La production de pétrole et de gaz est très complexe et instable. L'éloignement et l'isolement des plates-formes de forage en mer font qu'il est difficile pour les sociétés pétrolières et gazières offshore d'obtenir une visibilité précise et opportune de leur production en cours. Cela signifie que les opérateurs ne savent souvent pas quand les variables des machines et des processus ne sont pas conformes aux spécifications, ce qui peut entraîner une défaillance des actifs et des temps d'arrêt coûteux. Pire encore, des capacités de surveillance inadéquates peuvent conduire à des explosions catastrophiques qui peuvent faire des ravages sur l'environnement, la vie des travailleurs et la crédibilité de l'entreprise. Aujourd'hui, la technologie de l'Internet des objets (IoT) offre des possibilités infinies de surveillance maritime fiable et rentable.
Obstacles à la connectivité pour la surveillance des plates-formes offshore
Pour optimiser l'efficacité et la sécurité, la production pétrolière et gazière offshore en amont nécessite une surveillance permanente de divers équipements (pipelines, vannes, têtes de puits, réservoirs de stockage, etc.) et paramètres (température, vibrations, pression, débit, corrosion, fuites de gaz, etc.) Les solutions de communication traditionnelles sont soit limitées, soit coûteuses, soit encombrantes pour connecter le grand nombre d'actifs disparates sur les plates-formes de forage en mer. Les infrastructures câblées telles que les systèmes SCADA, bien qu'idéales pour les tâches de contrôle en temps réel, ne sont pas conçues pour la collecte de données et ne peuvent donc pas être utilisées pour la surveillance à distance. La connectivité mobile cellulaire peut ne pas exister dans l'océan. En outre, la construction d'un réseau maillé est souvent une tâche difficile compte tenu de la taille et de la structure complexe et dense des plateformes de forage pétrolier. En raison de leur continuité et de leur omniprésence, les réseaux satellitaires sont devenus le choix le plus courant pour la mise en œuvre de systèmes sans fil en mer. Toutefois, en raison de leur coût élevé, les réseaux satellitaires impliquent principalement la transmission de voix et de données à large bande passante, tout en ne connectant que quelques points de données critiques de grande valeur.
Faute de solutions de communication rentables et évolutives, les compagnies pétrolières et gazières avaient l'habitude de s'en remettre à la lecture manuelle des données et aux inspections visuelles pour contrôler la plupart de leurs opérations, équipements et installations. Il va sans dire que cette méthode est très inefficace et sujette aux erreurs, tout en exposant les travailleurs à des risques et dangers importants sur le site.
L'essor de la technologie IoT et de la connectivité de nouvelle génération
Les solutions émergentes de connectivité IoT telles que les réseaux étendus à faible consommation (LPWAN) redéfinissent ce qui est possible en matière de surveillance du pétrole et du gaz offshore. Le LPWAN fournit un réseau sans fil bon marché et à faible bande passante pour les petits appareils à faible capacité de calcul qui formeront l'épine dorsale des réseaux de capteurs à grande échelle afin d'agréger les données télémétriques granulaires d'innombrables points d'extrémité. La topologie en étoile simple associée à une large couverture rend le LPWAN polyvalent pour les déploiements IoT dans de grandes installations complexes telles que les plateformes O&G. Les réseaux LPWAN propriétaires, en particulier, offrent aux entreprises la flexibilité nécessaire pour adapter la couverture du réseau aux besoins uniques des sites offshore isolés et éloignés.
L'architecture hybride LPWAN-satellite offre aux organisations pétrolières et gazières offshore un moyen très fiable et rentable de surveiller et de gérer de manière proactive l'infrastructure offshore à des centaines de kilomètres de distance. Les données provenant des capteurs distribués sur le terrain sont agrégées dans des stations de base IoT locales via des réseaux sans fil LPWAN, puis transmises à un centre de commande centralisé sur terre à l'aide de réseaux satellitaires. Avec cette architecture en place, les entreprises peuvent exploiter de nouveaux gisements de données sur les actifs, l'environnement et les processus afin d'obtenir une vue complète de leurs opérations de production.
L'amélioration de la visibilité et de la surveillance apporte les avantages indéniables suivants :
1. Maintenance des actifs
Des capteurs intelligents installés sur des centaines d'actifs différents signalent des variables opérationnelles critiques qui aident à révéler les anomalies qui précèdent les défaillances. Cela permet aux opérateurs de dépêcher rapidement du personnel pour l'inspection et la maintenance avant que des défaillances graves ne se produisent, afin de minimiser les temps d'arrêt de la production et d'optimiser l'utilisation des actifs.
2. Gestion des risques et sécurité des travailleurs
Des capteurs environnementaux répartis vérifient en permanence la présence de gaz inflammables et de vapeurs toxiques dans l'atmosphère. Parallèlement, la surveillance des actifs 24 heures sur 24 et 7 jours sur 7 permet de prévoir les défaillances catastrophiques des actifs entraînant des explosions ou des déversements d'hydrocarbures en mer. En cas d'urgence, les alarmes sur site peuvent être déclenchées à temps afin que des mesures d'intervention immédiates puissent être prises pour protéger les travailleurs et éviter des catastrophes graves et irréversibles.
3. Gestion des installations
Diverses données sur la structure de la plate-forme (telles que les déformations, les vibrations, les bruits de fissures, etc.) et les conditions météorologiques extérieures sont collectées et analysées en permanence afin de fournir une évaluation fiable de l'intégrité de la plate-forme et de permettre un diagnostic précoce de toute avarie structurelle. De même, les infrastructures critiques telles que les portes étanches et les réservoirs de ballast peuvent être surveillées en permanence.
4. Conformité réglementaire
Grâce à des données de production complètes, les responsables des compagnies pétrolières et gazières peuvent contrôler et enregistrer efficacement la conformité réglementaire afin de garantir des opérations transparentes et conformes aux normes.
5. Sécurité et contrôle d'accès
Les capteurs sans fil peuvent identifier les activités suspectes dans les zones restreintes afin de renforcer la sécurité sur le site.
Résumer
En raison de la densité et de la complexité de ses actifs, l'industrie pétrolière et gazière devrait bénéficier grandement de l'IdO et du big data. La possibilité de connecter des équipements et des processus à grande échelle donne aux entreprises une visibilité et un contrôle sans précédent sur leurs opérations. En particulier sur les plateformes offshore, une nouvelle génération de connectivité IoT fait passer la surveillance à distance et la numérisation au niveau supérieur afin d'accroître l'efficacité et la sécurité tout en minimisant l'intervention humaine.