Estrategias para tener un yacimiento petrolero moderno

La industria de gas y petróleo se encuentra en una encrucijada, ya que el envejecimiento de la infraestructura, la disminución de la producción y el aumento de los costos amenazan la rentabilidad, al mismo tiempo que las presiones climáticas exigen una innovación sustentable. ¿Cómo pueden lograrlo los operadores de yacimientos petroleros? 

Imperativo de modernización de un billón de dólares

La industria de gas y petróleo está viviendo una rápida transformación impulsada por avances tecnológicos. Los sistemas de automatización, alimentación eléctrica y digitales están a la vanguardia de esta modernización y ofrecen el potencial de mejorar la eficiencia, la seguridad y la sustentabilidad ambiental.

Sin embargo, la implementación de estos sistemas esenciales en yacimientos petroleros terrestres presenta un conjunto único de desafíos y recomendaciones.

Los estudios indican que las instalaciones de yacimientos petroleros en tierra firme en todo el mundo abarcan desde instalaciones completamente nuevas hasta infraestructuras que tienen más de 70 años de antigüedad. La antigüedad promedio probablemente esté entre 30 y 50 años para muchas instalaciones operacionales. Para modernizar estos sitios y optimizar su rendimiento, los principales desafíos que deben abordarse son los siguientes:

• Reducción de las tasas de producción: los yacimientos que están llegando a su fin y las complejidades geológicas inherentes contribuyen a una disminución constante de la eficacia de la extracción.
• Infraestructura anticuada: la infraestructura antigua, que a menudo sigue funcionando más allá de su vida útil prevista, tiene un rendimiento reducido y una mayor vulnerabilidad a fallos y ciberataques.
• Alta carga de mantenimiento: la variedad de plataformas disímiles y activos anticuados requiere intervenciones de mantenimiento frecuentes y costosas, lo que afecta el tiempo productivo y la rentabilidad de las operaciones.
• Gran volumen de datos no estructurados: la acumulación de conjuntos de datos amplios y heterogéneos, que carecen de formatos estandarizados, impide realizar un análisis eficaz y una toma de decisiones informada.
• Aumento de los costos operativos: el aumento de los precios de los consumibles, la escasez de mano de obra y los gastos de mantenimiento contribuyen al aumento de los gastos operativos.
• Riesgos de seguridad y ambientales: los peligros inherentes asociados con la extracción, que se ven exacerbados por la infraestructura anticuada, amplifican las preocupaciones de seguridad y ambientales.

El yacimiento petrolero habilitado con tecnología digital

Un yacimiento petrolero digital utiliza tecnologías modernas como los sistemas de control abiertos, la electrificación, la inteligencia artificial (IA) y la Internet de las cosas (IoT), tanto a nivel local como en la nube, para mejorar las operaciones. Permite a las compañías comprender y analizar los datos en tiempo real, lo que facilita el monitoreo y la gestión de las actividades de los yacimientos petroleros. Esto ayuda a aumentar la eficiencia, reducir los costos y disminuir el tiempo improductivo al automatizar las tareas de rutina y permitir una mejor toma de decisiones.

Aunque estas tecnologías son la clave para una producción sustentable y rentable, la investigación muestra que, aunque casi todas las compañías energéticas tienen proyectos de digitalización en varias partes de sus operaciones, “el 70 por ciento de ellas no han superado la fase piloto”. (McKinsey)

Lograr el yacimiento petrolero moderno: un marco estratégico

Para abordar estos desafíos y habilitar la sustentabilidad a largo plazo, es fundamental una estrategia de modernización sistemática. Esta estrategia abarca los siguientes elementos clave:

• Tener en cuenta la infraestructura anticuada y la integración: para integrar con éxito la infraestructura anticuada con las tecnologías de automatización modernas, es fundamental implementar una estrategia de migración clara. Esto implica evaluar los equipos y procesos actuales, identificar oportunidades de modernización y desarrollar una hoja de ruta de integración transparente. Priorizar el reacondicionamiento o el reemplazo de sistemas obsoletos es crucial, al igual que la conexión de sistemas obsoletos con plataformas de automatización modernas. El uso de una metodología de migración basada en el valor ofrece un enfoque por fases que ayudará a minimizar el tiempo improductivo durante la transición.

