Grâce à IoT, l'industrie pétrolière connaît une transformation sans précédent. L'adoption rapide des dispositifs IoT crée de nouvelles opportunités pour améliorer l'efficacité et réduire les coûts. Avec des infrastructures situées dans des environnements souvent éloignés et parfois hostiles, la surveillance automatisée des réservoirs et des pipelines modifie la façon dont les opérations pétrolières et gazières fonctionnent. En fait, IoT améliore considérablement l'efficacité opérationnelle pour tout ce qui concerne la surveillance en temps réel, la maintenance prédictive, la surveillance des actifs et l'amélioration de la sécurité. Dans cet article, nous décrivons les avantages, les cas d'utilisation, les technologies, les défis, les solutions et les études de cas associés aux avantages de IoT dans le secteur du pétrole et du gaz.
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Apprendre à relever les défis de la communication dans l'industrie pétrolière et gazière
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Sujets abordés dans ce blog :
Avantages
Cas d'utilisation
Technologies
Défis
Solutions
Études de cas
Le rôle du site IoT dans le secteur du pétrole et du gaz
L'internet des objets joue un rôle crucial dans l'industrie pétrolière et gazière, dans toutes les opérations. Par exemple, les capteurs du site IoT surveillent les performances des équipements et suivent les stocks. Les dispositifs IoT installés sur les plates-formes de forage peuvent collecter et partager toutes sortes de paramètres de forage en temps réel, tels que les conditions et l'état de l'équipement. Dans le secteur du raffinage et du traitement, les opérateurs reçoivent des mises à jour en temps réel sur la température, les débits et la pression au sein de processus cruciaux. Mieux encore, les opérateurs peuvent surveiller bon nombre de ces systèmes à distance, ce qui permet d'obtenir une efficacité incroyable. En raison de cet impact puissant, il n'est pas étonnant que le site IoT monte en flèche sur le marché du pétrole et du gaz. Selon Intellisoft, le marché IoT du pétrole et du gaz pourrait atteindre 27,7 milliards de dollars d'ici 2032, soit un taux de croissance annuel moyen de 9,7 %. De nombreux points de données suggèrent que IoT continuera à transformer l'industrie du pétrole et du gaz.
Dans le secteur du pétrole et du gaz, le site IoT permet d'améliorer tous les aspects opérationnels de l'industrie, et donc d'accroître considérablement l'efficacité des opérations. La surveillance en temps réel des travailleurs et des équipements peut améliorer la sécurité. La maintenance prédictive, qui utilise l'apprentissage automatique pour alerter rapidement en cas de défaillance d'un équipement, peut permettre d'économiser des millions de dollars. La surveillance environnementale en temps réel permet de détecter les émissions dépassant les limites et d'alerter les opérateurs avant qu'une infraction ne se produise. Ces applications et bien d'autres IoT dans le secteur du pétrole et du gaz ont été rendues possibles grâce à des capteurs avancés connectés à l'ensemble des opérations pétrolières et gazières.
Efficacité
L'une des applications les plus importantes de IoT dans l'industrie pétrolière et gazière est la possibilité de contrôler et de gérer les actifs à distance. Surveillance des actifs IoT Les capteurs de pétrole et de gaz fixés à l'équipement industriel communiquent sans fil l'état de tous les éléments, des pompes aux pipelines. Les vibrations, la pression, la température, etc. étant collectées et partagées en temps réel sur une plateforme numérique, les opérateurs peuvent détecter les problèmes avant qu'ils n'affectent les opérations. Par exemple, un système de détection des fuites de gaz basé sur le site IoT peut envoyer une alerte indiquant une fuite potentielle, ce qui permet d'éviter les déversements et les pertes financières liés à une défaillance du pipeline.
