Estratégias para modernizar o campo petrolífero

A indústria de petróleo e gás está enfrentando um dilema: a obsolescência da infraestrutura, a queda da produção e o aumento dos custos ameaçam o lucro, enquanto as pressões climáticas exigem inovação sustentável. Como os operadores do campo petrolífero podem resolvê-lo? 

A obrigatoriedade da modernização que custa um trilhão de dólares

A indústria de petróleo e gás está passando por uma rápida transformação, impulsionada por avanços tecnológicos. Os sistemas digitais, de automação e de energia estão na vanguarda dessa modernização, oferecendo a possibilidade de aprimorar a eficiência, a segurança e a sustentabilidade ambiental.

No entanto, a implementação desses sistemas essenciais em campos petrolíferos onshore abrange um conjunto único de desafios e recomendações.

Estudos indicam que as instalações de campo petrolífero onshore em todo o mundo incluem desde complexos totalmente novos a infraestruturas com mais de 70 anos. Em muitas instalações em funcionamento, o tempo médio de operação provavelmente é de 30 a 50 anos. Para modernizar e otimizar a rentabilidade desses locais, os principais desafios que devem ser enfrentados são:

• Queda nas taxas de produção: reservatórios em maturação e complexidades geológicas inerentes contribuem para a diminuição gradual na eficácia da extração.
• Infraestrutura em obsolescência: a infraestrutura existente, muitas vezes operando além da vida útil prevista, sofre com redução do desempenho e maior vulnerabilidade a falhas e ataques cibernéticos.
• Ônus de manutenção elevado: a gama de plataformas diferentes e ativos em obsolescência exige intervenções de manutenção frequentes e caras, impactando a disponibilidade operacional e o lucro.
• Grande volume de dados não estruturados: o acúmulo de conjuntos de dados vastos e heterogêneos, sem formatos padronizados, impede a análise eficaz e a tomada de decisões fundamentada.
• Aumento dos custos operacionais: o aumento dos preços dos consumíveis, a escassez de mão de obra e os gastos com manutenção contribuem para o aumento das despesas operacionais.
• Riscos ambientais e de segurança: os riscos inerentes à extração, ampliados pela infraestrutura em obsolescência, aumentam as preocupações ambientais e de segurança.

O campo petrolífero com tecnologia de base digital

Um campo petrolífero digital usa tecnologias modernas, como sistemas de controle aberto, eletrificação, inteligência artificial (IA) e Internet das coisas (IoT) no local e na nuvem para aprimorar as operações. Dessa forma, as empresas podem compreender e analisar dados em tempo real, facilitando o monitoramento e a gestão das atividades do campo petrolífero. Isso ajuda a aumentar a eficiência, reduzir os custos e minimizar o tempo de parada ao automatizar tarefas de rotina e aprimorar a tomada de decisões.

Essas tecnologias são fundamentais para a produção sustentável e lucrativa. No entanto, pesquisas mostram que, embora quase todas as empresas de energia tenham projetos de digitalização em várias áreas de suas operações, “70% delas não passaram da fase-piloto”. (McKinsey)

Como modernizar o campo petrolífero: uma estrutura estratégica

Para enfrentar esses desafios e assegurar a sustentabilidade a longo prazo, uma estratégia de modernização sistemática é primordial, abrangendo os seguintes elementos-chave:

• Considere a infraestrutura existente e a integração: para alcançar o sucesso na integração da infraestrutura em obsolescência com tecnologias de automação modernas, é vital implementar uma estratégia de migração clara. Para tanto, é preciso avaliar os equipamentos e processos atuais, identificar oportunidades de modernização e desenvolver um roteiro de integração total. Priorizar a modernização ou a substituição de sistemas defasados é crucial, assim como vincular os sistemas em obsolescência a plataformas de automação modernas. A utilização de uma metodologia de migração orientada por valor oferece uma abordagem em fases que ajudará a minimizar o tempo de parada da produção durante a transição.

