Невід’ємні ризики, пов’язані з операціями з буріння нафти та газу, лякають, причому найсерйознішим є невизначеність свердловинного тиску.За даними Міжнародної асоціації бурових підрядників,Кероване буріння під тиском (MPD)це адаптивна техніка буріння, яка використовується для точного контролю затрубного тиску по всьому стовбуру свердловини.За останні п'ятдесят років було розроблено й удосконалено багато технологій і методів, щоб пом'якшити та подолати виклики, пов'язані з невизначеністю тиску.З моменту впровадження першого пристрою керування обертанням (RCD) у всьому світі в 1968 році компанія Weatherford була піонером у галузі.
Як лідер у галузі MPD, компанія Weatherford інноваційно розробила різноманітні рішення та технології для розширення діапазону та застосування контролю тиску.Однак контроль тиску полягає не лише в регулюванні тиску в затрубі.Він повинен враховувати незліченну кількість особливих умов експлуатації в усьому світі, складні пласти та проблеми в різних місцях розташування свердловин.Завдяки десятиліттям накопиченого досвіду технічні експерти компанії розуміють, що чудовий процес контролю тиску має бути адаптований для вирішення різних завдань, а не бути універсальною системою для будь-якого застосування.Керуючись цим принципом, технології MPD різних рівнів були розроблені, щоб задовольнити різноманітні потреби експлуатаційних компаній, незалежно від того, наскільки складними можуть бути їхні умови чи середовище.
01. Створення замкнутої системи з використанням УЗО
RCD забезпечує як гарантію безпеки, так і відведення потоку, служачи технологією початкового рівня для MPD.Спочатку розроблені в 1960-х роках для берегових операцій, УЗО призначені для відведення потоку поверхBOPдля створення замкнутої системи циркуляції.Компанія постійно впроваджує інновації та вдосконалює технологію УЗО, досягаючи успіху, перевіреного на практиці протягом кількох десятиліть.
Оскільки додатки MPD розширюються до більш складних областей (таких як нові середовища та виклики), до систем MPD висуваються вищі вимоги.Це спонукало до безперервного вдосконалення технології RCD, яка тепер має вищі номінальні тиски та температури, навіть отримавши кваліфікацію для використання в умовах чистого газу від Американського інституту нафти.Наприклад, поліуретанові високотемпературні ущільнювальні компоненти Weatherford мають на 60% вищу номінальну температуру порівняно з існуючими поліуретановими компонентами.
Зі зрілістю енергетичної промисловості та розвитком морських ринків компанія Weatherford розробила нові типи УЗО для вирішення унікальних проблем мілководних і глибоководних середовищ.УЗО, що використовуються на мілководних бурових платформах, розташовані над поверхневим противенним превентором, тоді як на бурових суднах з динамічним розташуванням УЗО зазвичай встановлюються під натяжним кільцем як частина стояка.Незалежно від застосування чи навколишнього середовища, RCD залишається критично важливою технологією, підтримуючи постійний тиск у затрубному просторі під час бурових робіт, створюючи стійкі до тиску бар’єри, запобігаючи небезпеці буріння та контролюючи вторгнення пластових рідин.
02. Додавання дросельних клапанів для кращого контролю тиску
У той час як RCD можуть відводити рідини, що повертаються, здатність активно контролювати профіль тиску в стовбурі свердловини досягається за допомогою наземного обладнання, розташованого нижче за течією, зокрема дросельних клапанів.Поєднання цього обладнання з УЗО дозволяє використовувати технологію MPD, забезпечуючи сильніший контроль тиску в гирлі свердловини.Рішення Weatherford PressurePro Managed Pressure при використанні в поєднанні з RCD покращує можливості буріння, уникаючи інцидентів, пов’язаних із тиском у свердловині.
Ця система використовує єдиний людино-машинний інтерфейс (HMI) для керування дросельними клапанами.Інтерфейс HMI відображається на ноутбуці в кабіні бурильника або на підлозі бурової установки, що дозволяє польовому персоналу віртуально контролювати дросельні клапани, відстежуючи важливі параметри буріння.Оператори вводять бажане значення тиску, а потім система PressurePro автоматично підтримує цей тиск, контролюючи SBP.Дросельні клапани можна автоматично регулювати залежно від змін свердловинного тиску, що забезпечує швидку та надійну корекцію системи.
