿命,避免建造新平台,凭此节省了几百万美元。

Zakum Development Company (ZADCO) 拥有 Upper Zakum 油田,这是世界第四大油田,其钻井平台因受到一艘 1,600 吨轮船的撞击而不得不开展评估以期恢复结构完整性。钻井平台每天的生产停摆都会给该合资公司股东带来收入损失,因此 ZADCO 在内部使用了分析软件来执行轮船撞击分析,从而缩短了项目时间并降低了成本。SACS 软件帮助 ZADCO 更快地恢复了生产,并且通过技术文档生成的 SACS 仿真使公司能够为事故带来的保险索赔提供实证,为运营者节省了可观的成本。

这三个有关生产商延长资产使用寿命的优秀范例说明了软件技术如何逐渐成为基于风险的分析不可或缺的一部分。而诸如云计算、移动设备和无人机之类的新技术已经能够用来帮助延续现有钻井平台的有效使用寿命。现在问题就在于如何让生产商适应这些技术的使用,并将它们实施到日常的监控程序中。


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