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  • 威德福、哈里伯頓暢談智能完井在俄羅斯

    時間:2020-12-15 16:39 來源:雜志 作者: ROGTEC 點擊:

    1.智能完井或“智能”井使操作員能夠獲取數據、監控和遠程控制油井作業,以實現最高生產率。這項技術在俄羅斯的實施程度如何,目前有哪些運營商在使用?
     
    韋瑟福德: 智能完井是一個集成包,具有復雜的設計,包括控制工具、雙重完井/雙重注入系統中的流入或一致性控制裝置、井下監測系統(在不同區域和側鉆中),以及控制和緊急關井系統。這一全面的包支持自動化和優化水庫或地方一級的目標開發,以及獨立或遠程控制操作。
     
    目前,俄羅斯和外國運營商在實施這項技術方面進展緩慢但積極。這是由于新的海上和偏遠油田的開發具有挑戰性的地質、難以回收的儲量和資產,需要創新的方法——超越傳統的鉆井和建筑作業。在俄羅斯大陸架(鄂霍次克海、里海和巴倫支海)生產碳氫化合物的公司目前正在開發具有特定設計特征的“智能”井。
     
    雖然目前復雜智能完井的數量可能有限,但大多數油氣生產商已經在使用這種方法的簡化版本:安裝井下監控系統,包括壓力和溫度傳感器、分布式和分布式/點溫度剖面和井下流量計,圖2所示。
     
    并且在某種程度上被在俄羅斯聯邦開展開發活動的大多數主要石油和天然氣公司所使用。由于易開采油氣儲量的枯竭,以及越來越多位于難以到達區域的新油田的開發需求,為了保持所需的生產水平,有必要改變油田開發方法,這一點變得越來越明顯。解決方案的關鍵要素之一是引入智能完井系統,該系統允許在油井的整個使用壽命期間對油井運行進行監控和控制,從而實現持續的開發優化。
     
    2.是否有可能提高這項技術的應用程度,增強其在俄羅斯的潛力?
     
    韋瑟福德:技術采用的程度取決于幾個關鍵因素,這些因素將決定實施什么類型的智能系統。這些因素包括:目標;復雜程度;考慮到井施工和設計的工程、技術和地質條件,實施選定完井系統的可行性;成功運營所需的進口設備和高質量組件的成本;石油價格;制裁政策;進口替代政策;
    俄羅斯供應商提供智能完井服務的能力有限。如果條件有利,如果我們成功克服了某些技術挑戰和預算限制,那么這項先進技術在俄羅斯的潛力可以大大增加。
     
    哈里伯頓:我們當然有自己的特點,例如氣候條件、引進這些技術所需的現有基礎設施的可用性,以及參與設備操作過程的人員的技術設備。然而,所有這些都不是智能完井引入的不可克服的障礙。越來越多的石油和天然氣公司對該解決方案應用后的可靠性和效率深信不疑。如果最初只允許監測生產井的單個參數的系統被引入,現在操作者引入允許監測整個井及其單個井段的操作參數的系統。下一個發展階段將是智能領域的建設。俄羅斯市場肯定有很大的潛力,哈里伯頓打算最積極地參與其開發,從而增加其在智能完井領域的份額。
     
    3.俄羅斯的技術成本高得令人望而卻步嗎?智能完井提供了哪些節約成本的可能性?
     
    韋瑟福德:技術本身是靈活的。通過智能方法完成的井的成本和生產結果在很大程度上取決于其組件的制造質量。
     
    韋瑟福德提供了一個具有競爭力的系統,該系統配有永久性井下監控系統,其使用壽命涵蓋了油井的整個使用壽命;電子系統,從基本到多區;和多邊結構。這種集成式封裝實現了高精度的遠程連續操作,并且沒有任何操作干擾,從而顯著降低了操作員的維修費用、人工、操作人員和設備。
     
