석유·가스 산업 혁신: IIoT로 업스트림, 미드스트림, 다운스트림 운영 혁신

석유·가스 산업은 고도로 복잡하고 기술 집약적입니다. 따라서 석유·가스 임원들은 업스트림, 미드스트림, 다운스트림 부문을 혁신할 획기적인 솔루션을 항상 찾고 있습니다. 실제로 마이크로소프트와 액센추어 보고서에 따르면 석유·가스 임원의 62% 이상이 디지털 기술에 투자할 의향이 있습니다.

다행히 석유·가스 산업을 위해 사물인터넷의 새로운 기술 제품군이 운영 방식을 풍부하게 하는 새로운 기회를 제시하고 있습니다. 첨단 분석 기능, 원격 측정, 센서 적용을 갖춘 IIoT 기술은 운영을 최적화하고 신뢰성을 개선하며 석유 산업이 새로운 가치를 창출하도록 돕습니다. 석유·가스 산업의 각 부문은 초기 IoT 노력으로 이러한 목표 중 하나를 촉진하여 최대 혜택을 얻을 수 있습니다.

시스코(Cisco)에 따르면 일부 대형 석유·가스 회사는 가용한 IoT 솔루션을 인프라에 완전히 최적화하여 구현함으로써 연간 수익을 10억 달러 늘릴 수 있습니다.

업스트림 기업은 다양한 데이터 세트를 활용하여 새로운 운영 통찰력을 얻을 수 있습니다. 새로운 상업적 기회와 더 높은 네트워크 무결성을 추구하는 미드스트림 기업은 데이터 중심 인프라 구축으로 상당한 혜택을 실현할 것입니다. 다운스트림 기업은 탄화수소 공급망에 대한 가시성을 확장하여 수익을 증대할 수 있습니다.

IoT 기술이 이들 각 부문에 개별적으로 제공하는 가치를 살펴보겠습니다.

업스트림(Upstream)

업스트림 산업은 엔지니어가 데이터 검색과 조작에 70%의 시간을 소비함에 따라 NPT(비생산적 시간)로 인해 연간 약 80억 달러를 손실합니다. 반면 데이터 범위 확대에 대한 증가하는 필요성은 기업의 약한 데이터 관리 능력으로 제한됩니다.

대형 석유·가스 회사가 50,000개 이상의 유정을 관리해야 한다는 사실도 도움이 되지 않습니다. 이렇게 큰 유정 분야에 대한 수작업 검사는 막대한 인력을 필요로 하여 회사의 더 나은 수익 창출 기회를 낮춥니다. 게다가 단일 유정에서의 기계 고장도 생산을 늦추고 규정 미준수로 이어질 수 있습니다.

IoT 첨단 분석 기능을 통해 업스트림 석유·가스 회사는 원격 위치에서 실시간으로 석유 채굴 장비 성능을 모니터링할 수 있습니다. 장비 유지보수 관행을 개선함으로써 IoT는 업스트림 부문이 육상 및 해상 석유 탐사 관행을 강화할 수 있게 합니다.

기업은 언제나 장비 상태에 대한 자세한 정보를 가질 수 있습니다. 성능을 기반으로 유지보수 작업을 예약하고 갑작스러운 부품 고장을 방지할 수 있습니다. IoT는 장비 유지보수 프로세스를 반응형에서 사전 예방적으로 전환하고 있습니다.

해양 석유 탐사에서 IoT 구현은 예상되는 기계 고장 탐지뿐만 아니라 기름 유출로 인한 해양 생물 피해 방지에도 도움을 줍니다. 자세한 내용은 여기를 읽어보세요.

미드스트림(Midstream)

석유·가스 산업의 미드스트림 운영에는 원유 처리, 저장, 운송, 마케팅이 포함됩니다. 원유는 주로 파이프라인을 통해 한 위치에서 다른 위치로 이송됩니다. 그러나 이 파이프라인은 드릴과 탭을 사용하여 불법적으로 원유를 추출하는 '오일 마이스(oil mice, 도둑)'의 끊임없는 위협에 노출되어 있습니다.

원유 도난은 나이지리아 같은 아프리카 국가에서 특히 흔하게 발생하며 하루 약 40만 배럴의 원유가 도난당합니다. 미국도 누출과 도난으로 연간 약 100억 달러의 원유 손실을 겪습니다. 석유 회사들은 따라서 파이프라인 안전성과 신뢰성 향상에 상당한 잠재력을 예상하고 있습니다.

