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数字孪生技术助增产

数字孪生技术助增产

数字孪生体技术助你优化生产。

来自丨DC
编译丨BP

想象一下,如果给你的身体创建一个数字孪生体,来测试不同的选择对动脉、静脉以及器官的影响。听起来很不错吧?这就是BP公司先进的模拟与监控系统APEX背后的理念,该系统创建了BP公司在全球所有生产系统的虚拟副本。接下来我们来了解下APEX如何帮助优化生产、增加价值,最关键的是,还可以缩短宝贵的作业时间。

原油分子在流经采油设备时,拥有数十亿甚至数万亿条不同的流动路径。以BP公司庞大的北海油田为例,每天都有超过二十万桶的原油从海底岩石中流过数千英里的井筒与立管,流入复杂的输油管道网络与原油加工基础设施。

这些作业的核心是BP公司的石油工程师,他们每天都需要做出选择,利用复杂的计算,确定打开哪些阀门,施加什么样的压力以及注入多少水,所有这些都是为了安全地优化生产。

决策的制定既复杂又冗长,但对于持续改进性能以及提高产量却又至关重要。

工程师们先前总是依靠他们自己的技能与经验,但现在他们可以利用孪生体。这不是人体克隆技术,而是数字克隆技术。这种尖端的模拟与监视系统,能够以数字形式重现真实世界设施的每个元件。BP公司的北海油田一直处于数字化发展的最前沿,其帮助构建的APEX系统现已推广至BP全球所有的生产系统。

北海油田石油工程师Giuseppe Tizzano解释道:“Apex系统是一种利用集成资产模型的生产优化工具。同时,它也是一种用于现场的、强大的监控工具,能够及时发现问题,避免对生产造成严重的负面影响。”

去年,该系统在全球增加了三万桶的产量。

人类身体

想象一下人体的数字孪生体,但并非是动脉、静脉与器官。APEX系统的“血肉”是BP公司每口井的数据、流态与压力,“骨架”是物理学的水力模型。而且,就像人体一样,APEX系统迅捷且敏感。利用APEX,生产工程师可在短短几分钟内运行过去需要数小时的模拟,从而实现持续优化。

墨西哥湾石油工程师Carlos Stewart说:“作业时间是最宝贵的收益。先前的系统优化可能需要24-30小时,而利用APEX,仅需要20分钟。”

它还可以用于安全地测试“假设”情景。通过将模型与实际数据配对,每小时都可进行异常情况的检测,并且可以模拟分析作业的影响因素,以向工程师展示如何调整流速、压力以及其他参数,从而安全地优化生产。

北海试点应用

由于BP公司一些最复杂的生产系统位于北海,APEX系统首先在那里的多个油田进行了试点应用。如今,包括Tizzano在内的团队在全球范围内提供专家建议,因为新的地区已经应用了APEX系统,开始受益于该系统令人难以置信的能力,确定出如何能够提高效率,并预测出何处存在潜在问题。

生产团队的反馈是积极认可的。BP公司Alaska优化工程师Amy Adkison说:“我们不确定我们是否可以在北海使用APEX系统,因为该地区可选择的管线规模庞大,但我们已经获得了很大的支持,来整合这种复杂性。我们很高兴能够在同一个技术平台上与其他地区展开合作。”

她还表示:“每个人都为他们所在的地区解决了一个难题,我们渴望分享经验,以促进Alaska的生产优化。这意味着我们的部署时间从几年缩短至几个月。”

BP的特立尼达与多巴哥系统优化负责人Shaun Hosein解释说:“在如此庞大的系统中总会存在某些作业,比如:油井投产、阀门测试、管道检查等等。利用这个新工具,如今我们就能够快速模拟即将发生的事情,从而我们可以优化生产。”

“有一次,我们不得不关闭陆上设施的一条管道进行维修,这在以前意味着减产。但该系统模拟了这一过程,并向我们展示了如何准确地重新安排流动路线,以及以何种流速输送原油。因为需要耗费三天的时间来完成管道维护,所以它保护了大量的产量。”

2017年,APEX系统在BP公司的全球投资组合中每天增加三万桶油气产量,预计2018年将会更多,这证明数字孪生体不仅仅是一个虚拟现象,而且是BP产品家族中非常受欢迎的新成员。

 

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