IoT Dalam Minyak &Gas:Menganalisis Teknologi &Kasus Penggunaan

Bisnis penggalian dan pengangkutan minyak dan gas bumi penuh dengan tantangan. Agar tetap kompetitif, perusahaan di industri ini harus terus berupaya memproduksi minyak mentah dan produk olahan dengan biaya lebih rendah. Mereka juga terus mencari untuk meningkatkan dan memperluas nilai aset mereka yang ada sambil juga mencari cadangan minyak dan gas baru. Dan standar lingkungan menjadi semakin ketat, membutuhkan transparansi dalam operasi dan kontrol yang lebih ketat pada produksi dan distribusi.

Untuk mengatasi tantangan ini, perusahaan minyak dan gas di seluruh dunia kembali berpikir kreatif. Perlu diingat bahwa tantangan seperti ini tidak selalu baru bagi industri minyak dan gas. Selama beberapa dekade terakhir, ada insentif besar untuk meningkatkan efisiensi dan mengurangi waktu henti, yang telah mengarah pada penerapan hal-hal seperti analitik prediktif dan pembelajaran mesin. (Beberapa orang akan mengklasifikasikan ini sebagai bagian dari Internet of Things, atau IoT, tetapi definisi saya tentang "IoT" lebih sempit, merujuk secara khusus pada sensor dan pengontrol yang terhubung dan segala sesuatu di hulunya—hal-hal yang membuat data atau dapat mengambil tindakan berdasarkan perintah.)

Sekarang, data analitik menjadi lebih mudah diperoleh berkat IoT. Teknologi konektivitas meningkat, sensor lebih murah, tersedia teknologi daya rendah, dan baterai dapat bertahan lebih lama. Semua perkembangan tersebut berarti perusahaan minyak dan gas dapat menggunakan lebih banyak sensor di lebih banyak tempat untuk memantau kondisi mesin dan lingkungan—terutama pada "jarak terakhir", di mana konektivitas yang terjangkau sebelumnya bukan merupakan pilihan.

Dalam artikel ini, pertama-tama kita akan mengeksplorasi bagaimana metode tradisional yang digunakan perusahaan minyak dan gas untuk pemantauan berubah. Selanjutnya, kita akan melihat beberapa kasus penggunaan di mana daya rendah, jaringan area luas (LPWAN) dapat menawarkan solusi hibrid unik untuk aplikasi M2M di industri minyak dan gas.

Metode Pemantauan Minyak &Gas Cerdas

Perusahaan minyak dan gas biasanya memiliki banyak aset jarak jauh yang memerlukan pemantauan. Secara tradisional, mereka menggunakan metode pemantauan berikut:

• Sistem pengontrol logika yang dapat diprogram (PLC). Ini pada dasarnya adalah komunikasi IoT kabel, dan sering digunakan di bidang industri. Tantangan dengan mengumpulkan data menggunakan kabel adalah seseorang harus menjalankan kabel tersebut, dan proses itu bisa menjadi sangat mahal. Selain itu, arsitektur sistem kabel ini lebih kompleks—jadi begitu Anda membangun sistem PLC, Anda akan terjebak dengannya. Seringkali, sistem ini menggunakan standar komunikasi serial (seperti RS-232 dan RS-435).
• Komunikasi satelit (seperti Iridium dan Inmarsat). Kekurangannya di sini adalah konektivitas satelit bisa mahal. Namun, karena industri minyak dan gas secara tradisional memiliki insentif besar untuk pemantauan jarak jauh, biayanya sering kali dibenarkan.
• Pemantauan fisik. Mempekerjakan individu untuk secara fisik berjalan-jalan dan memantau level dan pengukuran dengan tangan adalah sesuatu yang masih dilakukan banyak perusahaan minyak dan gas. Manfaat metode ini adalah relatif mudah dan mudah diterapkan, dan ada riwayat pelatihan untuk mengikuti metode ini. Di sisi lain, waktu dan biaya tenaga kerja yang terkait dengan jenis pemantauan ini bisa tinggi, terutama di lokasi terpencil (seperti di mana banyak sumur minyak dan gas berada).