Sécurité
Les incendies et les explosions constituent des risques constants pour la sécurité des travailleurs dans l'industrie du pétrole et du gaz, ce qui en fait une profession à haut risque. Cependant, un rapport de Deloitte montre que les entreprises qui déploient des dispositifs portables IoT pour les travailleurs réduisent les accidents du travail de 48 %. IoT wearables. L'intégration de capteurs dans les gilets de sécurité et les casques de protection permet de détecter les dangers potentiels et d'alerter le porteur, évitant ainsi un accident. Et si un incident se produit, IoT wearables peut alerter les services d'urgence en indiquant la localisation, les conditions environnementales et même les signes vitaux du porteur.
Visibilité en temps réel et à distance
Grâce à la combinaison des drones et des caméras à 360°, les entreprises de l'industrie pétrolière et gazière disposent désormais d'un moyen d'inspecter les opérations à distance. Au lieu que des travailleurs inspectent manuellement une installation, les drones peuvent désormais survoler les installations, collecter des données et communiquer sans fil les informations en temps réel. En abandonnant les inspections manuelles, les entreprises peuvent réduire les frais de déplacement, améliorer la sécurité des travailleurs et obtenir des données cruciales plus rapidement. Par conséquent, les inspections à distance effectuées à l'aide des appareils IoT peuvent changer la donne pour l'industrie pétrolière et gazière.
Analyse de données améliorée (IA)
IoT Les capteurs peuvent tout mesurer, depuis l'état de l'équipement et les signes vitaux des travailleurs jusqu'aux conditions environnementales et à l'emplacement de l'équipement. Lorsqu'une quantité suffisante de ces données brutes est collectée et analysée, les équipes peuvent obtenir toutes sortes d'informations. Les responsables commencent à trouver des processus inefficaces, reçoivent des alertes sur les équipements défectueux avant qu'ils ne tombent en panne et même des suggestions pour optimiser l'utilisation des ressources. Grâce à l'intelligence artificielle et à l'apprentissage automatique appliqués à ces données, les plateformes d'analyse peuvent trouver des modèles cachés qui suggèrent des changements opérationnels pour réduire les coûts, maximiser les ressources et améliorer la sécurité.
Réglementation environnementale
Au printemps 2024, l'Agence américaine de protection de l'environnement a publié de nouvelles réglementations qui exigent des changements importants dans l'industrie pétrolière et gazière. En conséquence, l'industrie doit désormais rendre compte d'une liste élargie de sources d'émissions. Grâce aux capteurs IoT déployés dans des zones de surveillance telles que les torchères, les opérateurs peuvent ajuster les processus de combustion afin de minimiser le brûlage à la torche et de réduire leur empreinte carbone.
Il n'est pas étonnant que IoT connaisse une croissance rapide dans l'industrie pétrolière et gazière. Le nombre de cas d'utilisation de IoT dans le secteur du pétrole et du gaz est presque illimité. Qu'il s'agisse de contrôler les installations à distance ou de prévoir les pannes d'équipement, les dispositifs IoT créent l'efficacité nécessaire tout en contribuant à réduire les coûts. Connectés à une plateforme IoT , les opérateurs peuvent gérer des milliers d'appareils à partir d'un seul écran, envoyer des mises à jour logicielles aux appareils situés à distance et analyser les données de tous les capteurs. Voici quelques exemples d'utilisation de IoT dans l'industrie pétrolière et gazière :
- Surveillance des pipelines et détection des fuites : les capteurs deIoT peuvent détecter des vapeurs invisibles lorsqu'une fuite s'est produite. Une fois détectée, le système IoT transmet des alertes aux opérateurs qui peuvent fermer l'oléoduc et éviter une perte catastrophique.
- Assurer la sécurité des travailleurs : Des capteurs portables fixés sur les gilets de sécurité et les casques peuvent surveiller les signes vitaux des travailleurs et la température ambiante et envoyer des alertes lorsque les capteurs détectent des changements dangereux.
