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【2017 OTC】油气乱世 唯技术革新者称英雄(四)

【2017 OTC】油气乱世 唯技术革新者称英雄(四)

2017年OTC会议已过。尾声之后,给石油天然气工业留下的不仅是行业现状,更给从业者留下了对未来技术发展的思考。

来自 | OTC
编译 | 二丫

持续的低油价已经将水力压裂行业逼入了绝境,高昂的钻井成本已使大量钻机闲置,导致2015年下半年后原油产量逐月减少。除此之外,根据美国能源部的消息,目前各类油气井的采收率都非常有限,通过一次和二次采油以及水力压裂技术,最多仅能采出约10%~40%的储层原油。因此,行业对于那些能有效提高采收率的技术需求是非常强烈的,但目前常用的水力压裂技术仍存在较多弊端。

与此同时,风能、太阳能等新能源正逐渐抑制石油需求增长,虽然目前原油仍占全球能源供应需求的三分之一,但油气巨头们早已在新能源路上做好了打算。

油气巨头进军风电行业有很多理由,虽然大佬们已在深水项目领域专研了数十年,但在某些油田老化区,深水项目的发展正逐渐萎缩。而风力发电厂的利润是可预测的,且风电行业受政府监管的电价支撑,所以油企大力发展风电产业也在情理之中

水力压裂的未来

很多时候,减法往往会让人获得更多。

我们现在使用的科技在十年前几乎是令人无法能想象的,它几乎改变了我们日常生活中所有的做事方式。

现在你可以通过智能手机实现所有的场外交易:从预订机票和酒店、预定晚餐一直到安排私家车司机来接你并送你到NRG公园。

同样,技术的发展使压裂作业的复杂程度大大降低,在完井工程中也同样出现了作业方式革新。

Weir公司利用技术创新,将压裂管汇系统与返排作业技术提高到新的水平。

在回顾以前旧的作业方式时,很多人都想不通,当时为什么需要使用如此多的管汇以及数以千计的活动件,来确保高压操作安全,降低成本和NPT,导致庞杂的设备材料堆积在一起,占据了极大的空间。

而且有的公司在控压钻井(MPD)时竟然没有实时数据和自动化控制,这着实让人感到费解。

从新式简化压裂管汇系统到压力控制智能系统(WPC-IS),Weir公司能够为用户提供适用于任何条件的定制化解决方案。

虽然在未来几年中,压裂作业现场的各种管道和锤击由壬很可能仍然像迷宫一样乱糟糟地堆放,完全让人看不出这是一个含有高科技的作业现场。但,也不是没有其他的可能。

Weir公司的新简化压裂管汇系统,能够使现场的钢质材料用量减少84%。让我们试想一下化繁为简后的工作现场:潜在泄漏减少,连接头减少,NPT大幅度降低,等等。

一个加拿大运营商最近对该系统中的一种单一直线管道(OSL)进行了测试,结果令人信服:他们完成了40级压裂后,管道只有最低磨损;除此之外,在相同苛刻的作业条件下,该系统组件的寿命比同类产品长三倍以上。

除了简化压裂管汇系统,Weir新推出的压力控制智能系统(WPC-IS)让MPD和返排不再依靠猜测碰运气。

对于一些应用程序来说,它们无法测量泥浆气体分离器和压裂罐中的准确液位,或者无法从排放的气体获取碳足迹。最常见的发现问题的渠道就是看到液体溢出或发生井涌,可是一旦发现问题,就已经几乎没有时间作出响应了。

而Weir公司现在的技术就能够实时数据和自动化控制,增强安全性,减少对环境的影响,使用户能做出更好、更明智的决策。

这些系统为用户提供了一个控制面板,可以从压力控制设备上的传感器接收和记录信息。

这些信息可以在基于云的用户门户间分享,并根据需要收集单个设备或多个产品的数据。用户可以使用整套系统,或者只租用控制面板和传感器,并将其改装到自己的设备上。

另外,该系统可以监控每台设备的各种测量。

目前,Weir的放空气体分析仪智能系统(VGA-ISF)、泥浆分离器智能系统(MGS-ISD)、压裂罐智能系统(ECO-ISL)和控制面板作为WPC-IS的一部分开放出租,并且很快会进行功能强化。

现在人人都想要得到更多,但事实证明上,在完井作业中,却往往少即是多。

减少NPT、管道、占地面积、猜测、连接头、潜在的泄漏点;降低人工成本和风险…这一切的减法让我们的收获超乎想象。

海洋能源转换器成可再生能源又一契机

传统关注油气行业的公司日前纷纷驻足海上风电领域,而海洋能源转换器则正在成为可再生能源的另一个选择方案。

在欧洲和亚洲地区,尽管MEC和浮动海上风力涡轮机(FOWT)的大规模应用目前还处于早期规划阶段,但其各自的原型机已经安装完毕。与油气行业相比,浮动可再生能源结构尚处于起步阶段。这个新兴行业具有投资和合作潜力,可能会提供可行的产品。

MECs和FOWTs的锚泊设计和安装领域是与油气行业进行合作的机会。很大程度上,两个行业的设计要求和流程具有很多相似之处,不过,可再生能源行业具有独特的设计驱动力。油气行业的锚泊设计师们具有引导和影响MEC及FOWT锚泊设计的现场经验和专业知识,能够帮助其成功安装并获得最佳的运行性能。

油气与可再生能源的设施相似之处

可再生能源装置的锚泊设计与海上浮动油气设施之间的相似之处,使得人们往往倾向于使用现有的油气锚泊标准。

对于这两个行业来说,锚泊系统的首要目的,是在不影响油气生产的情况下维持电站运行,而可再生能源领域则是获取能量。两个行业的锚泊设备组件类型是相似的,线路系统通常是锚链、钢丝、合成绝缘材料及上述各种部件的组合。对于任何锚泊系统来说,锚的附属配件和需求是必需的,也是一致的。

此外,两个行业具有相似的设计理论,在最终的锚泊设计中起了一定的作用。这包括安装的设计要求、土壤性质、海洋条件、动态分析及锚泊部件类型和尺寸。

油气与可再生能源的设施不同之处

由于可再生能源设备的特殊行为,充分了解如何正确建模和设计这些设备的锚泊,需要一个学习的过程。锚泊设计师和可再生设备设计师正在不断学习并尝试弥补这些差异。

容器的运动和分析就是一个很好的例子。浮动油气设施通常是单个刚体结构,而可再生设备通常具有几个相互作用的运动部件,从而引起循环荷载。例如,传统的风/潮汐涡轮转子由于其旋转叶片而引起推力和扭矩负载,而波能转换器通常被设计成在主要波浪周期的附近频率下共振。额外的装载和操作行为在油气锚泊设计中通常不予考虑,但在可再生锚泊设计中则必须加以考虑。

在环境方面,MEC和FOWT通常停泊在浅海区域(小于152米),这些区域的海洋和风力条件有助于最大程度地提高能源生产效率,但同时也有可能限制锚的选择和安装;浅海区域往往具有坚硬的土壤或沙土环境,这也限制了锚的选择。锚泊位置、强烈的波浪、风力或电流,也会限制安装时机和安装船的选择范围。

向前发展

锚泊设计师和MEC/FOWT设计师之间的合作,将有助于加快系统设计和安装的学习过程。然而,传统上油气系泊设计师也需要与设备开发人员紧密合作,以便正确考虑这些结构独有的复杂性。共同合作能够帮助评估这些项目的适用性和可行性。

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