Khoa học công nghệ ngành Công Thương

Thứ hai, 22/07/2024 | 12:50

Thứ hai, 22/07/2024 | 12:50

Kết quả nhiệm vụ KHCN

Cập nhật lúc 08:38 ngày 10/07/2024

Nghiên cứu xây dựng bộ công cụ AI để nâng cao hiệu quả quản lý, khai thác mỏ khí Condensate Hải Thạch - Mộc Tinh

Cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (CMCN 4.0) đã tác động mạnh mẽ, làm thay đổi mọi mặt của đời sống kinh tế - xã hội toàn cầu. CMCN 4.0 mở ra cơ hội cho ngành dầu khí Việt Nam tiến thêm một bước để phát triển mạnh mẽ. 
Hiện nay, bộ công cụ trí tuệ nhân tạo (AI) được sử dụng rất hiệu quả trong ngành công  nghiệp dầu khí, trong tất cả các công đoạn từ tìm kiếm thăm dò, khai thác, xử lý, vận chuyển và chế biến dầu khí. Với các thuật toán mạnh mẽ, đây được coi như một công cụ thông minh hỗ trợ giải quyết rất nhiều các bài toán đặt ra trong ngành kỹ thuật dầu khí. Nhằm tận dụng những ưu điểm vượt trội của công cụ AI trong quản lý và khai thác dầu khí, PGS. TS Triệu Hùng Trường cùng các cộng sự tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất đã tiến hành thực hiện đề tài nghiên cứu khoa học cấp Quốc gia “Nghiên cứu xây dựng bộ công cụ trí tuệ nhân tạo hỗ trợ đánh giá phân tích, liên kết tài liệu địa chất, địa vật lý giếng khoan và số liệu khai thác để nâng cao hiệu quả quản lý, khai thác mỏ khí Condensate Hải Thạch - Mộc Tinh, Lô 05-2;05-3, thuộc Biển Đông, Việt Nam
Mục tiêu chính của đề tài nhằm xây dựng được cơ sở dữ liệu lớn liên kết tài liệu địa chất, địa vật lý giếng khoan và số liệu khai thác của mỏ khí condensate HT-MT Lô 05-2; 05-3, Biển Đông. Đồng thời, xây dựng được bộ công cụ trí tuệ nhân tạo (AI) hỗ trợ việc theo dõi, phân tích, dự báo giúp nâng cao hiệu quả quản lý và khai thác mỏ khí condensate; cũng như xây dựng được luận cứ khoa học để đề xuất áp dụng cho các mỏ dầu khí ở Việt Nam.
Vị trí mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh (Nguồn: Hoang và nnk., 201)
Giải quyết nhu cầu thực tiễn
Thực tế cho thấy, hoạt động khai thác của mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh được thực hiện trong điều kiện các công trình biển nằm cách rất xa bờ, yêu cầu an toàn nghiêm ngặt và hoạt động sản xuất liên tục. Các thiết bị trong quá trình làm việc được liên kết với nhau trong một chuỗi xử lý công nghệ. Chỉ cần một thiết bị gặp vấn đề là kéo theo rất nhiều các chi phí xử lý phát sinh do hỏng hóc hoặc dừng sản xuất. 
Trước khi ứng dụng AI để quản lý, khai thác tại mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh nói riêng, công tác bảo trì vẫn được thực hiện theo lịch bảo trì, bảo dưỡng định kỳ hoặc theo sự khuyến cáo của nhà sản xuất và điều kiện vận hành thực tế tại mỏ. Công việc này có thể dẫn đến quá trình bảo trì, bảo dưỡng thiết bị kém hiệu quả (do không dự báo được chính xác thời điểm cần bảo trì, bảo dưỡng thiết bị). Ứng dụng AI để bảo trì dự đoán cho các thiết bị của hệ thống công nghệ được kỳ vọng sẽ mang lại hiệu quả rõ rệt, khắc phục được những nhược điểm của phương pháp bảo trì, sửa chữa thủ công.
Sau một thời gian ngắn triển khai thực hiện, đề tài đã xây dựng được cơ sở dữ liệu lớn (với tên gọi là BDPOC Big Data) liên kết tài liệu địa chất, địa vật lý giếng khoan và số liệu khai thác của mỏ khí condensate HT-MT Lô 05-2; 05-3, Biển Đông. Đồng thời, xây dựng được bộ công cụ trí tuệ nhân tạo (AI) hỗ trợ việc theo dõi, phân tích, dự báo giúp nâng cao hiệu quả quản lý và khai thác mỏ khí condensate HT-MT. Bộ công cụ AI bao gồm 2 modules chính gồm: (1) AI quản lý khai thác thông minh theo thời gian thực (Realtime Intelligence Production Management System - RIPMS) có khả năng dự báo chính xác được các thông số phục vụ hoạt động quản lý, vận hành khai thác mỏ như: sản lượng khai thác, đường cong suy giảm áp suất, tỉ lệ sản phẩm condensate gas ratio (CGR), tính chất của chất lưu cho từng giếng, các bất thường của hoạt động sản xuất như hiện tượng ngập nước, xâm nhập cát, ngưng tụ condensate trong vùng cận đáy giếng và thân giếng khai thác (condensate banking)... 
