石油とガスのプラットフォームが、エマソンの砂監視ソリューションを使用し、設備の完全性を損なうことなく高い生産効率を維持

顧客​

北海に拠点を置く石油・ガス事業者。

用途​

複数の坑口で上流側に混入した砂を監視します。

課題​

北海のオフショアプラットフォームは、長期的な設備の健全性を維持することに重点を置き、2015年末に稼働を開始しました。 砂の管理を巡るオペレーターの戦略は、施設の安全性と完全性のバランスを取りつつ、運用効率を最大化することでした。 最初の石油生産以来、プラットフォームは97％を超える高い生産効率を記録しており、この高い水準を維持することを目指しています。

このような高い生産率で操業する場合の課題は、特に砂の生成しやすい貯留層や、炭化水素の回収を最大化するソリューションを導入している場合、比較的短期間で坑井から砂が産出され始める可能性が高いことです。 砂の生産における重要な問題のひとつは、生産された流体に混入した砂粒子が研磨性を持ち、パイプライン、バルブ、その他の表面設備を侵食してしまうことです。 時間の経過に伴いエロージョンにより金属の損失、パイプやバルブの故障、さらには漏れが発生する可能性があります。 これにより、設備の健全性に実質的なリスクが生じ、混入する砂を最小限に抑えるためにオペレーターが生産率を下げざるを得なくなる可能性があり、その結果として運用効率も低下することになります。 この施設の生産量が5%減少した場合、1日あたり$285,000の収益損失が発生すると推定されています。

ソリューション​

オペレーターは、15の坑井すべてに Emerson の砂音響モニター（SAM）（画像1）を設置し、既存の Emerson の侵入型サンドプローブ を補完することを選択しました。 音響検出器は、衝突する粒子の超音波ノイズを定量化された出力に変換することで、砂が存在するかどうかを即座に識別できます。 すべての検出器は砂注入によって校正され、混入した砂の正確な定量化が可能になり、特定の侵食リスクを適切に把握できるようになりました。 同時に、音響検出器からの出力は、他のセンサーからの侵食速度および推定壁厚損失と相関します。 これにより、測定の信頼性が高まり、操業中のさらなる安心感が得られます。

Emerson の SAM センサーは高感度であるため、坑井を継続的に監視でき、流体中の砂の濃度が極めて低い坑井でも、砂の蓄積をリアルタイムで正確に検出します。 このサイトの坑井では、砂の割合がゼロから最大 0.0015 g/s まで、金属損失率が 0.001 mm/y 未満であることが報告されています（2024 年 1 月の参照データ）。 これらの重要なパフォーマンス指標を把握することで、オペレーターは、設備の健全性に影響がないことを確認し、安心して高い石油生産率を維持することができます。

下のグラフは坑井の1つから得られたデータを示しており、1か月間の砂の蓄積量は 1 kg 未満とごくわずかで、砂の流量が0.0003 g/sと非常に低いことを示しています。 1）流速：2.635 m/s、2）推定金属損失量：<0.001 mm/年、3）砂の累積質量：<1 kg/月、砂の流量：0.0003 g/sを示しています。

砂の流量が低いため、グラフでは金属損失曲線に目立った変化は見られず、このレベルの砂の産出では、パイプや坑井インフラのその他の重要なコンポーネントに重大な侵食の影響がないことが明確に示されています。

いずれかの坑井で砂の累積量または砂の流量が最小しきい値を超えると、アラームが発報され、オペレーターは直ちに対応するとともに、データに基づく調整を行って生産率を最適化できます。

砂の流量とその侵食作用をリアルタイムで監視することで、オペレーターは潜在的な機器の故障を予測して予防措置を講じることができ、予知保全を実施して計画外のダウンタイムを回避できます。

結論​

砂と侵食の影響をリアルタイムで監視することで、オペレーターは、設備が砂の産出によるリスクにさらされていないことを確認しながら、安心して生産目標を達成できます。 この場合、リアルタイムの砂および浸食モニタリングのデータを活用することで、オペレーターは砂の生産レベルを積極的に追跡し、機器に対する潜在的な浸食の影響を検出できます。 このテクノロジーは安心感を与えるだけでなく、オペレーターが最適な生産率を維持し、設備の健全性を継続的に確保できるようにします。

石油生産における設備の健全性をリアルタイムで管理できることは、財務パフォーマンスを向上させるための究極の手段です。 この場合、Emerson の砂および侵食のリアルタイム監視システムを導入することで、迅速な投資回収（ROI）を実現し、投資回収期間は 3 日未満と見込まれました。

詳細については、
Emerson.com/Corrosion-Erosionをご覧ください