    哈里伯頓公司:這個問題的答案和在每個特定情況下引入智能完井的可行性的確定需要綜合的方法和來自運營商和服務公司的廣泛專家的參與。通過引入該系統,您可以獲得廣泛的實時信息,并能夠在作業過程中控制每個井段,而無需修井,從而節省時間并顯著降低修井過程中不可避免的風險。從一組井中獲得的信息可以集中起來,不僅用于當前的優化,還可以用于油田開發的短期規劃,以提高總累積產量和采收率。此外,該技術將允許通過暴露多個沉積物的井中的地層的化學劑注入的最佳分布來提高注水系統的效率。此外,有必要考慮到,如果沒有智能完井,有效開發多個油藏實際上是不可能的。因此,不管成本有多高,使用這項技術將最大限度地提高公司提供高效生產的能力。
     
     
    哈里伯頓:我們當然有自己的特點,例如氣候條件、引進這些技術所需的現有基礎設施的可用性,以及參與設備操作過程的人員的技術設備。然而,所有這些都不是智能完井引入的不可克服的障礙。越來越多的石油和天然氣公司對該解決方案應用后的可靠性和效率深信不疑。如果最初只允許監測生產井的單個參數的系統被引入,現在操作者引入允許監測整個井及其單個井段的操作參數的系統。下一個發展階段將是智能領域的建設。俄羅斯市場肯定有很大的潛力,哈里伯頓打算最積極地參與其開發,從而增加其在智能完井領域的份額。
     
    3.俄羅斯的技術成本高得令人望而卻步嗎?智能完井提供了哪些節約成本的可能性?
     
    韋瑟福德:技術本身是靈活的。通過智能方法完成的井的成本和生產結果在很大程度上取決于其組件的制造質量。
     
    韋瑟福德提供了一個具有競爭力的系統,該系統配有永久性井下監控系統,其使用壽命涵蓋了油井的整個使用壽命;電子系統,從基本到多區;和多邊結構。這種集成式封裝實現了高精度的遠程連續操作,并且沒有任何操作干擾,從而顯著降低了操作員的維修費用、人工、操作人員和設備。
     
    哈里伯頓公司:這個問題的答案和在每個特定情況下引入智能完井的可行性的確定需要綜合的方法和來自運營商和服務公司的廣泛專家的參與。通過引入該系統,您可以獲得廣泛的實時信息,并能夠在作業過程中控制每個井段,而無需修井,從而節省時間并顯著降低修井過程中不可避免的風險。從一組井中獲得的信息可以集中起來,不僅用于當前的優化,還可以用于油田開發的短期規劃,以提高總累積產量和采收率。此外,該技術將允許通過暴露多個沉積物的井中的地層的化學劑注入的最佳分布來提高注水系統的效率。此外,有必要考慮到,如果沒有智能完井,有效開發多個油藏實際上是不可能的。因此,不管成本有多高,使用這項技術將最大限度地提高公司提供高效生產的能力。
     
    4.“智能”井對操作員有什么好處?
     
    韋瑟福德:一個關鍵的智能完井工具是一個永久性的井下監測和控制系統,它提供長時間的高精度監測(長達25年!)。這個組件在智能完井中是非常必要的,大多數運營商已經享受到了它的好處。
     
    首先,配備監控系統的“智能”井使操作員能夠降低運營成本、優化生產和管理整個油田。井數越多,經濟效果越大。
     
    哈里伯頓:使用智能完井,運營商獲得了許多各種各樣的好處。生產率的提高非常重要,并提供財務優勢和最大的投資回報。操作員還可以獲得額外的能力來評估生產地層,從而優化生產和注水系統。其他重要優勢包括幾個地層的生產、層段隔離、不同層段的生產率控制和人工舉升效率的提高。例如,使用井下溫度和壓力監測系統,可以優化電潛泵的運行模式,分析壓差和流量。在暴露幾個地層的注水井中,使用監測和控制注入每個地層的系統,可以顯著提高注水系統的效率,降低高滲透率地層過早見水的風險,并消除低滲透率地層中的低空隙率替換。
     
    5.在現有油田實施智能完井是否可能?發生在俄羅斯還是全世界?為什么是,或者為什么不是?
     
