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© Milton Pires Ramos/TECPAR VI SBAI, Setembro 2003 1

Instituto de Tecnologia do ParanáDivisão de Inteligência Artificial

Sistemas Especialistas para Monitoramento e Controle de Processos:

A experiência do projeto INJEX

Sistemas Especialistas para Monitoramento e Controle de Processos:

A experiência do projeto INJEX

TECPAR/DIAFabio A. Guerra, Felipe T. R. Tovar, Milton P. Ramos

MetalDataLuiz Augusto D. Corrêa

PUCPR/PPGEPSLeandro dos Santos Coelho

PETROBRAS/CENPESCynthia Andrade, Walmar Baptista



A experiência do projeto INJEX - Apresentação:A experiência do projeto INJEX - Apresentação:

InjeX

Sistema Especialista para controle da água de injeção em plataformas ‘offshore’.

- Estudo preliminar do problema – domínio do conhecimento – Equipes do CENPES e UM-BC (2000/2001).

- Projeto InjeX – início 2001 - primeiro protótipo Novembro de 2001 – Término previsto, Dezembro 2003.



P r o d u c t i o n C o n c e p t S c h e m eP r o d u c t i o n C o n c e p t S c h e m eA experiência do projeto INJEX - Recuperação secundária:A experiência do projeto INJEX - Recuperação secundária:



Produtividade e tempo de vida de um poço de petróleo com/sem injeção de água[Patton 1993]

A experiência do projeto INJEX - Recuperação secundária:A experiência do projeto INJEX - Recuperação secundária:



MOTIVAÇÃO:A injeção de água do mar para recuperação de petróleo é uma técnica tradicionalmente empregada na indústria de óleo e gás. No entanto, a intensificação da produção em águas profundas, onde os reservatórios dependem da injeção de grandes volumes de água do mar para manutenção de sua pressão (> 25.000 m3/dia), levou à preocupação relativa ao controle de qualidade da água injetada, tendo em vista que as perdas de injetividade decorrentes da injeção de água não especificada comprometem as metas de produção.

OBJETIVO:- desenvolvimento e construção de um sistema especialista para monitoramento e controle da qualidade da água de injeção em plataformas “offshore” .

A experiência do projeto INJEX - Apresentação:A experiência do projeto INJEX - Apresentação:



A experiência do projeto INJEX - Fatores críticos:A experiência do projeto INJEX - Fatores críticos:

Nome da variável Unidade LimitesVariáveis de injeção (on-line)

vazão da água de injeção m3/h 250 – 1000oxigênio on-line (par galvânico) mA 0 – 1020

oxigênio on-line (membrana) ppb 10 ppbcorrosividade – LPR mm/ano 0 – 0,1taxa de corrosão – RE mm/ano 0,13perda de carga nos filtros (p) Kgf/cm2 1 – 3

Variáveis de tratamento (on-line) vazão de gás m3/h 0 – 1000potencial Redox mV +800 - +900bomba de sequestrante de O2 - on – offbomba de hipoclorito - on – offbomba de biocida - on – offbomba de bio-dispersante - on – off

Análises químicas (off-line)

teor de Cloro ppm 0,6 – 1número de partículas n°/ml 10p/ml > 5mbactérias (BRS e total) NMP/ml 105 max

Oxigênio livre Microorganismos N° de partículas



A experiência do projeto INJEX - Planta de tratamento da água do mar:A experiência do projeto INJEX - Planta de tratamento da água do mar:



A experiência do projeto INJEX - Transição de estados na planta:A experiência do projeto INJEX - Transição de estados na planta:

Planta parada

Planta operandoInjetando nos

poços

Planta operandoDescarte da água

Vazão maior que avazão mínima,

após parada longa.

Vazão menor quea vazão mínima.

Queda da Planta.

Tempo de paradamenor que 3 horas.

Partículas maiorque limite de

controle.

Partículas e teor deoxigênio dentro doslimites de controle.



Caracterização do problema:- Integração de informações;- Monitoramento e diagnóstico de processo contínuo;- Indicação de medidas corretivas a tomar.

