Melhora nas operações dos ativos de E&PAplicativos online usando modelos de processo oferecido vantagens para refinarias, indústrias químicas e processos em usinas geradoras por mais de duas décadas. O escopo e os objetivos desses aplicativos variam desde o monitoramento do desempenho de um equipamento específico até a otimização em loop fechado do lucro operacional em ativos tais como plantas inteiras, complexas e integradas.

Os operadores de E&P (energia e petróleo) tradicionalmente concentram-se em aumentar reservas através de exploração. Isso é o que faz subir o valor das ações de uma companhia. Contudo, os operadores de E&P não tem adotado em larga escala a tecnologia existente que lhes permite otimizar seus ativos existentes.

Neste momento, em que as oportunidades de exploração se tornam cada vez mais difíceis e caras, a otimização dos ativos existentes é uma “nova” fronteira para se acrescentar valor para os acionistas. Os pioneiros que implementaram esses modelos na área de E&P têm obtido vantagens significativas.

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Melhoras na tecnologia e experiência têm aberto novas oportunidades que permitem a implementação mais generalizada e mais rápida de aplicativos de suporte de decisões em tempo real baseados em modelagem para ativos de E&P.

Este artigo mostra onde modelos online podem ter um impacto significativo ao melhorar vários aspectos de operações de E&P, a tecnologia envolvida, assim como a abordagem e as melhores práticas necessárias para uma implementação bem sucedida e a manutenção desses aplicativos.

A maioria dos simuladores de processo possuem modelos configuráveis de equipamento de processo, compreendendo vasos de separação bi e trifásicos, (separadores gás/óleo); bombas, compressores (centrífugos, reciprocantes, axiais, de rosca sem fim, etc.); equipamentos de acionamento tais como motores, turbinas a vapor, e a gás; trocadores de calor; colunas de destilação; torres de absorção; torres de lavagem; válvulas; misturadores; separadores; tubulações e outras unidades de operação.

Aplicativos online podem ajudar empresas de petróleo e gás a otimizar seu negócio

Aplicativos online podem ajudar empresas de petróleo e gás a otimizar seu negócio

Estas unidades de operação podem ser configuradas entre si para modelar pequenos componentes de um ativo de E&P, uma única plataforma e seu equipamento de processamento ou múltiplos ativos interconectados com complexas redes de tubulações. Não deixa de ser um desafio, mas torna-se factível implementar aplicativos escaláveis baseados em modelagens, os quais monitoram, simulam e otimizam ativos de E&P em tempo real em ambientes operacionais, aportando vantagens apreciáveis e mensuráveis.

Na verdade, os ativos de E&P são tratados por modelagem tipo reservatório, que tem muito pouco em comum com os modelos processo-equipamento citados anteriormente.
Esses modelos tipo reservatório não são práticos para uso em tempo real por não terem a capacidade de coletar dados em tempo real, terem reação lenta a mudanças na produção, e longos tempos de computação.

Todavia, há modelos práticos empíricos de poços que foram empregados com êxito em conjunto com os modelos de superfície, de forma tal que os efeitos de primeira ordem de mudanças nas condições de superfície, tais como mudanças na pressão de fluxos, são levados em conta.

O que é necessário

Em termos gerais, para obter o máximo de vantagem na exploração de ativos, um aplicativo de modelagem online exige vários componentes funcionais, como:

Dados de operação confiáveis.
A capacidade de usar dados observados para monitorar o desempenho e atualizar as modelagens de equipamento.
Modelos que consigam prever o desempenho real de um ativo em seu ambiente integrado.
Uma função objetiva como componente econômica ou outra ( ex: índices de produção ) se o aplicativo incluir otimização.
Interfaces de usuário e relatórios de operações de forma que os resultados possam ser processados em aplicativos tipo open-loop ou monitorados em aplicativos tipo closed-loop
Um sistema de controle multivariável avançado se o aplicativo for do tipo closed-loop.
Capacidades de diagnóstico e manutenção para garantir resultados de qualidade e um alto fator de serviço.

Quando algumas dessas exigências não forem disponíveis, o ativo pode ser otimizado em grau menor, mas ainda assim com um significativo impacto econômico. Devido a que, na prática, nenhum ativo significativo tem todos os seus equipamentos operando ao mesmo tempo, e também porque a própria configuração geral dos equipamentos não é sempre a mesma, os status dos equipamentos, do controlador, e da configuração também são elementos importantes de informação a serem obtidos. Um aspecto importante dos aplicativos online é a tarefa de formular o problema certo que seja pertinente ao status e à configuração dos ativos no momento em que o monitoramento e/ou otimização estejam sendo executados.

Milo D. Meixell Jr. é um Tecnology Fellow na Aspen Tecnology Services e tem mais de 32 anos de experiência em aplicativos técnicos em industrias químicas, refinarias e instalações desse tipo. Ele é membro do American Institute of Chemical Engineers e pertence ao Conselho Editorial da revista Energy & Fuels. Ele graduou-se em engenharia química na Universidade de Penn State e tem mestrado em engenharia química pela Universidade de Delaware.

Juan Carlos Rodríguez tem 12 anos de experiência trabalhando com simulação e otimização de processos . Ele trabalhou para a DuPont Ibérica antes de entrar para a Aspen Tecnology em 2000. Ele graduou-se em engenharia química pela Universidade de Zaragoza em Zaragoza, Espanha, e é PhD em engenharia química pela Universidade de Zaragoza.