Tveganja, ki so povezana z vrtanjem nafte in plina, so zastrašujoča, pri čemer je najresnejša negotovost tlaka v vrtini.Po podatkih Mednarodnega združenja izvajalcev vrtanja,Upravljano tlačno vrtanje (MPD)je prilagodljiva tehnika vrtanja, ki se uporablja za natančen nadzor krožnega tlaka v celotni vrtini.V zadnjih petdesetih letih je bilo razvitih in izpopolnjenih veliko tehnologij in metod za ublažitev in premagovanje izzivov, ki jih prinaša negotovost pritiska.Od uvedbe prve vrtljive krmilne naprave (RCD) na svetovni ravni leta 1968 je bil Weatherford pionir v industriji.
Kot vodilni v industriji MPD je Weatherford inovativno razvil različne rešitve in tehnologije za razširitev obsega in uporabe nadzora tlaka.Vendar pri nadzoru tlaka ne gre le za nadzor tlaka v obroču.Upoštevati mora nešteto posebnih delovnih pogojev po vsem svetu, zapletene formacije in izzive na različnih lokacijah vrtin.Z desetletji nabranih izkušenj se tehnični strokovnjaki podjetja zavedajo, da bi moral biti odličen postopek nadzora tlaka prilagojen za reševanje različnih izzivov, namesto da bi bil sistem, ki ustreza vsem za vsako aplikacijo.Na podlagi tega načela so bile razvite tehnologije MPD različnih ravni, da bi zadovoljile različne potrebe delujočih podjetij, ne glede na to, kako zahtevni so lahko njihovi pogoji ali okolja.
01. Ustvarjanje zaprtozančnega sistema z uporabo RCD
RCD zagotavlja varnost in preusmeritev pretoka ter služi kot osnovna tehnologija za MPD.RCD so bili prvotno razviti v šestdesetih letih prejšnjega stoletja za operacije na kopnem in so zasnovani tako, da preusmerijo tok naBOPustvariti krožni sistem z zaprto zanko.Podjetje nenehno inovira in izboljšuje RCD tehnologijo ter v več desetletjih dosega na terenu dokazane uspehe.
Ker se aplikacije MPD širijo na bolj zahtevna področja (kot so nova okolja in izzivi), so pred sistemi MPD postavljene višje zahteve.To je spodbudilo stalen napredek v tehnologiji RCD, ki zdaj omogoča višje nazivne tlake in temperature, celo pridobivanje kvalifikacij za uporabo v pogojih čistega plina od Ameriškega inštituta za nafto.Na primer, Weatherfordove poliuretanske visokotemperaturne tesnilne komponente imajo 60 % višjo nazivno temperaturo v primerjavi z obstoječimi poliuretanskimi komponentami.
Z zrelostjo energetske industrije in razvojem trgov na morju je Weatherford razvil nove vrste RCD za reševanje edinstvenih izzivov plitvih in globokomorskih okolij.RCD, ki se uporabljajo na vrtalnih ploščadih za plitvo vodo, so nameščeni nad površinskim BOP, medtem ko so na dinamično nameščenih vrtalnih plovilih RCD običajno nameščeni pod napenjalnim obročem kot del sklopa dvižnega voda.Ne glede na aplikacijo ali okolje RCD ostaja kritična tehnologija, saj med vrtalnimi operacijami vzdržuje stalen tlak v obroču, oblikuje pregrade, odporne na pritisk, preprečuje nevarnosti pri vrtanju in nadzoruje vdor tekočin v formacije.
02. Dodajanje dušilnih ventilov za boljši nadzor tlaka
Medtem ko RCD lahko preusmerijo povratne tekočine, se sposobnost aktivnega nadzora profila tlaka v vrtini doseže z opremo na površini navzdol, zlasti z dušilnimi ventili.Kombinacija te opreme z RCD-ji omogoča tehnologijo MPD, ki zagotavlja močnejši nadzor nad tlaki na glavi vrtine.Weatherfordova rešitev za upravljani tlak PressurePro Managed Pressure, kadar se uporablja v povezavi z RCD-ji, izboljša zmogljivosti vrtanja, hkrati pa se izogne incidentom, povezanim s tlakom v vrtini.
Ta sistem uporablja en sam vmesnik človek-stroj (HMI) za krmiljenje dušilnih ventilov.HMI je prikazan na prenosnem računalniku v kabini vrtalca ali na tleh ploščadi, kar osebju na terenu omogoča virtualni nadzor dušilnih ventilov, medtem ko spremlja ključne parametre vrtanja.Operaterji vnesejo želeno vrednost tlaka, nato pa sistem PressurePro samodejno vzdržuje ta tlak s krmiljenjem SBP.Dušilne ventile je mogoče samodejno prilagoditi glede na spremembe tlaka v vrtini, kar omogoča hitre in zanesljive popravke sistema.
