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协同创新 钻井效率大步向前

协同创新 钻井效率大步向前

本文讨论了创新和协作对于油气行业发展的重要性,以及新技术如何最大限度地提高效率和降低成本。

来自 | World oil
编译 | 惊蛰 影子

为了最大限度地提高效率和降低成本,油气行业始终如一地支持上游技术的进步和发展。技术创新为行业提供了新的机遇,有助于开发高难度油藏并提高效率。

当前的对技术的投资已不仅仅局限于应用,可持续的未来才是关键。 技术、人员和合作这三个因素相互交织,并将持续作为油气行业发展的焦点,帮助油气公司发展和生存。其中,技术进步发挥了重要作用。近年来,新技术的出现更有助于油藏识别和开发,并且更快、更高效地实现作业目标,并优化生产和运营。

截至目前,钻探技术的进步已经显著减少了操作对于地面部分的影响,包括环境和成本。然而,由于钻探和井建占上游运营成本和风险的大部分,开发商正在寻找能够在不影响安全系数同时能够降低成本、提高收益的创新技术。由于油气行业希望最大限度地提高采收率,同时鉴于油藏和作业环境挑战性的提高,这已经是一个优先发展选项。OPEC表示,得益于技术进步,自1980年以来可采资源增加了一倍以上。例如,过去只能钻进有限的深度,而现在新技术能够使井筒深度达到数公里。

油气行业需要创新和协作来应对当前的挑战,合作也变得几乎与新技术同等重要。两者都是行业发展的重点,建立创新中心OGTC(油气技术发展中心),展示了对于技术的投资和承诺。目前,OGTC已获得1.8亿英镑的投资,主要用于北海,以期最大限度地提高英国大陆架(UKCS)的油气行业复苏。OGTC已经确定了五个关键领域,包括资产完整性、边缘油藏开发、弃置封堵、数字化转型、井筒建设。

对于英国钻井市场,OGTC声称可以将油井开发成本降低多达50%,最多可以提高产量50亿桶。 此外,UKCS成本中的30~50%分配给了油井建设和管理,这方面也需要创新技术来降低成本,最大化经济复苏。OGTC一直支持上游技术的发展,特别关注那些对传统、保守行业产生巨大影响的小型创新型公司。

势在必行

鉴于降低作业成本和风险需求的日益增长,于2015年建立的DeltaTek Global使用巧妙设计,大幅节省钻机时间。其中,ArticuLock和SeaCure两种主要技术,旨在通过延长海底作业或水泥固井的天气窗口,节省钻机时间。

提效降本的艺术品

远离陆地和环境恶劣为海洋油气开发带来了重大挑战,造成非生产时间和成本的增加。由于环境因素的影响,如强风或大浪会加剧钻井平台的运动,从而破坏设备的稳定性,延长钻井作业时间。对于油气行业来说,这可以说是一个老大难问题。尤其是在英国北海,由于环境恶劣,能够正常工作的窗口期极短,导致了非生产时间延长和成本增加。

DeltaTek的ArticuLock系统能够主动抵消钻机震动对于钻井的影响,扩展作业窗口期。该系统就像相机的平衡架,可以消除海底设备的弯曲应力。通过消除由钻机移动引起的弯曲应力,稳定设备,并使工作能够在以往无法适应的天气条件下继续进行。

今年早些时候,ArticuLock在Las Palmas海岸的Stena IceMAX钻探船上进行了高规格的现场试验。此次测试由OGTC提供支持,是DeltaTek、OGTC和Stena Drilling之间的协作工作成果。

ArticuLock安装在钻杆着陆管柱上,根据天气和作业阶段的需要,通过手动或ROV锁定和解锁。此次测试证明, ArticuLock可以在刚性系统中消除弯曲应力影响,降低工具疲劳磨损。此外,还模拟了恶劣天气条件下的压力测试,以进一步证明该系统在特殊环境下的性能。

根据历史数据,每年由于天气原因产生的非生产时间损失大约4亿英镑。 由于技术缺失,开发商不得不接收这个事实,超过20%的钻机预算耗费在等待合适的作业天气。此次试验证明ArticuLock能够扩展海上油气开采的时间窗口,有助于提高海底操作工具的确定性和安全性。

