AI와 로봇공학이 bp의 석유 생산을 어떻게 변화시키고 있는가

디지털 트윈 기술을 통해 bp는 에너지 자산 운영을 시뮬레이션하여 개선 기회를 파악하고, 고장이 발생하기 전에 이를 예측할 수 있습니다. 출처: bp

bp의 변혁 및 기술 관리자 리키 번스(Ricky Burns)는 디지털 도구가 팀들이 석유 생산을 더 안전하고 신속하게 가동하는 데 어떻게 도움이 되는지 설명합니다.

에너지 인프라는 막대한 가치를 창출하지만, 기존의 채굴 방식으로는 상당량의 자원이 미개발 상태로 남아 있습니다. 사우디 아람코의 가와르 유전은 매일 약 400만 배럴의 원유를 생산하며, 상류 부문 자산의 방대한 규모를 잘 보여줍니다.

그러나 이 분야 전반에 걸쳐 운영 비효율성은 여전히 흔한 문제입니다. 국제에너지기구(IEA)의 데이터에 따르면, 기존 회수 기술로는 저류층 매장량의 약 30%만 추출할 수 있어 70%는 지하에 방치된 채로 남아 있습니다.

대규모 생산업체의 경우, 유전 전체에 걸쳐 점진적인 기술 개선을 적용함으로써 상당한 생산 증대 효과를 얻을 수 있습니다. 영국의 초대형 석유 기업 bp는 디지털 통합을 통해 지난 5년간 연간 2%의 생산 증가를 달성하며 이 전략을 입증했습니다.

이러한 성장으로 인해 하루 약 2만 배럴 상당의 원유에 상응하는 추가 생산량이 발생합니다. 또한, 이 회사는 자동화 및 지능형 시스템 덕분에 전체 생산량의 평균 4%가 가동 중단되는 것을 방지할 수 있었다고 밝혔습니다.

bp는 AI, 첨단 분석, 자율 시스템을 활용하여 천연 매장량과 물리적 자산에서 더 큰 가치를 창출하고 있습니다. 지진파 이미징을 통한 지하 매핑은 이러한 기술을 가장 효과적으로 적용한 사례 중 하나입니다.

가와르 유전은 세계 최대 규모의 유전입니다. 출처: 위키미디어 커먼즈

지진파 이미징과 디지털 모델이 개발을 가속화합니다

최근의 계산 기술 발전 덕분에 bp와 같은 운영사는 4D 지진파 이미징을 구현할 수 있게 되었습니다. 이 방법은 엔지니어링 팀에게 장기간에 걸친 저류층의 움직임을 AI로 강화된 시각으로 제공합니다.

또한 이 회사는 가상 암석 모델링을 활용하여 물리적 코어 스캔 데이터를 바탕으로 암석의 디지털 모델을 생성합니다. 지하 전문가들은 이러한 컴퓨터 모델을 사용하여 며칠 만에 AI 지원 유체 시뮬레이션을 수행함으로써, 과거에는 수개월이 소요되던 물리적 테스트를 대체하고 있습니다.

bp의 변혁 및 기술 관리자인 리키 번스(Ricky Burns)는 이러한 예측 모델이 프로젝트 수행 속도를 어떻게 높이는지 강조합니다.

“지하 상황에 대한 확신이 높아지면, 생산을 더 안전하고 신속하게 가동할 수 있습니다,”라고 그는 설명합니다.

실시간 모니터링을 통한 운영 효율성 확보

채굴이 시작되면 원활한 운영 유지가 최우선 과제가 됩니다. 일상적인 활동을 최적화하기 위해 bp는 실시간 현장 데이터를 지속적으로 분석하는 AI 기반 플랫폼인 ‘Optimization Genie’를 운영합니다.

이 소프트웨어는 복잡한 현장 지표를 엔지니어가 실행 가능한 권장 사항으로 변환하여, 밸브 설정 및 유량에 대한 정밀한 조정 방안을 제안합니다.

