تابش نور بر میادین نفتی برای پایدارتر کردن آنها | اخبار MIT

فهرست به‌طور حیرت‌انگیز طولانی‌ای از چیزهایی وجود دارد که ممکن است در طول عملیات پیچیده یک میدان نفتی اشتباه پیش بروند.

یکی از رایج ترین مشکلات نشت آب نمک نمک است که محصول جانبی سمی پمپاژ روغن است. مورد دیگر پمپاژ بیش از حد یا کم است که می تواند منجر به خرابی دستگاه و نشت متان شود. (صنعت نفت و گاز بزرگترین تولیدکننده گاز متان در ایالات متحده است) سپس رویدادهای آب و هوایی شدید، از یخبندان زمستانی تا گرمای شدید را شامل می شود که می تواند تجهیزات را برای ماه ها از کار بیاندازد. یکی از وحشی‌ترین مشکلاتی که Sebastien Mannai SM ’14, PhD ’18 با آن روبرو شده است، گرازهایی است که با پوزه‌های خود مخازن نفت را باز می‌کنند تا از حمام‌های نفتی درخواستی لذت ببرند.

Mannai به صاحبان میدان‌های نفتی کمک می‌کند تا ضمن بهینه‌سازی عملکرد ماشین‌آلات خود، این مشکلات را شناسایی کرده و به آنها پاسخ دهند تا از بروز مشکلات در وهله اول جلوگیری کنند. او بنیانگذار و مدیر عامل شرکت Amplified Industries است، یک شرکت فروش ابزارهای نظارت و کنترل میدان نفتی که به کارآمدتر و پایدارتر کردن صنعت کمک می کند.

حسگرها و تجزیه و تحلیل‌های صنایع تقویت‌شده به اپراتورهای چاه‌های نفت هشدارهای بلادرنگی را در صورت بروز مشکل می‌دهند و به آن‌ها اجازه می‌دهد تا قبل از اینکه به یک فاجعه تبدیل شوند، به مسائل پاسخ دهند.

مانایی توضیح می‌دهد: «ما می‌توانیم 99 درصد از مشکلاتی که بر این ماشین‌ها تأثیر می‌گذارند، از خرابی‌های مکانیکی گرفته تا خطاهای انسانی، از جمله مشکلاتی که هزاران فوت زیر زمین رخ می‌دهند، پیدا کنیم. “با راه حل هوش مصنوعی ما، اپراتورها می توانند چاه ها را روی خلبان خودکار قرار دهند، و سیستم به‌محض بروز مشکل، به‌طور خودکار چاه را تنظیم یا خاموش می‌کند.»

آمپلیفید در حال حاضر با شرکت‌های خصوصی در ایالت‌های تگزاس تا وایومینگ کار می‌کند، که دارای 3000 حلقه چاه هستند. چنین شرکت‌هایی اکثر اپراتورهای چاه‌های نفتی در ایالات متحده را تشکیل می‌دهند و تجهیزات جدید و قدیمی‌تر و مستعد خرابی را که برای دهه‌ها در این زمینه بوده‌اند، کار می‌کنند.

چنین اپراتورهایی همچنین برای پاسخگویی به مقررات زیست محیطی مانند قوانین جدید آژانس حفاظت از محیط زیست مشکل دارند. دستورالعمل متان، که به دنبال کاهش چشمگیر انتشار گازهای گلخانه ای قوی در صنعت در چند سال آینده است.

Mannai توضیح می دهد: “این اپراتورها نمی خواهند متان آزاد کنند.” علاوه بر این، هنگامی که گاز وارد تجهیزات پمپاژ می شود، منجر به خرابی های زودرس می شود. ما می توانیم گاز را تشخیص دهیم و برای جلوگیری از آن، پمپ را کاهش دهیم. این بهترین هر دو جهان است: اپراتورها سود می‌برند زیرا ماشین‌هایشان بهتر کار می‌کنند و در هزینه‌هایشان صرفه‌جویی می‌کنند و همچنین ردپای محیطی کوچک‌تری با نشت و نشت متان کمتر به آنها می‌دهند.