03. Автоматичне реагування на зниження ризиків буріння
Інтелектуальне рішення MPD Victus є одним із найважливіших продуктів MPD Weatherford і однією з найпередовіших технологій MPD на ринку.Створене на основі зрілих технологій УЗО та дросельних клапанів Weatherford, це рішення підвищує точність, контроль і автоматизацію до безпрецедентного рівня.Завдяки інтеграції обладнання бурової установки він забезпечує зв’язок між машинами, аналіз умов у свердловині в реальному часі та швидкі автоматичні реакції з централізованого місця, таким чином точно підтримуючи забійний тиск.
Що стосується обладнання, рішення Victus розширює можливості вимірювання потоку та щільності за рахунок використання масових витратомірів Коріоліса та колектора з чотирма дросельними клапанами з незалежним керуванням.Удосконалені гідравлічні моделі враховують температуру рідини та пласта, стисливість рідини та вплив шламу свердловини для точного визначення вибійного тиску в реальному часі.Алгоритми управління штучним інтелектом (ШІ) визначають аномалії стовбура свердловини, сповіщаючи бурильника та операторів MPD і автоматично надсилаючи команди коригування на наземне обладнання MPD.Це дозволяє в режимі реального часу виявляти приплив/втрати свердловини та дає змогу відповідним чином коригувати обладнання на основі гідравлічного моделювання та інтелектуального керування без необхідності ручного введення операторами.Система, заснована на програмованих логічних контролерах (PLC), може легко інтегруватися в будь-якому місці бурової платформи для забезпечення надійної та безпечної інфраструктури MPD.
Спрощений інтерфейс користувача допомагає користувачам залишатися зосередженими на ключових параметрах і видавати сповіщення про раптові події.Моніторинг на основі стану відстежує продуктивність обладнання MPD, уможливлюючи профілактичне обслуговування.Надійні автоматизовані звіти, такі як щоденні підсумки або аналізи після виконання робіт, додатково оптимізують продуктивність буріння.У глибоководних роботах дистанційне керування через єдиний інтерфейс користувача полегшує автоматичне встановлення райзера, повне закриття кільцевого ізоляційного пристрою (AID), блокування та розблокування УЗО та керування потоком.Від проектування свердловин і операцій у режимі реального часу до підсумків після виконання робіт, усі дані залишаються послідовними.Управління візуалізацією в реальному часі та аспектами інженерної оцінки/планування здійснюється через платформу CENTRO Well Construction Optimization.
Поточні розробки включають використання витратомірів високого тиску (встановлених на стояку) замість простих лічильників ходу насоса для покращеного вимірювання витрати.За допомогою цієї нової технології реологічні властивості та характеристики масового потоку рідини, що надходить у замкнутий цикл буріння, можна порівняти з вимірюваннями рідини, що повертається.Порівняно з традиційними ручними методами вимірювання бурового розчину з набагато меншою частотою оновлення, ця система пропонує чудове гідравлічне моделювання та дані в реальному часі.
04. Забезпечення простого, точного контролю тиску та збору даних
Технології PressurePro та Victus — це рішення, розроблені відповідно для програм початкового та просунутого контролю тиску.Weatherford визнав, що існують програми, які підходять для рішень, що знаходяться між цими двома рівнями.Останнє рішення компанії Modus MPD заповнює цю прогалину.Розроблена для різних застосувань, таких як високотемпературне або низькотемпературне середовище, берег і мілководдя, мета системи проста: зосередитися на перевагах продуктивності технології контролю тиску, дозволяючи компаніям-операторам бурити більш ефективно та зменшувати пов’язані з тиском питань.
Рішення Modus має модульну конструкцію для гнучкої та ефективної установки.Три пристрої розміщені в одному транспортному контейнері, що потребує лише одного підйому під час розвантаження на місці.За потреби окремі модулі можна вийняти з транспортного контейнера для спеціального розміщення навколо свердловини.
