石油圈
上周二， SPE/IADC国际钻井大会如期举行，钻井自动化是此次会议的主题之一。
编译 | 二丫
没有受到低油价和冠状病毒的影响，一年一度的SPE / IADC国际钻井大会暨展览会在上周二准时开始，严格执行了此次会议的日程。在开幕式和主题演讲期间，SPE和IADC官员以及Aker BP和Equinor的特邀嘉宾发表演讲，随后，根据紧密安排的会议流程，大会主要部分顺序展开。
钻井自动化是此次会议的热门话题之一，参加讨论的从业者非常多，每个人都发表了个人见解，来自不同服务公司和开发商的三个精彩演讲是该部分的会议特色。
闭环钻井技术优化
首先由Pason Systems钻井系统经理Stephen Lai进行了题为“闭环钻井优化系统的大规模应用：实施和现场结果”（SPE-199601-MS）的演讲，其主要内容由Pason Systems Corporation和ExxonMobil Upstream Research Company专家攥写。Lai表示，该系统是为解决钻井过程常见问题推出的，例如，在陆地钻机上，钻井作业人员承担着重大的压力和责任，很少人能够进行主要过程控制（WOB和RPM）的连续调整与控制。而频繁的调整作业参数，结果可能导致次优的作业效果和更长的作业时间。
针对这种情况，服务公司设计推出了自动闭环优化技术来消除钻井作业中的控制问题。据报道，闭环技术可以提供更优的钻井作业，保持钻进过程一致性。Lai介绍了该领域超过1700口井的研究结果，其中一个目标是考察该技术对于降低作业成本的效果。在钻井系统设计阶段，工程师建立了一个“控制方案”，由司钻监督整个过程并控制参数。从而通过连续调整工艺参数实现钻井优化，其中优化循环每秒运行一次，效率非常之高。
Lai指出，钻井作业挑战之一是地层性质随时可变，因此，该系统利用基于输入信号波动的快速优化算法，可以不断调整钻井参数，以达到最高的ROP和最低的MSE。系统内置的另一个功能是“故障缓解”，在该功能基础上，当系统检测到钻探功能故障时，它会自动调节，优化作业。值得注意的一点是，内环自动钻机的操作由一组特定的管理协议控制。
在过去的两年中，该系统已经应用于270多个钻机上，在北美完成了1700多口井的钻探。“另一个应用挑战是该系统与钻井优化路线图的矛盾。很明显，在实际作业中，参数限制过于保守。因此，根据过去的作业经验，我们认为，为了获得最佳钻井效果，应使用真实的设备极限应用数据。在现场试验中，分析了大约90口井的钻井性能，并将其与井况类似的钻井作业相比。结果显示，垂直井钻井的平均ROP提高了6.5％，水平井平均ROP提高了7.6％。
自动钻杆操作系统
第二篇演讲由NOV钻机系统业务和技术开发总监Tom Yost进行，题目为“智能钻杆操作：自动化研究案例”（SPE-199552-MS），内容由BP，NOV和Seadrill三家公司完成。其主要介绍了一个作业案例，研究了在墨西哥湾的两艘Seadrill深水钻井船上改装跳闸自动化系统的挑战和经验。
该项目是BP全球钻井智能自动化计划的一部分，目的是测试和深度了解钻杆操作自动化的影响。自动化平台具有两种操作模式，在司钻模式下，一名操作员可以控制所有操作和参数；在“AD模式”下，有两个操作人员，其中之一仅负责钻工和架工的调配。
该系统的部署和应用大约花费了一年时间。结果表明，该项目的投资可以在大约一年内收回成本。实际上，在2号钻机上，钻杆处理效率平均提高了46％。
井建系统
最后一篇演讲由代表斯伦贝谢的Alexandre Jourde发表，题目是“井建系统的优化结果”（SPE-199608-MS）。他说：“传统上，上游行业习惯将钻井过程各个部分隔离开来，即工作流程、硬件和作业人员各为一部分。因此，引入创新技术的优势受到限制。“
斯伦贝谢介绍了一种从零开始构建的新型钻井系统，以实现钻井作业效率和一致性的逐步优化，包括整个钻井过程的分析。利用该方法，首先分析了二叠纪盆地一口典型井的钻探，共有 4000多个步骤，可以映射到200多个学科的工作流程中。工程师发现，在诸多步骤中，确实存在改善钻井一致性和安全性的机会。另一方面，数字技术的实施可促进作业一致性。
Jourde说：“我们必须绘制油井建造的完整工作流程图。油井建设系统包括四个关键要素：数据驱动工作流程、硬件集成平台、优化的井下系统和井液开采。在该系统测试和引入过程中采用了阶段性测试方法，测试集中在硬件平台，一口测试井的钻探为数据驱动工作流提供了验证机会。
结果显示，在12-1/4 in井筒钻进中，实际作业与数字钻井计划重合度为95％，自动化钻井模型得到了验证。此次测试的另一个结果是通过自动化提高了作业程序的一致性。此外，自动化提升了ROP，在此基础上，井建系统还可得到进一步优化。
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