تجهیز صنعت نفت به هوش مصنوعی

هوشمند سازی صنعت نفت ایران، برای نخستین بار و در صنایع بالادست نفت توسط شرکت گسترش انرژی پاسارگاد با پشتیبانی معاونت علمی، فناوری و اقتصاد دانش‌ بنیان ریاست جمهوری، برای دو میدان نفتی سپهر و جفیر راه‌ اندازی شده است. پروژه کنترل هوشمند و همزمان چاه، مخزن و تاسیسات ( WRFM )، بزرگترین گام در دیجیتالی سازی صنعت نفت ایران با استفاده از فناوری های نوین، مدیریت و نظارت برعملیات حفاری و بهره‌ برداری از چاه‌های نفت محسوب می‌شود.  مرکز کنترل هوشمند ( WRFM ) با استفاده از حسگرهای هوشمند، شبکه های ارتباطی امن و تحلیل داده‌ های فوری، به نظارت دقیق بر عملکرد میدان‌ ها، تحلیل آماری و مهندسی تولید و اتخاذ تصمیمات کلیدی در حوزه نفت می پردازد. به طور کلی،  این سیستم با فراهم آوردن اطلاعات دقیق و فوری، به تصمیم گیری های بهتر و کارآمدتر در صنعت نفت کمک می‌کند.

تجهیز این مرکز به سامانه هوشمند با سه رویکرد زیر باعث بهبود عملکرد در مدیریت و بهره وری صنعت نفت ایران می گردد:

• پایش و کنترل لحظه ای شرایط فرآیندی، ایمنی و عملیاتی نظیر حفاری، تولید و ... به صورت روزانه و بر خط و مقایسه آن با برنامه های تعیین شده جهت صدور هشدار در صورت وجود انحراف و کاهش ریسک ها.

• با استفاده از تحلیل های یکپارچه، این سیستم عملکرد تولید نفت را از مخزن تا پالایشگاه نفت به طور کامل رصد و ارزیابی کرده و با بررسی رفتار و روند تولید هر چاه از طریق مدل‌ های پیشرفته ریاضی، میزان تولید پیش بینی میشود. این سیستم با بهینه‌ سازی عملکرد هر چاه و هدایت دقیق مسیر حفاری و ارزیابی‌های مهندسی جامع و افزایش قابل توجه بهره وری منجر به افزایش سودآوری و کارایی در صنعت نفت می گردد.

• سپس با استفاده از پردازش هوشمند و یکپارچه سازی داده ها، دسترسی فوری و دقیق داده ها را برای مدیران و کارشناسان ارشد فراهم میکند که باعث افزایش سرعت دقت در تصمیم گیری ها می شود.

مدیر فنی مرکز کنترل هوشمند WRFM طی مصاحبه خود بیان کرد که  مرکز WRFM ، با بهره گیری از پیشرفت های دو دهه اخیر در فناوری اطلاعات و کاهش هزینه های انتقال داده دربخش بالادستی صنعت نفت و گاز، به موفقیت هایی فراتر از نظارت ساده دست یافته است. تحلیل لحظه‌ ای داده ها و اتخاذ تصمیمات هوشمندانه و در پی آن، افزایش بهره‌ وری و عمر چاه ها از جمله این موفقیت هاست. دیجیتالیزاسیون و سیستم های پیشرفته کنترل دما و فشار چاه ها، به طور قابل توجهی ریسک های عملیاتی را کاهش داده‌ اند. عملکرد خودکار سیستم های حفاظتی مانند HIPPS در چاه سپهر ۶، گواهی بر این ادعاست و ایمنی خطوط انتقال را تضمین می‌کند.

مرکز کنترل هوشمند WRFM با اولویت ایمنی و تداوم تولید، از طریق نصب شیرهای ایمنی زیرزمینی، کنترل دقیق پارامترهای محیطی و استفاده از فناوری‌های هوشمند، هزینه ها را کاهش داده و تولید پایدار و اقتصادی را تضمین می‌کند. گسترش زیرساخت های دیجیتال به حوزه حفاری، با هدف افزایش ایمنی و بهره وری در پروژه‌های حفاری کشور، از برنامه های آتی مرکز است که شامل بهینه سازی عملیات حفاری، پمپ های درون چاهی و تزریق مواد شیمیایی با استفاده از هوش مصنوعی و تعمیرات پیش بینی شده می‌باشد.

