建立一种用于甲烷排放检测的技术工具包

图:太阳能供电的SOOFIE传感器监控一个设施。

当我们努力减少温室气体(GHG)排放时,快速检测和修复甲烷泄漏是至关重要的,我们正在持续测试和部署新方法以减轻甲烷排放。

在美国低48中,我们依靠各种工具和技术,作为我们熟悉的泄漏检测和修复(LDAR)过程的一部分,以查找和地址泄漏,解决每个网站的解决方案。除了传统的视听液体检查和光学气体成像(OGI)相机的使用外,技术的最新进步正在提供额外的监控解决方案。

我们已经在美国南部48州的几个设施进行了新技术的试点,以确定下一代检测和量化技术的有效性和可扩展性。这包括从地面到空中的一系列可能的技术,每种技术对不同的监测情况提供不同的优势。

康菲石油公司高级地球科学研究员Khalid Soofi表示:“我们的目标是更快地识别和修复泄漏,从而更快地减少我们作业中的排放。”

甲烷排放检测工具

连续监测

2020年,我们通过与Scientific Aviation合作,在选定的Lower 48个设施中开发和测试持续甲烷监测设备,从而进一步提高LDAR,从而引领行业。基于之前使用飞机和无人机进行羽流建模的经验,科学航空公司和康菲公司共同设计了一个地面传感器系统来检测泄漏。

sofie是设施间歇排放系统观测的缩写,传感器是一种相对简单且经济有效的金属氧化物传感器,能够在一秒钟内连续记录几次甲烷测量数据。3到4个传感器安装在设施周围的电线杆上,以便在不同的风力条件下更好地覆盖和有效。

由SOOFIE传感器拾取的任何升高的排放测量都集成到自动化机器学习系统中,以识别最可能的发射源等设备位置,距离,风速和方向等细节。通过使用从我们的运营中吸取的信息和经验教训,科学航空能够修改系统以快速提高其功能。如果系统怀疑泄漏,则会向运营人员发送警报以进行调查和修复。

测试已经显示了传感器在快速检测使用FLIR摄像机常见的泄漏时更有效。虽然传感器是风依赖性并且需要互联网连接来运行,但它们已经测试了其他更熟悉和昂贵的设备并显示出类似的准确性。

Scientific Aviation总裁兼首席执行官Steve Conley表示:“与我们使用的其他检测系统不同的是,这些传感器允许行业快速关闭大型排放源。”

空中排放监测
大的红色三角形表示算法如何利用甲烷读数和准确的风数据定位排放源。所有风三角形相交的深红色区域是最可能的发射源。

Soofie系统允许我们通过实时识别泄漏来减轻甲烷排放,并比其他技术更快地将它们更快地修复,这些技术仅适用于需求的其他技术。我们评估了与我们运营中的资产相关的风险,并根据对邻居的排放和邻近的潜力部署到地点的连续监测传感器。我们安装了大约360个设备覆盖100多个地点,专注于持续监控我们更大的48个生产设施。我们正在继续通过现场的天气事件来评估系统耐用性,并优化每个位置所需的传感器数量。我们还与我们的运营数据对齐甲烷数据,以更好地了解泄漏和设备功能的相关性。持续监测的实施使我们的运营人员在地上有机会更好地了解设备如何表现,并且它正在改变我们管理和减轻异常泄漏的方式。正如持续关注安全的情况一样改变了行为,让我们成为一个更安全的公司,我们相信持续检测排放将改变我们的思考和处理甲烷泄漏的方式。

Conocophillips,科学航空和其他六家能源公司也加入了进一步研究了部署连续甲烷监测技术的最佳方式,以检测排放和评估量化不确定性。简称项目猎鹰,通过在同行评审期刊中通过出版物来提供给行业,监管机构和公众的数据和结果。

此外,我们还在几个设施测试了摄像头,以便操作员进行虚拟现场访问。这些摄像头还配备了声音,提供了井场设施的完整视图。操作人员可以监控油罐上升起的舱口、冒烟或未点燃的照明弹、压力安全阀的释放和泄漏。综合运营中心(IOC)团队还可以在远程监控警报触发后立即查看井场,以评估情况并优先调度运营商。

空中监测

我们测试了几种不同类型的空中监测技术,使得常规监测更大的区域和设施数量。空中系统是一种既定方式,可以更好地概述整个设施和地理区域的排放。

无人机是一种既定的技术,已被证明在检测由于飞行低空漏光引起的泄漏和量化排放来源非常有效。通过沿着设施的垂直平面图案飞行,它们可以针对排放源并量化泄漏。虽然非常准确,但我们只在特定情况下使用它们,因为由于经济学,无人机相关的飞行法规和使用它们所需的特殊资源,他们难以在数百种设备上执行。查看更多无人机技术。

装有传感器的飞机飞过设施上空,根据甲烷的相对含量以及风向和风速来检测泄漏。如果怀疑有泄漏,操作人员会接手检查和修复泄漏。传感器可以检测到较小的泄漏,但在其他设施距离较近的地区,比如二叠纪盆地,它们的有效性可能会降低。

基于卫星的检测技术是另一种大规模泄漏检测技术,其有效性得到了迅速提高。目前,我们正在一系列设备上测试该技术,它可以很好地探测到更大的泄漏,比如没有照明的照明弹,但在设施靠近的地区也有局限性。最近发射的卫星在提供更好的成像、检测较小的泄漏以及对特定设施提供更频繁的监控方面显示出了希望。

这些技术结合起来,帮助我们建立了一个更强大、更可靠的监测工具,以减少整个业务的排放。