Masing-masing solusi ini memiliki manfaat dan pertimbangan untuk dipertimbangkan. Pertimbangan utamanya adalah:

• Harga: Biaya menyiapkan sistem kabel biasanya cukup tinggi.
• Kompleksitas: Pemantauan satelit, misalnya, seringkali membutuhkan banyak tautan komunikasi untuk menyampaikan informasi.
• Waktu: Pemantauan fisik ladang minyak dan gas membutuhkan upaya dan tenaga yang besar.

Karena pasar mesin-ke-mesin (M2M) telah tumbuh dan berkembang selama beberapa tahun terakhir, beberapa perusahaan minyak dan gas mencari untuk mengambil apa yang dulu kabel dan menjadikannya nirkabel, sehingga mereka dapat lebih mengkonsolidasikan koneksi mereka. Solusi IoT nirkabel memungkinkan perusahaan-perusahaan ini melakukan berbagai hal dengan cara yang lebih ad hoc. Misalnya, mereka dapat menambahkan 100 sensor dalam satu sumur, dan kemudian menambahkan 1.000 sensor lagi jika dianggap perlu. Ini jauh lebih mudah dengan teknologi nirkabel daripada untuk PLC dan sistem kabel lainnya. Catatan:Karena proses pemantauan sumur sangat kompleks dengan banyak bagian yang bergerak (dan banyak nilai), mungkin tidak selalu masuk akal untuk menggunakan teknologi nirkabel—meskipun tersedia. Ini hanya dapat ditentukan berdasarkan kasus per kasus.

Bagaimana Teknologi IoT Membentuk Industri Minyak &Gas

Industri minyak dan gas masih berkembang dalam hal mewujudkan nilai penuh dari IoT; itu belum merevolusi minyak dan gas seperti industri lainnya. Namun, IoT adalah membuatnya jauh lebih mudah bagi perusahaan untuk mengumpulkan informasi penting, yang telah menghasilkan keputusan bisnis yang lebih tepat. Teknologi nirkabel yang terhubung membantu industri minyak dan gas:

• Optimalkan aktivitas pemompaan yang efisien.
• Merawat pipa dan sumur.
• Pantau kegagalan peralatan dan kebocoran gas.
• Pantau ketebalan pipa, suhu, dan erosi di kilang.

Wireless IoT memungkinkan perusahaan untuk memantau lebih banyak hal menggunakan teknologi tingkat sensor, mengambil lebih sedikit bacaan dengan tangan, dan mengumpulkan lebih banyak data dan informasi untuk mengoptimalkan proses bisnis dengan lebih baik. Saya tidak dapat berbicara tentang apa yang terjadi di balik layar dengan data besar, tetapi saya dapat berbicara tentang fakta bahwa IoT yang digerakkan oleh sensor dapat membuat proses pengumpulan data ini jauh lebih mudah.

Misalnya, penting bagi perusahaan minyak kecil sekalipun untuk memiliki optimasi sumur yang solid untuk meningkatkan profitabilitasnya. Jika perusahaan sedang mengebor sumur baru, perusahaan harus menyuntikkan bahan kimia ke dalam sumur agar batu tidak menumpuk, yang memberikan viskositas untuk menarik batu ke atas saat perusahaan melakukan pengeboran. Setelah sumur online dan berproduksi, perusahaan harus melakukan keseimbangan tekanan, memastikan suhunya benar, memastikan mengekstraksi minyak dalam jumlah yang tepat, dan seterusnya. Ketika ada lebih banyak titik data tentang kondisi mikroskopis dalam sumur (mulai dari suhu, tekanan, laju, komposisi kimia, viskositas, dll.), Perusahaan dapat mengumpulkan data yang diperlukan, menjalankan analisis pasca produksi, mengoptimalkan arus dan proses pengeboran di masa depan, dan semoga meningkatkan pangsa pasar dan profitabilitasnya.