    韋瑟福德:在現有油田實施智能完井取決于以下幾點:
     
    1.現場開發階段,因為這里出現的第一個問題是關于此類系統要解決的任務;
    2.儲層的地質和物理性質以及產出/注入流體的物理和化學性質;
    3.位移/注射前沿的均勻性;
    4.現場開發方法;
    5.候選井和井口設計。
     
    已經鉆井、完井和投產的油井帶來的挑戰是,智能完井系統中使用的更新、更先進的設備通常與原始油井設計不兼容。
     
    其他因素包括:
     
    1.完井方法(單級或雙級);
    2.安裝在單井、井場或整個油田的設備;
    3.將新油藏或開發目標投入生產時的建井成本。
    4.所有上述因素都與技術方面(一口井或一組井中的設備)和財務方面有關,因為它們將影響智能完井的經濟可行性和成本效益。操作員只有在考慮所有參數后,才能決定實施智能完井。
     
    應該注意的是,基于各種壓力和溫度傳感器組合的數字和光學井下監控系統正在全球范圍內積極實施,包括俄羅斯。這種系統既可以單獨使用,也可以作為各種井下泵送設備的一部分。
     
    哈里伯頓:智能完井系統已被引入現有領域。在修井過程中,石油和天然氣生產公司可以決定轉換到智能完井系統,并比較未來的生產率,以及使用這些數據對生產地層進行更全面的評估。在某些情況下,在項目的初始階段,當操作員面臨突發事件或沒有獲得計劃的生產率時,智能完井的優勢對操作員來說變得顯而易見。它可能是由開發過程中儲層性質的變化或許多其他問題引起的,這些問題的最佳解決方案可以通過智能完井來實現。目前,在俄羅斯和世界各地的許多成熟油田,隨著運營商開始認識到自己的優勢,他們開始引入智能完井。
     
    7.從“智能”井接收的數據的準確性是其性能的關鍵。如何將獲得的數據轉化為準確的信息供中控室使用?
     
     
    威德福-Optimax智能完井公司
     
    威德福:數據準確性取決于井下傳感器(數字、石英和光纖)的計量性能。高響應頻率(采樣頻率),加上穩定的讀數和高測量重復性,能夠將初始數據傳輸到控制室,而不會丟失任何數據。在控制和采集單元中直接數字化的數據,通過使用無噪聲編碼協議的數字通信信道進一步傳輸;這有效地防止了從油井傳輸到中央控制室的重要操作實時數據的丟失。來自永久監控系統的數據通常以高速率傳輸到第三方的數據采集和平均系統。
     
    哈里伯頓:哈里伯頓智能完井系統不僅僅是設備,它們可以通過使用允許在新的水平上分析實時數據的硬件和軟件系統來執行提高生產率和效率的顧問功能。哈里伯頓在工作中使用最先進的技術和設備。例如,ROC井下溫度和壓力監控系統具有以下壓力測量參數:誤差–滿量程的0.015%,可實現的分辨率–小于0.055千帕/秒,重復性精度–小于滿量程的0.01%,偏差–每年小于滿量程的0.02%。溫度測量還滿足最高要求:誤差–0.15℃,分辨率–小于0.005℃/秒,重復性準確度–小于0.01%,偏差–每年小于0.1℃。這些數字證實,使用我們的完井系統,運營商將獲得準確的數據,然后可用于生產過程優化。此外,軟件過濾算法是智能現場實施框架內的決策空間生產軟件平臺用于對抗接收信號中的干擾,這些干擾在數據傳輸過程中不可避免地出現,并使有用信號失真。該平臺包括不同的功能模塊,允許為每個信號選擇過濾器,對輸入測量值進行綜合驗證,包括生成井下測量值的完整性和正確性指標,以進一步啟動自動程序,用于更新流入模型,以及在用無阻流量或電潛泵生產時油井舉升的相關性,3、4所示。
     
     
    8.“智能”油井如何改變油井操作參數以提高其流量?
     
