Den iboende risikoen ved olje- og gassboreoperasjoner er skremmende, og den alvorligste er usikkerheten til trykket nede i borehullet.I følge International Association of Drilling Contractors,Managed Pressure Drilling (MPD)er en adaptiv boreteknikk som brukes til å nøyaktig kontrollere det ringformede trykket gjennom hele brønnhullet.I løpet av de siste femti årene har mange teknologier og metoder blitt utviklet og foredlet for å dempe og overvinne utfordringene som følge av pressusikkerhet.Siden introduksjonen av den første roterende kontrollenheten (RCD) globalt i 1968, har Weatherford vært en pioner i bransjen.
Som en leder i MPD-industrien har Weatherford innovativt utviklet ulike løsninger og teknologier for å utvide rekkevidden og anvendelsen av trykkkontroll.Trykkkontroll handler imidlertid ikke bare om å kontrollere ringformet trykk.Den må ta hensyn til utallige spesielle driftsforhold over hele verden, komplekse formasjoner og utfordringer på forskjellige brønnsteder.Med flere tiår med akkumulert erfaring innser selskapets tekniske eksperter at en utmerket trykkkontrollprosess bør skreddersys for å møte ulike utfordringer i stedet for å være et system som passer alle for enhver applikasjon.Styret av dette prinsippet har MPD-teknologier på ulike nivåer blitt utviklet for å møte de ulike behovene til operatørselskaper, uavhengig av hvor utfordrende deres forhold eller miljø kan være.
01. Opprette et lukket sløyfesystem ved hjelp av RCD
RCD gir både sikkerhetsgaranti og strømningsavledning, og fungerer som en inngangsteknologi for MPD.Opprinnelig utviklet på 1960-tallet for operasjoner på land, er RCD-er designet for å avlede strøm på toppen avBOPå lage et lukket kretsløpssystem.Selskapet har kontinuerlig innovert og forbedret RCD-teknologi, og oppnådd feltbevist suksess over flere tiår.
Ettersom MPD-applikasjoner utvides til mer utfordrende felt (som nye miljøer og utfordringer), stilles det høyere krav til MPD-systemer.Dette har drevet kontinuerlig fremgang innen RCD-teknologi, som nå har høyere nominelle trykk og temperaturer, til og med oppnå kvalifikasjoner for bruk i ren gassforhold fra American Petroleum Institute.For eksempel har Weatherfords høytemperaturforseglingskomponenter i polyuretan en 60 % høyere nominell temperatur sammenlignet med eksisterende polyuretankomponenter.
Med modenhet av energiindustrien og utviklingen av offshore-markeder, har Weatherford utviklet nye typer jordfeilbrytere for å møte de unike utfordringene i miljøer på grunt og dypt vann.RCD-er som brukes på gruntvannsboreplattformer er plassert over overflate-BOP, mens på dynamisk posisjonerte borefartøyer er RCD-er vanligvis installert under strekkringen som en del av stigerørsenheten.Uavhengig av applikasjon eller miljø forblir RCD en kritisk teknologi, som opprettholder konstant ringformet trykk under boreoperasjoner, danner trykkbestandige barrierer, forhindrer borefarer og kontrollerer invasjonen av formasjonsvæsker.
02. Legge til chokeventiler for bedre trykkkontroll
Mens jordfeilbrytere kan avlede returfluider, oppnås evnen til aktivt å kontrollere trykkprofilen til brønnhullet av nedstrøms overflateutstyr, spesielt strupeventiler.Kombinasjon av dette utstyret med jordfeilbrytere muliggjør MPD-teknologi, og gir sterkere kontroll over brønnhodetrykket.Weatherfords PressurePro Managed Pressure-løsning, når den brukes sammen med jordfeilbrytere, forbedrer boreevnen samtidig som man unngår trykkrelaterte hendelser nede i hullet.
Dette systemet bruker et enkelt Human-Machine Interface (HMI) for å kontrollere strupeventilene.HMI vises på en bærbar datamaskin i borerens kabin eller på rigggulvet, slik at feltpersonell virtuelt kan kontrollere strupeventilene mens de overvåker viktige boreparametere.Operatører legger inn ønsket trykkverdi, og deretter opprettholder PressurePro-systemet automatisk dette trykket ved å kontrollere SBP.Chokeventilene kan justeres automatisk basert på endringer i nedihullstrykk, noe som muliggjør raske og pålitelige systemkorreksjoner.
