石油圈
基于地面與無人機的新技術使用機器學習來實時監測油氣田中的甲烷泄漏。
編輯 | 大安
全球正在開展一場對抗全球變暖的運動，呼吁減少碳排放，甲烷管控已成為油氣行業的主要關注點之一。大量公司已承諾將實現凈零排放，并正在積極尋求減少溫室氣體排放的數字化解決方案。根據法國電力公司與埃森哲公司2019年發布的一份報告，在油氣業務中部署數字工具與系統，可幫助企業加快了解與防范甲烷泄漏的進程。報告還指出，資產自動化管理、預測維護、工業物聯網等創新技術，有助于避免每年因泄漏、排放、燃燒甲烷而造成的340億美元損失。
通過更好地了解泄漏發生的地點與程度，基于無人機的監控程序已成為減少排放的強大解決方案。全球數據公司的一份報告稱，無人機已成為甲烷監測作業的重要組成部分，在過去幾年中，無人機取代了油氣行業的常規檢查方法，因為它們在提高作業效率方面越來越有用。報告還稱，無人機制造商正與油氣公司合作，定制開發出配備了數據收集技術的無人機平臺，以獲取實時信息。
數字化解決方案
2019年1月，貝克休斯發布了一個名為Lumen的數字集成平臺，該平臺旨在監控油氣作業中的甲烷排放量。Lumen擁有多種檢測甲烷泄漏的技術，這些技術能夠將數據從傳感器實時傳輸到基于云計算的軟件儀表板上，以獲取實時結果。
貝克休斯的風險投資公司Avitas的首席執行官Jason Roe告訴編者：“Lumen的口號是讓看不見的東西變得可見，這也正是Lumen所做的?！痹撈脚_擁有兩種連接模式：用于地面太陽能無線傳感器網絡的Lumen Terrain，以及用于空中監測的Lumen Sky，以確保盡可能高效、準確地監測甲烷排放。
Roe解釋說：“Lumen Sky讓我們有能力為客戶提供靈活的解決方案，我們可為客戶提供非常詳細的區域測量。Lumen Terrain是一個地面系統，我們在地面上安裝了點傳感器，創建出智能數字網格，以實現傳感器與基站之間的通信，從而可提供風向等基本信息?！?/p>
該公司聲稱，一旦發現泄漏，Lumen將使用專有算法與機器學習來提供甲烷濃度數據、泄漏位置、泄漏速率，并可以實時訪問這些信息，使作業者能夠做出快速、可靠的決策，以減少時間、成本與環境破壞。
Avitas也正在為Lumen Sky開發新功能。正如Roe所解釋的，除了通過使用計算機視覺與人工智能解決方案來獲取記錄與圖像外，新功能還將提供自動檢測與量化功能，從而可自動使用光學氣體成像相機進行傳統無人機檢查的手動工作。
Roe在解釋開發Lumen的背后動機時表示，如果不找到一種檢查、監視或測量甲烷排放嚴重程度的方法，就很難解決這個問題。他援引的數據顯示，油氣行業40%的碳足跡都來自排放、燃燒與逸散性排放，這是能源公司在行業動態變化中亟需解決的問題。Roe說，能源行業的社會經營許可正面臨公眾、監管與環境審查的挑戰，這表明該行業需要積極控制碳排放。
作業范圍
Avitas將攝像機、傳感器與空中或地面自動傳感器集成在一起，可為工業基礎設施提供自動化的遠程監控檢查。它的監測平臺提供了可重復的視覺檢測，再輔以先進的計算機視覺分析，可深入了解作業情況。
該公司的核心競爭力包括數據分析、人工智能、計算機視覺與機器學習的應用。
Roe表示：“我們是一家智能檢查與監控解決方案提供商。我們通常專注于資產的完整性，以及對資產的檢查與監控。我們使用多種方法來實現這一點，這就是‘智能’的用武之地?！?/p>
除了檢查服務，Avitas公司的智能解決方案還可將大型歷史數據集與高級分析和深度學習模型融合在一起，從而可進行預測性分析與基于風險的決策。存儲這些模型，以實時處理檢查數據，并重新訓練深度學習模型，以快速適應新的用例。
Roe解釋說，作為貝克休斯的風險投資公司，Avitas享有多項好處，例如可利用貝克休斯的資源，同時還能夠保持其獨立身份與創業精神，并有機會自主成長與經營。
他說：“得益于完全屬于貝克休斯，我們能夠利用貝克休斯現有的基礎設施、銷售隊伍以及行業專家?！?/p>
自動檢查
傳統測量方法可能是主觀的、不準確的且效率低下的，使公司面臨危險、傷害以及代價高昂的泄漏風險。Roe強調自動檢查程序將為作業者帶來的三個明顯且直接的好處。
這是一種更安全的作業方式。通常情況下，井場執行資產檢查期間，在進入難以觸及的檢查位置時，若事先不知道是否存在排放物，可能會對人的生命造成危險。
Roe說：“使用無人機還可以縮短通勤時間，這意味著它可減少路上卡車的數量，因為你可用更少的人覆蓋更大的面積?！?/p>
自動檢查降低了成本，提高了效率。Roe解釋說，與人工檢查相比，使用軟件分析進行無人機檢查的效率要高出三到五倍。
使用數字工具進行檢查可帶來環境效益。
他最后表示：“提高檢查流程的效率，可讓作業者將更多寶貴時間用于解決問題，而不是試圖找出問題。這和道路上卡車的減少都可以立即帶來環境效益?！?/p>
目前項目
Avitas主要在美國開展空中巡檢業務，但該公司計劃利用貝克休斯的全球市場，進行本地與國際擴張。公司已經為Permian、Eagle Ford、Denver-Julesburg盆地的多家客戶提供了檢查服務。以其中某個客戶為例，Avitas很好地執行了井場檢查，展示了該技術能夠有效地進行測量與分析，并可在第二天早晨自動生成報告，這些報告將在員工會議上進行審查，以概述每日計劃。正如Roe所指出的那樣，這些報告強調了可能影響安全、生產或環境的各種問題。
在Prudhoe灣，Avitas使用了龐大的數據庫，該數據庫包含作業者的歷史作業、檢查、環境數據，并應用了機器學習算法與基于物理的模型，對其管網絕緣下的壁厚損失與腐蝕等進行預測。Avitas的軟件還提供了詳細的分析，例如高風險與低風險區域，以及特定時間發生問題的確定性百分比。作業者能夠使用這些分析，來完善其檢查程序并解決他們所關注的問題。
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