L'électrification dans une nouvelle ère pour l'industrie du pétrole et du gaz

Après une baisse prolongée des prix, les projets de production en mer ont repris de plus belle, le pétrole revenant à environ 70 dollars le baril. La hausse du prix du pétrole brut a, à son tour, affecté l'investissement dans la production - en hausse de 4% en 2017 et d'une nouvelle hausse de 5% prévue à la fin de 2018. En conséquence, nous assistons à une reprise des activités en mer ; G production.

Cette activité comprend une reprise de la demande de navires flottants de stockage et de déchargement de production (FPSO) et de GNL flottant (FLNG), ainsi que la possibilité pour les nouveaux navires d’adopter les technologies les plus récentes.

Pour l’industrie des technologies de l’information et de la communication, l’innovation technologique peut avoir d’énormes avantages, mais elle peut être perçue comme un facteur de risque supplémentaire pour les projets et, partant, de limiter l’adoption de nouvelles technologies. Mais l’innovation ne doit pas nécessairement être synonyme de risque élevé, elle doit simplement être appliquée intelligemment et judicieusement. L’effet cumulatif de technologies éprouvées, adaptées à l’offshore, apportant des améliorations progressives peut avoir un impact transformateur.

L'électrification s'accélère déjà dans l'infrastructure énergétique et dans le secteur des transports. Reconnu pour résister aux environnements offshore difficiles, il a le potentiel de changer la dynamique des FPSO offshore - leur permettant de travailler de manière encore plus efficace.

Pour mieux démontrer la valeur de l’électrification, examinons d’abord les plus grands défis auxquels l’industrie est confrontée aujourd’hui:

- Poids & Empreinte: Ces géantes de la mer sont chargées d’équipements de production et de traitement, ainsi que d’infrastructures permettant de faire face au quotidien de l’équipage. En fait, dans l’environnement en mer, pour chaque tonne d’équipement, il faut beaucoup plus de matériel pour le supporter de manière stable et sécurisée. Chacune de ces géantes marines est comme une mini-île, l'espace et le poids sont primordiaux. Toute réduction de poids peut générer des économies importantes sur les coûts d’installation associés et, éventuellement, plus de place pour d’autres opérations critiques.

- Maintenance: l'environnement offshore est difficile et coûteux à atteindre - des temps d'arrêt imprévus se traduisent immédiatement par des dépenses énormes ainsi que par des pertes d'opportunités: jusqu'à 38 millions de dollars par an en moyenne, selon une étude interne de GE. Il est donc essentiel de minimiser la maintenance et d'optimiser la disponibilité des actifs pour garder le contrôle des coûts d'exploitation.

- Efficacité opérationnelle: le gain d'une efficacité accrue de la production pourrait être considérable, améliorant ainsi la productivité et la viabilité du projet. Ces nouveaux systèmes et technologies de production intelligents dépendent du courant électrique pour fonctionner efficacement. Un micro-réseau de puissance stable et intelligent à bord de chaque navire libère le potentiel que l’électrification apporte.

C’est dans ces contextes que les avantages de l’électrification deviennent clairs.

FPSO électrisant

Un pilote de moteur électrique, tel qu'un moteur à induction, comporte moins de pièces qu'un pilote mécanique, ce qui permet de minimiser les coûts liés aux réparations et à la maintenance. Lorsqu'un moteur nécessite une vitesse variable, un moteur associé à un convertisseur de fréquence peut fournir la plage de vitesse requise, permettant ainsi au système de fonctionner à toute vitesse souhaitée avec une efficacité et une disponibilité supérieures.

Traditionnellement, un transformateur doit être ajouté pour réduire la tension afin d’aligner le niveau de tension du réseau électrique du navire et les exigences de l’entraînement, ainsi que pour éviter les harmoniques et les pertes de puissance. À l'inverse, la technologie d'électrification a atteint un point tel que le système de motorisation électrique peut atteindre 13,8 kV, ce qui lui permet de se connecter directement au réseau de navires. Dans le même temps, l'Active Front End du convertisseur peut annuler toute perturbation électrique, éliminant ainsi le besoin de transformateurs abaisseur - économisant de l'espace et du poids sur le navire.

L’application à grande vitesse est une autre innovation qui gagne du terrain.

Pour un moteur électrique fonctionnant généralement à une vitesse synchrone, il nécessite une boîte de vitesses (multiplicateur) pour permettre au compresseur ou à la pompe de tourner à sa vitesse optimale, c'est-à-dire supérieure à la vitesse synchrone (environ 10 000 tr / min). Mais une boîte de vitesses pose toute une série de problèmes. Il est placé près du compresseur, ce qui élargit la zone de danger sur la plate-forme. Les réducteurs réduisent l'efficacité et nécessitent une huile lubrifiante et un système de refroidissement, ce qui accroît la complexité et le poids de l'ensemble du système.

Par contre, un moteur électrique à grande vitesse est capable de tourner à la vitesse de l'unité entraînée et peut donc entraîner directement le compresseur sans boîte de vitesses. Cela le rend plus efficace et réduit l'encombrement - la technologie de moteur haute vitesse (MGV) et les convertisseurs de fréquence avancés MV7 à technologie multiniveau de GE peuvent éliminer le besoin d'une boîte de vitesses et réduire l'encombrement global de la transmission de plus de 25% .

L'électrification apporte un autre avantage essentiel au FPSO.

En règle générale, un FPSO est agréé pour opérer sur un champ pendant plus de 15 ans. Au fil du temps, l'environnement - pression de gaz, huile, présence d'eau dans l'huile - changera de manière significative. La pression du puits diminuera également. L'utilisation d'un entraînement électrique à fréquence variable pour les pompes et les compresseurs FPSO permet un contrôle, une précision et une flexibilité de fonctionnement supérieurs dans le processus de production, en aidant l'unité de traitement à continuer de fonctionner à la puissance nominale souhaitée et donc au niveau d'efficacité souhaité.

Le secteur de la production pétrolière et gazière en mer a un avenir prometteur et devrait se rétablir au-delà des niveaux de production antérieurs à la crise des prix du pétrole. Et les entreprises qui évaluent un large éventail de possibilités technologiques et adoptent la technologie appropriée plutôt que d'accepter la tradition disposeront d'un avantage concurrentiel pendant la période de reprise de l'industrie. L’électrification, avec ses avantages nombreux et variés, est conçue pour permettre à l’industrie pétrolière et gazière de tirer parti de cette nouvelle ère.