Дросельний колектор є одним незалежним модулем, але якщо є потреба встановити його в рамках існуючої інфраструктури, систему можна налаштувати відповідно до конкретних вимог кожної бурової платформи.Оснащена двома дросельними клапанами з цифровим керуванням, система дозволяє гнучко використовувати будь-який клапан для ізоляції або комбіноване використання для більшої швидкості потоку.Точне керування цими дросельними клапанами покращує тиск у стовбурі свердловини та контроль еквівалентної циркулюючої щільності (ECD), що забезпечує більш ефективне буріння з меншою щільністю бурового розчину.Колектор також містить систему захисту від надмірного тиску та трубопроводи.
Ще одним модулем є пристрій для вимірювання витрати.Використовуючи витратоміри Коріоліса, він вимірює швидкість потоку, що повертається, і властивості рідини, що визнано галузевим стандартом точності.Завдяки безперервним даним балансу маси оператори можуть негайно визначити зміни свердловинного тиску, що проявляються у вигляді аномалій потоку.Відображення стану свердловини в режимі реального часу сприяє швидкому реагуванню та коригуванням, вирішуючи проблеми тиску до того, як вони вплинуть на роботу.
Цифрова система керування встановлена в третьому модулі та відповідає за керування даними та функціями вимірювальних та контрольних пристроїв.Ця цифрова платформа працює через HMI ноутбука, дозволяючи операторам переглядати умови вимірювання з історичними тенденціями та контролювати тиск за допомогою цифрового програмного забезпечення.Діаграми, що відображаються на екрані, надають тенденції свердловинних умов у реальному часі, що дозволяє краще приймати рішення та швидше реагувати на основі даних.При роботі в режимі постійного вибійного тиску система може швидко застосовувати тиск протягом періодів підключення.Простим натисканням кнопки система автоматично регулює дросельні засувки для надання необхідного тиску на стовбур свердловини, підтримуючи постійний забійний тиск без потоку.Відповідні дані збираються, зберігаються для аналізу після виконання робіт і передаються через інтерфейс системи передачі інформації про свердловину (WITS) для перегляду на платформі CENTRO.
Завдяки автоматичному контролюванню тиску рішення Modus може оперативно реагувати на зміни тиску в свердловині, захищаючи персонал, стовбур свердловини, навколишнє середовище та інші активи.Як частина системи цілісності стовбура свердловини, рішення Modus контролює еквівалентну циркулюючу щільність (ECD), забезпечуючи надійний метод підвищення безпеки експлуатації та захисту цілісності пласта, таким чином досягаючи безпечного буріння у вузьких вікнах безпеки з кількома змінними та невідомими.
Weatherford покладається на більш ніж 50-річний досвід, тисячі операцій і мільйони годин роботи, щоб узагальнити надійні методи, залучивши компанію-оператора в Огайо для розгортання рішення Modus.У районі Utica Shale компанії-оператору необхідно було пробурити 8,5-дюймовий стовбур свердловини на проектну глибину, щоб досягти дозволених цільових витрат.
Порівняно із запланованим часом буріння, рішення Modus скоротило час буріння на 60%, завершивши всю ділянку свердловини за один рейс.Ключем до цього успіху було використання технології MPD для підтримки ідеальної щільності бурового розчину в проектованій горизонтальній частині, мінімізуючи втрати тиску в стовбурі свердловини.Мета полягала в тому, щоб уникнути потенційного пошкодження пласта від бурового розчину високої щільності в пластах з невизначеними профілями тиску.
На етапах базового проектування та проектування будівництва технічні експерти Weatherford співпрацювали з компанією-оператором, щоб визначити обсяг горизонтальної свердловини та встановити цілі буріння.Команда визначила вимоги та створила план надання якісних послуг, який не лише координував виконання проекту та логістику, але й зменшував загальні витрати.Інженери Weatherford рекомендували рішення Modus як найкращий вибір для компанії-оператора.
Після завершення проектування польовий персонал Weatherford провів обстеження місця в Огайо, що дозволило місцевій команді підготувати робочий майданчик і зону складання, а також визначити й усунути потенційні небезпеки.Тим часом фахівці з Техасу протестували обладнання перед відправкою.Ці дві команди підтримували безперервний зв’язок із компанією-оператором для координації своєчасної доставки обладнання.Після того, як обладнання Modus MPD прибуло на місце буріння, було проведено ефективний монтаж і введення в експлуатацію, і команда Weatherford швидко відкоригувала схему роботи MPD відповідно до змін у проекті бурової компанії-оператора.