지능형 자동화는 또한 시스템 유지보수나 예기치 않은 가동 중단 후 유정 재가동 과정을 간소화합니다.

이 회사는 “bp의 ‘Well Startup Tool’은 다양한 시나리오를 모델링하고, 안전성을 강화하며 유정을 더 빠르게 재가동할 수 있는 방안을 제안함으로써, 생산 중단 시간을 줄이고 더 빨리 최대 생산량에 도달할 수 있도록 돕습니다.”라고 밝혔습니다.

해상 인프라도 이와 유사한 실시간 데이터 피드에 의존합니다. 미국 걸프만에서는 유정 전체 길이에 걸쳐 설치된 광섬유 케이블이 실시간 유체 추적 데이터를 엔지니어링 허브로 전송합니다.

bp의 생산 기술 제공을 총괄하는 장-샤를 뒤메닐(Jean-Charles Dumenil)은 고품질 데이터가 운영상의 의사결정을 직접적으로 개선한다고 강조합니다.

“더 나은 통찰력은 더 나은 판단으로 이어지며, 더 많은 배럴을 생산할 잠재력을 열어줍니다,”라고 장-샤를은 말합니다.

이 회사의 기술을 통해 직원들은 잠재적인 문제를 이전보다 더 빨리 파악할 수 있습니다. 출처: bp

로봇 검사 및 디지털 트윈을 통한 가동 중단 시간 최소화

해상 플랫폼에서 발생하는 예기치 못한 장비 고장은 전체 자산에 걸쳐 막대한 비용을 초래하는 연쇄적인 지연을 야기합니다. 전문 모니터링 팀은 압력 및 유체 속도와 같은 운영 지표를 지속적으로 분석하여 고장이 발생하기 전에 이를 탐지합니다.

자율 기계가 이러한 최전선 감시 업무를 점점 더 많이 담당하고 있습니다. 미국 걸프만에서는 신발 상자 크기의 소형 검사 로봇이 수중 플랫폼 구조물을 탐사함으로써, 위험한 환경에 인간 잠수사를 투입할 필요가 없어졌습니다.

이 자동화된 검사 이니셔티브는 향후 4년 동안 유지보수 예산에서 수백만 달러를 절감할 것으로 전망됩니다. 해외인 아제르바이잔에서는 bp가 카스피해에 위치한 9개 플랫폼의 완전한 디지털 트윈을 기반으로, 항공 드론과 함께 작업 기반 로봇을 배치하고 있습니다.

엔지니어들은 이 가상 플랫폼 모델을 활용해 진단 시뮬레이션을 수행하고 원격으로 유지보수 계획을 실행합니다. 해상에서의 성공에 힘입어, 이 조직은 디지털 트윈 모델링을 육상의 상가찰(Sangachal) 터미널로 확대할 계획을 검토 중입니다.

bp의 변혁 및 기술 관리자 마리안나 케리모바. 출처: bp

bp의 변혁 및 기술 매니저인 마리안나 케리모바는 안전과 운영의 투명성을 이러한 도구의 성공을 가늠하는 핵심 지표로 꼽습니다.

“이 도구는 사람들의 안전을 지키고, 복잡성을 해소하며, 팀이 더 나은 결정을 내릴 수 있도록 도울 때 가장 큰 가치를 발휘합니다,”라고 마리안나는 설명합니다.

이러한 개별 기술 도입은 전 세계 사업장에서 누적된 성과 향상을 가져옵니다. bp의 업스트림 연구개발 담당 수석 부사장(SVP)인 헤를린데 만나르츠-드류는 디지털 전환에 대한 지속적인 투자가 뚜렷한 성과를 창출하고 있다고 지적합니다.

“수년간 집중적으로 추진해 온 기술 통합이 이제 결실을 맺고 있으며, 이는 생산량을 높이고 사업 부문별 새로운 성과 기록을 세우는 데 기여하고 있습니다,”라고 헤를린데는 말합니다.