03. Samodejni odziv za zmanjšana tveganja vrtanja
Victus Intelligent MPD Solution velja za enega najpomembnejših MPD izdelkov Weatherforda in eno najnaprednejših MPD tehnologij na trgu.Zgrajena na Weatherfordovi zreli tehnologiji RCD in dušilnih ventilov, ta rešitev dviguje natančnost, nadzor in avtomatizacijo na ravni brez primere.Z integracijo opreme za vrtalne naprave omogoča komunikacijo med stroji, analizo stanja v vrtini v realnem času in hitre samodejne odzive s centralizirane lokacije, s čimer se natančno vzdržuje tlak v dnu vrtine.
Na sprednji strani opreme rešitev Victus izboljša zmožnosti merjenja pretoka in gostote z vključitvijo Coriolisovih merilnikov masnega pretoka in razdelilnika s štirimi neodvisno krmiljenimi dušilnimi ventili.Napredni hidravlični modeli upoštevajo temperaturo tekočine in formacije, stisljivost tekočine in učinke rezanja vrtine za natančno določitev tlaka v dnu vrtine v realnem času.Algoritmi za nadzor umetne inteligence (AI) prepoznajo anomalije v vrtini, opozorijo vrtalca in operaterje MPD ter samodejno pošljejo ukaze za prilagajanje površinski opremi MPD.To omogoča zaznavanje dotoka/izgub v vrtini v realnem času in omogoča ustrezne prilagoditve opreme na podlagi hidravličnega modeliranja in inteligentnega nadzora, vse brez potrebe po ročnem vnosu operaterjev.Sistem, ki temelji na programabilnih logičnih krmilnikih (PLC), se lahko enostavno integrira na kateri koli lokaciji na vrtalni ploščadi, da zagotovi zanesljivo in varno infrastrukturo MPD.
Poenostavljen uporabniški vmesnik pomaga uporabnikom ostati osredotočen na ključne parametre in izdati opozorila za nenadne dogodke.Spremljanje na podlagi stanja sledi delovanju opreme MPD, kar omogoča proaktivno vzdrževanje.Zanesljivo avtomatizirano poročanje, kot so dnevni povzetki ali analize po delu, dodatno optimizira zmogljivost vrtanja.Pri globokomorskih operacijah daljinski nadzor prek enega samega uporabniškega vmesnika olajša samodejno namestitev dvižnega voda, popolno zapiranje obročaste izolacijske naprave (AID), zaklepanje in odklepanje RCD ter nadzor poti pretoka.Od zasnove vrtin in operacij v realnem času do povzetkov po opravilu, vsi podatki ostajajo dosledni.Upravljanje vizualizacije v realnem času in vidikov inženirske ocene/načrtovanja se izvaja prek platforme CENTRO Well Construction Optimization.
Trenutni razvoj vključuje uporabo visokotlačnih merilnikov pretoka (nameščenih na dvižnem vodu) za zamenjavo preprostih števcev gibov črpalke za izboljšano merjenje pretoka.S to novo tehnologijo je mogoče primerjati reološke lastnosti in značilnosti masnega pretoka tekočine, ki vstopa v vrtalni krog z zaprto zanko, z meritvami povratne tekočine.V primerjavi s tradicionalnimi ročnimi metodami merjenja blata z veliko nižjimi frekvencami posodabljanja ta sistem ponuja vrhunsko hidravlično modeliranje in podatke v realnem času.
04. Zagotavljanje preprostega, natančnega nadzora tlaka in pridobivanja podatkov
Tehnologiji PressurePro in Victus sta rešitvi, razviti za osnovne in napredne aplikacije za nadzor tlaka.Weatherford je priznal, da obstajajo aplikacije, primerne za rešitve med tema dvema nivojema.Najnovejša rešitev podjetja Modus MPD zapolnjuje to vrzel.Zasnovan za različne aplikacije, kot so visokotemperaturna ali nizkotemperaturna okolja, kopno in plitva voda, cilj sistema je preprost: osredotočiti se na prednosti delovanja tehnologije nadzora tlaka, ki upravljavcem omogoča učinkovitejše vrtanje in zmanjšanje s pritiskom povezanih vprašanja.
Rešitev Modus odlikuje modularna zasnova za prilagodljivo in učinkovito namestitev.Tri naprave so nameščene v enem ladijskem zabojniku, ki zahteva samo en dvig med razkladanjem na kraju samem.Po potrebi je mogoče posamezne module odstraniti iz transportnega zabojnika za določeno namestitev okoli vrtine.