Ini mengingatkan pada sistem kontrol industri dan perkembangannya menuju nirkabel. Seperti minyak dan gas, otomasi industri telah ada sejak lama. Perusahaan-perusahaan ini mulai menggunakan teknologi IoT kabel asli untuk menurunkan biaya dan menghubungkan bagian-bagian dari jaringan terkontrol mereka. Namun karena otomatisasi sensor nirkabel menjadi lebih umum di pasar—dan dengan demikian, lebih mudah diakses—perusahaan-perusahaan ini dapat menggunakan sensor nirkabel untuk terhubung dengan lebih mudah, menangkap lebih banyak data, menganalisis informasi tersebut, dan meningkatkan proses mereka.

Mari kita lihat beberapa cara perusahaan minyak dan gas menggunakan IoT untuk mengumpulkan data yang dapat ditindaklanjuti tersebut, sehingga meningkatkan operasi.

Internet of Things:5 Kasus Penggunaan Minyak &Gas

Kasus penggunaan IoT yang saat ini menghasilkan nilai paling besar untuk pusat industri minyak dan gas seputar penurunan waktu tidak produktif (NPT). NPT—yang dapat disebabkan oleh apa saja, mulai dari cuaca buruk hingga kegagalan peralatan—memiliki dampak besar pada pendapatan, terhitung sekitar 10 hingga 20 persen dari total biaya pengeboran. IoT membantu perusahaan memerangi NPT dengan memungkinkan mereka melakukan pemeliharaan prediktif yang lebih baik, memprediksi kegagalan dengan lebih akurat, dan mendeteksi kebocoran dengan cepat—pada dasarnya, untuk menemukan masalah sebelum dimulai.

Tetapi membangun jaringan minyak dan gas IoT untuk area yang jarang penduduknya atau terisolasi bisa sangat menantang. Seringkali tidak ada konsistensi yang diperlukan dalam penempatan node untuk jaringan mesh, jangkauan seluler sering tidak tersedia, dan koneksi satelit dan kabel sangat mahal. Dalam banyak kasus, jaringan low power wide area (LPWAN) menawarkan alternatif yang baik untuk komunikasi M2M dalam minyak dan gas.

Pemantauan Rig Minyak &Gas Lepas Pantai

Sebagian besar produksi minyak dan gas lepas pantai dilakukan di lingkungan yang cukup ekstrem di mana hanya ada sedikit jaringan komunikasi yang tersedia, yang membuat pemantauan suhu, tekanan, laju aliran, dan karakteristik lainnya menjadi rumit dan mahal. Seringkali, jaringan seluler bukanlah pilihan. Dan meskipun Anda dapat menggunakan jaringan WiFi atau jaringan mesh, Anda mungkin harus merekayasanya secara berlebihan agar dapat berfungsi. Untuk menghadapi kenyataan ini, data penting biasanya diekstraksi melalui penggunaan komunikasi satelit atau jaringan kabel, yang keduanya membutuhkan biaya yang mahal.

Dengan menggunakan LPWAN, Anda dapat menghubungkan lebih banyak titik pemantauan dengan relatif murah. Misalnya, Anda dapat menghubungkan detektor kebocoran xx pada sumur xx yang terletak dalam area xx mil persegi di jaringan LPWAN. Masing-masing detektor tersebut kemudian mengirimkan informasi kembali ke titik pusat, yang terhubung ke satelit. (Atau, data dapat dengan mudah diproses di tempat, tergantung pada keinginan dan kebutuhan perusahaan.) Solusi hibrida seperti ini memungkinkan Anda mengumpulkan lebih banyak data daripada metode pemantauan tradisional. LPWAN juga dapat membantu dalam mengukur salinitas (untuk memastikan tidak ada kebocoran air ke bahan bakar) dan memantau peralatan dan personel di lokasi.

