Opérateur de pétrole et de gaz basé en mer du Nord.
Surveillance du sable entraîné en amont à plusieurs têtes de puits.
Une plateforme offshore en mer du Nord a commencé à fonctionner à la fin de l’année 2015 en mettant l’accent sur le maintien de l’intégrité de l’équipement à long terme. La stratégie de l’opérateur en matière de gestion du sable consistait à maximiser l’efficacité opérationnelle tout en préservant la sécurité et l’intégrité de l’installation. Depuis la première production de pétrole, la plate-forme a enregistré des taux d’efficacité de production élevés, supérieurs à 97 %, et entend maintenir ce niveau élevé.
Le problème de la production à des taux aussi élevés est que les puits sont susceptibles de commencer à produire du sable après une période relativement courte, en particulier dans les réservoirs sujets au sable ou si des solutions visant à maximiser la récupération des hydrocarbures sont mises en œuvre. L’un des principaux problèmes de la production de sable est que les particules de sable entraînées dans les fluides produits sont abrasives et érodent les pipelines, les vannes et d’autres équipements de surface. Avec le temps, cette érosion peut entraîner une dégradation du métal, une défaillance des tuyaux ou des vannes, voire des fuites. Cela peut constituer un risque réel pour l’intégrité de l’installation et obliger l’opérateur à réduire les taux de production pour minimiser le sable entraîné, ce qui réduirait à son tour l’efficacité opérationnelle. On estime qu’une baisse de production de 5 % sur ce site entraînerait une perte de revenus de 285 000 dollars par jour.
L’opérateur a choisi d’instrumenter les 15 puits avec des moniteurs acoustiques de sable Emerson (SAM) (Image 1) pour compléter les capteurs de sable intrusifs Emerson existants. Les détecteurs acoustiques peuvent identifier instantanément la présence de sable en convertissant le bruit ultrasonique des particules d’impact en un résultat quantifié. Tous les détecteurs ont été calibrés par injection de sable afin de permettre une quantification précise du sable entraîné et d’obtenir ainsi une bonne compréhension du risque d’érosion spécifique. Parallèlement, la sortie des détecteurs acoustiques est corrélée avec le taux d’érosion et la perte d’épaisseur de paroi estimée par d’autres capteurs. Cela permet d’accroître la confiance dans la mesure et de fournir une assurance supplémentaire pendant les opérations.
Grâce à la haute sensibilité des capteurs SAM d’Emerson, les puits sont surveillés en continu, détectant avec précision l’accumulation de sable en temps réel, même dans les puits à très faible concentration de sable dans le fluide. Les puits de ce site ont rapporté des taux de sable allant de zéro à 0,0015 g/s, et un taux de perte de métal inférieur à 0,001 mm/an (données de référence de janvier 2024). Grâce à ces indicateurs de performance clés, l’opérateur peut maintenir en toute confiance des taux de production de pétrole accrus, tout en sachant que l’intégrité de l’installation n’est pas affectée.
Le graphique ci-dessous illustre les données d’un des puits, montrant une accumulation négligeable de sable inférieure à 1 kg sur une période d’un mois, ce qui suggère un taux de sable aussi bas que 0,0003 g/s. Il montre 1) Vitesse d’écoulement : 2/635 m/s, 2) Perte de métal indicative <0,001 mm/an, et 3) Masse de sable accumulée <1 kg/mois, taux de sable 0,0003 g/s.
Compte tenu du faible taux de sable, le graphique ne montre aucun changement notable dans la courbe de perte de métal, ce qui indique clairement que ce niveau de production de sable n’a pas d’impact érosif significatif sur les conduites ou d’autres composants critiques de l’infrastructure du puits.
Si la masse ou le taux de sable dans l’un des puits dépasse le seuil minimal, une alarme se déclenche et l’opérateur peut agir immédiatement et procéder à des ajustements en fonction des données afin d’optimiser les taux de production.
En surveillant le taux de sable et son effet érosif en temps réel, l’opérateur peut également effectuer une maintenance prédictive en prévoyant les défaillances potentielles de l’équipement et en prenant des mesures préventives pour éviter les temps d’arrêt non planifiés.
Grâce à la surveillance en temps réel du sable et de l’érosion, l’opérateur peut atteindre ses objectifs de production en toute confiance, sachant que l’équipement n’est pas menacé par la production de sable. Dans ce cas, en utilisant les données de surveillance du sable et de l’érosion en temps réel, l’opérateur peut suivre activement les niveaux de production de sable et détecter tout effet érosif potentiel sur l’équipement. Cette technologie n’apporte pas seulement la tranquillité d’esprit, elle permet aussi à l’opérateur de maintenir des taux de production optimaux et d’assurer l’intégrité durable de l’installation.
La capacité de contrôler en temps réel les aspects liés à l’intégrité de la production pétrolière est l’outil ultime pour améliorer les performances financières. Dans ce cas, le déploiement des systèmes de surveillance en temps réel du sable et de l’érosion d’Emerson a permis un retour sur investissement rapide, avec un délai indicatif de moins de 3 jours.
Pour plus d’informations, se rendre sur
Emerson.com/Corrosion-Erosion.