• Construa pensando na expansibilidade e na flexibilidade: para acomodar a expansão futura e se adaptar às tecnologias em evolução, é imprescindível adotar uma abordagem de sistemas modulares e abertos. É necessária uma estratégia para reduzir o tempo de implantação e usar componentes-padrão para tornar o crescimento futuro viável. Baseando-se em arquiteturas abertas, expansíveis e seguras, as soluções de automação podem integrar ativos maduros existentes e áreas modernas com vários poços, o que inclui sistemas e equipamentos para uma ampla variedade de métodos aprimorados de recuperação de petróleo.

• Incorpore a eletrificação: a indústria reconhece que a redução de emissões é o preço a pagar para fazer negócios hoje e no futuro. A transição da turbina a gás e da geração a diesel como “precursores” para a eletrificação pronta para a rede requer investimento de capital e capacidade aprimorada de remoção de gás na forma de infraestrutura da tubulação. Avaliar a disponibilidade dos equipamentos também é essencial. Os avanços em sistemas de energia híbridos, microrredes, estações geradoras de energia pré-fabricadas e inversores de frequência (VFDs) podem respaldar essa transição de forma eficaz.

• Use instrumentos inteligentes e sistemas de coleta de dados: para superar a limitação de instrumentos analógicos e migrar para sensores digitais inteligentes, é importante avaliar a infraestrutura existente e definir objetivos claros para a modernização. Avaliar o diagnóstico de desempenho do instrumento e planejar a compatibilidade do sistema digital são etapas fundamentais. O uso de sensores de monitoração da vibração e de soluções modernas de medição com soluções avançadas de monitoração baseada em condições é necessário para fornecer recursos prontos para dados.

• Conte com operações remotas e telemetria: a adoção de sistemas de borda e edge-to-cloud permite abordar os desafios da integração de sistemas em obsolescência, conectividade deficitária e instrumentação limitada para viabilizar a monitoração remota. A utilização de plataformas integradas para monitoração e controle, juntamente com unidades de terminal remoto (RTUs) habilitadas para docker, pode aprimorar a eficácia operacional.

• Implemente análise avançada: para obter informações aprofundadas sobre métricas dos processos e o desempenho operacional ideal, além de prever falhas de ativos, implemente gêmeos digitais e análise avançada. O controle moderno de malha fechada e a otimização na borda, bem como as plataformas de supervisão habilitadas por IA, estão gerando um novo valor em campos maduros.

• Gestão de dados e ação inteligente orientada por dados: a gestão eficaz de dados requer acesso a dados contextualizados relevantes, integração de vários sistemas e acessibilidade a dados. Criar um fluxo de dados unificado entre a tecnologia operacional (TO) e a tecnologia da informação (TI) é essencial. Estabelecer uma camada sólida de base de dados e viabilizar operações conectadas por meio de plataformas empresariais de Internet das coisas industrial, sistemas de gestão de dados de produção e plataformas de predição de desempenho aprimorarão a tomada de decisões orientada por dados.

• Elabore uma estratégia de cibersegurança: preparar as operações do campo petrolífero para lidar com as ameaças de cibersegurança é fundamental. Para tanto, é preciso seguir a estrutura do NIST, manter um inventário de ativos abrangente e implementar a gestão prática e priorizada de riscos e vulnerabilidades. Utilizar sistemas de TO incorporados com recursos de cibersegurança e empregar análise comportamental e aprendizado de máquina para a detecção de ameaças reforçará as medidas de segurança.

• Planeje-se para o desenvolvimento do pessoal: de acordo com a McKinsey: “Novas tecnologias exigem que o pessoal desenvolva novas habilidades, adote novos processos e modifique práticas de trabalho de longa data”. Para treinar o pessoal de maneira eficaz e atrair novos talentos qualificados, é importante capacitar os funcionários atuais e engajar os recém-contratados por meio de programas de treinamento abrangentes. Utilizar um projeto de IHM centrado no usuário, tecnologias de realidade aumentada (AR) e ferramentas remotas de orientação de especialistas aprimorará o aprendizado e a eficiência operacional.

