De iboende risici ved olie- og gasboreoperationer er skræmmende, hvor den mest alvorlige er usikkerheden om trykket i borehullet.Ifølge International Association of Drilling Contractors,Managed Pressure Drilling (MPD)er en adaptiv boreteknik, der bruges til præcist at kontrollere det ringformede tryk gennem hele brøndboringen.I løbet af de sidste halvtreds år er mange teknologier og metoder blevet udviklet og forfinet for at afbøde og overvinde de udfordringer, som pres usikkerhed medfører.Siden introduktionen af den første roterende kontrolenhed (RCD) globalt i 1968, har Weatherford været en pioner i branchen.
Som førende i MPD-industrien har Weatherford innovativt udviklet forskellige løsninger og teknologier for at udvide rækkevidden og anvendelsen af trykstyring.Trykkontrol handler dog ikke kun om at kontrollere ringformet tryk.Den skal tage højde for utallige særlige driftsforhold på verdensplan, komplekse formationer og udfordringer på forskellige brøndsteder.Med årtiers akkumuleret erfaring indser virksomhedens tekniske eksperter, at en fremragende trykkontrolproces bør skræddersyes til at løse forskellige udfordringer i stedet for at være et system, der passer til alle, til enhver applikation.Guidet af dette princip er MPD-teknologier på forskellige niveauer blevet udviklet til at imødekomme de forskellige behov hos driftsselskaber, uanset hvor udfordrende deres forhold eller miljøer måtte være.
01. Oprettelse af et lukket sløjfesystem ved hjælp af RCD
RCD giver både sikkerhedsgaranti og flowdiversering, der fungerer som en entry-level teknologi til MPD.RCD'er, der oprindeligt blev udviklet i 1960'erne til onshore-operationer, er designet til at aflede strøm ovenpåBOPat skabe et lukket kredsløbssystem.Virksomheden har løbende fornyet og forbedret RCD-teknologien, og opnået veldokumenteret succes gennem flere årtier.
Efterhånden som MPD-applikationer udvides til mere udfordrende områder (såsom nye miljøer og udfordringer), stilles der højere krav til MPD-systemer.Dette har drevet kontinuerlige fremskridt inden for RCD-teknologi, som nu har højere nominelle tryk og temperaturer, og opnår endda kvalifikationer til brug under ren gasforhold fra American Petroleum Institute.For eksempel har Weatherfords højtemperaturforseglingskomponenter i polyurethan en 60 % højere nominel temperatur sammenlignet med eksisterende polyurethankomponenter.
Med modenheden af energiindustrien og udviklingen af offshore-markeder har Weatherford udviklet nye typer fejlstrømsafbrydere til at imødegå de unikke udfordringer i lavvandede og dybe vandmiljøer.RCD'er, der bruges på lavtvandsboreplatforme, er placeret over overfladens BOP, mens RCD'er på dynamisk placerede borefartøjer typisk installeres under spændingsringen som en del af stigrørskonstruktionen.Uanset anvendelsen eller miljøet forbliver RCD en kritisk teknologi, der opretholder konstant ringformet tryk under boreoperationer, danner trykbestandige barrierer, forhindrer borefarer og kontrollerer invasionen af formationsvæsker.
02. Tilføjelse af chokerventiler for bedre trykkontrol
Mens RCD'er kan aflede tilbagevendende væsker, opnås evnen til aktivt at kontrollere trykprofilen af brøndboringen af nedstrøms overfladeudstyr, især chokerventiler.Kombinationen af dette udstyr med RCD'er muliggør MPD-teknologi, hvilket giver stærkere kontrol over brøndhovedtrykket.Weatherfords PressurePro Managed Pressure-løsning, når den bruges sammen med fejlstrømsafbrydere, forbedrer borekapaciteten og undgår samtidig trykrelaterede hændelser nede i hullet.
Dette system bruger en enkelt Human-Machine Interface (HMI) til at styre chokerventilerne.HMI'et vises på en bærbar computer i borerens kabine eller på riggulvet, så feltpersonalet virtuelt kan kontrollere chokerventilerne, mens de overvåger vigtige boreparametre.Operatører indtaster den ønskede trykværdi, og derefter opretholder PressurePro-systemet automatisk dette tryk ved at styre SBP.Chokerventilerne kan justeres automatisk baseret på ændringer i trykket i borehullet, hvilket muliggør hurtige og pålidelige systemkorrektioner.