• Construir para la capacidad de escalado y la flexibilidad: para adaptarse a la expansión futura y a las tecnologías en evolución, es fundamental adoptar un enfoque de sistemas modulares y abiertos. Se necesita una estrategia para reducir el tiempo de despliegue y utilizar componentes estándar para liberar el crecimiento futuro. Al aprovechar arquitecturas abiertas, escalables y seguras, las soluciones de automatización pueden integrar activos maduros existentes y plataformas modernas de múltiples pozos, incluidos sistemas y equipos para una amplia variedad de métodos mejorados de recuperación de petróleo.

• Incorporar la electrificación: la industria reconoce que la reducción de emisiones es uno de los costos de hacer negocios hoy y en el futuro. La transición de las turbinas de gas y diésel como “principales impulsores” a la electrificación lista para la red requiere inversión de capital y capacidad mejorada de extracción de gas en forma de infraestructura de tuberías. También es fundamental evaluar la disponibilidad de los equipos. Los avances en sistemas de alimentación híbridos, microrredes, e-houses prefabricadas y variadores de frecuencia (VFD) pueden respaldar esta transición de manera eficaz.

• Utilizar instrumentos inteligentes y sistemas de recolección de datos: para superar la limitación de los instrumentos analógicos y pasar a los sensores digitales inteligentes, es importante evaluar la infraestructura existente y definir objetivos claros para la modernización. La evaluación del diagnóstico del rendimiento que tiene el instrumento y la planificación de la compatibilidad del sistema digital son pasos críticos. Se necesita utilizar sensores de monitoreo de vibraciones y soluciones de medición modernas con soluciones avanzadas de monitoreo basado en la condición para ofrecer capacidades listas para los datos.

• Aprovechar las operaciones remotas y la telemetría: abordar los desafíos de la integración de sistemas obsoletos, la conectividad deficiente y la instrumentación limitada para habilitar el monitoreo remoto se puede lograr mediante la adopción de sistemas de periferia y de la periferia a la nube. Utilizar plataformas integradas para el monitoreo y el control, junto con unidades terminales remotas (RTU) habilitadas para acoplador, puede mejorar la eficacia operacional.

• Implementar análisis avanzados: para obtener una visión profunda de las métricas de los procesos, es posible un rendimiento operativo óptimo y predecir fallos de activos mediante la implementación de gemelos digitales y análisis avanzados. El control y la optimización modernos en bucle cerrado en la periferia, así como las plataformas de supervisión con tecnología de IA, están impulsando un nuevo valor en campos maduros.

• Gestión de datos y acción inteligente impulsada por datos: la gestión eficaz de datos requiere acceso a datos contextuales relevantes, integración de múltiples sistemas y accesibilidad a los datos. Es fundamental crear un flujo de datos unificado entre la tecnología de operaciones (OT) y la tecnología de la información (IT). Establecer una sólida capa de base de datos y habilitar las operaciones conectadas a través de plataformas de IIoT a nivel de la empresa, sistemas de gestión de datos de producción y plataformas de predicción del rendimiento mejorará la toma de decisiones basada en datos.

• Definir una estrategia de ciberseguridad: es fundamental preparar las operaciones de los yacimientos petroleros para abordar las amenazas de ciberseguridad. Esto requiere respetar el marco del NIST, mantener un inventario de activos completo e implementar una gestión de vulnerabilidades y de riesgos priorizada y que se puede utilizar. Utilizar sistemas de OT incorporados con capacidades de ciberseguridad y el uso de análisis de comportamiento y aprendizaje automático para la detección de amenazas reforzará las medidas de seguridad.

• Planificar el desarrollo de la fuerza laboral: según McKinsey, “Las nuevas tecnologías requieren que el personal desarrolle nuevas destrezas, adopte nuevos procesos y cambie prácticas de trabajo de larga data”. Para capacitar al personal existente de manera eficaz y atraer a nuevos talentos calificados, es importante empoderar a los empleados actuales e involucrar a nuevos empleados mediante programas de capacitación integrales. Utilizar el diseño de HMI centrado en el usuario, las tecnologías de realidad aumentada (AR) y las herramientas de guía de expertos remota mejorarán el aprendizaje y la eficiencia operacional.