    韋瑟福德:就單個案例或單井而言,智能完井不會對增產產生直接影響,因為它不是一種增產工具。此類系統旨在長時間保持高生產率(理想情況下為干原油),通過隔離和從不同區域生產(無需任何額外的干預費用),實現統一和最大的油藏生產水平。
     
    關于油田內智能完井的井組和區塊,可以公平地說,智能完井通過穩定和連續生產干原油和低含水率油來促進最大產量——接近油田開發項目中規定的最大采油系數。當然,如果在選擇候選井時沒有考慮到其他因素,如活躍底水或天然氣突破油田的水錐,要求隔離某些井段或側鉆,則不會出現明顯的復雜情況。即使在這種情況下,智能完井也能實現連續作業,而不需要標準完井的額外干預。
     
    油井性能的所有變化都由永久性井下監控系統記錄,該系統檢測井下參數的變化和分支井的生產異常。審查這些變更并采取相應的措施。
     
    哈里伯頓:使用智能完井系統提供了對儲層的全面了解,以及通過改變特定的井下設備參數來提高油氣采收率的機會。這兩個優勢是產量最大化的關鍵。除了上述優點之外,還必須考慮設備可靠性、信息準確性、對多種井下參數和條件的理解和控制,這些因素共同使產量最大化。因此,智能完井能夠提高產量。
     
     
    9.您為運營商提供哪些“智能”油井解決方案?
     
    韋瑟福德:目前,韋瑟福德提供從最簡單到最復雜的各種完井工具,可最大限度地降低成本、降低風險并優化生產。我們的公司不是根據新的和更具挑戰性的條件調整舊技術,而是提供一流的高性能技術和解決方案組合。
     
     
    為了達到運營商設定的目標,威瑟福德采用了一種綜合的完井方法,包括油井施工和完井專家之間的合作。
     
    我們提供廣泛的永久性井下監控技術,包括OmniWell系統。OmniWell在油井壽命期間提供實時油藏監測。該系統包括幾種類型的解決方案和監控:
     
    1.nGAUGE–光學和石英壓力計/溫度計,額定壓力為30,000磅/平方英寸/206兆帕,最高溫度為572華氏度/300攝氏度;其也被廣泛用作分離的
    標準監控任務系統;
     
    2.熱-光學和分布式多點布拉格光柵傳感器作為熱監控的通用解決方案;
     
    3.nPhase–可配置用于單相、兩相和三相流量的全口徑井下光學流量計,安裝在油井的任何地方,無論其路徑如何;
     
    4.nLINK–各種配置的電纜或光纜;
     
    5.nFOrm–靈活的數據控制、采集、存儲和傳輸系統,適用于各種操作條件。
     
    此外,我們還為兩階段完井提供監控解決方案:IWWMC,一種用于防砂和礫石充填應用的井下光纖連接器/接觸(光學濕配合連接器)技術。
     
    我們的產品包括射頻識別技術,這有助于減少旅行和干預的次數。我們幾乎所有的工具都與射頻識別技術兼容,這使得某些工具能夠遠程和選擇性地操作。編程的射頻識別標簽被簡單地放入井中,在那里它到達完井工具,并根據下載的程序修改其操作參數。
     
    此外,我公司還開發了裸眼和套管井完井工具等多種井下智能完井技術。環空套管封隔器配有各種坐封機構和電纜及控制線通道,用于提高裸眼完井效率,以及流入控制裝置(ICD和AICD技術);傳統的、高級的和可擴展的屏幕;礫石充填技術;各種設計的尾管懸掛器和封隔器(既有標準的,也有用于電纜和控制線的鉆孔);外殼附件,包括滾輪保護器
    reach wells等,5所示。
     
    套管井完井技術包括:
     
    Optimax安全閥-目前全球安裝了超過7,000個該系列的閥門;
    各種改型的智能封隔器;
    萬麗系統,用于在安全閥損壞或失效的情況下恢復井控;
    OptiBarrier雙向機械射頻識別激活隔離閥;
    用于氣舉井的UltraLift系統。
     