(2) AI tối ưu hóa quá trình vận hành khai thác trên mỏ khí condensate HT-MT dựa trên việc phát triển công cụ AI giúp quản lý hiệu suất, tối ưu hóa hoạt động của thiết bị (Assets Performance Management and Process Optimization) và bảo trì dự đoán (Predictive Maintenance) cho các thiết bị của hệ thống công nghệ. Việc này giúp tối ưu hóa thời gian vận hành bảo dưỡng; giảm thiểu thời gian sự cố hay đóng giếng không theo kế hoạch; đảm bảo tính an toàn và vận hành liên tục của hệ thống công nghệ và giúp giảm thiểu chi phí vận hành bảo dưỡng thiết bị.
Ảnh minh hoạ (Nguồn: Vina Aspire)
Sau khi áp dụng kết quả nghiên cứu tại mỏ condensate HT-MT Lô 05-2; 05-3, Biển Đông đã cho thấy 100% các báo cáo về quản lý và khai thác mỏ khí condensate HT-MT được cập nhật tự động với sự hỗ trợ của Bộ công cụ trí tuệ nhân tạo; Giảm tối thiểu 15% chi phí bảo trì, bảo dưỡng và vận hành của cụm giàn công nghệ xử lí khí thiên nhiên mỏ HT-MT so với chi phí trong phương án phát triển mỏ HT-MT đã được phê duyệt (Field Development Plan - FDP); Góp phần vào việc có thể lập và điều chỉnh kế hoạch sản xuất trong vòng 5 phút khi có yêu cầu thay đổi về huy động khí condensate từ nhà phân phối; Đồng thời, giảm đến 15% số giờ công lao động cần thiết cho công tác quản lý, vận hành, bảo dưỡng và khai thác; giảm 15% thời gian đóng giếng không theo kế hoạch và qua đó góp phần vào việc đảm bảo thời gian vận hành liên tục (operation uptime) của cụm giàn công nghệ xử lý khi HT-MT ở mức 99,99%. 
Ngoài ra, đối với việc đào tạo nguồn nhân lực cho sự nghiệp phát triển ngành công nghiệp dầu khí, các kết quả nghiên cứu sẽ là nguồn tài liệu tốt phục công tác giảng dạy và nghiên cứu khoa học cho Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Trường Đại học Bách khoa Thành phố Hồ Chí Minh, Trường Đại học Dầu khí, Trường Cao Đẳng Nghề Dầu Khí, Viện Dầu khí… Sự thành công của đề tài mở ra một hướng mới rất triển vọng, bổ sung một giải pháp nâng cao quản lý, khai thác các mỏ dầu khí rất hiệu quả so với các giải pháp đã thực hiện từ trước đến nay tại các mỏ dầu của Việt Nam, đảm bảo khai thác hiệu quả nguồn tài nguyên quý không tái tạo và đảm bảo an ninh năng lượng cho đất nước.
Mỏ  khí - condensate Hải Thạch - Mộc Tinh thuộc Lô 05-2 và 05-3 của bồn trũng Nam Côn Sơn, thềm  lục địa  Việt  Nam do Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đông  (Biendong POC) trực tiếp điều hành. Vị trí của mỏ cách Vũng Tàu khoảng 320 km về phía đông nam, có độ sâu mực nước 118÷145m, điều kiện địa chất đặc biệt phức tạp, dị thường áp suất lớn. 
Cụm mỏ này bao gồm hai giàn đầu giếng là Mộc Tinh (WHP-MT1), Hải Thạch (WHP- HT1) và một giàn Công nghệ Trung tâm (HQP-HT). Hai giàn đầu giếng được đặt cách nhau khoảng 20km. Giàn Công nghệ Trung tâm được đặt gần giàn đầu giếng Hải Thạch và được kết nối qua hệ thống cầu dẫn. Từ 2 giàn đầu giếng này, khí và condensate từ các giếng khai thác sẽ được dẫn về giàn công nghệ trung tâm bằng hệ thống đường ống hai pha để xử lý. Sản lượng trung bình của  mỏ khí - condensate Hải  Thạch - Mộc Tinh là khoảng 6÷7 triệu mét khối khí tiêu chuẩn và 8000÷9000 thùng condensate tiêu chuẩn ngày đêm
Tố Uyên

lên đầu trang