03. Automatisk reaktion for reducerede borerisici
Victus Intelligent MPD-løsning står som et af Weatherfords mest betydningsfulde MPD-produkter og en af de mest avancerede MPD-teknologier på markedet.Bygget på Weatherfords modne RCD- og chokerventilteknologier løfter denne løsning præcision, kontrol og automatisering til hidtil usete niveauer.Ved at integrere borerigudstyr muliggør det kommunikation mellem maskiner, realtidsanalyse af brøndforhold og hurtige automatiske reaktioner fra en central placering, hvorved bundhulstrykket opretholdes nøjagtigt.
På udstyrsfronten forbedrer Victus-løsningen flow- og tæthedsmålingsmuligheder ved at inkorporere Coriolis masseflowmålere og en manifold med fire uafhængigt kontrollerede chokerventiler.Avancerede hydrauliske modeller tager højde for væske- og formationstemperaturer, væskekompressibilitet og brøndboringsskæringseffekter for præcist at bestemme bundhulstrykket i realtid.Kunstig intelligens (AI) kontrolalgoritmer identificerer brøndboringsanomalier, advarer boreren og MPD-operatørerne og sender automatisk justeringskommandoer til MPD-overfladeudstyr.Dette giver mulighed for realtidsdetektering af brøndboringstilstrømning/-tab og muliggør passende justeringer af udstyr baseret på hydraulisk modellering og intelligent kontrol, alt sammen uden behov for manuel input fra operatører.Systemet, der er baseret på programmerbare logiske controllere (PLC'er), kan nemt integreres hvor som helst på boreplatformen for at give pålidelig, sikker MPD-infrastruktur.
En forenklet brugergrænseflade hjælper brugerne med at holde fokus på nøgleparametre og udstede alarmer for pludselige hændelser.Statusbaseret overvågning sporer MPD-udstyrets ydeevne, hvilket muliggør proaktiv vedligeholdelse.Pålidelig automatiseret rapportering, såsom daglige oversigter eller analyser efter job, optimerer boreydelsen yderligere.Ved dybvandsoperationer letter fjernbetjening via en enkelt brugergrænseflade automatisk stigrørsinstallation, fuldstændig lukning af den ringformede isoleringsenhed (AID), RCD-låsning og -oplåsning og kontrol af strømningsvejen.Fra brønddesign og drift i realtid til oversigter efter job, forbliver alle data konsistente.Styring af realtidsvisualisering og tekniske vurdering/planlægningsaspekter varetages gennem CENTRO Well Construction Optimization platformen.
Den nuværende udvikling omfatter brugen af højtryksflowmålere (installeret på stigrøret) til at erstatte simple pumpeslagstællere for forbedret flowmåling.Med denne nye teknologi kan de reologiske egenskaber og massestrømskarakteristika for væsken, der kommer ind i det lukkede sløjfe-borekredsløb, sammenlignes med målingerne af returvæske.Sammenlignet med traditionelle manuelle muddermålingsmetoder med meget lavere opdateringsfrekvenser tilbyder dette system overlegen hydraulisk modellering og realtidsdata.
04. Giver enkel, præcis trykkontrol og dataindsamling
PressurePro- og Victus-teknologierne er løsninger udviklet til henholdsvis entry-level og avancerede trykstyringsapplikationer.Weatherford erkendte, at der er applikationer, der er egnede til løsninger, der falder mellem disse to niveauer.Virksomhedens seneste Modus MPD-løsning udfylder dette hul.Designet til forskellige applikationer såsom høj- eller lavtemperaturmiljøer, på land og lavt vand, er systemets mål ligetil: at fokusere på ydelsesfordelene ved trykreguleringsteknologi, hvilket gør det muligt for driftsselskaber at bore mere effektivt og reducere trykrelateret problemer.
Modus-løsningen har et modulært design for fleksibel og effektiv installation.Tre enheder er anbragt i en enkelt forsendelsescontainer, der kun kræver et løft under losning på stedet.Om nødvendigt kan individuelle moduler fjernes fra forsendelsescontaineren til specifik placering omkring brøndstedet.