مدیر فنی مرکز، با اشاره به تأخیرهای معمول در حفاری چاه‌های نفت ایران و افت تولید چاه های قدیمی، بر ضرورت افزایش سرعت حفاری برای رسیدن به هدف تولید ۶ میلیون بشکه نفت در روز تأکید کرد. خرید سه دکل خشکی جدید و بهینه‌ سازی استفاده از دکل های موجود، به همراه راه‌اندازی سیستم مدیریت هوشمند پروژه با کاهش زمان حفاری، از اقدامات انجام شده برای افزایش بهره‌ وری و کاهش هزینه‌ها است. این سیستم با پایش لحظه‌ای عملکرد دکل‌ها و استفاده از سنسورهای دقیق، برنامه‌ریزی بهینه و جلوگیری از هزینه‌های اضافی را ممکن می‌سازد.

مرکز کنترل هوشمند با استفاده از فناوری‌های پیشرفته، قادر به پردازش آنی داده‌ها و پیش‌ بینی مشکلات احتمالی در عملیات حفاری است. سیستمی هوشمند، حتی با داده‌های ناقص، خطرات احتمالی حفاری را شناسایی و به تیم عملیاتی گزارش می‌دهد. این امر، به ویژه در پیش‌بینی سرعت حفاری و برنامه ریزی دقیق تر، نقش کلیدی دارد. مثلاً در چاه سپهر ۱۰، پیش بینی شرایط چاه و شناسایی مشکلات احتمالی، امکان اقدامات پیشگیرانه را فراهم کرده است. برنامه های آتی شامل هوشمند سازی بیشتر سیستم ها و هدایت هوشمند چاه های افقی برای تعیین بهترین مسیر و حداکثر بهره‌ وری از تولید نفت است. این سیستم کاملاً بومی بوده و با همکاری شرکت‌های دانش‌بنیان داخلی توسعه یافته است.

بهبود قابل توجه تولید نفت در میادین سپهر و جفیر، با استفاده از فناوری‌های نوین مدیریت هوشمند، محقق شده است. در میدان سپهر ۵، با شناسایی و رفع انسداد رسوبی در مسیر تولید، تولید روزانه از ۲۰۰۰ بشکه افزایش یافت. این اقدام، باعث کاهش تولید به ۱۵۰۰ بشکه جلوگیری کرد و ظرفیت انتقال نفت را نیز بهینه نمود. موارد مشابهی در چاه های دیگر نیز با موفقیت اجرا شده و به طور میانگین ۱۲۵۰۰ بشکه افزایش تولید روزانه را در پی داشته است. در برخی چاه ها، افزایش تولید دو برابری با هزینه‌های بسیار کمتر از حفاری چاه جدید حاصل شده است. سیستم امنیتی یکپارچه و داخلی با انتقال بی سیم داده ها به سرور مرکزی، امنیت و حفظ اطلاعات را تضمین می‌کند و حتی در صورت قطع اینترنت، اطلاعات به صورت محلی ذخیره می‌شود. این سیستم انعطاف پذیر، قابلیت توسعه به سایر میادین و مدیریت تعداد بسیار بیشتری از چاه ها را داراست.

 

به طور کلی هوش مصنوعی در صنعت نفت جهانی در موارد زیر توسعه یافته است:

• میدان های نفتی دیجیتال از طریق حسگر های فیبر نوری، داده های لحظه ای نظیر دما، فشار و ... را برای تصمیم گیری فوری و دقیق مهندسان ارسال می کند. 

• الگوریتم های هوش مصنوعی، با بررسی داده های تاریخی و پیش بینی روند بازار، به برنامه ریزی بهتر تجاری کمک می کنند.

• این الگوریتم ها با نظارت دقیق بر تجهیزات و ارزیابی ریسک ها، همچنین بهینه سازی فرایند استخراج، مانع اتلاف منابع و هزینه ها می شوند.

• به کمک یادگیری ماشین، الگو ها نهفته در داده های پیچیده شناسایی شده و این امر منجر به تصمیم گیری های کارآمدتر در مدیریت منابع می شود.

• سیستم هوش مصنوعی با تحلیل داده های گذشته و پیش بینی و شناسایی مشکلات احتمالی مخازن نفت باعث افزایش ایمنی می شود.

• هوش مصنوعی با تجزیه و تحلیل تصاویر ماهواره ای، داده های لرزه ای و گزارش های چاه ها، به زمین شناسان در یافتن ذخایر نفتی بالقوه کمک می‌کند.