استفاده از “هر منبع MIT که احتمالاً می توانستم”

مانایی در حالی که مدرک کارشناسی ارشد خود را در آزمایشگاه توربین گاز در بخش هوانوردی و فضانوردی MIT دنبال می‌کرد، با فناوری پیشرفته مورد استفاده در صنایع فضا و هوانوردی آشنا شد. سپس، در طول دوره دکترای خود در MIT، با یک شرکت خدمات نفتی کار کرد و متوجه شد که صنعت نفت و گاز هنوز بر فناوری ها و تجهیزات چند دهه ای تکیه دارد.

مانایی که قبلاً در کارخانه‌های موتور موشک و توربین کار کرده است، می‌گوید: «وقتی برای اولین بار به این میدان سفر کردم، نمی‌توانستم باور کنم که عملیات واقعی چقدر قدیمی است. بسیاری از چاه‌های نفت باید بر اساس احساس و قوانین سرانگشتی تنظیم شوند. اپراتورها توسط شرکت های اتوماسیون صنعتی و داده ناامید شده اند.

Mannai می‌گوید که نظارت بر چاه‌های نفت برای مشکلات معمولاً مستلزم آن است که شخصی در یک کامیون وانت صدها مایل را بین چاه‌ها طی کند و به دنبال مشکلات واضح باشد. سنسورهایی که مستقر می شوند گران هستند و جایگزینی آنها دشوار است. با گذشت زمان، آنها اغلب در این زمینه تا حد غیرقابل استفاده بودن آسیب می بینند و تکنسین ها را مجبور می کند تا حدس های دقیقی در مورد وضعیت هر چاه بزنند.

Mannai می‌گوید: «ما اغلب می‌بینیم که تجهیزات قطع شده یا به‌درستی برنامه‌ریزی شده‌اند، زیرا به‌طور باورنکردنی بیش از حد پیچیده و برای واقعیت این حوزه طراحی نشده‌اند. «کارگران روی زمین اغلب مجبورند آن را پاره کنند و سیستم کنترل را دور بزنند تا با دست پمپاژ کنند. اینگونه است که در نهایت با این همه نشت و چاه در سطوح پایین تر از بهینه پمپاژ می شوید.»

برای ساختن یک سیستم نظارتی بهتر میدان نفتی، مانایی از صندوق نوآوری Sandbox MIT و سرویس مشاوره سرمایه گذاری (VMS) پشتیبانی دریافت کرد. او همچنین در شتاب دهنده تابستانی دلتا V در مرکز اعتماد مارتین برای کارآفرینی MIT، برنامه فیوز در طول IAP، و برنامه MIT I-Corps شرکت کرد و تعدادی از کلاس ها را در دانشکده مدیریت MIT Sloan گذراند. در سال 2019، Amplified Industries – که تا همین اواخر با نام Acoustic Wells فعالیت می کرد – برنده مسابقه کارآفرینی 100 هزار دلاری MIT شد.

Mannai می‌گوید: «رویکرد من این بود که در هر برنامه ممکن مرتبط با کارآفرینی ثبت نام کنم و از هر منبع MIT که احتمالاً می‌توانم استفاده کنم. MIT برای ما شگفت انگیز بود.

Mannai پس از دوره فوق دکتری خود در MIT شرکت را به طور رسمی راه اندازی کرد و Amplified اولین دور بودجه خود را در اوایل سال 2020 افزایش داد. در آن سال، تیم کوچک Amplified به انکوباتور استارتاپ Greentown Labs در Somerville نقل مکان کرد.

Mannai می‌گوید ساخت حسگرهای کم‌هزینه و با باتری این شرکت یک چالش بزرگ بود. حسگرها مدل‌های استنتاج یادگیری ماشینی را اجرا می‌کنند و باتری‌های آن‌ها 10 سال دوام می‌آورند. آنها همچنین باید می توانستند شرایط سخت را تحمل کنند، از صحرای سوزان نیومکزیکو گرفته تا باتلاق های لوئیزیانا و زمستان های سرد در داکوتای شمالی.

ما سخت افزار بسیار ناهموار و انعطاف پذیر می سازیم. در آن محیط‌ها یک امر ضروری است.» Mannai می‌گوید. “اما استقرار آن نیز بسیار ساده است، بنابراین اگر دستگاهی خراب شود، مانند تغییر یک لامپ است: ما یک لامپ جدید برای آنها ارسال می کنیم و تعویض آن چند دقیقه طول می کشد.”

