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智能取心 让钻头有路可循

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智能取心系统使用一系列传感器同时进行油藏岩样的采集与分析,并利用通信系统将这些数据实时发送到钻机。

来自丨JPT
编译丨白小明 惊蛰

海上勘探和评价的主要目标之一是获取目标油藏的岩样。油藏岩石蕴含着非常有价值的数据,包括可直接测量的相对渗透率、润湿性和流体属性。这些信息对储层流动模型微调和勘探地质学家随后开展的钻井作业至关重要。

但是,尽管海底取心非常重要,但作业难度其实非常大。因为按照常规方法,依靠地面测量来确定从何处开始取样,这可能造成取心井深错误。

CoreAll是位于挪威卑尔根附近的一家技术创业公司,该公司开发了一种新的取心工具来解决上述问题。公司表示,其智能取心系统(ICS)是采集岩心的地层评价数据,并通过泥浆脉冲遥测技术将数据实时传输到地面的首项技术。在今年休斯顿的海洋技术大会(OTC)上,ICS的创新性为CoreAll赢得了一座新科技奖。

CoreAll项目总监Alf Berle表示,“所有开发商都明白,取心钻井技术在过去几十年并没有太大变化。油气行业为解决诸如岩心堵塞等问题只对技术做了“微调”,但除此之外,创新非常有限。”

由于ICS需要下入井内,操作人员可以通过一系列传感器测量电阻率、温度、伽玛射线、振动等多达15种不同的参数,并确定岩心完整性是否因岩心桶的断裂和旋转而损坏。操作人员可在作业前设置遥测模式,从而以期望的速率发送每个测量数据。

这种随钻测井产品并不意味着取代综合电缆测井,后者通常在取心作业后进行,可以确保岩心取自理想的储层位置。作业公司也可以使用这些数据来确定何时停止取心,或何时会钻遇水层等地层问题,还能够通过对比ICS与电缆测井(通常在取心几天后进行)数据来评估油藏属性,电缆测井数据通常会由于钻井泥浆滤液侵入储层基质而受到影响。

Per Erik Berger于2012年创立CoreAll,他曾见证取自Johan Sverdrup探井的岩心状况非常糟糕;Johan Sverdrup是挪威大陆架上发现的最大的油田之一。Berger之前是贝克休斯公司的取心专家,他最初推出的概念是设计一个井下树脂系统用于保持岩心的完整性,从而为勘探团队提供更好的油藏信息。

智能取心系统(ICS)的模块化特点:

  • 两个电阻率传感器
  • 两个伽马射线传感器
  • 井下温度传感器
  • 岩心相对旋转传感器
  • 三轴加速度计

然而,团队在研发过程发现这种创新需要一种新型的岩心筒,最终演变为ICS。同样曾就职于贝克休斯,作为其前地质导向经理的Berle说,“我们推后了这种想法,并试图解决第一个问题,即只需要一个配有各种仪表的部件。”

此后,CoreAll在4口陆地井成功试验了该技术;3口井在挪威,1口在捷克。目前,CoreAll正在寻求商业化应用,并有机会将ICS下入一口海上井。在寻找新机会同时,公司也正在与多家服务公司和设备制造商进行初步谈判,以确保该设备可以与其他传统系统集成,因为该设备的使用与电源系统和通信协议密切相关。

CoreAll还有进一步的技术野心,其中包括开发一个内部钻井设备模块,该模块包含一个地面触发部件,它可以关闭岩心筒,使设备能像常规钻井系统一样运行。

Berle解释道,“你可以先钻井,然后测井,一旦发现进入储层,即可进行取心,这方面还存在能够大幅节约成本的潜力。”他补充道,根据深度的不同,这种新增功能可能节约24-48小时的非生产时间,包括起出并卸下常规钻头,换取心钻头。

钻井模块还允许进行多个井段的取心,使操作人员在取心完成后继续钻进数百米,以为后续综合电缆测井工具的下入提供足够的井眼间隙。

过去的4年间,CoreAll收到了超过600万美元的研发支持费用,一半的资金来自瑞典的独立油气公司Lundin Petroleum的分公司Lundin Norway。其他的行业支持者包括英国的Spirit Energy和德国生产公司DEA,后者有两家政府赞助商支持,即挪威研究委员会和挪威创新局。

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