05. Успішна заявка на сайті
Однак невдовзі після висадки свердловини в стовбурі з’явилися ознаки засмічення.Після обговорення з компанією-оператором команда Weatherford MPD надала останній оперативний план вирішення проблеми.Кращим рішенням було збільшення протитиску при повільному збільшенні щільності бурового розчину на 0,5 ppg (0,06 SG).Це дозволило буровій установці продовжити буріння, не чекаючи коригування розчину та без значного збільшення щільності розчину.З таким регулюванням той самий вибійний буровий агрегат використовувався для буріння на цільову глибину горизонтальної ділянки за одну поїздку.
Під час експлуатації рішення Modus активно відстежувало приплив і втрати свердловини, дозволяючи компанії-оператору використовувати бурові розчини з меншою щільністю та зменшити використання бариту.Як доповнення до розчину низької щільності в стовбурі свердловини, технологія Modus MPD активно застосовувала протитиск у гирлі свердловини, щоб легко справлятися з умовами, що постійно змінюються.Традиційні методи зазвичай займають години або день, щоб збільшити або зменшити щільність розчину.
Застосувавши технологію Modus, компанія-оператор виконала буріння на проектну глибину на дев’ять діб раніше проектної (15 діб).Крім того, зменшивши щільність бурового розчину на 1,0 ppg (0,12 SG) і регулюючи протитиск, щоб збалансувати свердловинний і пластовий тиск, компанія-оператор знизила загальні витрати.За допомогою цього рішення Weatherford горизонтальна ділянка 18 000 футів (5486 метрів) була пробурена за одну поїздку, збільшивши механічну швидкість проходки (ROP) на 18% порівняно з чотирма найближчими звичайними свердловинами.
06. Погляд на майбутнє технології MPD
Описані вище випадки, коли цінність створюється завдяки підвищенню продуктивності, є лише одним із прикладів ширшого застосування рішення Weatherford Modus.До 2024 року в усьому світі буде розгорнуто ряд систем для подальшого розширення використання технології контролю тиску, що дозволить іншим компаніям-операторам зрозуміти та досягти довгострокової цінності з меншою кількістю складних ситуацій та вищою якістю будівництва свердловин.
Протягом багатьох років енергетична промисловість застосовувала лише технологію контролю тиску під час бурових робіт.Weatherford має інший погляд на контроль тиску.Це рішення для підвищення продуктивності, застосовне до багатьох, якщо не до всіх, категорій нафтових свердловин, включаючи горизонтальні свердловини, спрямовані свердловини, розробні свердловини, багатоствольні свердловини тощо.Завдяки новому визначенню цілей, яких можна досягти при контролі тиску в стовбурі свердловини, включаючи цементування, спуск обсадної труби та інші операції, усі виграють від стабільного стовбура свердловини, уникаючи обвалення стовбура свердловини та пошкодження пласта, одночасно підвищуючи ефективність.
Наприклад, контроль тиску під час цементування дозволяє експлуатаційним компаніям більш активно реагувати на свердловинні події, такі як приплив і втрати, тим самим покращуючи зональну ізоляцію.Цементування з контрольованим тиском особливо ефективно в свердловинах з вузькими вікнами буріння, слабкими пластами або мінімальними запасами.Застосування інструментів і технологій контролю тиску під час виконання робіт з заповнення дозволяє легко контролювати тиск під час встановлення інструментів для заповнення, підвищуючи ефективність роботи та знижуючи ризики.
Кращий контроль тиску в безпечних робочих вікнах і застосовний до всіх свердловин і операцій.З постійною появою рішень Modus і систем контролю тиску, адаптованих для різних застосувань, тепер можливий контроль тиску в більшій кількості нафтових свердловин.Рішення Weatherford можуть забезпечувати комплексний контроль тиску, зменшуючи кількість аварій, покращуючи якість стовбура свердловини, підвищуючи стабільність стовбура свердловини та збільшуючи продуктивність.
Час публікації: 20 березня 2024 р