مشتریان هر چاه را به چهار یا پنج حسگر Amplified مجهز می کنند که به کابل ها و لوله های چاه متصل می شوند تا متغیرهایی مانند کشش، فشار و آمپر را اندازه گیری کنند. سپس حجم عظیمی از داده ها به ابر Amplified فرستاده می شود و توسط موتور تجزیه و تحلیل آنها پردازش می شود. روش‌های پردازش سیگنال و مدل‌های هوش مصنوعی برای تشخیص مشکلات و کنترل تجهیزات در زمان واقعی استفاده می‌شوند، در حالی که هنگام بروز مشکل، اعلان‌هایی را برای اپراتورها ایجاد می‌کنند. سپس اپراتورها می توانند چاه را از راه دور تنظیم کنند یا آن را خاموش کنند.

Mannai می‌گوید: «اینجاست که هوش مصنوعی مهم است، زیرا اگر همه چیز را ضبط کنید و آن را در یک داشبورد بزرگ قرار دهید، کار بسیار بیشتری برای مردم ایجاد می‌کنید. بخش مهم، توانایی پردازش و درک این داده‌های ثبت‌شده جدید و قابل استفاده کردن آن در دنیای واقعی است.

داشبورد Amplified برای افراد مختلف در شرکت سفارشی‌سازی شده است، بنابراین تکنسین‌های میدانی می‌توانند به سرعت به مشکلات پاسخ دهند و مدیران یا مالکان می‌توانند دید سطح بالایی از نحوه اجرای همه چیز داشته باشند.

Mannai می‌گوید اغلب وقتی حسگرهای Amplified نصب می‌شوند، بلافاصله شروع به شناسایی مشکلاتی می‌کنند که برای مهندسان و تکنسین‌های این حوزه ناشناخته بود. تا به امروز، Amplified از ریزش صدها هزار گالن آب نمک جلوگیری کرده است، که به ویژه به دلیل محتوای نمک و گوگرد بالا به پوشش گیاهی اطراف آسیب می رساند.

جلوگیری از این نشت ها تنها بخشی از تاثیرات زیست محیطی مثبت Amplified است. این شرکت اکنون توجه خود را به سمت تشخیص نشت متان معطوف کرده است.

کمک به صنعت در حال تغییر

پیشنهاد جدید EPA هزینه انتشار زباله برای شرکت های نفت و گاز از 900 دلار به ازای هر متریک تن انتشار گاز متان در سال 2024 شروع می شود و در سال 2026 و پس از آن به 1500 دلار در هر متریک تن افزایش می یابد.

Mannai می گوید که Amplified موقعیت خوبی برای کمک به شرکت ها برای پیروی از قوانین جدید دارد. تجهیزات آن قبلاً نشان داده است که می تواند انواع مختلفی از نشت ها را در سراسر میدان تشخیص دهد، صرفاً بر اساس تجزیه و تحلیل داده های موجود.

Mannai می‌گوید: «تشخیص نشت متان معمولاً مستلزم آن است که شخصی با دوربین حرارتی یا ردیابی هر دریچه و لوله‌کشی را دور بزند، اما این اپراتورها اغلب هزاران دریچه و صدها مایل لوله دارند. آنچه ما در میدان می بینیم این است که بسیاری از اوقات مردم نمی دانند که لوله ها کجا هستند، زیرا چاه های نفت به طور مکرر مالک خود را تغییر می دهند، یا اینکه نشت متناوب را از دست می دهند.

در نهایت Mannai معتقد است که یک پایگاه داده قوی و تجهیزات حسگر مدرن به ستون فقرات صنعت تبدیل خواهد شد و یک پیش نیاز ضروری برای بهبود کارایی و تمیز کردن صنعت است.

Mannai می‌گوید: «ما خدماتی را می‌فروشیم که تضمین می‌کند تجهیزات شما همیشه به طور بهینه کار می‌کنند. این به معنای جریمه های بسیار کمتر از سوی EPA است، اما همچنین به معنای عملکرد بهتر تجهیزات است. یک تغییر ذهنیت در سراسر صنعت در حال رخ دادن است، و ما به آسان‌ترین و مقرون به صرفه‌ترین این انتقال کمک می‌کنیم.»