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数字化时代的钻井技术(一)

数字化时代的钻井技术(一)

本文对七家公司今年的钻机创新进行了回顾,并提出了广泛的见解。

来自丨World Oil
编译丨TOM

钻机的基本原理一直没有改变:旋转、起下与循环。但是,每年都会出现一些对钻机工作原理的新理解,让我们耳目一新。这些钻机努力提高性能、降低成本,有着显著地创新活力。

数字化建井

建井是一个复杂又昂贵的工程。该工程本身就可能已经过时,还会导致重复作业以及过多的文书工作。这使工程师需要花费很大精力才能快速有效地找到正确信息。

斯伦贝谢表示,这些因素正在限制计划井的质量以及钻井的数量,因此给效率与潜在安全带来了限制。为了解决这些限制,斯伦贝谢最近推出了c数字化井设计方案,来作为一体化建井流程的第一步,如图1所示。

数字化时代的钻井技术(一)

图1. DrillPlan系统提供数字化建井策略,由井场系统执行,来确保钻机以最佳性能运行。

钻井涉及到多个团队在建井周期的不同阶段执行各项工作。通过钻机上的单个实时数据源与单独的数字化设计,可以处理更多的数据,从而做出更明智的决策。

这种常规作业的自动化,解放了钻井队,并允许更广泛的团队专注于钻井的物理过程与专业技术,而不是钻井的管理。这种人员与数据的联系使工作流程更灵活,最终能够优化钻井性能。

斯伦贝谢的解决方案是一种将先进机械化与钻井自动化应用相结合的钻机。重要的是,这种“注入科学”软件通过物理世界与数字世界的连接,来支持这种机械化钻井平台的数字化作业,可以有效地将地下认知与地面作业相结合。

在9月的SIS全球论坛上斯伦贝谢推出了DrillPlan数字建井方案,DrillPlan通过改变设计流程,增强了用户协作,并为钻井队提供了一种新的工作方式。作业者与服务公司可以访问普通系统中所需的所有数据与理论知识,然后创建一个循环工作流程,随着新数据的添加,将不断改进作业计划。这使得这些公司在未来钻井时,可以从以前的钻井经验中受益。

该方案最终将提供数字化设计,由井场来执行,目的是确保钻机在最佳性能下运行。如果发生计划外事件,任何与计划的偏差都将被突出,并将支持最好的纠错决策。该系统将钻井作业所涉及的所有井场队伍与办公室队伍从井场到办公室连接起来,从开发地质学家到钻井与采油工程师连接起来,提供所有的补充信息与跨领域专业知识。

斯伦贝谢声称,目前用于北美地区作业的DrillPlan解决方案已经证明了其可以提高设计质量与效率,能够在数天而不是数周内制定出井设计方案。在一年多的现场测试中,已经做出了数百个设计。在德克萨斯州西部与加拿大,七家石油天然气公司对这一解决方案进行了广泛的评估,并将其用于自己的建井过程中。

斯伦贝谢还与英国作业者BP公司进行合作,进一步开发解决方案。BP公司上游首席执行官Bernard Looney表示:“到目前为止,建井还不是我们关注的焦点,但DrillPlan有可能会对我们的工程师如何合理利用时间产生相当大的影响。”

自动化钻井

钻井时,钻井人员不断地被大量数据与任务所淹没。NOV公司开发了NOVOS自动化作业平台,通过管理钻机设备来执行钻井作业,帮助钻工从这些复杂又重复的控制机械与作业的任务中脱离出来。

数字化时代的钻井技术

该平台去年被引入到陆地区域,已在西德克萨斯州、俄克拉荷马州、宾夕法尼亚州、阿拉斯加州与加拿大的几十台钻机上成功使用。NOV计划在今年测试海上版本,并预计在2018年上半年完成海上NOVOS平台。

NOVOS使用导入的钻井设计,通过遵循所需的钻井参数范围来执行作业,直到达到总深度。司钻会监督整个过程,如果需要可以接管控制。NOV所提供的系统可以在数小时内添加到现有的钻机中,为钻井作业的控制、监测、规划与优化提供了一个通用平台。

由于该系统不是定制的,因此可以扩展,不需要为每个新部署进行大量的研究或重新开发。NOVOS可以快速安装到现有的NOV控制系统之上,以便于快速部署。可扩展的安装使系统能够在整个钻井队中轻松部署,从而提高整体一致性,提高井队能力,并使作业者与钻井承包商提前进行计划。

NOVOS涵盖了各种应用程序,这些应用都是为了更快、更安全、更有效的钻井。它也可以包含第三方定制的应用程序,以满足特定的钻井需求。软件开发工具包还可以让开发人员创建与部署自己的优化应用程序,来解决特定的难题。一些作业者、承包商以及服务公司已经在创造一些增值的应用,将会在2018年交付使用。

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