• Priorizar la sustentabilidad: disminuir el impacto medioambiental y priorizar la sustentabilidad requiere de una hoja de ruta proactiva que mida el rendimiento, optimice los procesos y supervise las operaciones. El uso de soluciones de automatización con eficiencia energética, plataformas de gestión energética, sistemas eficaces de medición de errores y medición de carbono y plataformas de contabilidad de carbono respaldarán estos esfuerzos de sustentabilidad.

Tecnologías habilitadoras

A fin de modernizar los yacimientos petroleros de manera eficaz, el aprovechamiento de las tecnologías y los servicios de Rockwell Automation y Sensia™ puede ayudar a lograr la excelencia operacional. En función de la infraestructura existente o los requisitos futuros de plataformas de pozos, la instalación de dispositivos inteligentes, modelos impulsados por IA y otras capacidades digitales puede ayudar a proporcionar monitoreo basado en la condición, predicción de fallos de activos en tiempo real y mejor supervisión de activos.

Al utilizar los sistemas de control de Allen-Bradley®, las compañías pueden mejorar las capacidades de automatización y mejorar los sistemas obsoletos o migrar. El sistema de control distribuido PlantPAx® agiliza las operaciones y mejora la seguridad, a la vez que proporciona una plataforma para ofrecer análisis avanzados e infraestructura de red mejorada. Las aplicaciones de ciberseguridad también se pueden diseñar para detectar y mitigar las amenazas cibernéticas.

La suite de software FactoryTalk® ofrece una solución sólida de gestión de datos que facilita la integración transparente y la accesibilidad de los datos, alineada con la recomendación de crear un flujo de datos unificado entre la tecnología de operaciones (OT) y la tecnología de la información (IT). Mediante el uso de soluciones de datos de IA en la periferia, como FactoryTalk® LogixAI® y FactoryTalk® Guardian AI™, puede predecir los fallos antes de que ocurran y poner el poder de la IA en manos de los operadores. La habilitación de estas plataformas en la periferia requiere los dispositivos de borde correctos. El controlador hiperconvergido HCC2 de Sensia ofrece el mejor rendimiento perimetral en algunos de los ambientes más difíciles del mundo.

Estas tecnologías no solo abordan los desafíos a los que se enfrenta la industria, sino que también se alinean con las recomendaciones de las mejores prácticas para la modernización.

¿Por qué ahora?

La modernización de yacimientos petroleros en tierra firme es un viaje transformador que exige una estrategia integral. Con desafíos en los sectores de gas y petróleo, tales como infraestructura anticuada, tasas de producción en descenso y costos operacionales en aumento, se necesitan soluciones innovadoras y útiles para llevar los yacimientos petroleros a estándares y niveles de producción modernos. Adoptar tecnologías avanzadas como la automatización, la inteligencia artificial y la Internet de las cosas puede mejorar considerablemente la eficiencia y la seguridad.

Priorizar la optimización basada en datos es crucial para la toma de decisiones informadas, lo que permite el monitoreo en tiempo real y el mantenimiento predictivo que puede reducir los costos y prolongar la vida útil de los activos. La sustentabilidad también debe ser fundamental en los esfuerzos de modernización, ya que la industria se enfrenta a la presión de reducir sus niveles de emisión y el impacto medioambiental. La adopción de prácticas sustentables, la transición a la electrificación y la implementación de soluciones eficientes en cuanto a la energía mejorarán la reputación corporativa y la confianza de los interesados.

En última instancia, la modernización exitosa depende de un compromiso con la mejora y la innovación continuas, fomentando la adaptabilidad e invirtiendo en el desarrollo del personal para lograr la viabilidad a largo plazo en un panorama de mercado cambiante.

Asóciese con Rockwell Automation y Sensia para su proceso de modernización. Nuestra tecnología y experiencia en la industria reducirán el tiempo hasta el “primer petróleo” y el “primer gas” y lo ayudarán a establecer una hoja de ruta hacia el éxito y cumplirla.