Le jumeau numérique Drilling Rig et l’optimisation de Well Construction

Le jumeau numérique Drilling Rig et l’optimisation de Well Construction

Aperçu

Transocean est une société suisse de forage offshore qui fournit des services de construction de puits basés sur des plates-formes dans le monde entier. La société est l'un des plus grands entrepreneurs dans son secteur et possède des bureaux dans 20 pays. Elle exploite une flotte d'unités mobiles polyvalentes et extracôtières composées de flotteurs en eau moyenne, en eau profonde, en eau ultra-profonde et en milieu hostile. La société a décidé de construire un jumeau numérique de ses processus de construction de puits pour permettre la prévision et les capacités de planification avancées dans le but d'optimiser les opérations à travers sa flotte.

Graphique de flux de processus de construction de puits

Problème

Les plates-formes de forage pétrolier et gazier sont des systèmes très complexes qui contiennent des milliers de procédés qui doivent fonctionner 24 heures sur 24 dans des environnements éloignés et des conditions météorologiques difficiles. La construction de nouvelles plates-formes de forage peut nécessiter plus d'un milliard de dollars d'investissement. Le processus a beaucoup d'interdépendances et il y a beaucoup de différents incidents qui peuvent se produire. Par conséquent, les caractéristiques opérationnelles et financières d'un système pendant la configuration et la production sont souvent difficiles à prévoir.

Le processus de construction du puits se compose de plusieurs étapes. Certaines simulations avancées du processus de forage lui-même existent déjà, mais Transocean voulait avoir une simulation de l'ensemble du processus de construction du puits, y compris les étapes de non-forage : trébuchement, cimentage, emboitement, etc. Le résultat serait un jumeau numérique du processus de construction de puits (en savoir plus sur la technologie numérique de jumelage - Introduction au développement numérique Twin).

La simulation de l'ensemble du processus de construction aiderait l'entreprise à planifier plus précisément l'optimisation des puits de pétrole. Transocean serait en mesure de:

L'architecture du modèle d'optimisation du puits

Processus simulés qui dépendent
et interdépendants de différents facteurs

L'interface du modèle

Solution

Transocean a décidé de commencer par un projet pilote pour approuver le concept et de poursuivre son développement s'il a procuré des résultats satisfaisants. La société a choisi AnyLogic comme plate-forme pour leur simulation pour plusieurs raisons, y compris la capacité de modélisation de simulation multiméthode d'AnyLogic. Dans ce projet, la modélisation de la dynamique du système, la modélisation basée sur le comportement des agents et la modélisation d'événements discrets ont été combinées. Les ingénieurs ont utilisé l'approche basée sur le graphique de flux pour le modèle avec des blocs de retard pour les processus de haut niveau.

De grandes quantités de données historiques provenant d'endroits tels que les plans de puits, les opérations des machines ainsi que les tableaux de bord avec le timing de forages effectuées toute la flotte mondiale de plates-formes de forage de Transocean (qui enregistrent des données toutes les 15 minutes) ont été chargées dans le modèle. Cela a permis la simulation de processus dépendants et interdépendants très complexes.

La plate-forme AnyLogic a facilité la création du modèle d'optimisation de la construction de puits avec plusieurs niveaux de fidélité qui pourraient combiner des données précises et une distribution statistique. Cela signifie que les ingénieurs peuvent travailler à un niveau élevé, puis plonger profondément dans les niveaux inférieurs du modèle pour en étudier davantage. Par exemple, il est possible de tester de nouveaux équipements en ajoutant des données sur ses caractéristiques au modèle et en exécutant des scénarios de simulation. Les résultats montrent la performance de l'équipement dans l'ensemble du système et son taux de rendement.

Le modèle d'optimisation des puits dispose d'une interface attrayante et conviviale dans AnyLogic. Les utilisateurs peuvent choisir une usine de puits, définir différents paramètres et ajuster l'une des machines associées. Par conséquent, il est possible de voir les processus réels en cours dans une plate-forme de forage en temps réel et d'obtenir des prédictions pour le processus de construction. Il est possible d'exécuter différents scénarios de simulation pour tester de nouveaux équipements ou des changements dans la chaîne d'approvisionnement en fonction de la situation réelle ou prévue sur place. Les résultats sont affichés dans les graphiques de Gantt, les tableaux de bord et les modèles 2D et 3D.

Transocean a créé deux modèles d'optimisation des puits 3D. Le modèle polygonal a été fait à des fins de vérification et mis en œuvre dans AnyLogic, qui a rapidement et facilement permis la construction d'une visualisation précise et claire. Le deuxième modèle a été fabriqué dans Unreal Engine à des fins de marketing, afin que les clients puissent voir et comprendre à quoi ressemblent certains processus. La plate-forme AnyLogic API a permis l'intégration transparente du modèle AnyLogic avec la visualisation unreal Engine.

Simulation de pétrole et de gaz - modèle d'optimisation des puits en 3D

Résultat

Le modèle de simulation de l’optimisation du fonctionnement des puis était un projetpilote, et la comparaison des cas de construction de puits du monde réel et des prédictions virtuelles a montré une très bonne correspondance. De plus, le modèle est déjà en mesure de tester l'équipement, le processus ou les changements de politique et de comparer les dépenses en immobilisations et la réduction des dépenses d'exploitation dues à ces changements. Il montre comment l'entreprise peut économiser des jours ouvrables (dont chacun pourrait coûter plusieurs millions de dollars à Transocean) et a augmenté ses revenus en permettant de forer plus de puits par an. En outre, il a également contribué à améliorer la sécurité en montrant la gestion quand il est possible de retirer les gens des zones dangereuses sans causer de problèmes.

Transocean prévoit maintenant d'apporter plus d'expertise et d'améliorer le modèle en ce qui concerne:

Ce projet a prouvé l'efficacité du logiciel AnyLogic dans le domaine pétrolier et gazier offshore.

Vous pouvez télécharger Jason Baker et Abe Hudson présentation de la Conférence AnyLogic.

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