03. Automatisk respons for reduserte borerisikoer
Victus Intelligent MPD-løsning står som et av Weatherfords mest betydningsfulle MPD-produkter og en av de mest avanserte MPD-teknologiene på markedet.Bygget på Weatherfords modne RCD- og strupeventilteknologier, løfter denne løsningen presisjon, kontroll og automatisering til enestående nivåer.Ved å integrere boreriggutstyr, muliggjør det kommunikasjon mellom maskiner, sanntidsanalyse av brønnforhold og raske automatiske reaksjoner fra et sentralisert sted, og opprettholder derved bunnhullstrykket nøyaktig.
På utstyrsfronten forbedrer Victus-løsningen strømnings- og tetthetsmålingsevner ved å inkorporere Coriolis massestrømsmålere og en manifold med fire uavhengig kontrollerte strupeventiler.Avanserte hydrauliske modeller vurderer væske- og formasjonstemperaturer, væskekomprimerbarhet og brønnborekakseffekter for nøyaktig å bestemme bunnhullstrykket i sanntid.Kunstig intelligens (AI) kontrollalgoritmer identifiserer brønnboreanomalier, varsler boreren og MPD-operatørene og sender automatisk justeringskommandoer til MPD overflateutstyr.Dette muliggjør sanntidsdeteksjon av brønnboringstilstrømning/tap og muliggjør passende justeringer av utstyr basert på hydraulisk modellering og intelligent kontroll, alt uten behov for manuelle input fra operatører.Systemet, basert på programmerbare logiske kontrollere (PLS), kan enkelt integreres hvor som helst på boreplattformen for å gi pålitelig, sikker MPD-infrastruktur.
Et forenklet brukergrensesnitt hjelper brukere med å holde fokus på nøkkelparametere og gi varsler for plutselige hendelser.Statusbasert overvåking sporer ytelsen til MPD-utstyr, noe som muliggjør proaktivt vedlikehold.Pålitelig automatisert rapportering, for eksempel daglige oppsummeringer eller analyser etter jobb, optimaliserer boreytelsen ytterligere.Ved operasjoner på dypt vann letter fjernkontroll via ett enkelt brukergrensesnitt automatisk stigerørinstallasjon, fullstendig lukking av Annular Isolation Device (AID), RCD-låsing og opplåsing, og strømningsveikontroll.Fra brønndesign og sanntidsoperasjoner til oppsummeringer etter jobb, forblir alle data konsistente.Håndtering av sanntidsvisualisering og tekniske vurdering/planleggingsaspekter håndteres gjennom CENTRO Well Construction Optimization-plattformen.
Nåværende utvikling inkluderer bruk av høytrykksstrømningsmålere (installert på stigerøret) for å erstatte enkle pumpeslagtellere for forbedret strømningsmåling.Med denne nye teknologien kan de reologiske egenskapene og massestrømningsegenskapene til væsken som kommer inn i borekretsen med lukket sløyfe sammenlignes med målingene av returfluid.Sammenlignet med tradisjonelle manuelle slammålingsmetoder med mye lavere oppdateringsfrekvenser, tilbyr dette systemet overlegen hydraulisk modellering og sanntidsdata.
04. Gir enkel, presis trykkkontroll og datainnsamling
PressurePro- og Victus-teknologiene er løsninger utviklet for henholdsvis inngangsnivå og avanserte trykkkontrollapplikasjoner.Weatherford erkjente at det finnes applikasjoner som er egnet for løsninger som faller mellom disse to nivåene.Selskapets nyeste Modus MPD-løsning fyller dette gapet.Designet for ulike bruksområder som høytemperatur- eller lavtemperaturmiljøer, på land og grunt vann, er systemets mål enkelt: å fokusere på ytelsesfordelene til trykkreguleringsteknologi, slik at operatørselskaper kan bore mer effektivt og redusere trykkrelatert problemer.
Modus-løsningen har en modulær design for fleksibel og effektiv installasjon.Tre enheter er plassert i en enkelt fraktcontainer, og krever kun ett løft under lossing på stedet.Om nødvendig kan individuelle moduler fjernes fra fraktbeholderen for spesifikk plassering rundt brønnstedet.
