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iCruise智能RSS:自动化定向钻井又迈新阶

iCruise智能RSS:自动化定向钻井又迈新阶

近年来,得益于电子技术、传感技术、复杂算法以及高速遥传等技术的进步,自动化钻井由此取得了长足发展。

来自 | Worldoil
编译 | 吕凡胜 影子

预测分析、物联网、人工智能对我们而言已不仅仅是遥不可及的潮词。作为数字化和自动化技术的集中代表,它们正在快速地改变着油气行业。

各技术要素紧密的结合,数据共享和传输方式的极大改善,以及最重要的,数据传输到执行模块速度的提升,已经深刻地改变了油气勘探开发领域。该项数字传输技术已经改变了我们的商业模式,为我们实现储层、操作平台及设备(地面及井下)的连接提供了全新的、更加有力的武器,保证了各要素之间更加紧密的联系。

通过在井身施工生命周期内采用智能决策系统和与之适应的结构,哈里伯顿正在加速推进该数字化转型。作为我们技术核心,我们将系统、实际应用、大数据分析、高级建模以及各种实际工作流相整合。在现场,我们依据具体井场施工计划及预先设定的钻井参数来进行钻井作业。

感应技术、井下大规模复杂运算处理器以及高速数据遥传技术的发展,为井下和地面系统实时数据的传输和分析提供了保障,在这点上,其速度和精度都是远非人为操作可以比拟的。机器学习与数据分析,配合复杂算法,可以帮助现场和实时操作控制中心(ROC)专家对于钻井状况进行实时分析,从而依据具体情况调整和优化钻井计划,并且在井场作出更合理的决策。

通过采用自动钻井系统,我们可以帮助降低非生产时间(NPT),减少井场操作人员,降低每桶原油成本,同时提供预测准确、稳定可靠、连续不断的产出,从而实现资产最大化。
智能设计满足钻井自动化需求
最优化的井场计划应当包含一整套的井上井下高级智能系统,该系统需要能够获取实时数据,并且能够发出连续指令来调整当前的钻井情况。该自动定向钻井系统中心安装有iCruise智能旋转导向系统(RSS),该导向系统可有效提高钻井精度,减少井期,提高稳定性,进而取得预期结果(点击查看原文)。

自动化钻井的一体化方案

该智能旋转导向控制系统与自动钻井控制软件仅仅是全自动一体化钻井平台庞大机构的两个构成部分。在地质导向应用方面,EarthStar公司提供超深随钻测井服务以及地质导向软件服务,可现实井下与自动钻井控制软件的数据双向交流。地质导向目标直接发送至自动钻井控制软件,进而自动控制旋转导向控制系统开展井下作业,朝着既定方向作业,并且同时向操作人员提供实时数据。

钻井液的管理和监控同样被纳入到钻井一体化作业当中。在钻井现场,无需泥浆工程师每隔一两天对泥浆参数进行人工测量。如今,BaraLogix系统可以每天向我们自动测算和发送100次泥浆数据。这些数据包括密度和流变性,将会被发送到泥浆实时监测中心。在这里,工程师们可以观察并且提前预测井壁稳定性问题,由此节约钻井时间,降低钻井成本。

在钻井施工过程中,除了关注井眼位移问题外,其他的问题同样重要。采用控压钻井系统(MPD),可通过水力学模型控制井口压力,从而起到快速控制调节井内压力的效果。以上模型经过测压钻井(PWD)实时数据和控压钻井系统高级算法比对校准,数据准确可靠。该控压钻井系统接收旋转导向系统(RSS)指令,并且据此调整井底压力,同时实现井底与地面控制系统的数据双向传递。该系统同时利用实时密度及流变学数据,并通过将这些数据与测压钻井(PWD)测量数据进行比对,可对井内情况进行实时准确预测。

由于该智能旋转导向系统效果依赖于钻井液流量及密度,因此,确保钻井液组分性质的稳定就显得十分重要。随着井内及地面各种复杂算法及分析工具的运用,传统上需要大量依赖现场操作人员进行分析决策的活动,如今可以完全依靠系统自动运行。我们通过将数字化解决方案与井建作业相结合,提高了采收率,降低了钻井时间,减少了相关风险,节省了每口井的综合成本,从而实现了资产效益最大化。

案例1 实现径向钻井项目效益最大化

美国某油田现场操作人员需要维护30英尺储层厚度内的井筒。通过将iCruise智能旋转导向系统感应数据,特别是近钻头数据,与深电阻测井工具所得数据相结合,获得可靠的数据,并传送给地质导向专家,为他们进行高效的导向作业及维护储层下半段井筒提供可靠的数据支持。与此同时,该自动钻井控制软件可依据当地具体的地质条件,向定向钻井操作人员提供具体建议,进而实现钻井目标。厂商可协助操作人员进行安装调试,保证钻井定点准确;通过提供持续准确预测分析结果,降低钻井作业时间,从而实现资产运营效益最大化。

案例2 径向钻井长距离精确钻进

哈里伯顿采用该智能旋转导向系统在9644英尺处成功开窗侧钻15英尺,并且在下套管过程中与目标垂直误差控制在1英尺之内。通过严格控制整个钻进过程中的曲率,即低于2°/100,有效帮助操作人员实现精确钻进,进而实现开发效益最大化。

案例3 实现高井弯处成功下套管

iCruise智能RSS:自动化定向钻井又迈新阶

整个钻进过程完全在自动钻井控制软件指令之下完成

通过采用iCruise智能旋转导向系统,在自动钻井控制系统的指令之下,成功完成曲率为12°/100 ft的完整井段钻井任务。钻井作业开启后,自动钻井控制系统可以有效保证钻井活动处于安全范围之内,并且保证后续下套管作业能够按照计划精确进行。该系统采用物理模型模拟设备运行情况。该钻井控制系统可协调井下钻具,实时调整钻井轨迹,充分优化导向控制机制,最大限度降低钻孔迂曲问题。

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