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石油生産が活気を取り戻すためのデータ活用法

FourPhase
設立: 2012年 / 本社：ベルゲン（ノルウェー） / 業界：石油＆ガス / ウェブサイト：https://fourphase.com/

プロジェクトの紹介

原油価格の変動が世界経済に与える影響

原油価格は世界経済に多大な影響を与えます。米国連邦準備制度の試算によると、原油価格が1バレルあたり10米ドル上昇するごとに、GDP成長率が0.1％削られます。COVIDの大流行と世界的なサプライチェーンの混乱に端を発した一連の影響は、世界のエネルギー供給を深刻な混乱と潜在的なエネルギー危機に追いやりました。この激動の3年間に、ブレント原油の最安値は1バレル10米ドル以下にまで急落しましたが、その後、ブレント原油の最高値は1バレル100米ドル以上まで高騰し、世界経済に影響を及ぼしました。このため、原油価格の長期安定化の観点から、産油国にとって石油生産効率の向上がこれまで以上に重要となっています。

石油・ガスの生産における固形物の問題

原油の回収には、油、ガス、水、固形物の4つの大きな要素があります。従来は、油、ガス、水に焦点が当てられ、生産に悪影響を与える固形物は見落とされがちでした。しかし、Arkwright Consultingが8つの地域の坑井オペレーターに行ったインタビューによると、世界の約70％の貯留層が生産障害に陥っていることが分かっています。
しかし、Arkwright Consultingが8地域の坑井オペレーターに行った調査によると、世界の貯水池の約70％が固形物の問題で生産障害に陥っているそうです。これらの不要な副産物はフィルターを詰まらせ、生産分離器を迂回して坑井の閉塞を引き起こし、最終的に生産停止に至ります。
FourPhaseは、固形物の除去に重点を置いています。固体除去の専門家として、同社は北海、メキシコ湾、南シナ海などを含む80以上のプロジェクトサイトで効果的な固体管理ソリューションとサービスを設計・提供し、石油・ガス生産を安定化させてきました。その顧客には、世界的な石油大手数社が含まれています。

ビジネスの課題

マニュアル操作、自動メンテナンスエミッション集約型

従来は、オペレーターが、工場内を歩き回り、手動でバルブを開け、あらゆるセンサーが生成したデータを慎重に紙に書き出し、手動で機器を操作するため、専任の従業員を必要としていました。さらに、監視と操作のサポートを同時に行わなければ、固形物による坑井の閉塞や完全なシャットダウンが発生した場合、オペレーターは再圧縮やコイルドチュービング（CT）クリーンアウトを適用して生産を再開する必要がありました。これらのアプローチはコストが高く、CO2を大量に排出します。理想は、最も早く、最も安全で、最も手頃で、持続可能な方法で地下から石油を抽出することです。 しかし、新しい井戸を掘れば必ず実現できるわけではありません。古い油田からの石油増進回収技術は必然的に開発され、それを活用することが二酸化炭素排出量を削減するために最も重要なのです。

「私たちは、システムをインテリジェント化します。私たちは、データこそが完璧な結果を得るための鍵であると信じています。FourPhaseの分離システムは、顧客に固形物の除去以上のものを提供します。データを収集して情報に基づいた意思決定を行い、最適なオイル＆ガス生産を可能にします。」

FourPhaseのCOO兼CTOであり、Hart Energy社の「40歳以下の40人」プログラムで認められた
革新的インフルエンサーのJørgen Bruntveit氏

データこそがゲームチェンジャー

FourPhaseは、データが完璧な結果を得るための鍵であるとして、固体除去を自動化するためにリアルタイムのデータを取り入れています。デジタル化により、FourPhaseはオイル＆ガス田からコンパクトな装置でさまざまなデータセットを収集することができます。例えば、同社の主力製品である固形物分離システム「デュアルフロー」は、60以上のハードセンサーと500以上のソフトセンサーで構成され、リアルタイムにデータを収集し、固形物の状態を連続的に記録する。現場のセンサーは10〜100ミリ秒単位でデータを収集し、膨大な量のデータを収集する。データはアプリケーションの要求に応じて、1分に1回から1時間に1回まで、オフショアのデータベースに伝送されます。したがって、閉塞が発生した場合にのみ反応する従来のソリューションとは異なり、FourPhaseは継続的なデータ収集によって豊富な洞察を蓄積し、より良い決定のための予測を行い、運用効率を最適化し、リモートおよび自動監視と運用を実現することができるのです。