Razdelilnik dušilke je en neodvisen modul, a če ga je treba namestiti znotraj obstoječe infrastrukture, je mogoče sistem konfigurirati tako, da ustreza posebnim zahtevam posamezne vrtalne ploščadi.Sistem, opremljen z dvema dušilnima ventiloma z digitalnim krmiljenjem, omogoča prilagodljivo uporabo enega ali drugega ventila za izolacijo ali kombinirano uporabo za večje pretoke.Natančno krmiljenje teh dušilnih ventilov izboljša tlak v vrtini in nadzor ekvivalentne krožne gostote (ECD), kar omogoča učinkovitejše vrtanje z nižjo gostoto blata.Razdelilnik vključuje tudi sistem zaščite pred nadtlakom in cevovod.
Naprava za merjenje pretoka je še en modul.Z uporabo Coriolisovih merilnikov pretoka meri stopnje povratnega toka in lastnosti tekočine, kar je priznano kot industrijski standard za natančnost.Z neprekinjenimi podatki o masni bilanci lahko operaterji takoj prepoznajo spremembe tlaka v vrtini, ki se pojavljajo v obliki anomalij pretoka.Vidnost stanja v vrtini v realnem času omogoča hitre odzive in prilagoditve ter obravnava težave s pritiskom, preden vplivajo na delovanje.
Digitalni nadzorni sistem je nameščen v okviru tretjega modula in je odgovoren za upravljanje podatkov in funkcij merilnih in krmilnih naprav.Ta digitalna platforma deluje prek HMI prenosnega računalnika, kar operaterjem omogoča ogled merilnih pogojev z zgodovinskimi trendi in nadzor tlaka prek digitalne programske opreme.Grafi, prikazani na zaslonu, zagotavljajo trende pogojev v vrtini v realnem času, kar omogoča boljše odločanje in hitrejše odzive na podlagi podatkov.Pri delovanju v načinu stalnega tlaka v dnu vrtine lahko sistem med obdobji povezovanja hitro izvaja pritisk.S preprostim pritiskom na gumb sistem samodejno prilagodi dušilne ventile za uporabo zahtevanega tlaka v vrtini in ohranja konstanten tlak v vrtini brez pretoka.Ustrezni podatki se zberejo, shranijo za analizo po delu in prenesejo prek vmesnika sistema za prenos informacij o vrtini (WITS) za ogled na platformi CENTRO.
S samodejnim nadzorom tlaka se lahko rešitev Modus takoj odzove na spremembe tlaka v vrtini, s čimer zaščiti osebje, vrtino, okolje in druga sredstva.Kot del sistema celovitosti vrtine rešitev Modus nadzoruje ekvivalentno krožno gostoto (ECD), ki zagotavlja zanesljivo metodo za povečanje operativne varnosti in zaščito celovitosti formacije, s čimer se doseže varno vrtanje znotraj ozkih varnostnih oken z več spremenljivkami in neznankami.
Weatherford se za povzetek zanesljivih metod zanaša na več kot 50 let izkušenj, na tisoče operacij in milijone ur delovanja, s čimer pritegne operativno podjetje s sedežem v Ohiu, da uvede rešitev Modus.Na območju Utica Shale je moralo upravljavsko podjetje izvrtati 8,5-palčno vrtino do projektirane globine, da bi izpolnilo dovoljene ciljne stroške odhodkov.
V primerjavi z načrtovanim časom vrtanja je rešitev Modus skrajšala čas vrtanja za 60 %, tako da je celoten odsek vrtine dokončan v eni vožnji.Ključ do tega uspeha je bila uporaba tehnologije MPD za vzdrževanje idealne gostote blata znotraj načrtovanega vodoravnega odseka, kar je zmanjšalo izgube tlaka v vrtini.Cilj je bil preprečiti morebitno poškodbo formacije zaradi blata z visoko gostoto v formacijah z negotovimi profili tlaka.
Med fazami osnovnega projektiranja in projektiranja konstrukcije so Weatherfordovi tehnični strokovnjaki sodelovali z upravljavcem, da bi določili obseg horizontalne vrtine in določili cilje vrtanja.Skupina je opredelila zahteve in ustvarila načrt zagotavljanja kakovosti storitev, ki ni le usklajeval izvedbe projekta in logistike, temveč tudi znižal skupne stroške.Weatherfordovi inženirji so rešitev Modus priporočili kot najboljšo izbiro za operativno podjetje.
Po končanem načrtovanju je terensko osebje Weatherforda izvedlo raziskavo lokacije v Ohiu, kar je lokalni ekipi omogočilo, da pripravi delovno mesto in montažno območje ter prepozna in odpravi potencialne nevarnosti.Medtem so strokovnjaki iz Teksasa testirali opremo pred pošiljanjem.Ti dve ekipi sta vzdrževali stalno komunikacijo z operativnim podjetjem za usklajevanje pravočasne dobave opreme.Ko je oprema Modus MPD prispela na mesto vrtanja, sta bili izvedeni učinkovita montaža in zagon, Weatherfordova ekipa pa je hitro prilagodila postavitev delovanja MPD, da se prilagodi spremembam načrta vrtanja upravljavca.
