Ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) giúp quá trình bảo trì, bảo dưỡng các thiết bị và hệ thống công nghệ trên các giàn khoan được dễ dàng và hiệu quả hơn, góp phần đảm bảo thời gian hoạt động liên tục của hệ thống luôn đạt mức 99,9%.
Công ty Điều hành Dầu khí Biển Đông (BIENDONG POC) là thành viên của Tập đoàn Dầu khí Việt Nam (PVN). Hiện công ty đang quản lý, vận hành, khai thác tại mỏ khí - condensate Hải Thạch – Mộc Tinh (HT-MT) thuộc Lô 05.2 và 05.3, nằm cách bờ biển Việt Nam khoảng 320 km về phía Nam. Đây là dự án khai thác có điều kiện đặc biệt phức tạp (xa bờ, nước sâu từ 118 - 145m, áp suất rất cao trên 890atm, nhiệt độ vượt ngưỡng hơn 190oC). Quá trình khai thác đòi hỏi phải sử dụng các công nghệ tiên tiến, phát huy tối đa nguồn lực tại chỗ để đảm bảo quá trình khai thác, sản xuất được hiệu quả, liên tục.
Tuy nhiên, hệ thống các giàn khoan của công ty sau 14 năm hoạt động liên tục đã đến lúc cần thay thế. Một số thiết bị lỗi thời, không còn phù hợp với hệ thống quản trị hiện đại, xu hướng chuyển đổi số của doanh nghiệp. Yêu cầu đổi mới các thiết bị trở nên bức thiết để hoạt động sản xuất được diễn ra liên tục hiệu quả, đảm bảo nhu cầu huy động tài nguyên từ thị trường nội địa.
Cụm giàn xử lý trung tâm và giàn đầu giếng Hải Thạch của BIENDONG POC (Ảnh: tapchicongthuong.vn/)
Trước tình hình đó, các chuyên gia của BIENDONG POC đã đề xuất thực hiện công trình “Nghiên cứu triển khai chương trình bảo trì tiên đoán và ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo nhằm tiết kiệm năng lượng, nâng cao hiệu quả khai thác mỏ khí condensate Hải Thạch - Mộc Tinh”.
Hiện nay công nghệ trí tuệ nhân tạo (AI) đã được phát triển và ứng dụng mạnh mẽ trong mọi lĩnh vực của đời sống. Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên AI được đưa vào ứng dụng trong công tác vận hành khai thác dầu khí tại Việt Nam. Trong nghiên cứu, nhóm tác giả đã tiếp cận và áp dụng những công nghệ cốt lõi của Cách mạng công nghiệp 4.0 vào thực tiễn sản xuất của BIENDONG POC, tiên phong đổi mới hoạt động sản xuất thông qua khoa học công nghệ, đem lại hiệu quả lớn về kinh tế - xã hội cho đất nước. Công trình nghiên cứu đồng thời tập trung tạo lập và khai thác nguồn tài nguyên số hóa qua việc thu thập, chuẩn hóa dữ liệu theo thời gian thực, tập trung và ứng dụng khoa học dữ liệu, công nghệ tự động hóa vào hệ thống bảo trì tiên đoán nhằm nâng cao hiệu quả vận hành khai thác mỏ khí condensate Hải Thạch - Mộc Tinh.
Theo chia sẻ của nhóm tác giả, khác với cách bảo trì thông thường phải dừng máy móc, kiểm tra và thay thế phụ tùng theo định kỳ; nghiên cứu khi được ứng dụng giúp hoạt động bảo dưỡng, bảo trì máy móc được thực hiện hoàn toàn thông qua việc phân tích hiệu suất của thiết bị theo thời gian thực sử dụng AI. Công cụ AI có khả năng phân tích và dự đoán điều kiện vận hành và tuổi thọ cho các thiết bị trên giàn công nghệ xử lý khí Hải Thạch - Mộc Tinh dựa trên phân tích nguyên nhân gốc sự cố hỏng hóc, nhận dạng mẫu, lập luận theo tình huống; đồng thời dự báo được các hỏng hóc có thể xảy ra để đưa ra kế hoạch bảo trì kịp thời, đảm bảo thời gian vận hành liên tục của giàn khai thác khí tự nhiên tối thiểu ở trên mức 97% (operation uptime). Qua đó chu trình hoạt động liên tục của thiết bị được kéo dài hơn, nâng cao hiệu suất hoạt động của hệ thống xử lý khí; giúp tiết kiệm năng lượng, chi phí nguyên vật liệu, kéo dài tuổi thọ của thiết bị.