Chokemanifolden er én uavhengig modul, men hvis det er behov for å installere den innenfor eksisterende infrastruktur, kan systemet konfigureres for å møte de spesifikke kravene til hver boreplattform.Utstyrt med to digitale kontrollchokeventiler, tillater systemet fleksibel bruk av enten ventiler for isolasjon eller kombinert bruk for høyere strømningshastigheter.Nøyaktig kontroll av disse strupeventilene forbedrer brønnhulltrykket og ECD-kontroll (ekvivalent sirkulasjonsdensitet), noe som muliggjør mer effektiv boring med lavere slamtettheter.Manifolden integrerer også et overtrykksbeskyttelsessystem og rør.
Strømningsmåleenheten er en annen modul.Ved å bruke Coriolis-strømningsmålere måler den returstrømningshastigheter og væskeegenskaper, anerkjent som en industristandard for nøyaktighet.Med kontinuerlige massebalansedata kan operatører umiddelbart identifisere trykkendringer nede i borehullet som oppstår i form av strømningsanomalier.Synlighet i sanntid av brønnforhold muliggjør raske reaksjoner og justeringer, og adresserer pressproblemer før de påvirker driften.
Det digitale kontrollsystemet er installert i den tredje modulen og er ansvarlig for å administrere dataene og funksjonene til måle- og kontrollenhetene.Denne digitale plattformen opererer gjennom HMI-en til en bærbar datamaskin, slik at operatører kan se måleforhold med historiske trender og kontrollere trykket gjennom digital programvare.Diagrammer som vises på skjermen gir sanntidstrender for forhold nede i borehullet, noe som muliggjør bedre beslutningstaking og raskere respons basert på dataene.Ved drift i konstant bunnhullstrykkmodus, kan systemet raskt påføre trykk under tilkoblingsperioder.Med et enkelt knappetrykk justerer systemet automatisk strupeventilene for å påføre det nødvendige trykket på brønnhullet, og opprettholder konstant nedihullstrykk uten strømning.Relevante data samles inn, lagres for analyse etter jobb og overføres gjennom WITS-grensesnittet (brønninformasjonsoverføringssystem) for visning på CENTRO-plattformen.
Ved å kontrollere trykk automatisk, kan Modus-løsningen umiddelbart reagere på trykkendringer nede i borehullet, og beskytte personell, brønnhull, miljø og andre eiendeler.Som en del av brønnboringsintegritetssystemet kontrollerer Modus-løsningen Equivalent Circulating Density (ECD), og gir en pålitelig metode for å forbedre operasjonssikkerheten og beskytte formasjonens integritet, og dermed oppnå sikker boring innenfor smale sikkerhetsvinduer med flere variabler og ukjente.
Weatherford er avhengig av over 50 års erfaring, tusenvis av operasjoner og millioner av timers driftstid for å oppsummere pålitelige metoder, og tiltrekker et Ohio-basert driftsselskap til å implementere Modus-løsningen.I Utica Shale-området trengte driftsselskapet å bore et 8,5-tommers brønnhull til designdybden for å oppfylle autoriserte kostnadsmål.
Sammenlignet med planlagt boretid, reduserte Modus-løsningen boretiden med 60 %, og fullførte hele brønndelen på én tur.Nøkkelen til denne suksessen var bruken av MPD-teknologi for å opprettholde ideelle slamtettheter innenfor den utformede horisontale seksjonen, og minimere sirkulerende trykktap i borehullet.Målet var å unngå potensielle formasjonsskader fra slam med høy tetthet i formasjoner med usikre trykkprofiler.
Under de grunnleggende design- og konstruksjonsdesignfasene samarbeidet Weatherfords tekniske eksperter med driftsselskapet for å definere omfanget av den horisontale brønnen og sette boremål.Teamet identifiserte krav og opprettet en plan for levering av tjenestekvalitet som ikke bare koordinerte prosjektgjennomføring og logistikk, men også reduserte de totale kostnadene.Weatherford-ingeniører anbefalte Modus-løsningen som det beste valget for driftsselskapet.
Etter å ha fullført designet, gjennomførte Weatherford feltpersonell en undersøkelse på stedet i Ohio, slik at det lokale teamet kunne forberede arbeidsstedet og monteringsområdet og identifisere og eliminere potensielle farer.I mellomtiden testet eksperter fra Texas utstyret før det ble sendt.Disse to teamene opprettholdt kontinuerlig kommunikasjon med driftsselskapet for å koordinere levering av utstyr til rett tid.Etter at Modus MPD-utstyret ankom borestedet, ble effektiv installasjon og igangkjøring utført, og Weatherford-teamet justerte raskt MPD-operasjonsoppsettet for å imøtekomme endringer i operatørselskapets boredesign.
