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为钻井配个GPS导航 井控难题不再难

为钻井配个GPS 井控难题不再难

如果钻井作业也能配备驾驶用的GPS,会发生怎样的神奇呢?

来自丨Worldoil
编译丨TOM 惊蛰

为了进入更深、温度更高、压力更大的油气藏,钻井行业持续挑战着技术极限。随着行业着眼于攻克地面压力可能高达20000psi的井,或者更为极端的高温高压井,我们必须拥有管控意外井控事故的能力。

通常,高压井建井作业中会涉及多种因素,并且在解译数据时往往存在高度不确定性。同时,即使使用耗时的程序了解正确的情况之后,某些条件是否需要非标准控制操作也不能确定。这会误导作业人员做出不适当的决策,或造成钻井作业无法达到既定目标,显著增加成本。

与极端高温高压井作业相关的井控挑战可能包括:安全作业窗口窄;井筒温度高;流体压缩性问题;钻井液流变性的挑战;长或小井眼的ECD较高;大井眼需要更长的驱替时间;地面设备的复杂性与局限性。

SafeKick公司的SafeVision井控组件是为了提高常规井控作业性能开发的,但它的特点也可能有助于管理极端高温高压井。当发生溢流需要关井时,SafeVision组件不会停止工作。在二级井控系统用于控制井口压力,并达到钻机井控设备的额定压力时,该组件还能够连续提供数据。这有助于区分真正的可持续溢流与假溢流。通过先进的自动化节流阀,它还可以利用动态过程将可疑或真实的溢流流体循环至地面。

SafeVision还可以量化并利用高循环泵速下的摩擦力,从而加宽压井作业期间可用的压力窗口。它甚至可以允许足够的循环泵速,以利用井下工具(例如PWD或LWD)来协助确保成功的管控井底压力。

SafeVision能够根据井况(包括温度,密度,井身结构与岩屑负载瞬变)进行现场即时正向模拟,从而可以在实施非标准井控措施之前,对其进行评估。这可以提高井控作业的安全性与效率。本地/远程井控团队、作业与风险管控资源人员通过系统相连,所有人能够同时获得以相同方式展示的关键信息,从而能够提出新的井控方法。

循环泵速的微量增加也会对井控所需的时间产生很大的影响,如果拥有精确的实时建模、流量监测与高性能/可靠的节流阀控制,利用压井泵速可带来极大的作业优势。目前对低压井泵速的依赖可能会导致过长的非生产时间。避免这种依赖性可以使该行业控制钻进极端高温高压井的成本。换句话说,虽然效率不能凌驾于作业安全之上,但追求效率过低,而无法实现商业价值是没有意义的。

幸运的是,从井控的角度来看,若一口井的极端压力都作用于地面设备,主要取决于在关井与随后的作业期间的封隔。常规作业人员不太可能利用钻机的标准井控设备(如节流阀),来动态控制极端井口压力的井。二级井控程序的重点应该仍然是规避、培训与执行必要的程序,以避免技术可控情况下的过度防护。

钻井的GPS导航

SafeVision旨在为所有人员提供优先的公共钻井信息。作为一个基础软件平台,SafeVision通过对钻机钻井数据的智能处理,以非常直观的方式展示出钻机下方井况的模拟,帮助解决数据过载问题。就像GPS能帮助司机一样,SafeVision能让那些控制钻井作业的人员做出高效、及时的决策。其拥有三种不同但相关的版本可供选择,以满足不同的钻井管理需求。

独立版本:这款核心产品可使用户在模拟器上钻井,以清晰简单的图形显示出井底发生的各种关键联系。其核心是一个先进的、完全瞬态的水力学模块,优化后可以快速模拟复杂的井筒关系。公共显示(所有版本)包含优先级信息而不是过多的原始数据。重点是利用基于井深的、详细的井示意图,来提供当前井况的全面概述。用户也可以自定义基于时间的数据显示。

办公室版本:该产品利用从钻机传感器收集的数据,使模拟器能够建模并显示当前井况。通过获取瞬态井况的信息,该系统使用户可进行预测模拟,从而便于对未来可能出现的结果进行审查。当利用SafeLink链接到当前钻机作业时,显示屏可以轻松实现异地监控,有助于所有人参与到决策中。通过存储已处理的数据而非原始数据,还可以存档钻井数据,以便发生重要事件后,还能快速查看与回顾。

钻机版本:该产品可实现目前最高级别的信息与自动化的集成。安装后,该产品可直接从钻机传感器或控制系统读取数据。系统能够根据钻机的具体配置提供定制的数据显示与模拟。该产品还可集成到钻机系统内,以提供当前手动操作无法达到的控制级别。可与之交互的典型钻机设备包括井控节流阀、钻井液除气设备、不同流体管线上的阀门和泥浆泵。

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