05. Uspešna prijava na mestu
Kmalu po pristanku vodnjaka pa so se v vrtini pojavili znaki zamašitve.Po pogovoru z operativnim podjetjem je ekipa Weatherford MPD zagotovila najnovejši operativni načrt za reševanje težave.Prednostna rešitev je bila povečanje protitlaka ob počasnem povečevanju gostote blata za 0,5 ppg (0,06 SG).To je omogočilo, da je vrtalna naprava nadaljevala z vrtanjem brez čakanja na prilagoditve blata in brez bistvenega povečanja gostote blata.S to prilagoditvijo je bil za vrtanje do ciljne globine vodoravnega odseka v eni vožnji uporabljen isti vrtalni sklop za dno vrtine.
Med celotnim delovanjem je rešitev Modus aktivno spremljala dotok in izgube v vrtini, kar je podjetju, ki upravlja, omogočilo uporabo vrtalnih tekočin z nižjo gostoto in zmanjšanje uporabe barita.Kot dopolnilo k blatu z nizko gostoto v vrtini je tehnologija Modus MPD aktivno uporabila protitlak na ustju vrtine za enostavno obvladovanje nenehno spreminjajočih se pogojev v vrtini.Tradicionalne metode običajno trajajo ure ali dan, da povečajo ali zmanjšajo gostoto blata.
Upravljavec je z uporabo tehnologije Modus izvrtal na ciljno globino devet dni pred projektiranimi dnevi (15 dni).Poleg tega je upravljavsko podjetje zmanjšalo skupne stroške z zmanjšanjem gostote blata za 1,0 ppg (0,12 SG) in prilagajanjem protitlaka za uravnoteženje tlakov v vrtini in formacije.S to Weatherfordovo rešitvijo je bil vodoravni odsek 18.000 čevljev (5486 metrov) izvrtan v eni vožnji, kar je povečalo mehansko stopnjo preboja (ROP) za 18 % v primerjavi s štirimi bližnjimi običajnimi vrtinami.
06. Pogled na prihodnost tehnologije MPD
Zgoraj opisani primeri, kjer se vrednost ustvari z izboljšanjem zmogljivosti, so le en primer širše uporabe Weatherfordove rešitve Modus.Do leta 2024 bo po vsem svetu uvedena serija sistemov za nadaljnjo razširitev uporabe tehnologije nadzora tlaka, kar bo drugim operativnim podjetjem omogočilo razumevanje in doseganje dolgoročne vrednosti z manj zapletenimi situacijami in višjo kakovostjo gradnje vrtin.
Dolga leta je energetska industrija uporabljala samo tehnologijo nadzora tlaka med vrtanjem.Weatherford ima drugačen pogled na nadzor tlaka.To je rešitev za izboljšanje zmogljivosti, ki se uporablja za številne, če ne vse, kategorije naftnih vrtin, vključno s horizontalnimi vrtinami, usmerjenimi vrtinami, razvojnimi vrtinami, večstranskimi vrtinami in še več.S ponovno opredelitvijo ciljev, ki jih lahko doseže nadzor tlaka v vrtini, vključno s cementiranjem, zapiranjem zaščitne cevi in drugimi operacijami, vsi koristijo stabilno vrtino, s čimer se izognemo zrušitvi vrtine in poškodbam formacije, hkrati pa povečamo učinkovitost.
Na primer, nadzor tlaka med cementiranjem omogoča upravljavskim podjetjem, da bolj proaktivno obravnavajo dogodke v vrtini, kot so dotok in izgube, s čimer se izboljša conska izolacija.Cementiranje pod tlakom je še posebej učinkovito v vrtinah z ozkimi vrtalnimi okni, šibkimi formacijami ali minimalnimi robovi.Uporaba orodij in tehnologije za nadzor tlaka med operacijami zaključevanja omogoča enostaven nadzor tlaka med namestitvijo orodij za dokončanje, izboljša učinkovitost delovanja in zmanjša tveganje.
Boljši nadzor tlaka znotraj varnih delovnih oken in uporaben za vse vrtine in operacije.Z nenehnim pojavljanjem rešitev Modus in sistemov za nadzor tlaka, prilagojenih različnim aplikacijam, je zdaj mogoč nadzor tlaka v več naftnih vrtinah.Weatherfordove rešitve lahko zagotovijo celovit nadzor tlaka, zmanjšanje nesreč, izboljšanje kakovosti vrtine, povečanje stabilnosti vrtine in povečanje proizvodnje.
Čas objave: 20. marec 2024