Pemantauan Kilang

Di kilang minyak dan gas, Internet of Things dapat digunakan untuk memantau hal-hal seperti ketebalan pipa, laju aliran, tekanan pipa, dan banyak lagi. Jika area ini dapat diakses oleh personel manusia, banyak pengukuran biasanya dicatat dengan tangan. Tetapi mencatat jumlah informasi ini dengan tangan adalah pekerjaan yang memakan waktu, dan cukup mahal bagi perusahaan.

Ingatlah bahwa beberapa area kilang perlu diukur secara real-time yang tepat—misalnya, katup yang perlu dikontrol berdasarkan laju aliran yang dipantau di tempat lain. Dalam hal ini, perubahan laju aliran akan membutuhkan kontrol katup yang hampir seketika. Dengan sebagian besar sistem radio, sulit untuk menjamin data dikirim secara real-time dengan akurasi 100%—sistem LPWAN biasanya tidak dirancang untuk throughput yang sangat tinggi. Jadi jika pembacaan perlu dilakukan setiap sepersekian detik, kilang kemungkinan akan mengandalkan sistem kabel.

Tapi apa yang dilakukan Internet of Things (IoT) memungkinkan untuk memukul lebih banyak poin untuk data yang lebih akurat. Misalnya, banyak aspek kilang direkayasa dengan tingkat ketidakpastian tertentu karena tidak dapat diukur. Misalnya, bagian tertentu dari kilang mungkin tidak dapat berjalan pada tekanan yang sama seperti jika lebih banyak titik baca tersedia. Untuk mengatasi masalah itu, IoT dapat memberikan wawasan yang lebih besar dan data tambahan tentang aliran, memungkinkan kilang untuk berjalan pada kapasitas yang lebih tinggi. Jaringan IoT juga akan menghemat uang kilang dengan membatasi personel yang diperlukan untuk memantau secara manual, atau jumlah peralatan yang memerlukan komunikasi kabel.

Pemantauan Pipeline

Salah satu masalah utama dengan jaringan pipa minyak dan gas adalah kebocoran, dan kerusakan finansial, lingkungan, dan reputasi yang dapat ditimbulkannya. Jika gas metana dilepaskan tanpa dibakar, ia memiliki, pound demi pound, sekitar 25 kali dampak perubahan iklim daripada karbon dioksida selama periode 100 tahun. Ada juga risiko ledakan tinggi untuk kebocoran gas saat terkena tekanan atmosfer. Dan sementara minyak tidak memiliki risiko ledakan, ada risiko besar yang terkait dengan kebocoran pipa. Perusahaan dapat kehilangan asetnya, dan polusinya berpotensi menyebabkan denda yang sangat besar.

Sebelum IoT, internet satelit memantau titik-titik utama dalam pipeline dan mengekstrapolasi data untuk mengukur kinerja sistem total. Dengan integrasi solusi minyak dan gas mesin-ke-mesin (M2M), lebih banyak poin penting dapat dipantau dengan lebih sedikit uang.

IoT juga dapat membantu memantau komponen pipa, seperti pompa dan filter. Tanpa sistem yang “pintar”, perusahaan harus mengirim seseorang untuk melakukan perawatan berkala dan rutin setiap tiga bulan, misalnya. Tetapi dengan data tambahan yang dapat dikumpulkan perusahaan dari sistem IoT-nya, perusahaan mungkin dapat menunggu pemeliharaan dan penggantian pompa dan filter hingga kinerja sistem mulai menurun (meskipun sejumlah pemeliharaan preventif akan tetap dilakukan dengan hati-hati).