Drosselmanifolden er et uafhængigt modul, men hvis der er behov for at installere det i eksisterende infrastruktur, kan systemet konfigureres til at opfylde de specifikke krav til hver boreplatform.Udstyret med to digitale kontrolchokeventiler tillader systemet fleksibel brug af enten ventiler til isolering eller kombineret brug for højere flowhastigheder.Præcis kontrol af disse chokerventiler forbedrer brøndboringstrykket og Equivalent Circulating Density (ECD) kontrol, hvilket muliggør mere effektiv boring med lavere mudderdensiteter.Manifolden integrerer også et overtryksbeskyttelsessystem og rørføring.
Flowmåleren er et andet modul.Ved hjælp af Coriolis flowmålere måler den returstrømningshastigheder og væskeegenskaber, anerkendt som en industristandard for nøjagtighed.Med kontinuerlige massebalancedata kan operatører øjeblikkeligt identificere trykændringer nede i borehullet, der optræder i form af strømningsanomalier.Synlighed i realtid af brøndforhold letter hurtige reaktioner og justeringer, og adresserer trykproblemer, før de påvirker driften.
Det digitale styresystem er installeret i det tredje modul og er ansvarligt for styring af data og funktioner i måle- og styreenhederne.Denne digitale platform fungerer via en bærbar computers HMI, hvilket giver operatører mulighed for at se måleforhold med historiske tendenser og styre trykket gennem digital software.Diagrammer, der vises på skærmen, viser trends i realtid af forhold i borehullet, hvilket muliggør bedre beslutningstagning og hurtigere svar baseret på dataene.Ved drift i konstant bundhulstryktilstand kan systemet hurtigt påføre tryk i forbindelsesperioder.Med et simpelt tryk på en knap justerer systemet automatisk chokerventilerne for at påføre det nødvendige tryk på brøndboringen, og opretholder konstant borehulstryk uden flow.Relevante data indsamles, gemmes til analyse efter job og transmitteres gennem Well Information Transmission System (WITS)-grænsefladen til visning på CENTRO-platformen.
Ved automatisk at kontrollere trykket kan Modus-løsningen reagere hurtigt på trykændringer nede i borehullet og beskytte personale, brøndboring, miljø og andre aktiver.Som en del af brøndboringsintegritetssystemet styrer Modus-løsningen Equivalent Circulating Density (ECD), hvilket giver en pålidelig metode til at øge driftssikkerheden og beskytte formationens integritet, og derved opnå sikker boring inden for smalle sikkerhedsvinduer med flere variabler og ukendte.
Weatherford er afhængig af over 50 års erfaring, tusindvis af operationer og millioner af timers driftstid for at opsummere pålidelige metoder, hvilket tiltrækker et Ohio-baseret driftsselskab til at implementere Modus-løsningen.I Utica Shale-området var driftsselskabet nødt til at bore en 8,5-tommers brøndboring til designdybden for at nå de godkendte udgiftsmål.
Sammenlignet med den planlagte boretid forkortede Modus-løsningen boretiden med 60 %, hvilket fuldender hele brøndafsnittet på én tur.Nøglen til denne succes var brugen af MPD-teknologi til at opretholde ideelle mudderdensiteter inden for den designede horisontale sektion, hvilket minimerer cirkulerende tryktab i borehullet.Målet var at undgå potentielle formationsskader fra mudder med høj densitet i formationer med usikre trykprofiler.
Under de grundlæggende design- og konstruktionsdesignfaser samarbejdede Weatherfords tekniske eksperter med driftsselskabet for at definere omfanget af den horisontale brønd og fastlægge boremål.Teamet identificerede krav og skabte en plan for levering af servicekvalitet, der ikke kun koordinerede projektudførelse og logistik, men også reducerede de samlede omkostninger.Weatherford-ingeniører anbefalede Modus-løsningen som det bedste valg for driftsselskabet.
Efter at have fuldført designet gennemførte Weatherford feltpersonale en undersøgelse på stedet i Ohio, hvilket gjorde det muligt for det lokale team at forberede arbejdsstedet og samlingsområdet og identificere og eliminere potentielle farer.I mellemtiden testede eksperter fra Texas udstyret før afsendelse.Disse to teams opretholdt kontinuerlig kommunikation med driftsselskabet for at koordinere rettidig levering af udstyr.Efter at Modus MPD-udstyret ankom til borestedet, blev der udført effektiv installation og idriftsættelse, og Weatherford-teamet justerede hurtigt MPD-operationslayoutet for at imødekomme ændringer i driftsselskabets boredesign.
