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井筒完整性如何走:五大趋势改变未来(下)

井筒完整性如何走:五大趋势改变未来(下)

井筒完整性(WI)贯穿于一口油气井的整个生命周期,从初始建井到生产,再到停产并弃井。本文将重点介绍生产作业过程中的WI问题,及管理WI方面的五个主要趋势。

作者 | Don Dressler等
编译 | 白小明

井筒完整性必须涵盖一口井的整个生命周期。本文将重点介绍生产作业中的WI问题,和管理WI方面的五个主要趋势。本文以整体视角,分析了工作流程(或业务流程)、工具(IT系统)以及数据和信息等方面的内容。

主动 (提前)管理WI风险

许多油气公司正寻求WI管理的共同目标,即形成并维护一个风险管理流程,能够在公司所有油气井的管理过程中有效评估并报告WI相关风险。一位油气公司高管将其称之为“魔法按钮”。一旦按下按钮,管理人员便能够以更高的视角查看所有WI风险。虽然这一概念很容易理解,但形成并维持这一管理流程对许多公司来说还是有很大的挑战性。

实现这一目标的一个关键问题,是必须使用软件采集、存储和维护所需的基本数据和信息,以便进行精确、高效的计算、分析和汇报。所需数据包括所有油气井设备库存清单;井下材料和井况;油气井建井和修井作业报告;测试作业及结果;以及基本的油气井测量数据,例如压力、温度、生产或注入流体量及流体成分。

这些数据可能通常是能够获取的,但长久以来,在采集和维护这些数据时可能使用了不同的格式,不同的应用软件和文件。查找、审核并提高数据质量,最后将数据迁移到同一个系统中绝对是一项复杂而艰巨的任务,哪怕只是一口井的工作量。数据的数量和质量也必须同步跟进,必须不间断采集并连续管理所有未来产生的测量数据、测试、报告、设备和井况信息,以保证信息的可用性。

另一个关键问题是必须形成一个风险分类系统,根据特定井眼的风险级别,划分井况和危险性。这种分类方案通常考虑某一潜在井眼故障发生的可能性及后果,以及井眼压力隔离系统的状态(完好、受损或失效)。结果通常以矩阵的形式呈现,如4×4或更大的矩阵,其中在矩阵的右上角显示风险较高的井。

ISO/DIS 16530井筒完整性标准也提出了一个井筒故障模型,通过将典型的井筒故障模式(例如采油树主阀故障、环空泄漏等)与相关的措施和响应时间进行匹配,来简化风险评估流程。这种方法还可以促进油气公司更有效地设置合理响应时间,并分配所需的资源以处理风险。考虑到上述问题以及其他挑战,许多公司短期内还将继续研究这一方案。

建立公司内部WI管理能力

WI作为一个专业技术的出现,以及企业对多部门协同参与WI管理的迫切需求,将长期推动在企业内部形成WI管理能力。当然,从人员编制角度来说,持续的行业低迷期将阻碍这一进程。尽管如此,行业仍将关注于大范围增强WI管理技能和知识。

井筒完整性如何走:五大趋势改变未来(下)

量身定制的数据管理系统

长久以来,不同部门间数据的隔离性、作业工况的区域差异以及数据管理责任的不明确性等因素,严重妨碍着井筒完整性数据的管理。通常,井筒完整性数据被记录在不同地方,包括:油气井档案、维护系统或离线电子表格。现场作业不易采用大型企业系统,如SAP或Maximo,通常采用基地(室内)汇报的解决方案。

井筒完整性如何走:五大趋势改变未来(下)
从简单的报告工具发展到技术服务包,这种向量身定制系统的发展趋势,带来了更加完善的案例管理和更强的分析能力。这种提升的总体目标是易于使用、汇报简单,同时具有专注井筒完整性性能分析的功能。典型的具有特定用途的系统包括上图所示的系统组件,如下所述。

通用用户访问接口

具有访问各种建井、生产和参考数据的数据存储和库的访问接口。确保在任何地方、任何设备上可以安全访问生产井的实时数据流。

性能报告及分析

涵盖关键绩效指标(KPIs),如稳定的套管压力、井眼压力隔离系统组件受损、完整性测试失败、设备打开异常,以及井眼数据偏离公司或监管标准。使用“交通信号灯”式或类似的视觉警示方式,来警示参数超出极限范围。对数据进行统计分析,以了解数据集的规模变化及复杂性,并提供预测可靠性等功能。提供井眼压力隔离系统和相关设备(WBE)的可视化工具。

案例管理

形成用于异常事件检查和后续措施风险评估和分析的统一方法,包括总体风险排名,作为油气井风险状况案例管理能力的一部分。案例管理涵盖WBE的状态/状况、测试、偏差、RCFA / FMECA、井筒完整性的变化和补救措施的效果;标准的数据工作流程可以保证主要工作程序。

技术

提供报告、分析功能以及与集成了复杂工程和业务系统的技术平台。获得各种WI参考文件库:公司政策、监管政策和报告要求、建井数据等,与企业认证系统集成强大的安全控制,强大的知识经验管理能力将经验教训分享给员工的知识。

数据管理

利用现有标准用于设备命名、安全和保留的政策和程序,包括流程的通用模板,例如添加新设备或替换设备或资产启动时的通用模板。

未来发展方向

多数利益相关者的WI意识得到提高、WI作为一个单独技术学科的出现以及全球范围内存在WI问题井数量的增加,这几个因素同时出现,显然已使整个行业都加大了WI管理力度。而这一趋势还将继续,且企业会逐步强调将WI作为一个独立的战略目标。公司的组织模式将有利于明确和提高各部门在管理WI过程中的作用,对WI技术专家的依赖程度也会不断增加。

制定更加健全的风险管理流程,有利于提高对收集更高质量数据的重视程度,有利于更加量化和精确地风险分析。受传感器技术(物联网)应用规模爆炸式扩大的驱动,采用流动数据,具有特定用途的数据管理系统的使用规模将扩大。诸如NORSOK等行业组织,将引入更详细的数据管理规范,以利于交换数据和报告的标准化。

今后,用户将可以在云系统上的供应商目录中获得材料规格,也将更多地使用集成系统建模(油藏、井眼、海上泥线以上区域)。跨行业协作时,为了实现数据交换,需要行业数据标准的融合。量身定制的服务包将变得更复杂,将提供模拟/建模功能,以进行更加深入的分析。

虽然在改进WI工作流程的过程中,管理方法和组织能力等方面取得了很大进展,然而,随着行业不断认识到管理井筒完整性的重要性,本文所讨论的这些趋势在未来将变得尤为明显。

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