データ通信のための信頼性の高い通信

データ駆動型運用を推進するため、FourPhaseは "Brain Box "を開発しました。これは、機器間の通信を管理する中枢神経系として機能し、デサンダ、表面安全弁、HMI画面などのすべての機器ユニットを接続し、イーサネットを通じてクラウドベースのコントロールルームにデータを送信します。Brain Boxを含むFourPhaseの装置は、陸上または沖合の坑口から直接下流に設置されます。機器は、塩水、豪雨、嵐、あるいは砂漠などでは50℃にも達する極端な暑さに対処しなければなりません。このような過酷な環境では、システムの要求を満たす信頼性の高い通信ソリューションが必要となります。

解決のために

驚異の信頼性

FourPhaseのBrain Boxには、PLC、EtherCatモジュール、ファイバコネクタ付きMoxaのEDS 200/300シリーズ イーサネットスイッチ、AWK Wi-Fiアクセスポイントなどが含まれています。デサンダ、表面安全弁、HMIパネルなどのすべての機器ユニットは、イーサネットを介して相互に接続し通信します。伝送されたデータは、Modbus、TCP/IP、HMIプロトコルを実行するOPC UAサーバからアクセスされます。重要なデータを確実に送信するために、FourPhaseはWi-Fiアクセスポイントも使用して、有線および無線メカニズムによる冗長な現場データ送信を実現しています。「これまでのところ、FourPhaseは、10万時間以上稼働しています。我々は、初日からMoxaと一緒に行動しています。」とFourPhaseのCTOであるJørgen Bruntveitは述べています。

過酷な環境下での認定ソリューション

FourPhaseは、通常、ゾーン2エリアに固形物を除去するための装置を設置します。したがって、現場でのオイルおよびガス漏れの可能性があるため、システム内のすべての電子デバイスが防爆であることを保証することが最優先事項です。Moxaは、ATEX Zone 2の証明書を持つ接続製品の完全なシリーズを提供します。これによりFourPhaseは、ポート数、マウント設計、光ファイバ延長を含む異なる要件を持つ適切なデバイスの大規模なポートフォリオから柔軟に選択することができます。

結果

石油・ガス産業におけるテクノロジーの役割は、デジタル化によって世界の主要な石油グループやオペレーターに変化をもたらし続け、ますます重要なものとなっています。シンプルな機器と手作業を含む従来の反応的なソリューションとは対照的に、FourPhaseはデータと洞察を蓄積することで、固形物の管理における処方的なメンテナンス戦略の前進を促しています。このアプローチは、ダウンタイムの可能性を減らし、より最適化された操作のおかげで、石油・ガス生産者の生産能力の増加を支援します。これまでFourPhaseは、10万時間以上の運転と60万kg以上の固形物の分離を行いました。各システムには約3台のMoxaデバイスが搭載され、合わせて200万時間の運転に電力を供給します。堅牢なハードウェアと革新的なソリューションおよびサービスの連携は、石油・ガス回収を変革しています。

現在、FourPhaseは、顧客からデータストリームを業務に統合してパフォーマンスを向上させたいという要望を受けることが多くなっています。データ駆動型分析は、企業のビジネスモデルの一部を変換するだけでなく、効率性の向上、ダウンタイムの削減、生産量の増加、手作業の削減により、石油・ガス産業を変革します。

炭素排出量の少ない未来へのコミットメント

持続可能性の確保は、FourPhaseの中核的なビジネス戦略に浸透しています。これは、「今あるものを修理する」というアプローチで、古い油井を維持する努力を続けていることが最もよく表しています。FourPhaseの顧客は、環境、社会、ガバナンス（ESG）基準を順守しながら、非常に高い需要を満たすための同社の取り組みを高く評価しています。