05. Vellykket ansøgning på stedet
Kort efter at brønden var landet, viste der sig imidlertid tegn på blokering i brøndboringen.Efter at have diskuteret med driftsselskabet, leverede Weatherfords MPD-team den seneste operationelle plan for at løse problemet.Den foretrukne løsning var at øge modtrykket, mens mudderdensiteten langsomt hæves med 0,5 pg (0,06 SG).Dette gjorde det muligt for boreriggen at fortsætte med at bore uden at vente på mudderjusteringer og uden at øge mudderdensiteten væsentligt.Med denne justering blev den samme bundhulsboringsenhed brugt til at bore til måldybden af den vandrette sektion på én tur.
Under hele operationen overvågede Modus-løsningen aktivt boringstilstrømning og -tab, hvilket gjorde det muligt for driftsselskabet at bruge borevæsker med lavere densiteter og reducere brugen af baryt.Som et supplement til mudder med lav densitet i brøndboringen anvendte Modus MPD-teknologi aktivt modtryk ved brøndhovedet for nemt at håndtere de konstant skiftende forhold i borehullet.Traditionelle metoder tager typisk timer eller en dag at øge eller mindske muddertætheden.
Ved at anvende Modus-teknologi borede driftsselskabet til måldybden ni dage før designdagene (15 dage).Derudover reducerede driftsselskabet de samlede omkostninger ved at reducere mudderdensiteten med 1,0 ppg (0,12 SG) og justere modtrykket for at afbalancere trykket nede i borehullet og formationen.Med denne Weatherford-løsning blev den vandrette sektion på 18.000 fod (5486 meter) boret på én tur, hvilket øgede den mekaniske penetrationshastighed (ROP) med 18 % sammenlignet med fire nærliggende konventionelle brønde.
06.Outlook på fremtiden for MPD-teknologi
De tilfælde, der er skitseret ovenfor, hvor værdi skabes gennem forbedring af ydeevnen, er blot ét eksempel på den bredere anvendelse af Weatherfords Modus-løsning.I 2024 vil et parti af systemer blive implementeret over hele verden for yderligere at udvide brugen af trykstyringsteknologi, hvilket giver andre driftsselskaber mulighed for at forstå og opnå langsigtet værdi med færre komplekse situationer og højere brøndkonstruktionskvalitet.
I mange år har energiindustrien kun anvendt trykreguleringsteknologi under boreoperationer.Weatherford har et andet syn på trykstyring.Det er en præstationsforbedrende løsning, der kan anvendes til adskillige, hvis ikke alle, kategorier af oliebrønde, herunder horisontale brønde, retningsbestemte brønde, udviklingsbrønde, multilaterale brønde og mere.Ved at omdefinere de mål, som trykkontrol i brøndboringen kan opnå, herunder cementering, kørsel af foringsrør og andre operationer, drager alle fordele af en stabil brøndboring, der undgår brøndboringskollaps og formationsskader, samtidig med at effektiviteten øges.
For eksempel giver styring af tryk under cementering driftsselskaber mulighed for mere proaktivt at tage fat på hændelser i borehullet, såsom tilstrømning og tab, og derved forbedre zoneisolering.Trykstyret cementering er særligt effektiv i brønde med smalle borevinduer, svage formationer eller minimale marginer.Anvendelse af trykstyringsværktøjer og -teknologi under færdiggørelsesoperationer giver mulighed for nem trykstyring under installationen af færdiggørelsesværktøjer, hvilket forbedrer driftseffektiviteten og reducerer risici.
Bedre trykkontrol inden for sikre driftsvinduer og gælder for alle brønde og operationer.Med den kontinuerlige fremkomst af Modus-løsninger og trykstyringssystemer skræddersyet til forskellige applikationer, er trykstyring i flere oliebrønde nu mulig.Weatherfords løsninger kan give omfattende trykkontrol, reducere ulykker, forbedre brøndboringskvaliteten, øge brøndboringsstabiliteten og forbedre produktionen.
Post tid: Mar-20-2024