ARC Resources社は、ロックウェル･オートメーションのConnectedProductionソリューションで人工採油システムを最適化

油田

カナダは世界第5位の石油生産国です。これは主に、アルバータ州とその周辺にある国の広大な埋蔵量によるもので、これには世界で3番目に大きい既知の石油埋蔵量が含まれています。

カルガリーを拠点とするARC Resources Ltd.は、この石油の豊富な地域を20年以上にわたって故郷と呼んでいます。同社の資産はカナダ西部に分散しており、従来の石油および天然ガスの探査、開発、生産などの事業を行っています。

ブリティッシュコロンビア州北東部のアルバータ州西部の境界線を渡ったところにあるARC Resources社は、北米で最高のタイトガスの1つと考えられている、モントニー地域で最大の運用者の1つです。そして、ARC Resources社が最近、大規模な多重井戸型の天然ガス生産施設に使用していた制御システムの最適化を開始することを決定したのはここです。

これらの施設に設置されている既存のシステムは人工採油をサポートしていませんでしたが、生産レベルを維持するために間もなく必要になります。また、既存のシステムには拡張と安全の両方の課題もありました。
 

岐路に立つ運用

ARC Resources社は、1つから4つの油井しか含まれていない小さな油田ではすでに最適化プログラムに着手していました。

ただし、5つ以上の油井のあるより大規模な油田には、人工採油システムをサポートするための制御システムがありませんでした。そして、これらの場所のいくつかが10～15年の生産のマイルストーンに近づいたとき、会社は近い将来に改善を行なう必要があることを理解していました。

ARC Resources社のプログラミングスペシャリストであるチャーリー･ケトナー氏は次のように述べています。「補助リフトを使用して、より小さなフィールドでの生産を安定させることに非常に成功しました。大きな油田には同じ最適化オプションがありませんでした。したがって、私たちの生産エンジニアは、これらの場所でも人工採油を行なうことを可能にする制御ソリューションを見つけたいと考えていました。」

既存のコントローラは、水平坑井全体を実行するために必要な大量のI/Oを処理できませんでした。その結果、同社は、リモート･ターミナル･ユニット(RTU)と一緒に配線された複数のコントローラを使用する必要がありました。このアプローチにより、制御インフラがより複雑になり、ミスが発生しやすくなるだけでなく、制御とモニタに使用できる情報の量も制限されました。

複数のハード配線されたコントローラの使用も安全の課題を浮き彫りにしました。ARC Resources社は、その制御アーキテクチャに依存して、有毒ガスや爆発性ガスをモニタし、状況に応じて排気ファンをオンにしたり、ウェルをブロックしたりするなどの対応を実施します。

ただし、コントローラは出力をロックしてフリーズする可能性があり、障害が発生したことを示すものはありません。このため、このような状況をモニタするために「ウォッチドッグ」タイマハードウェアを追加する必要がありました。
 

「キャンドパッケージ」

ケトナー氏はロックウェル･オートメーションに連絡して、大規模な多分岐型の水平坑井で人工採油システムをサポートし、制御を簡素化し、安全の懸念に対処できる最適化オプションについての議論を始めました。

この議論を通じて、彼らはAllen-Bradley^®のControlLogix^®プログラマブル･オートメーション･コントローラ(PAC)およびカスタムコーディングが必要ないFactoryTalk^® Viewヒューマン･マシン･インターフェイス(HMI)を備えた、すぐに使えるロックウェル･オートメーションのConnectedProduction^™油井マネージャソリューションの採用へと至りました。

PACは、ARC Resources社に、最大32の人工採油の油井を備えた大規模施設向けの単一プラットフォームの制御と、状況に応じた生産情報を与え、オペレータは最適な生産レベルを維持し、問題をトラブルシューティングすることを支援しました。

ケトナー氏は次のように述べています。「これは「キャンドパッケージ」です。注文して設置し、探しているポイントにデータを接続すれば、すぐに利用できます。」

ケトナー氏と彼のチームは、他の4箇所の多分岐型の水平坑井の現場に設置する前に、ブリティッシュコロンビア州ドーソンクリークの町の近くにあるサンライズという名前の8油井の生産現場で新しいテクノロジを試験的に導入することを決定しました。

この試用期間中に最初に発見した利点の1つはConnectedProductionソリューションに含まれるアドオン命令でした。これにより、設置プロセス中に約2日間プログラミングする必要がなくなりました。また、ソリューションはオープンアーキテクチャを使用しているため、現場の他のベンダーのハードウェアと簡単に統合することができました。
 

視認性と安全の向上

ConnectedProductionソリューションにより、以前はサンライズの現場に配置されていた複数のコントローラとRTUの必要がなくなりました。現在、すべての水平坑井の制御は単一の制御プラットフォームに統合されています。これにより、アーキテクチャが簡素化されるだけでなく、施設のハードウェアおよびソフトウェアのコストを削減できました。

このソリューションは、オン/オフタイマやプランジャ･リフト･システムを含む人工採油システムの使用も可能にし、それらのシステムの可視性を提供します。

ケトナー氏は次のように述べています。「オペレータはConnectedProductionソリューションのイベントを追跡して、最適化サイクルのどの段階にいるかを確認し、次に何をすべきかについてより良い決断を下すことができます。例えば、オペレータはタイマ油井がもう生産されていないことを確認し、プランジャを穴に入れる次のステップに進むことができます。」

この新しいシステムは、サンライズの現場で検出されない障害のリスクを低減することにより、ARC Resources社が安全を高めるのにも役立ちます。

ケトナー氏は次のように述べています。「プロセッサに問題が発生した場合、またはI/Oラックが取り外された場合、ControlLogixプラットフォームは、すべてのプロセスをシャットダウンする安全な状態に陥る可能性があります。ソレノイドからすべての電源がオフになり、基本的に緊急シャットダウンの結果になります。」

ConnectedProductionシステムのもう1つの利点は、コントロールパネル内の流量測定カードをサポートできることです。これにより、ケトナー氏は別の流量測定コンピュータを使用する必要がなくなり、同社の施設で数万ドルを節約できるようになりました。

ケトナー氏は次のように述べています。「カードをラックに差し込むだけで、バックプレーン上で通信します。大幅なコスト削減が実現しました。」

今後の展望として、ケトナー氏はすでにこの地域の少なくとも4箇所のより大規模な多分岐型の水平坑井にConnectedProductionソリューションの導入を求めています。

ケトナー氏は次のように述べています。「ロックウェル･オートメーションのソリューションの価値を見てきましたが、リフトを支援する必要がある他の現場にそれを提供したいと考えています。新しい油田では、これを最初から実装するので、必要なときにいつでも使用でき、オンにすることができます。」

上記の結果は、ARC Resources社での配備されたロックウェル･オートメーション製品およびサービスをその他の製品と併用した結果です。実際の成果は事例ごとに異なる場合があります。

Allen-Bradley, ConnectedProduction, ControlLogix, およびFactoryTalkは、Rockwell Automation Inc.の商標です。