- Surveillance à distance: Le suivi de l'emplacement des véhicules et des équipements à l'aide des capteurs IoT permet non seulement aux gestionnaires de suivre les stocks, mais aussi de localiser à distance les équipements en panne et d'envoyer de l'aide sur place.
- Contrôle de la pression des réservoirs : personne ne souhaite que du pétrole s'écoule dans l'environnement à partir de réservoirs de stockage endommagés. IoT Les systèmes de contrôle utilisent des capteurs pour détecter les problèmes des opérateurs de réservoirs et les réparer avant que la fuite ne devienne une urgence.
IoT dans le secteur amont du pétrole et du gaz
Dans la partie amont de l'industrie pétrolière et gazière, les capteurs IoT installés sur les plates-formes de forage, les têtes de puits et d'autres équipements permettent une surveillance en temps réel. En cas d'anomalie, les opérateurs peuvent programmer la maintenance afin d'éviter toute défaillance de l'équipement. Les opérateurs peuvent même utiliser des plateformes IoT pour améliorer les techniques de forage ou visualiser à distance les opérations de forage.
Optimisation du forage
IoT Les capteurs installés sur les plates-formes de forage peuvent envoyer des données sur l'équipement à une plate-forme d'analyse. Grâce à l'apprentissage automatique, la plateforme d'analyse peut fournir des suggestions exploitables aux opérateurs de forage et même prédire les pannes d'équipement avant qu'elles ne se produisent.
Gestion de l'intégrité des pipelines
Les pipelines plus anciens présentent un risque de défaillance et de fuite. Traditionnellement, cela implique de multiplier les inspections manuelles, ce qui augmente le coût du projet. Grâce aux drones équipés de capteurs qui survolent les pipelines dans n'importe quelle zone géographique, les dispositifs de détection des fuites de gaz IoT assurent la sécurité des travailleurs et leur permettent de résoudre rapidement le problème.
Optimisation et contrôle des processus
Plus les processus deviennent complexes, plus il est difficile de les optimiser manuellement. En fait, les grandes compagnies pétrolières gèrent plus de 50 000 puits. Grâce aux plateformes d'analyse IoT , les sociétés pétrolières et gazières en amont peuvent surveiller les équipements d'extraction du pétrole à distance et en temps réel. Ensuite, si une fuite est détectée, des systèmes automatisés peuvent fermer automatiquement les pipelines.
IoT dans le secteur intermédiaire du pétrole et du gaz
Dans le segment intermédiaire de l'industrie pétrolière et gazière, les opérateurs transportent le pétrole et le gaz naturel depuis leurs points d'extraction jusqu'à leur transformation en carburants, qui sont ensuite livrés aux clients. Tout au long du trajet, des capteurs vérifient les stations de pompage, les compteurs de gaz ( IoT ), les sites de stockage, les points d'interconnexion et les vannes afin d'améliorer l'efficacité.
Surveillance de la pression du brut dans les pipelines
Le secteur intermédiaire de l'industrie pétrolière et gazière peut utiliser des débitmètres spécialement conçus pour mesurer la pression du pétrole dans l'oléoduc. Lorsqu'un changement de pression se produit, une alerte automatisée peut indiquer une fuite causée par des tuyaux corrodés ou un vol.
Surveillance des réservoirs de stockage
IoT dans les réservoirs de stockage de carburant peuvent tout surveiller : le niveau des réservoirs, la pression et les débits. Des alertes automatisées permettent aux opérateurs d'agir lorsque la pression dépasse ou est inférieure à un certain niveau.
Fuite de pipeline
Les vannes, pompes et filtres intelligents qui utilisent des dispositifs IoT pour détecter les fuites dans un pipeline répondent à l'un des problèmes les plus critiques de l'industrie pétrolière et gazière. Les ruptures de pipelines peuvent entraîner des conditions dangereuses telles que la contamination et même des explosions.
