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打破传统禁锢:远程定向钻井引领工业化之路

打破传统禁锢:远程定向钻井引领工业化之路

随着技术的进步,水平井在各类油气藏的开发中得到推广应用,地位愈加重要,国外在定向钻井技术方面,不断改进创新,推动水平井钻井轨迹更优、钻井效率更高。

而在实际作业中,定向工程师的操作水平参差不齐,有的经验丰富,有的经验较少,即使是最优秀的定向工程师也会有犯错误的时候。Torre称,对于定向钻井而言,长久以来一直存在的一个问题是,不同的定向工程师有不同的个人定向习惯和操作方法。石油圈原创www.oilsns.com

目前,定向操作的可见性较低,他们通常只能收到静态测量数据和定向人员手写的报告。现场操作人员不知道定向人员的意图,也不知道指令执行的结果。

2014年,Precision钻井公司与斯伦贝谢及Pason公司合作,共同推动了北美地区非常规钻井行业标准化进程。总体来说,三家公司欲在提供高质量服务的同时,也在尝试减少服务所需的人力和时间,改变定向钻井服务模式。他们通过将Precision的钻机与斯伦贝谢的abbl钻井作业咨询服务相结合,形成了远程定向钻井服务。

利用斯伦贝谢的钻井咨询服务,Precision井队的司钻在进行定向钻井作业时,可获得实时的定向操作指令。到目前为止,Precision钻井公司已经使用该服务钻了两口井,每口井现场只需一名定向人员。对于Precision的大包井,现场无需定向人员,司钻只需按照来自远程支持中心定向工程师通过软件发出的指令执行即可。

远程定向钻井系统将有利于保持定向作业的一致性。斯伦贝谢北美陆地钻井运营提效经理Ginger Hildebrand表示,通过自动轨迹计算和预测,该服务将使定向工程师更快做出一致性的导向决策,帮助定向工程师识别BHA趋势、地层和靶点相关问题,评估滑动钻进的效果,优化整个钻井过程。

她补充说,“对于现场操作人员来说,该服务将使他们更加清楚地了解定向钻井过程,清楚地描绘出每一步的操作步骤及原因。然后在钻井的同时,实时提供实际的结果。由于一体化系统采用实时数据来指导定向钻井过程,因此可以立即查看操作步骤以及确定操作是否在按设计进行。”

例如,常见的定向问题是轨迹达不到预期的造斜率(BUR)。该服务实时反馈滑动钻进效果,并调整滑动进尺以满足轨迹要求。如果通过软件计算显示根据当前的BUR,无法钻达着陆点,系统会向井队人员发出警告,并向定向工程师建议能够钻达的离设计着陆点最近的点。然后,定向工程师便可以与司钻协商,并确定是采纳abbl服务提供的备选轨迹,或者更好能够钻达设计目标的造斜率更大的BHA。石油圈原创www.oilsns.com

斯伦贝谢称,目前该服务中,一名工程师最多可以管理5部钻机的定向作业,且随着技术的成熟和作业人员系统操作经验的积累,这一数字很可能将增加。

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远程定向钻井之——Schlumberger

斯伦贝谢2014年通过分析在北美钻井时采集的典型数据,开始为abbl服务开发算法。然后,通过对比预测数据和实际数据,对算法进行了测试和修正。到目前为止,abbl已经分析了来自不同钻井现场的超过250口井的数据。斯伦贝谢强调,他们将根据来自现场的建议和对每口已服务井的分析,不断改善和优化算法。当采用该服务钻井时,咨询软件将结合实际的井下和地面数据,得出特定井底钻具组合(BHA)的定向趋势,并使用该数据为定向钻井提供实时反馈及建议。

Hildebrand称,软件不断预测当前井底的位置,并将该位置与设计进行比较,进而生成从当前位置钻至下一定向目标的一组指令。在钻井的过程中,系统将根据BHA趋势变化给出建议,BHA的趋势可能受到诸如司钻操作技能、钻头磨损、钻井参数和地层等因素的影响。

“详细的分步指令将发送到钻台上的显示器供司钻查看。这些指令来自于软件生成的‘操作路线图’,指导司钻如何完成满足预定定向目标的轨迹。同时,定向工程师(通常在远程操作中心工作)和操作人员可以实时看到完整的‘操作路线图’和司钻将要实施的指令。”

远程定向钻井服务之——Pason石油圈原创www.oilsns.com

本次合作使用了Pason公司的数字设备,负责现场和DataHub运行abbl软件的主机,并为Precision提供现场访问及远程交互的显示设备。Pason产品线管理总监Lars Olesen称,Pason可以在恶劣的钻井环境下部署可靠网络,助力数据聚合、通信和显示。Pason提供的平台通过网络,使信息能够以数字或可视化的方式,在钻井现场和远程关键用户之间实现实时共享。公司估计,北美50%以上的现有钻机安装了该数字平台。石油圈原创www.oilsns.com

远程定向钻井之——Precision石油圈原创www.oilsns.com

Precision钻井公司的Rig 580钻机,是一款服务于俄克拉荷马州的Super Triple 1500系列钻机。针对路易斯安那州的大包井,公司采用了类似的钻机,并使用全新的远程定向钻井服务,大包井成了测试该项服务的试验场。石油圈原创www.oilsns.com

不管从操作上还是从习惯上来说,定向作业现场没有了定向工程师确实是一大改变,因此,Precision公司正针对每个井队、每家油公司,分阶段逐步部署应用该系统。

第一阶段是在后台运行系统,或称为“模拟模式”,而常规定向作业也照常进行;在第二阶段,定向工程师在现场服务时,要求执行算法生成的指令;从第三阶段开始,现场定向人员配置发生变化,没有一个标准的人员配置模式;第四阶段,根据具体需求配置人员。Precision在大包井作业期间,最终所有定向人员都撤离了现场,司钻只需执行软件生成的指令,并由远程支持中心的定向人员提供支持。石油圈原创www.oilsns.com

4月,Precision公司在路易斯安那州一口大包井上对该系统进行了测试,现场只配备了一名定向人员。S-型井的轨迹为自2011米井深开始造斜,井斜达到10°后,12-3/4in井眼稳斜钻进1524米。Torre称,使用abbl服务后,该井较同一区块的邻井钻井周期缩短了6天。

鉴于在当前低油价背景下,油公司往往不愿尝试新技术,于是钻井公司在大包井中试验了该服务。Torre称,Precision认识到,从长远来看,技术革新可以为油气公司节约成本。他希望该系统在大包井的成功应用,能够有助于系统今后在非大包井的推广。另外,Precision计划今年使用该系统完成10口井的施工。

“我们相信,使用这一服务将有利于提高效率,降低潜在成本。我们正在改变传统的定向作业流程,这将是一个降本的好方法。”
                                                                                                                                                                                                                                —Ariel Torre,Precision钻井公司

作者/Kelli Ainsworth    译者/白小明    编辑/Leia

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