固井表现更优秀

传统作业中,固井需要使用管鞋和水泥塞,用于进行压力测试以确保水泥作业的完整性。然而新技术的出现可以极大的提高固井作业的效率和完整性,为开发商节省大量成本和时间。并且,一旦水泥凝固,就能够降低水泥置换和微环空形成的风险。

SeaCure是DeltaTek的旗舰技术,是一种创新型的海底固井系统,可为海上井筒提供“刺入式”的内管柱固井。内管柱固井一般通过套管内的钻柱完成固井作业,业内普遍认为该技术更加高效,同时能更好的控制水泥位移和流面接触。SeaCure系统将这一过程提升到了一个新的水平,为钻井和开发作业提供了更大的成本和时间优势。

SeaCure在优化钻井作业和节省钻机时间方面的潜力已得到主要运营商的认可。通过与OGTC合作,已经完成了陆地井的现场试验。测试由雪佛龙、Siccar Point和AGR共同参加,展示了该技术在提高固井作业性能和效率能力。

对于任何涉及地面控制和套管柱的操作,SeaCure全都适用。此外,它也可以适用于配合钻井尾管。同时,SeaCure可用于任何套管或尾管柱的干式采油树固井,能够有效控制作业时间这一关键参数。

SeaCure的首次实际应用在今年九月,用来完成尺寸为30in套管的固井作业。该井(West Wick)是雪佛龙在北海的评估井,由Ocean Guardian半潜式钻井平台钻探。SeaCure作业中没有使用管鞋,无需进行专门的清理作业,因此在进行12-1/4 in钻进之前,可直接将30 in的BHA提出。

SeaCure是一个完全的机械系统,没有电子设备或液压系统,使其成为一种强大而可靠的技术,可优化水泥固井作业并节省钻机时间。SeaCure消除了管鞋和多次下钻的需求,节约了至少几天的作业时间,在深水作业中的效果更为明显。 此外,SeaCure还可以改善水泥位置,减少水泥位移,优化离线套管压力测试,并最大限度地降低漏失风险,提高钻井效率和安全性。

机械进步

SeaCure设计独特,采用标准工业组件的组合,阀门、刮管胶塞和接收底座等都广泛用于油田,无需重新测试其可靠性。

闩锁式浮动设备位于套管或尾管的底部,与内管柱的第一部分共同参与固井。该内管柱包含位于底部的闩锁式钻杆适配器以及定制的破裂盘。

在第一步完成后,连接SeaCure的内管柱部分,随后连接其余的内管柱部分,从而使内管柱在展开时成为一个整体。

该工具的这一部分是最重要的,它使整个SeaCure技术的实现成为可能。使用标准滑动接头,可以补偿套管和内管柱之间的长度差异。除了提供足够的10 in冲程外,离合器系统确保套管其余部分的安全接合和脱离。SeaCure避免了对大型密封工具的使用,通过旋转完成连接,形成水泥作业的密封件。

一旦工具达到固井深度,水泥就会通过内管柱泵入套管。随后启动刮管胶塞,然后注入少量泥浆。当刮管胶塞与底部接收器连接后,所产生的压力打破破裂盘,随后内管柱内的泥浆等可以通过送入工具排出,从而开始固井循环。压力测试可以在此过程中进行,而水泥不会被污染,消除了微环空形成的风险。这些测试对于确保水泥完整性至关重要,而SeaCure技术可大幅提高水泥密封的完整性和可靠性。

随着套管测试完成,内管柱和SeaCure工具既可以回收,可以开始进行下一部分的钻进,由于没有使用水泥塞或管鞋,不会损坏BHA或钻头。

预见未来

DeltaTek的两项技术能够显著降低作业成本、风险和非生产时间,大幅节约钻机时间。得益于钻井技术的进步,挑战性油藏的开发已逐渐解锁,实现油气行业复苏的目标也指日可待。同时,我们应该保持对技术、协作和人员的关注,这三者都是保持行业向前发展不可或缺的因素。其中,多方协作在新技术成功应用方面发挥着重要作用。对于类似DeltaTek的公司,协作提供了其与行业主要领导者和开发商一起工作的机会,他们在新技术的开发和接受方面发挥了积极作用。

新技术为应用油气开采挑战提供了智能解决方案,而富有才能和技术的作业人员理解行业的复杂性,他们对于建立行业发展所需的解决方案至关重要。毫无疑问,提高运营效率永远是油气行业的优先事项,而油井技术方面的投资对于继续提供成果和最大限度地实现复苏至关重要。

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评论 1

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