Solução proposta:- Aquisição do conhecimento dos especialistas do domínio;- Construção de uma base de conhecimento;- Aquisição automática dos dados da planta;- Integração da BC e do motor de inferência em um sistema especialista.

A experiência do projeto INJEX - O problema:A experiência do projeto INJEX - O problema:



A experiência do projeto INJEX - Desenvolvimento:A experiência do projeto INJEX - Desenvolvimento:

Processo:- Fase 1 - Aquisição do conhecimento dos especialistas;

- Modelagem do conhecimento em regras;- Construção de um simulador para validação;

- Fase 2 - Validação da base de conhecimento;- Implementação final em arquitetura cliente/servidor.

Ferramentas:- Ambiente MS-Windows;- Linguagem C++;- RuleSketcher (desenvolvimento da base de conhecimento);- PI API.



A experiência do projeto INJEX - Arquitetura:A experiência do projeto INJEX - Arquitetura:

InjeX - servidor

Instrumentos esensores da

planta

Resultados deensaios delaboratório

SDCD PIPlant Information

Console decontrole da unidade

Estação detrabalho na rede

Gestão da unidade

Equipe de controleda corrosão

Rede da PETROBRAS / E&P

Base deconhecimento

Módulo decálculo

Aquisiçãode dados

Interface c/sistema-cliente

Motor deinferência

Especialistaem corrosão

Histórico

...InjeX - versão cliente

CorPlotter



Inputs{ VazaoInj :Vazao total da agua de injecao Particulas :Numero de particulas em suspensao O2galv :Teor de oxigenio [ON]-line medido por par galvanico CorrLPR :Taxa de corrosao medida por LPR CorrRE :Taxa de corrosao medida por resstencia eletrica O2memb :Teor de oxigenio [ON]-line medido por membrana DeltaP :Perda de carga nos filtros BseqO2 :Bomba de injecao de sequestrante de oxigenio [ON]-[OFF]

A experiência do projeto INJEX - Desenvolvimento:A experiência do projeto INJEX - Desenvolvimento:

InjeX (Agosto 2003):30 variáveis, 107 hipóteses, 170 regras, 04 níveis

If VazaoInj >= [VazaoMin]Then Planta operando

If VazaoInj < [VazaoMin]Then PLANTA FORA DE OPERACAO

If Planta operandoand PV12 = [OFF]Then Planta injetando

If Planta operandoand PV12 = [ON]Then PLANTA EM RECIRCULACAO

If Planta operandoand Planta com problemas de corrosaoand Desaeradora dentro dos parametros operacionaisand BseqO2 = [OFF]Then Sequestrante de Oxigenio Alarme amareloand BOMBA DE INJECAO DE SEQUESTRANTE DESLIGADAand RELIGAR bomba de injecao de sequestrante de Oxigenio

LABEL rec.injex.oxigenio "RELIGAR bomba de injecao de sequestrante de Oxigenio"

Base de conhecimento:



A experiência do projeto INJEX - Interface:A experiência do projeto INJEX - Interface:



A experiência do projeto INJEX - Conclusões e situação atual:A experiência do projeto INJEX - Conclusões e situação atual:

Situação atual do projeto: (2002) Mudança da plataforma alvo; Alterações na interface e na base de conhecimento; (2003) Re-adequação de todo o sistema (simulador / cliente); Novo processo de validação da base de conhecimento; Construção do InjeX-Servidor; Instalação do sistema (previsão Outubro/2003); Conclusão do projeto (previsão Dezembro/2003).

Conclusões preliminares:- Quanto maior o número de especialistas envolvidos, maior a dificuldade na aquisição do conhecimento;- Um cuidado especial deve ser tomado na seleção da equipe (especialistas e desenvolvimento);- Sistemas especialistas têm ainda uma grande potencial inovador em aplicações industriais.



Milton Pires Ramos

[email protected]

DIA – Divisão de Inteligência Artificial

TECPAR - Instituto de Tecnologia do Paraná

Curitiba Paraná Brasil

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