Decision support for production optimization

Oljeindustrien har kommet langt i etableringen av effektive produksjonsrutiner. Det er likevel et potensial for å få ut mer ved å gjøre finjusterte produksjonsbeslutninger på daglig basis. Solution Seeker utvikler teknologien bak en softwarerådgiver for daglig produksjonsoptimalisering, kalt ProductionCompass. Navnet gjenspeiler en helt ny måte å tilnærme seg optimaliseringsproblemet på. ProductionCompass vil gi operatører og produksjonsingeniører automatisk genererte forslag til hvordan man kan justere for eksempel ventilene på brønnene slik at oljeproduksjonen økes, uten at for eksempel gasskompresjonskapasiteten brytes. Desember 2013 ble Solution Seeker innvilget et IPN-prosjektet sammen med Norges Forskningsråd, ConocoPhillips og GDF SUEZ. Prosjektet som startet i april 2014 skal teste, verifisere og utvikle de tekniske prinsippene og metodene bak ProductionCompass i samarbeid med industripartnere. Prosjektet varer fram til slutten av 2016. Teknologien har utviklet seg raskt, og tilgjengelig data fra sensorer og styringssystemer på oljeproduserende plattformer har økt betydelig. Hvordan man effektivt kan utnytte enorme mengder historiske produksjonsdata for å forbedre beslutninger om nær fremtidsproduksjon er blitt et viktig spørsmål. I tillegg betyr kontinuerlig optimalisering av produksjon at man stadig presser mot kapasitetsgrensene til produksjonssystemet og dets iboende flaskehalser. Dette er en notorisk vanskelige oppgave å mestre. Konvensjonelle optimaliseringsverktøy bygger på avanserte prosessimulatorer, med et mål om å komme frem til den optimale produksjonsstrategien med en gang. Denne strategien mislykkes ofte. Flerfasesystemet er enormt komplekst. Siden man er avhengig av ekspertise fra erfarne ingeniører for å simulere den virkelige verden riktig, utsettes optimaliseringsverktøyene ofte for unøyaktigheter i simulatorene. Kompleksiteten og avhengigheten av en svært spesialisert arbeidsstyrke, har resultert i en lav suksessrate blant konvensjonelle optimeringsverktøy. Dagens driftspraksis utnytter derfor ikke produksjonssystemet til sitt fulle potensial. Solution Seeker sitt svar på å komme rundt dette 10-år gamle produksjonsoptimaliseringshinderet er; forenkle og automatisere. Innovasjonene ligger i bedre utnyttelse av historiske produksjonsdata og en smart forenkling av produksjonsoptimaliseringsproblemet. Dette muliggjør høyere grad av automatisering og bedre utnyttelse av fagpersonell. ProductionCompass ønsker å komme frem til små endringer som dytter i riktig retning, slik at man iterativt beveger seg mot bedre produksjonsinnstillinger. I situasjoner med lavt informasjonsinnhold i dataene, foreslår ProductionCompass eksperimenter som beriker datasettet for å forbedre ytelsen. Et annet differensierende trekk ved ProductionCompass er håndteringen av usikkerhet. Måten brønnene reagerer på operasjonelle endringer er usikkert. Solution Seeker erkjenner denne usikkerheten, og utvikler innovative metoder for å beregne og representere denne usikkerheten i produksjonsforslagene. ProductionCompass vil automatisk gi pålitelige produksjonsforslag, og dermed bistå produksjonsingeniører i deres daglige forsøk på å maksimere oljeproduksjon. For oljeselskapene betyr dette: - Bærekraftig produksjonsoptimalisering i ekte sanntid - Økt produksjon og inntekter - Et system som utnytter og frigjør dine beste folk - En mindre kompleks, mindre arbeidsintensiv, mer automatisk og mer intuitiv arbeidsflyt for produksjonsoptimalisering En årlig produksjonsøkning på 1-2% kan summere opp til mer enn én milliard NOK for en enkelt stor ressurs. I løpet av det første året av IPN-prosjektet jobbet Solution Seeker med forskning og verifisering av den patenterte eksitasjonsteknologien, SmartX. I forbindelse med dette ble det gjennomført seks testkampanjer på to ulike felt offshore, gjort tilgjengelig av industripartnerne. Parallelt ble ressurser dedikert til utvikling av en teknologi for bedre utnyttelse av historiske produksjonsdata gjennom avanserte analyser og datalæringsteknikker. De siste tolv månedene har Solution Seeker fokusert på verifisering og testing av metoder og teknologier bak tre sanntids-applikasjoner; analyse av deduksjons brønntester, analyse av produksjonsinnstillinger, og produksjonsoptimalisering. Resultatene er lovende. I forbindelse med testing og verifisering av metodene på virkelige produksjonsdata fra et av feltene Solution Seeker jobber med, har analyser fra ProductionCompass gjentatte ganger blitt tatt inn og vurdert i beslutningsprosessen for allokering av gassløft mellom brønner. Det samlede bidraget til økt daglig produksjon som følge av endringer gjennomført i tråd med analyser fra ProductionCompass er estimert til ca 800 bblsd. I tillegg viste en studie på faktiske produksjonsdata fra det andre feltet at en enkelt anbefaling fra ProductionCompass ville ha resultert i ytterligere produksjon verdt 120 000 NOK per dag.

Solution Seeker AS was founded in Trondheim January 2013 as a spin-off company from NTNU and the Center for Integrated Operations in the Petroleum Industry (IO Center). Its business idea is based on a new and patent protected decision support concept fo r optimization of oil and gas production, named ProductionBooster. The main objective of this IPN project is to develop, test and verify ProductionBooster. To achieve this, we need to finalize the functionality requirements, design the data presentation system, develop the ProductionBooster methods, develop and implement the first version of the decision support system, and test and verify it on two fields provided by GDF SUEZ and ConocoPhillips. The two most critical R&D challenges are related to the success of the SmartX technology, i.e. the production systems response to oscillation, which is used to increase the information content in the measurements. And the robustness and speed of the optimization search on real fields. If the project succeeds , the anticipated result is a decision support system that enables the production engineer and operator to increase the production by 1-3% on the two production facilities where it is installed. For the GDF SUEZ Gjøa field, this translates into 200-600 MN OK per year. Further, we anticipate to have finalized a version of ProductionBooster that is ready to be sold on commercial terms.