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【本周专题:海洋油气开发】技术辅助生产系统(TPAS)

【本周专题:海洋油气开发】技术辅助生产系统

海上油气开发流程复杂,每个环节都有可能成为影响生产的因素。TAPS能够让这些潜在的“危险分子”暴露无遗。

来自 | Offshore
编译 | 周诗雨

塔洛石油公司使用的技术辅助生产系统(TAPS),是一款基于OSIsoft PI System开发的技术平台。通过该系统,塔洛石油能够对其非洲海上业务的产油量和设备运转情况进行远程评估。在2011年,塔洛利用该系统发现了其他手段难以发现的问题,而如果问题没有被发现,则可能会造成大量的损失和延误。塔洛拥有员工1400多人,收入16亿美元,产量超过75,000桶/日,是非洲最大的独立石油生产商。该公司成立于1986年,是一家勘探公司。2006年在乌干达钻了公司的第一口,并投入生产。2007年,它在加纳海域钻了两口井,并发现距离海岸约50公里(31英里)的禧年(Jubilee)油田。在最初发现的40个月后,禧年油田开始生产。

TAPS的研发

塔洛FPSO Kwame Nkrumahe所在的生产层位大约在海面下1,200米(3,937英尺)。鉴于船舶到岸边的距离和有限的空间,技术人员没有办法进行作业:钻机所需的技术帮助航线服务必须提前几个月预订。

为了克服空间和距离的限制,塔洛石油公司基于OSIsoft PI System创建了一个名为TAPS的数字油田平台。TAPS的目标有四个:改善决策、提高运营效率、最大限度提高油田采收率,优化维护活动。例如,该平台的其中一个目标是保证海底泵送活动的可见性,以维持生产。连接到井的多相流量计可以监测生产,但是会周期性地偏离真实读数。

塔洛石油的独立顾问马克•怀特豪斯(Mark Whitehouse)说:“下放、回收和重新校准这些东西的成本可达到数百万美元。TAPS系统的组件可以对井的流动进行模拟,就算仪表坏了,我们仍然可以预测井的流量。光这一项的价值就有百万美元,所以我们知道,这个系统是可以收回成本的。”

FPSO上配备了多台PLC电脑,用于控制船上的压缩机、发电机和计量系统以及PI 系统集成(collective)(collective是使用冗余服务器构建的本地网络,用于避免中断)。接着,塔洛使用镜像服务器集成在岸上安装一个镜像PI系统集成,并通过卫星连接两个系统。

如果卫星因天气或其他问题而中断,FPSO上的集成体仍然可以收集数据,并且当链路进行备份运行时,就可以与岸上的系统实现同步。此外,预测算法能够填补中断期间的数据流空白,这样无论出现任何的连接问题都可以继续生产。

岸上可视性

TAPS可以向陆上部门提供数据。例如,财务部门会根据数据将生产任务分配给各种合资伙伴。同时,运输和商业部门也使用它来调整运输计划。

“这真的很重要。如果油轮来得太早,就没有足够的油来装;如果太晚,他们就必须限制产量,免得FPSO罐装不下。”此外,位于欧洲和非洲的石油工程师会定期检查数据,并与FPSO工作人员进行交流。

生产放缓

2010年底~2011年初,由于不明原因,生产水平突然下降。数据分析显示,除了TAPS,用其他方法无法检测到的水正在滴入管道中,导致管内形成碳酸盐,阻碍油流。通过将酸放在管道中溶解碳酸盐,能够使油恢复自由流动。怀特豪斯表示,“如果没有(TAPS),则可能需要更长的时间才能找到这个问题,甚至可能还会质疑持续生产的有效性。”

TAPS数据还能够帮助作业者识别水合物(会阻碍生产)的位置。

使用TAPS的未来连接

塔洛油田现在在禧年以西20公里(12英里)的TEN开发中应用TAPS。公司使用了与禧年相同的PI系统集成体,对TAPS进行了复制和利用,这样任何海上和岸上的资产都可以使用相同的可视化技术进行集成,实现了与禧年油田中类似的简化操作。在未来,塔洛油田还计划安装PI系统云连接、PI Coresight和PI Asset Framework。

“我们以PI系统为核心,并将其紧密结合在一起,因此这是一次非常成功的尝试。我们已经对以前无法进行优化的生产进行了优化。”

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