석유·가스 파이프라인 모니터링은 석유·가스 산업에 대한 IoT의 수많은 놀라운 이점 중 하나입니다. 특별히 설계된 유량계는 파이프라인을 흐르는 원유 압력을 측정합니다. 흐르는 원유 압력은 구멍에서 새지 않는 한 파이프라인에서 일정하게 유지됩니다. 두 개의 후속 유량계 사이의 압력 변화는 파이프라인의 의심스러운 구간에서 도난이나 누출 가능성을 의미하며, 회사에 해당 구간을 검사할 충분한 시간을 줍니다.

이 미터들을 파이프라인 네트워크에 설치하면 회사의 신뢰성 개선에도 도움이 됩니다. 석유·가스 산업의 미드스트림 부문은 이 통합 네트워크를 통해 수집된 데이터 볼륨에서 부식된 파이프라인으로 인한 누출에 대한 통찰력을 생성할 수 있습니다.

다운스트림(Downstream)

1) 효과적인 설비 유지보수:

비효율적인 유지보수 관행은 예기치 않은 다운타임을 초래하여 글로벌 정제업체에 연간 평균 600억 달러의 추가 운영 비용을 발생시킵니다. 따라서 정유소는 예기치 않은 기계 고장을 방지할 수 있는 적절한 유지보수 시스템이 필요합니다.

일반적으로 정제업체는 개별 장치 또는 전체 정유소에 대해 유지보수를 사전 예약하여 검사 조정, 수리 활동, 대체 장비 배치를 계획합니다. 정유소는 장비의 예상 상태에 대한 많은 정보 없이 개별 장비를 워크스테이션으로 정기적으로 가져와 검사하고 오버홀합니다. 하지만 이제 스마트 디바이스(IoT 센서), 첨단 무선 메시 네트워크(네트워크), 개방형 통신 프로토콜(표준), 디바이스 및 자산 관리 분석(증강 지능)이 결합되어 상태 기반 예측 유지보수 전략으로의 전환을 주도하고 있습니다.

2) 연료 레벨 모니터링:

석유·가스 산업의 다운스트림 부문은 정제 운영으로 가득 차 있어 다양한 제품의 저장과 분배를 관리하는 것이 중요합니다. IoT 레벨 모니터링 솔루션은 정유소가 저장 프로세스를 디지털화할 수 있게 합니다.

연료와 기타 석유 제품은 탱크 팜의 대형 탱크에 저장됩니다. 대형 탱크 팜은 100~500개의 탱크를 가질 수 있습니다. 이렇게 큰 탱크 팜에서 연료 양을 추적하려면 많은 수작업 현장 방문과 검사가 필요합니다. IoT 기반 연료 탱크 레벨 모니터링 시스템은 정유소가 원격 위치에서 탱크에 저장된 연료 레벨을 주시할 수 있게 합니다. 센서를 통해 측정된 탱크 레벨은 인터넷 연결 디바이스에서 접근 가능한 중앙 집중식 대시보드로 직접 전송됩니다. 정유소는 이 솔루션을 사용하여 상업적 용도로 분배될 때까지 모든 석유 제품을 추적할 수 있습니다.

전체 석유·가스 산업에서의 IoT

데이터 처리와 효율성 문제는 원유 조달의 인바운드 물류에서 끝나지 않습니다. 정제 및 마케팅 회사뿐만 아니라 그들이 판매하는 고객도 포함하는 제품 분배의 아웃바운드 물류도 고려해야 합니다. 석유·가스 부문의 모든 구간에 IoT를 구현함으로써 기업은 공급망을 강화하고 운영의 허점을 더 잘 이해할 수 있습니다.

분명히 석유·가스 산업은 미래 성공을 위한 IoT의 중요성을 보기 시작했습니다. 하지만 더 많은 센서를 설치하여 IoT 애플리케이션에서 가치를 창출하고 포착하는 것만큼 간단하지는 않습니다. 석유·가스 회사는 주요 비즈니스 목표를 식별하고 특정 비즈니스 및 부문 목표를 충족하기 위해 IoT 솔루션을 구현해야 합니다.