• Priorize a sustentabilidade: para minimizar o impacto ambiental e priorizar a sustentabilidade é preciso um roteiro proativo que meça o desempenho, otimize os processos e supervisione as operações. O uso de soluções de automação com eficiência energética, plataformas de gestão de energia, sistemas eficazes de medição de carbono e de erros, e plataformas de contabilização de carbono apoiará estas iniciativas de sustentabilidade.

Tecnologias de base

Para modernizar os campos petrolíferos com eficiência, conte com as tecnologias e os serviços da Rockwell Automation e da Sensia™, que contribuem para alcançar a excelência operacional. Considerando a infraestrutura existente ou os requisitos futuros do poço, instalar dispositivos inteligentes, modelos orientados por IA e outros recursos digitais pode ajudar a fornecer monitoração baseada em condições, predição de falhas de ativos em tempo real e supervisão aprimorada dos ativos.

Ao utilizar os sistemas de controle Allen-Bradley®, as empresas podem otimizar os recursos de automação e aprimorar os sistemas em obsolescência ou realizar a migração para outras estruturas. O sistema digital de controle distribuído PlantPAx® simplifica as operações e aumenta a segurança ao fornecer uma plataforma que disponibiliza relatórios de análise avançada e infraestrutura de rede aprimorada. Os aplicativos de cibersegurança também podem ser projetados para detectar e reduzir ameaças cibernéticas.

A suíte de software FactoryTalk® oferece uma solução robusta de gestão de dados que facilita a integração total e a acessibilidade dos dados, alinhando-se com a recomendação de criar um fluxo de dados unificado entre tecnologia operacional (TO) e tecnologia da informação (TI). Usando soluções de dados habilitadas por IA na borda, como FactoryTalk® LogixAI® e FactoryTalk® Guardian AI™, preveja falhas antes que elas ocorram e coloque o poder da IA nas mãos dos operadores. Para habilitar essas plataformas na borda, é preciso contar com os dispositivos de borda certos. O controlador hiperconvergente QRATE HCC2 da Sensia oferece o melhor desempenho de borda da categoria em alguns dos ambientes mais adversos do mundo.

Essas tecnologias não só abordam os desafios enfrentados pelo setor, mas também se alinham às recomendações de melhores práticas para a modernização.

Por que agora?

A modernização dos campos petrolíferos onshore é uma jornada transformadora que requer uma estratégia holística. Considerando os desafios na indústria de petróleo e gás, como infraestrutura em obsolescência, taxas de produção em queda e custos operacionais crescentes, soluções inovadoras e práticas são necessárias para modernizar os campos petrolíferos e seus níveis de produção. Adotar tecnologias avançadas como automação e inteligência artificial, além da Internet das Coisas, pode aumentar consideravelmente a eficiência e a segurança.

A priorização da otimização orientada por dados é essencial para a tomada de decisões fundamentada, permitindo a monitoração em tempo real e a manutenção preditiva que podem reduzir os custos e estender a vida útil dos ativos. A sustentabilidade também deve ser prioridade para as iniciativas de modernização, pois a indústria enfrenta pressão para reduzir seus níveis de emissões e impactos ambientais. A adoção de práticas sustentáveis, a transição para a eletrificação e a implementação de soluções com eficiência energética contribuirão para melhorar a reputação corporativa e ampliar a confiança das partes interessadas.

Em última análise, a modernização bem-sucedida depende do compromisso com a melhoria contínua e a inovação, fomentando a capacidade de adaptação e investindo no desenvolvimento do pessoal para alcançar a viabilidade a longo prazo em um mercado que está se transformando.

Conte com a parceria da Rockwell Automation e da Sensia em sua jornada de modernização. Dispomos de tecnologia e experiência no setor para reduzir o tempo até o “primeiro petróleo” e o “primeiro gás”, ajudando você a planejar e seguir o roteiro para o sucesso.