05. Vellykket søknad på stedet
Like etter at brønnen ble landet, dukket det imidlertid opp tegn på blokkering i brønnhullet.Etter å ha diskutert med driftsselskapet, ga Weatherfords MPD-team den siste operasjonsplanen for å løse problemet.Den foretrukne løsningen var å øke mottrykket mens man sakte øker slamtettheten med 0,5 pg (0,06 SG).Dette gjorde at boreriggen kunne fortsette å bore uten å vente på slamjusteringer og uten å øke slamtettheten betydelig.Med denne justeringen ble den samme bunnhullsboringsenheten brukt til å bore til måldybden til den horisontale seksjonen på én tur.
Gjennom hele operasjonen overvåket Modus-løsningen aktivt borehulltilstrømning og tap, slik at operatørselskapet kunne bruke borevæsker med lavere tetthet og redusere bruken av barytt.Som et komplement til slam med lav tetthet i brønnhullet, påførte Modus MPD-teknologi aktivt mottrykk ved brønnhodet for enkelt å håndtere de kontinuerlig skiftende forholdene nede i borehullet.Tradisjonelle metoder tar vanligvis timer eller en dag for å øke eller redusere gjørmetettheten.
Ved å bruke Modus-teknologi boret operatørselskapet til måldybden ni dager før designdagene (15 dager).I tillegg, ved å redusere slamtettheten med 1,0 ppg (0,12 SG) og justere mottrykket for å balansere nedihulls- og formasjonstrykk, reduserte driftsselskapet de totale kostnadene.Med denne Weatherford-løsningen ble den horisontale delen på 18 000 fot (5486 meter) boret på én tur, noe som økte den mekaniske penetrasjonshastigheten (ROP) med 18 % sammenlignet med fire nærliggende konvensjonelle brønner.
06.Outlook on the Future of MPD Technology
Tilfellene som er skissert ovenfor, hvor verdi skapes gjennom ytelsesforbedring, er bare ett eksempel på den bredere anvendelsen av Weatherfords Modus-løsning.Innen 2024 vil et parti med systemer bli distribuert over hele verden for ytterligere å utvide bruken av trykkkontrollteknologi, slik at andre operatørselskaper kan forstå og oppnå langsiktig verdi med færre komplekse situasjoner og høyere brønnkonstruksjonskvalitet.
I mange år har energiindustrien kun brukt trykkreguleringsteknologi under boreoperasjoner.Weatherford har et annet syn på trykkkontroll.Det er en ytelsesforbedrende løsning som gjelder for mange, om ikke alle, kategorier av oljebrønner, inkludert horisontale brønner, retningsbrønner, utviklingsbrønner, multilaterale brønner og mer.Ved å redefinere målene som trykkkontroll i brønnhullet kan oppnå, inkludert sementering, kjøring av foringsrør og andre operasjoner, drar alle fordeler av et stabilt brønnhull, unngår brønnboringskollaps og formasjonsskader samtidig som effektiviteten økes.
For eksempel lar styring av trykk under sementering operatørselskaper mer proaktivt adressere hendelser nede i borehullet som tilstrømning og tap, og dermed forbedre soneisolasjon.Trykkkontrollert sementering er spesielt effektiv i brønner med smale borevinduer, svake formasjoner eller minimale marginer.Bruk av trykkkontrollverktøy og teknologi under kompletteringsoperasjoner gir enkel trykkkontroll under installasjonen av kompletteringsverktøy, forbedrer driftseffektiviteten og reduserer risiko.
Bedre trykkkontroll innenfor sikre driftsvinduer og gjelder for alle brønner og operasjoner.Med den kontinuerlige fremveksten av Modus-løsninger og trykkkontrollsystemer skreddersydd for ulike bruksområder, er trykkregulering i flere oljebrønner nå mulig.Weatherfords løsninger kan gi omfattende trykkkontroll, redusere ulykker, forbedre borehullskvaliteten, øke borehullsstabiliteten og forbedre produksjonen.
Innleggstid: 20. mars 2024