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钻井平台再升级 电池供电全自动钻井成现实

钻井平台再升级 电池供电全自动钻井成现实

在接受数字化、自动化以及电池供电的升级后,目前至少有8个现代化钻井平台(7个半潜式与1个自升式)正被动员至钻井作业地点。

编译 | TOM 影子

电池供电的半潜式或自升式钻井平台已实现了全自动钻井。随着2019年5月的到来,新型现代化钻机的订单纷至沓来,用于更多的勘探作业。对作业者而言,他们追求的目标是:更快、更经济的完钻;环保资质;为员工提供更安全、“云友好”的工作场所。

至少对挪威的钻井平台所有者而言,上述目标决定了他们是否有权利在该区域钻井,以及能否获得80%的Oslo氮氧化物基金会的环保投资(为降低氮氧化物排放而设立的奖励机制)。总部位于丹麦的Maersk钻井公司与位于挪威的Northern钻井公司正将其“第六代”与“第七代”钻井平台升级为全球首批电池供电的钻井平台。

在Equinor与Wintershall Dea等客户的支持下,Maersk正将混合动力与船舶能源排放效率软件相结合,以管理、监控功率电平,以及主发动机与DP电力的共享。Maersk公司旗下这艘服役了五年的、适用于超恶劣环境的无畏号XLE自升式钻井平台,安装了全新的电气设备,为实现“全电子”自动化系统铺平了道路。不过目前,“数据智能”将被应用于Equinor公司的Martin Linge油田,以降低燃料消耗与排放。系统集成商并没有在船厂,而是在海上对该平台进行电气升级。

2018年12月,Northern钻井公司接收了West Mira号半潜式钻井平台的交付。作为最现代化的半潜式钻井平台,West Mira能够在创纪录的时间内完成钻井作业与完井作业。

Northern钻井公司的首席执行官Scott McReaken说道:“预计燃油效率将高达30%左右,氮氧化物的排放量也将相应减少。这意味着我们有资格加入氮氧化物基金会,如果我们提供并展示出减排量,我们将获得电池电源投资的部分补偿。”

然而,燃料效率仅是Wintershall Dea公司在Nova油田节省的一部分。“我们正大力利用这项技术。钻机管理系统与钻井技术的美妙之处在于,其他钻井效率在管道处理、数据采集等方面也能发挥作用。这是第七代钻井平台,我们可以将各种技术应用到它上面。Seadrill订购了这些技术。这也是我们从船厂将它买来的原因。”

根据挪威船级社(DNV GL)的未来技术报告,更有效的钻井技术将会“投入使用”,到2025年,将会实现自动化钻井作业。这表明,钻井承包商们采取了这些先行措施,来满足油公司的需求。这些油公司希望使用新兴的数字钻井设备,以遵守挪威新的排放标准、节约燃料、实现在线钻井,从而能够实时生成详细的油井与储层报告。

先行者

AGB Sundal Collier钻井平台分析师Lukas Daul表示:“没有哪项技术特别重要,重要的是一种让客户与众不同的全面方法。我们的最终目标是加快钻井作业,降低建井的总成本。这是永远的宗旨。”

我们接着讨论其他正在升级的钻井平台,它们隶属于Odfjell公司、Transocean公司与EnscoRowan公司。这些升级工作遵循了钻井技术联盟的新许可,由拥有联盟股份的业内公司完成。最早是Seadrill公司,该公司负责West Mira钻井平台的建造规格。2018年8月,他们聘请康士伯海事公司与康士伯数字公司在West Hercules号与West Phoenix号半潜式钻井平台上安装了实时监控系统。目标是将每个人的专业知识都共享于网上,为前瞻性钻井作业、预防性维护以及油井安全提供帮助,并为油井规范操作电子指南(eWSOG)增添了历史数据。Odfjell钻井公司迅速效仿,聘请康士伯海事公司为其提供实时“咨询解决方案”,旨在提高第六代半潜式钻井平台Deepsea Stavanger号的安全性,消除停机时间。康士伯立管管理系统与康士伯信息管理系统是该方案的一部分。

显而易见,电池供电的West Mira号与Maersk Intrepid号为作业者节约了成本。2019年4月,Equinor告知股东,与一年前相比,该公司钻井速度更快,成本降低了10%,同时花费更多的“优质时间”进行测试。无论从钻头的每次旋转中获得什么样的大数据,挪威船级社一份称为技术雷达的报告表示,石油公司确实认为,利用机器学习预测钻头位置,为每个钻井平台节省了32.5万美元。

