유정의 원활한 흐름 지원

• 정확한 유동성 모니터링은 각 유정의 구성을 명확히 파악하기 위해 필수적이며, 이를 통해 탄화수소 회수 극대화 가능
• 아람코의 AI 기반 마이크로파 공명 유량계는 그 어느 때보다 정확한 실시간 데이터를 제공 
• 아람코의 4차 산업혁명 기술 전문성에 기반한 혁신

수백만 년 동안 석유, 가스, 물은 지표면 아래 깊은 곳의 저류층 암석 속에 갇혀 있었다. 일반적인 저류층 암석은 다공성이며 투과성이 있지만 그 위를 덮고 있는 암석들은 그렇지 않아 탄화수소는 원래의 자리에 그대로 머물러 있게 된다.

이러한 저류층을 발견하여 암반을 시추하면 석유와 가스가 추출되는 동시에 물도 함께 추출된다. 석유, 가스, 물은 석유·물의 이성분 액상과 가스상을 포함하는 다상 유동 형태로 유정에서 추출된다.

중요한 순간에 정보 제공

다양한 측정 방식이 존재하지만, 대부분의 방식이 유체 유동을 통해 신호를 전달하고 결과를 분석하는 과정을 포함한다. 소리가 얼마나 빨리 흐름을 통과하는지 테스트하는 방식도 있고, 방사선을 방출하여 흡수되는 에너지의 양을 확인하는 방식도 있다.

정확한 실시간 측정 없이는 올바른 판단을 내리기 어렵다. 수십 년간 석유∙가스 산업은 여러 가지 한계를 지닌 다상 유량계에 의존해 왔다. 일례로, 일부 유량계는 물과 가스의 흐름이 많을 때는 정확한 측정값을 제공하지 못한다. 또 다른 유량계는 유체의 염분이나 온도 변화에 영향을 받는다. 또한 모든 현장 조건에 적용할 수 있는 유량계가 없어, 각 현장 또는 유정 유형별로 다른 설정 또는 완전히 다른 유량계가 필요하다.

이러한 단점을 대부분 해결할 수 있는 기술적 솔루션을 찾는 것이 매우 중요하다.

4차 산업 혁명 활용

디지털 트윈과 같은 기술의 사용은 새로운 유량계가 인공지능(AI), 빅데이터, 클라우드 컴퓨팅, 블록체인과 같은 4차 산업혁명(4IR) 기술에 대한 아람코의 전문성을 활용하는 방법 중 일부에 불과하다. 또한 이 유량계는 일반적인 기계 부품보다 가볍고 저렴한 3D 프린팅 부품을 활용한다. 

정확도가 개선되고 비용이 절감된 새로운 유량계는 유정 생산성을 크게 향상하며, 더 나아가 탄소 발자국 감소에도 도움이 될 수 있다. 시설에서 물이 과도하게 생산되면 물을 제거하기 위해 에너지를 추가로 사용해야 하기 때문이다. 또한 장비를 가득 실은 트럭이 필요하고 일 년 내내 현장에 대규모 작업 인력을 배치해야 하는 수동 이동식 유정 테스트를 대체할 수 있는 저탄소 대안이기도 하다.

상용 솔루션 개발

미국 휴스턴의 아람코 연구 시설과 상업용 유동 루프 시설, 그리고 사우디아라비아의 아람코 현장 엔지니어들이 새로운 유량계의 설계를 테스트했다. 3상 유량계의 첫 번째 버전이 2022년 4월에 테스트를 마쳤으며, 2023년에는 프로토타입에 대한 현장 테스트가 실시될 예정이다. 프로젝트팀은 유량계를 상용 제품으로 개발하기 위해 아람코의 지원으로 이미 신설 회사로 분사했다.

이 기술은 아람코의 4IR 인프라와 완벽하게 들어맞는 동시에, 아람코가 개발한 역량을 활용하며 이를 통해 오랜 도전과제에 대한 혁신적 솔루션을 개발하고 에너지 산업의 디지털화를 지원한다. 다상 유량계의 상업적 잠재력 외에도 아람코는 더 유익한 사용처를 모색할 수 있도록 이 기술을 킹압둘라과학기술대학에 라이센싱했다.

미래의 흐름

아람코의 마이크로파 다상 유량계는 생산량 확대와 저류층 관리 개선에 핵심적인 역할을 할 수 있는 잠재력이 매우 높으며, 이를 통해 아람코는 운영 효율성을 높이고 천연자원을 최대한 활용할 수 있다. 이는 혁신적인 기술을 활용하여 석유∙가스 산업의 기존 및 새로운 도전과제를 극복할 무한한 가능성을 보여준다.