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SPE/IADC鉆井大會如期舉行 聚焦鉆井自動化

SPE/IADC鉆井大會如期舉行 聚焦鉆井自動化

上周二, SPE/IADC國際鉆井大會如期舉行,鉆井自動化是此次會議的主題之一。

編譯 | 二丫

沒有受到低油價和冠狀病毒的影響,一年一度的SPE / IADC國際鉆井大會暨展覽會在上周二準時開始,嚴格執行了此次會議的日程。在開幕式和主題演講期間,SPE和IADC官員以及Aker BP和Equinor的特邀嘉賓發表演講,隨后,根據緊密安排的會議流程,大會主要部分順序展開。

鉆井自動化是此次會議的熱門話題之一,參加討論的從業者非常多,每個人都發表了個人見解,來自不同服務公司和開發商的三個精彩演講是該部分的會議特色。

閉環鉆井技術優化

首先由Pason Systems鉆井系統經理Stephen Lai進行了題為“閉環鉆井優化系統的大規模應用:實施和現場結果”(SPE-199601-MS)的演講,其主要內容由Pason Systems Corporation和ExxonMobil Upstream Research Company專家攥寫。Lai表示,該系統是為解決鉆井過程常見問題推出的,例如,在陸地鉆機上,鉆井作業人員承擔著重大的壓力和責任,很少人能夠進行主要過程控制(WOB和RPM)的連續調整與控制。而頻繁的調整作業參數,結果可能導致次優的作業效果和更長的作業時間。

針對這種情況,服務公司設計推出了自動閉環優化技術來消除鉆井作業中的控制問題。據報道,閉環技術可以提供更優的鉆井作業,保持鉆進過程一致性。Lai介紹了該領域超過1700口井的研究結果,其中一個目標是考察該技術對于降低作業成本的效果。在鉆井系統設計階段,工程師建立了一個“控制方案”,由司鉆監督整個過程并控制參數。從而通過連續調整工藝參數實現鉆井優化,其中優化循環每秒運行一次,效率非常之高。

Lai指出,鉆井作業挑戰之一是地層性質隨時可變,因此,該系統利用基于輸入信號波動的快速優化算法,可以不斷調整鉆井參數,以達到最高的ROP和最低的MSE。系統內置的另一個功能是“故障緩解”,在該功能基礎上,當系統檢測到鉆探功能故障時,它會自動調節,優化作業。值得注意的一點是,內環自動鉆機的操作由一組特定的管理協議控制。

在過去的兩年中,該系統已經應用于270多個鉆機上,在北美完成了1700多口井的鉆探?!傲硪粋€應用挑戰是該系統與鉆井優化路線圖的矛盾。很明顯,在實際作業中,參數限制過于保守。因此,根據過去的作業經驗,我們認為,為了獲得最佳鉆井效果,應使用真實的設備極限應用數據。在現場試驗中,分析了大約90口井的鉆井性能,并將其與井況類似的鉆井作業相比。結果顯示,垂直井鉆井的平均ROP提高了6.5%,水平井平均ROP提高了7.6%。

自動鉆桿操作系統

第二篇演講由NOV鉆機系統業務和技術開發總監Tom Yost進行,題目為“智能鉆桿操作:自動化研究案例”(SPE-199552-MS),內容由BP,NOV和Seadrill三家公司完成。其主要介紹了一個作業案例,研究了在墨西哥灣的兩艘Seadrill深水鉆井船上改裝跳閘自動化系統的挑戰和經驗。

該項目是BP全球鉆井智能自動化計劃的一部分,目的是測試和深度了解鉆桿操作自動化的影響。自動化平臺具有兩種操作模式,在司鉆模式下,一名操作員可以控制所有操作和參數;在“AD模式”下,有兩個操作人員,其中之一僅負責鉆工和架工的調配。

該系統的部署和應用大約花費了一年時間。結果表明,該項目的投資可以在大約一年內收回成本。實際上,在2號鉆機上,鉆桿處理效率平均提高了46%。

井建系統

最后一篇演講由代表斯倫貝謝的Alexandre Jourde發表,題目是“井建系統的優化結果”(SPE-199608-MS)。他說:“傳統上,上游行業習慣將鉆井過程各個部分隔離開來,即工作流程、硬件和作業人員各為一部分。因此,引入創新技術的優勢受到限制?!?/span>

斯倫貝謝介紹了一種從零開始構建的新型鉆井系統,以實現鉆井作業效率和一致性的逐步優化,包括整個鉆井過程的分析。利用該方法,首先分析了二疊紀盆地一口典型井的鉆探,共有 4000多個步驟,可以映射到200多個學科的工作流程中。工程師發現,在諸多步驟中,確實存在改善鉆井一致性和安全性的機會。另一方面,數字技術的實施可促進作業一致性。

Jourde說:“我們必須繪制油井建造的完整工作流程圖。油井建設系統包括四個關鍵要素:數據驅動工作流程、硬件集成平臺、優化的井下系統和井液開采。在該系統測試和引入過程中采用了階段性測試方法,測試集中在硬件平臺,一口測試井的鉆探為數據驅動工作流提供了驗證機會。

結果顯示,在12-1/4 in井筒鉆進中,實際作業與數字鉆井計劃重合度為95%,自動化鉆井模型得到了驗證。此次測試的另一個結果是通過自動化提高了作業程序的一致性。此外,自動化提升了ROP,在此基礎上,井建系統還可得到進一步優化。

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評論 1

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