Sơ đồ hệ thống bảo trì tiên đoán sử dụng AI tại mỏ Hải Thạch - Mộc Tinh (Ảnh: tapchicongthuong.vn/)
Ứng dụng vào thực tế, giải pháp đã giúp gia tăng chỉ số liên tục và hiệu suất cao của giàn khai thác từ 97% lên 99,9999%, tương ứng làm lợi là 15,84 triệu đô la Mỹ/năm (so sánh với tổng doanh thu năm 2022); giúp làm lợi thêm 600,000 đô la Mỹ/năm dựa trên mức gia tăng thu hồi sản phẩm khí hydrocacbon nặng bay hơi và giảm 400 tấn CO2 xả ra môi trường. Ngoài ra, kết quả nghiên cứu khi đưa vào triển khai cho thấy hiệu quả cao, giúp đổi mới toàn diện hoạt động quản trị các mỏ dầu khí dựa trên hệ ý thức số hóa, tư duy sáng tạo theo hướng ứng dụng công nghệ số và tăng tính minh bạch trong hoạt động vận hành sản xuất.
Đánh giá về tính ứng dụng của công trình “Nghiên cứu triển khai chương trình bảo trì tiên đoán và ứng dụng công nghệ trí tuệ nhân tạo nhằm tiết kiệm năng lượng, nâng cao hiệu quả khai thác mỏ khí condensate Hải Thạch - Mộc Tinh”, các chuyên gia nhận định nghiên cứu đã góp phần phát triển hệ thống, phương pháp quản trị mỏ mới, sáng tạo, có tính khoa học và thực tiễn cao, phù hợp với xu thế phát triển công nghệ để phục vụ cho hoạt động khai thác dầu khí tại các khu vực đặc biệt khó khăn, phức tạp thuộc thềm lục địa Việt Nam. Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo AI trong bảo trì, bảo dưỡng thiết bị trên giàn khai thác dầu khí còn đánh dấu sự chuyển mình mạnh mẽ của ngành dầu khí Việt Nam, phù hợp với xu thế tiến bộ, góp phần hiện đại hóa và nâng cao hiệu quả khai thác và xử lý tại các mỏ khí - condensate tại Việt Nam.
Với những đóng góp quan trọng cho ngành Dầu khí, góp phần phát triển kinh tế - xã hội của đất nước, công trình “Nghiên cứu triển khai chương trình bảo trì tiên đoán và ứng dụng trí tuệ nhân tạo nhằm tiết kiệm năng lượng, nâng cao hiệu quả vận hành khai thác mỏ khí condensate Hải Thạch - Mộc Tinh” đã được trao tặng giải Nhất Giải thưởng Sáng tạo Khoa học Công nghệ Việt Nam năm 2022 do Quỹ Hỗ trợ sáng tạo kỹ thuật Việt Nam (VIFOTEC) tổ chức. Đây là sự công nhận xứng đáng giành cho các nhà khoa học, nhà nghiên cứu của BIENDONG POC, thúc đẩy việc phát triển hơn nữa các nghiên cứu khoa học phục vụ công tác hoạt động thăm dò, khai thác và vận hành quản trị mỏ dầu khí tại Việt Nam.
| Mỏ khí - condensate Hải Thạch - Mộc Tinh được bắt đầu khai thác từ năm 2013, là dự án khai thác dầu khí nằm xa đất liền nhất mà Việt Nam đang khai thác, cách bờ biển Việt Nam khoảng 320 km về phía Nam. Hoạt động khai thác tại dự án diễn ra trong điều kiện đặc biệt phức tạp: nước sâu (118 – 145m), xa bờ, nằm trong khu vực có dị thường áp suất rất lớn, hệ thống dầu khí đặc biệt phức tạp của bể Nam Côn Sơn và là dự án đầu tiên của Việt Nam và Đông Nam Á có điều kiện áp suất rất cao (890 atm), nhiệt độ vượt ngưỡng (hơn 190oC) được đưa vào phát triển. Đây cũng là dự án có quy mô lớn nhất từ trước tới nay tại Việt Nam (với tổng khối lượng kết cấu lên tới hơn 70 nghìn tấn).\ |
Trường Quang