IoT dans le secteur aval du pétrole et du gaz
Le secteur aval de l'industrie pétrolière et gazière s'occupe de tout, du raffinage des carburants et de leur livraison des raffineries aux stations-service, en passant par le traitement des déchets. IoT combiné à l'IA, à l'apprentissage automatique et à l'automatisation peut réduire les coûts, améliorer l'utilisation des actifs, la fiabilité et la sécurité. IoT dispositifs peuvent minimiser l'empreinte environnementale, réduire les temps d'arrêt et améliorer l'efficacité opérationnelle.
Améliorer la logistique en aval
La surveillance en temps réel de IoT au moyen de capteurs numériques dans la logistique du pétrole et du gaz améliore la synchronisation du transport des matériaux, les itinéraires, l'efficacité énergétique et la transparence du suivi des matériaux. Par exemple, le suivi des bouteilles de gaz IoT améliore la compréhension globale du transport des bouteilles de carburant tout au long de la chaîne d'approvisionnement.
Assurer la sécurité des raffineries
Un capteur de gaz IoT peut détecter lorsque les concentrations d'oxygène tombent en dessous d'une limite de sécurité pour les travailleurs. Par exemple, le méthane, le butane et d'autres gaz utilisés en forte concentration dans les raffineries de pétrole peuvent déplacer l'oxygène dans un espace, rendant les travailleurs vulnérables à ces asphyxiants. Les dispositifs IoT peuvent alerter les travailleurs avant que la situation ne devienne critique, leur donnant suffisamment de temps pour se mettre en sécurité.
Maintien de la conformité environnementale
En 2024, l'EPA a adopté un ensemble de règlements visant à réduire les émissions d'oxyde d'éthylène et de chloroprène. Lorsqu'elle sera pleinement entrée en vigueur, cette nouvelle norme réduira de 80 % les rejets de ces polluants par les équipements couverts par la nouvelle règle. Alors que les raffineries peuvent utiliser diverses méthodes pour limiter les polluants rejetés dans l'environnement, un système connecté à Internet peut fournir un système de surveillance des gaz intelligents en temps réel ( IoT ) et des alertes automatisées. En recevant des alertes précoces, les exploitants d'installations peuvent ajuster les émissions avant qu'elles ne dépassent les limites autorisées.
L'utilisation du site IoT dans le secteur du pétrole et du gaz permet de réaliser d'incroyables gains d'efficacité. L'internet des objets est constitué de différentes technologies qui fonctionnent ensemble pour créer un système de détection, de connectivité, de transmission de données et d'analyse. Les capteurs à distance, l'informatique en nuage, les dispositifs de connectivité réseau, la communication de machine à machine et l'analyse des données constituent les principaux éléments technologiques de IoT. Dans cette section, nous allons explorer ces éléments clés d'un système IoT et la manière dont ils fonctionnent ensemble pour créer une valeur transformationnelle pour l'industrie pétrolière et gazière.
Capteurs à distance
Avec l'adoption des dispositifs IoT , chaque segment de l'industrie pétrolière et gazière peut connaître une transformation. Finies les inspections manuelles et les interventions humaines risquées. Au lieu de cela, les opérateurs peuvent utiliser une incroyable gamme de solutions de télédétection pour vérifier et communiquer les conditions dans des endroits éloignés et parfois dangereux, depuis la sécurité d'un centre de commandement.
- Surveillance des plates-formes pétrolières - Les opérateurs de plates-formes pétrolières peuvent mesurer instantanément les conditions environnementales telles que la hauteur des vagues et la vitesse du vent grâce à des capteurs placés sur la plate-forme. Les capteurs peuvent également mesurer des paramètres opérationnels critiques tels que la température, la pression et les niveaux de vibration afin d'aider les travailleurs à améliorer les opérations en toute sécurité.
- Exploitation des pipelines - Les capteurs de niveau à radiofréquence installés dans les systèmes de pipelines permettent aux opérateurs de vérifier l'état des pipelines en temps réel, ce qui leur permet de réagir rapidement lorsque les débits ou les niveaux s'écartent des plages normales.