Daul说:“最终,除了数字化与自动化之外,我并没有发现哪个特别功能可以突破行业现状。” Daul整天都在为机构投资者调研钻井平台,他刚从Bergen的船厂回来,在那里,一个钻井平台正在接受数字化升级。

新标准

在2019年2月,深水巨头Transocean公司疯狂加快了其自动化进程,当时管理层决定用自动化钻井控制系统(ADC)来升级五个海上钻井平台。该系统可控制业内最顶尖钻井技术供应商的设备,如MHWIRTH、NOV与SEKAL,以实现“更快的钻进速度、更稳定的井底压力、防止激动效应、及早发现溢流”。2017年,Transocean Enabler号作业支持船成为ADC系统的首个测试平台,并立即为Equinor公司提供了更快的周转时间。井筒完整性与安全性得益于无数的电子标签或传感器,它们构成了早期预警系统。在我们写这几行字的时候,Transocean Spitsbergen号,Transocean Norge号,Transocean Encourage号,Transocean Equinox号以及Transocean Endurance号都在进行ADC系统的升级。

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NOV公司以其数字化钻井控制软件而闻名,而Akastor旗下的MHWirth公司则以张力器与液压缸等大型设备而闻名。然而,他们也在忙于应用自动化与电动液压式新管线,而不是单纯的液压立管与绳索张紧系统。如此一来,设备就能够提供更大的力,却只消耗更少的能源,同时还可集成电子控制系统。Akastor投资的公司还包括Drillers Awilco公司与Odfjell公司。

基于模型的自动钻井控制公司Sekal,将其DrillTronics软件嵌入到钻井控制系统(DCS)中,为五个Transocean钻井平台进行升级。通过控制绞车、顶驱与泥浆泵,来自动执行司钻的大部分重复任务,从而避免井下事故。为了预防井下事故的发生,该软件可控制钻机能够采取的措施,例如管柱加速度、速度、旋转、泵启动与泵速,以稳定井下压力。这种对“恶化的钻井条件”的早期检测和即时避免,已经有力地预防了一系列小事件以及最昂贵的钻井事故。因此,仅仅是DrillTronics软件就已经缩短了4%(Equinor公司)至8%(还有声称20%)的钻井时间。对于某些公司来说,问题在于,除非他们已经实现了一定程度的数字化,否则将无法享受数字化带来的优势。

West Mira号

McReaken谈到自动钻井时表示:“我认为这是一件好事。安全无小事。我们越快地实现自动化钻井,作业效率就会随之提高。好处是,随着钻速的提高,不仅仅是钻完井时间变短了,井身结构也会发生变化。”

Northern钻井公司将West Mira号升级为电池供电的原因之一是,为了拥有一个低排放、数字化的现代化钻井平台,以实现自动化钻井带来的最佳效果。

McLeaken补充道:“若是能够了解设备,特别是钻头在做什么,我们就可提高作业效率。这是一种趋势,也是一种变化。手动钻井期间一直存在着作业中断,但却没有得到大家的重视。”

与此同时,另一个钻井平台,Aakastor旗下Odfjell钻井公司的Deepsea Stavanger号正在前往北极的途中,它在挪威的一个船厂停了下来进行数字化升级。据报道,该平台拥有“第三方”钻井设备,可能来自MHWirth公司,尽管Odfjell的另一个业务部门也在制造自己的钻井技术。随着许多钻井平台被报废,剩下的钻井平台想要保持竞争力,则需要为作业者提供节省、合规性以及全面的数字化技术。除了来自钻头的实时数据,使用数字化钻机的作业者现在可以享受到预测分析的优势,因为更多的工程设备拥有涵盖井架与钻机的数字分析软件工具。

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这种升级是及时雨。Oslo方面表示,2019至2021年间,钻井平台和生产平台将会钻探高达311.2亿美元的探井、开发井与评价井,仅今年就有60口探井。这使得钻井平台市场趋紧,只有真正的数字化钻井平台似乎才能得到工作。

McReaken说:“我们的一个优势是我们不必(在技术上)追赶。现在我们可以拥抱数字化,这很酷。我们研究数字化钻井平台已经很长时间了。我们能把这些技术都带来,并把它们绑在一起,这太棒了。”

然而,一些钻井平台承包商多年前就订购了先进的钻井平台,直到现在,由于“油价低迷”,他们才开始订购自动化设备。

McReaken表示:“你不可能把一个30年前的设备变成PlayStation游戏机。新设备与旧设备之间的差异,根本不是一个自动化过程就能弥补的。”

他补充道:“利用传感器来追踪一切,你就拥有了更先进的钻井平台。有多少传感器?在一个新平台上可能有15000个,在一个服役20年的老钻井平台上可能只有两个。现实就是如此。”

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