     
    我們還提供管道運行解決方案,在作業的所有階段提供成本效益、安全性和油井完整性。
     
    哈里伯頓:設計和引進智能完井的一個關鍵方面是可靠性,因此,除了普遍接受的行業標準之外,哈里伯頓還制定了自己的、通常更嚴格的標準,遵守這些標準可以為每個系統元件提供可靠性。此外,在制造和引進的每個階段,我們都使用特定的質量控制系統,不僅根據批準的計劃為客戶提供短期效果,還提供設備壽命,確保整體上實現預期效果。介紹過程完成后,在開發下一代智能完井解決方案和技術時,將考慮所有經驗教訓。這種提高可靠性的方法使我們成為市場上智能完井技術的領先供應商。
     
    哈里伯頓智能完井可用于以下應用:
     
    氣舉系統的自動控制
    深井建設
    水平井施工
    分支井施工
    多級水力壓裂
    溫度和壓力監控
    一個或多個間隔流量控制
    帶狀隔離
    壓注化學溶液
    所有上述技術允許運營商在全世界最困難的條件下增加累積產量,同時降低資本和運營支出。
     
    10.談到前景,智能完井技術會在大多數新領域實施嗎?
     
    韋瑟福德:這項技術的需求必須根據行業的現狀來考慮。為了創造積極的技術和經濟效果,簡單和復雜的智能完井必須從最初階段就納入設計。為智能完井選擇候選井的過程不僅僅是分析;這是一項艱巨的工作,需要建立復雜的模型并開發各種場景,以考慮油田開發期間產出流體、油藏和開發目標的變化特性。
     
    因為很多智能井已經投產,我們積累了豐富的經驗。因此,在實施智能完井之前,該信息可以由幾方共同考慮——運營商、其設計院和將實施項目的服務承包商。
     
    全球各種公司使用智能井技術;因此,有必要考慮每個供應商在這方面的能力,并評估所有可能的解決方案。這將消除選擇供應商和技術時不必要的限制。目前智能完井技術的特點是靈活性高:操作員可以選擇復雜的智能完井(即各種類型的多區域和多分支井)或帶有井下監測系統的簡單組件,以方便儲層監測。根據油田、開發方法和其他關鍵參數,可實施全油田完井作業,6所示,圖6為哈利伯頓-智能叢-俯視圖。
     
     
    哈里伯頓:如果可能的話,大部分氣田和凝析氣田的開發應該從智能井的建設開始。在這種情況下,操作員在油藏開發的最初階段就獲得了油藏的所有必要信息。在發展的初始階段使用監測系統的例子可以在亞馬爾地區以及庫頁島和里海的近海油井中觀察到。此外,通過正確使用獲得的信息,并考慮以不同模式操作油井的能力,運營商將能夠防止在開發后期可能出現的許多問題。還應注意的是,智能完井技術正在積極發展,隨著系統可靠性的提高,其制造和安裝所需的成本下降,這無疑對其引入前景產生了積極影響。成本優化的一個很好的例子是由哈里伯頓公司開發的SmartPlex系統,該系統僅使用1條電氣線路和3條液壓線路就可以控制多達12個區域。根據設置深度,由于減少了液壓管線、地面設備和簡化的采油樹設計,該系統可將智能井施工成本降低30%,7所示。
     
     
    烏拉爾·穆尼羅夫
    威德福
     
    烏拉爾·穆尼羅夫是烏法州立石油技術大學的畢業生。他5年前加入了威瑟福德。2011年,他開始了他的職業生涯,在諾亞布斯克分公司的生產優化組擔任現場工程師;2013年,他被調到公司的莫斯科辦公室,擔任項目工程師一職。
     
    烏拉爾在石油和天然氣行業擁有超過10年的經驗,專注于試井、多相流測量和地下油井監測,8所示。
     
    馬克西姆·卡爾波夫
    哈利伯頓
     
    馬克西姆·卡爾波夫于2002年畢業于莫斯科國立羅蒙諾索夫大學地質系。他在石油和天然氣行業的總服務年限超過15年,工作地域覆蓋俄羅斯、哈薩克斯坦和美國。馬克西姆在測試和完井方面有豐富的經驗,包括智能完井系統的應用。他目前擔任俄羅斯完井工具業務開發主管。
    戰略合作
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