- Gestion de la flotte - Les capteurs IoT pour le pétrole et le gaz peuvent permettre de surveiller les pétroliers et les navires afin de mesurer la localisation, l'état, le temps d'inactivité, le statut de la cargaison et plus encore en temps réel afin d'optimiser l'utilisation des transporteurs.
Connectivité du réseau sans fil
Dans certaines régions du monde, l'industrie pétrolière et gazière est confrontée au vieillissement des infrastructures. Par conséquent, la plupart des compagnies pétrolières et gazières prévoient d'investir davantage dans les technologies numériques afin d'améliorer la maintenance plutôt que de remplacer les infrastructures et les machines. Les technologies de connectivité réseau constituent le cœur de toute solution de télésurveillance numérique. Les technologies sans fil les plus utilisées dans les solutions IoT pour le pétrole et le gaz comprennent LoRA et LoRaWAN, LTE, NB-IoT, Zigbee, Wi-Fi et Bluetooth Low Energy.
Ces protocoles prennent en charge un large éventail d'applications pétrolières et gazières :
- Surveillance des plates-formes pétro lières à distance - Les champs pétroliers et les plates-formes situées dans des endroits éloignés nécessitent souvent des solutions de réseau sans fil à faible consommation d'énergie, telles que Zigbee, qui peuvent prendre en charge de vastes réseaux maillés de capteurs recueillant des données sur l'ensemble d'une plate-forme pétrolière.
- Communications dans les salles de contrôle - Pour les communications de données à proximité, comme dans les salles de contrôle, les antennes Wi-Fi peuvent créer une connectivité fiable pour la transmission des données.
- Drones équipés de caméras sur les plates-formes pétrolières offshore - Cette technologie est capable de réduire de 75 % les inspections manuelles et de 90 % le temps de réalisation d'une inspection grâce à l'utilisation de réseaux 5G privés à haut débit.
Analyse des données
La collecte de données de capteurs dans tous les segments de l'industrie pétrolière et gazière offre d'énormes possibilités de rationaliser les opérations, d'améliorer la sécurité, de prévoir les défaillances des équipements, etc. Mais aucun de ces cas d'utilisation ne fonctionne sans l'analyse des données. Les plateformes centralisées fournissent un tableau de bord qui permet aux opérateurs d'obtenir des informations, de gérer de vastes réseaux d'appareils et de s'informer à distance sur les nouveaux problèmes d'équipement. Ces plateformes basées sur le cloud synthétisent les données des capteurs, parfois avec l'aide de l'IA, pour créer des informations qui pourraient échapper aux opérateurs.
- Production de pétrole et de gaz - Une étude McKinsey de 2022 a révélé que l 'analyse en temps réel de la périphérie améliorait l'efficacité des équipements jusqu'à 10 %.
- Exploration pétrolière - Les données sismiques haute résolution compatibles avec la 5G et analysées en temps réel permettent de découvrir avec précision les réserves potentielles.
- Surveillance des pipelines - La combinaison d'analyses avancées avec l'IA et l'apprentissage automatique en temps réel peut produire des informations en temps réel, telles que la détection de fuites avant qu'elles ne causent des dommages environnementaux ou des problèmes réglementaires
L'avenir de IoT dans le secteur du pétrole et du gaz
L'industrie pétrolière et gazière est confrontée à des décisions cruciales concernant sa place dans le futur système énergétique mondial, à mesure que les systèmes d'énergie propre progressent. Dans le cadre de la transition vers l'énergie nette zéro, le pétrole et le gaz connaîtront un déclin significatif au fil du temps. Cependant, pour rester rentable pendant la transition vers l'énergie propre, il faut exploiter la technologie pour réduire les coûts et rationaliser les opérations. C'est là que les technologies IoT peuvent être d'une aide précieuse. Les compagnies pétrolières et gazières collectent déjà toutes sortes de données
Travailleurs connectés
Grâce à la connectivité 5G, les techniciens et les opérateurs peuvent utiliser des appareils connectés à l'internet, tels que des casques, des appareils mobiles et autres, pour accéder à des informations techniques complexes à partir d'un réseau IoT afin de prendre des décisions plus rapides sur le site. De nombreux cas d'utilisation de IoT dans l'industrie pétrolière et gazière apparaîtront, mais le dépannage en temps réel avec des experts à distance et une caméra améliorera le processus de maintenance sur site.