Pemantauan Wellhead

Saat ini, ada beberapa perusahaan—seperti Ambyint (sebelumnya PumpWell) dan WellAware—yang menyediakan solusi IoT untuk pemantauan kepala sumur dan pompa serta kebutuhan pemantauan gas dan minyak lainnya. Menurut WellAware, solusi manajemen produksinya membantu perusahaan mengurangi biaya sewa operasi, meminimalkan waktu henti yang tidak direncanakan, dan memastikan keselamatan dan kepatuhan terhadap peraturan. Perusahaan data mengumpulkan umpan ke dalam platform yang dapat memberi tahu perusahaan, misalnya, apakah mereka harus menyuntikkan lebih banyak bahan kimia atau uap ke dalam sumur, atau jenis tekanan vakum apa yang optimal berdasarkan kondisi tersebut.

Ada banyak hal yang masuk ke dalam proses ekstraksi minyak dan gas, dan perangkat IoT mempermudah pemantauan dan pengumpulan data tentang hal-hal ini. Visual di bawah ini, dibuat oleh Emerson Process Management, menjelaskan beberapa ancaman umum terhadap kinerja yang baik.

Pengiriman Kargo Minyak &Gas

Pemantauan kapal kargo minyak dan gas mirip dengan kasus penggunaan lepas pantai karena biasanya tidak ada konektivitas di tengah laut selain internet satelit. Jika Anda ingin mengumpulkan data dari sekitar kapal Anda, yang bisa jadi sangat besar, pilihan Anda terbatas.

LPWAN memungkinkan Anda untuk memantau dari jarak jauh bagian kapal yang tidak sering dikunjungi personel (atau hampir tidak mungkin diakses). Ini menambah lapisan keamanan dan kenyamanan. Sementara beberapa elemen kapal kargo minyak dan gas harus disambungkan karena kebutuhan real-time dari pabrik propulsi, beberapa elemen non-operasional—suhu, tekanan, aliran, dll.—tidak perlu di-backhaul menggunakan satelit, atau terhubung secara real time. Oleh karena itu, jaringan IoT kecil dapat menjadi alternatif yang bagus untuk sensor dan pengukur kabel.

Manajemen Rantai Pasokan

Sifat dinamis dari industri minyak dan gas dapat mempersulit perencanaan dan pengoptimalan persediaan. IoT dapat membantu perencanaan dan penjadwalan pengadaan. Misalnya, kilang dapat menggunakan sensor untuk mendeteksi jenis minyak mentah atau campuran minyak mentah mana yang masuk dan/atau di mana setiap jenis disimpan. Memiliki data ini tersedia akan berharga untuk keputusan produksi dan operasi. Ini juga dapat digunakan untuk mengukur komposisi mentah untuk keperluan inventaris.

Evolusi Konstan

Minyak dan gas pintar telah, dan akan terus menjadi, proses yang berevolusi panjang. Internet of Things tidak secara dramatis mengubah bidang ini, tetapi teknologi nirkabel menempatkan perusahaan gas dan minyak pada keuntungan yang unik. Bahkan, saya yakin mereka berada di posisi yang tepat untuk membuat beberapa langkah terbesar mereka sekarang karena menghubungkan "sesuatu" lebih murah dan teknologinya lebih canggih dari sebelumnya. Jika perusahaan dapat mengumpulkan informasi (dan dengan demikian, menjalankan analisis data lebih lanjut) dengan jumlah titik akhir yang terbatas, bayangkan berapa banyak yang dapat dilakukan dengan informasi yang lebih terperinci.

Konektivitas bukanlah masalah bagi semua orang di industri minyak dan gas. Jika Anda memiliki akses ke jaringan seluler, dan apa yang Anda pantau bernilai cukup tinggi untuk mendapatkan label harga, Anda mungkin tidak memerlukan teknologi LPWAN. Namun jika Anda ingin meningkatkan efisiensi operasional dan memangkas biaya dalam beberapa cara, informasi ini dapat membantu Anda menghadapi pemain lama di pasar.

Jika Anda menghadapi masalah konektivitas dalam aplikasi minyak dan gas Anda, hubungi kami untuk mengetahui bagaimana kami dapat membantu.