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NOV有线钻杆技术花样翻新 IntelliServ 2应运而生

NOV有线钻杆技术花样翻新 IntelliServ 2应运而生

钻井操作的高重复性对于钻井工程师来说非常重要,但这受到了诸多因素的限制。NOV推出的IntelliServ2技术不仅能够提高钻井效率,还能实现数据高速传输,对于实现钻井操作的高重复性具有非常重要的意义。

作者 | Brian Van Burkleo等
编译 | 张德凯

钻井工程师一直在寻求能够同时满足高作业重复性和高作业效率的钻井方案,但这通常受到诸多操作因素的影响,其中复杂的地质条件和压力窗是最为重要的影响因素。

通过有线钻杆(WDP)结合遥测技术实时传输、监测井下数据,钻井工程师就能获得更多的井下状况信息,及时调整钻井方案。而这正是高重复性钻井作业的开始,可以说,有了WDP,钻井工程师就能够实现高重复性的钻井作业。

对于油气开发商来说,现在急需一款新型、富有竞争力的钻井工具,WDP的出现正满足了这一需求。WDP为钻井操作带来了更多的可能性,可以提高多种作业操作效率、减少非生产时间。

多功能作业工具

目前钻井作业中,WDP已经成为了一种多功能钻井工具,不仅可以作为常规钻杆进行钻井作业,还具有实时数据传输功能,通过WDP将井下工具的测量数据传输到地面的速率高达57000bit/s。

在钻井作业中,高作业重复性来源于获取到的翔实的井下数据,这对于作业条件、钻井策略调整都具有非常重要的意义。提高钻井作业中数据的时效性能够使得作业参数变化更加详细、准确,大大提高了作业的成功率。

WDP能够有效地将井底工具数据传输到地面,数据传输速率高达57600bps,从根本上改变了常规钻井方式,实现了数据驱动钻井,优化了钻井作业。

WDP能够实现数据实时传输的技术基础是双台肩钻杆的设计,电感线圈位于螺纹的内层(如图1),与其它钻杆的同轴电感线连接,从而形成一条完整的数据传输线路,贯穿整个钻杆的电感线圈即实现了钻杆结箍之间的数据传输。

NOV有线钻杆技术花样翻新 IntelliServ2应运而生

图1:传统双肩钻杆,传感线圈位于内层,连接公扣和母扣,可实现WDP钻杆之间的数据传输

外形上来看,WDP就与常规的钻杆相同,以下是关于WDP的常见疑问:

1.在钻杆连接过程中是否要进行传感线圈的连接?
不需要,使用传感线圈的原因就是要避免繁琐的连接过程,传感线圈称作IntelliCoil,WDP只需像常规钻杆连接即可;

2.WDP是否需要特殊的涂层技术?
不需要,生产商只需要常规的涂层技术即可;

3.WDP可以进行固井作业么?
可以,诸如固井、投球、投阀等作业都可以通过WDP完成。

高速数据传输

WDP已经在世界各地的油田作业中投入了应用,实际应用结果显示WDP能够提高钻井效率、降低作业成本。WDP能够实现MWD/LWD与旋转钻进系统的高效数据传输,降低了工具之间的数据传输时间,提高了钻井效率。WDP只是采用了常规的遥测技术,只是做到了更快。遥测技术与WDP能够显著减少数据测量、传输时间,实际应用表明,在大多数钻井作业中WDP都能至少节约1-2天的作业时间。

增加作业可靠性 提高操作效率

NOV推出的IntelliServ2数据网络服务,提高了钻井作业可靠性和作业效率。该数据传输网络的推出后,作业团队就能有效地观监测作业系统各部分的数据,实现作业计划的实时优化,提高作业可靠性和效率,从而降低成本。目前,该传输网络已投入应用。

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图2:IntelliServ传输网络示意图,井下工具与地面的钻杆数据传输速率高达57000bps

NOV对IntelliServ传输网络进行了如下改进,形成的新一代的传输数据网络—IntelliServ2,提高了稳定性和传输效率:

1.网络控制模块NetCon被嵌入到一个很小的不锈钢壳体内,NOV对整个软件交互模块进行了重新编写,简化了交互方式,使用更简单的由上到下的数据传输方式,触控平面也更加简单、易操作;
2.数据电缆进行了改进,并包裹在铬镍铁合金材料内,更加耐腐蚀和磨损;
3.全新设计了DataLink,增加了数据传输网络的稳定性和传输性能;
4.WDP的传感线圈嵌入双肩钻杆内,嵌入材料更加耐用,同时螺纹对传感线圈起到一定的保护作用,传感线可替换、重复使用,可降低维保费用80%。

IntelliServ2数据传输系统为客户带来更高的效率、稳定性和可靠性,同时降低了作业时间,同时在某些井的应用中IntelliServ2 WDP表现要更加优异。

案例研究

美国Bakken区块的一位开发商采用了IntelliServ2数据网络进行16口井的数据传输,通过WDP遥测系统,利用井下数据来驱动地面钻机的操作,使钻井作业更加高效、安全。

在该案例中,开发商在四个不同的地点钻了16口井,井眼尺寸8-3/4in,垂深762m,量深3537m,通过WDP共钻进43586m。值得注意的是,在作业过程中IntelliServ2在99.6%的作业时间内都进行了监测,总计时间超过1451h,相对于之前的钻井系统,IntelliServ2与WDP的结合大大优化了钻井作业。

16口井的13口钻井都是在之前3年从未作业过的区块上进行,作业难度很大。采用自动化服务后,钻井时间共计减少了25%,其中垂直钻井段时间减少了31%,每口井的时间都存在一定差异,但是节约时间的效果是确定无疑的。

除了减少作业时间外,WDP的实时数据传输能够更及时发现井下状况,操作人员能够更迅速地调整钻井方案。同时,钻铤、SoftSpeed软件与WDP的结合降低了钻杆在垂直段遇阻、滑脱的风险。TrueDrill软件显示WDP通过向钻头施加作用力可有效提高钻进速率(ROP),其数值甚至超过了常规钻井作业的ROP极限,同时钻井作业也更加稳定。

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白矾
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。