L'automatisation à la périphérie
Les installations éloignées, telles que les plates-formes offshore, ont souvent du mal à bénéficier d'une connectivité fiable. L'informatique en périphérie traite et stocke les données plus près de la source, réduisant ainsi les communications avec le centre de données. L'ajout de l'IA à la périphérie permettra une prise de décision plus automatisée. La convergence de l'informatique de pointe, de l'IA et de IoT dans le secteur du pétrole et du gaz améliorera l'efficacité opérationnelle et la sécurité des travailleurs.
Technologie des jumeaux numériques
Les technologies de jumeaux numériques permettent de créer des modèles virtuels d'actifs physiques. Dans l'industrie pétrolière et gazière, un jumeau numérique peut modéliser l'équipement pour prévoir quand la maintenance est nécessaire. Cependant, les jumeaux numériques peuvent modéliser de nombreux autres processus et infrastructures. En combinant l'IA, l'apprentissage automatique, la blockchain et la RA/VR avec les technologies IoT , les jumeaux numériques aideront les entreprises pétrolières et gazières à transformer numériquement de nombreuses parties de leurs opérations.
L'internet des objets promet de transformer l'industrie pétrolière et gazière, mais la connectivité reste un défi. Souvent, les installations situées dans des endroits éloignés ne disposent pas de la connectivité nécessaire pour soutenir une stratégie IoT efficace. En outre, les sociétés pétrolières et gazières n'ont pas toujours la capacité de mettre en place le matériel et l'infrastructure associée nécessaires pour prendre en charge les applications actuelles et futures de IoT . Les technologies de communication traditionnelles comprennent la communication directe et les manuels sur papier, ce qui ne permet guère à l'industrie d'être plus efficace et efficiente dans tous ses segments.
- Connectivité Internet en zone rurale ou éloignée - De nombreuses installations pétrolières et gazières se trouvent dans des zones éloignées et manquent souvent d'une connectivité adéquate pour permettre l'accès au site IoT. En fait, de nombreuses entreprises s'appuient encore sur des systèmes et des infrastructures anciens. La modernisation de ces systèmes n'est pas simple car elle nécessite des fonds et des capacités supplémentaires.
- Collecte, stockage, sécurisation et analyse des données - Une gestion efficace des données consiste à garantir la qualité, la sécurité et l'accessibilité des données afin de prendre des décisions éclairées. Dans l'industrie du pétrole et du gaz, de nombreuses données sont traitées dans tous les domaines liés à la découverte, à l'extraction, aux raffineries, aux installations de traitement et à la logistique de distribution. Les principaux défis en matière de données pour l'industrie pétrolière et gazière sont liés à la prédominance des processus manuels et des applications décentralisées. Sans gestion centralisée des données, celles-ci restent dans des silos et inexploitées par les plateformes d'analyse avancée et d'IA.
- Configuration et mise à l'échelle du matériel et de l'infrastructure - L'un des plus grands défis que doit relever l'industrie pétrolière et gazière sur le site IoT est l'intégration de IoT avec ses systèmes existants. Ensuite, comprendre comment et quand faire évoluer le nombre croissant d'appareils et sélectionner l'équipement adéquat pour répondre aux besoins actuels et futurs empêche l'industrie de tirer le meilleur parti d'une solution IoT .
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