Скважинные данные

Бурильщик взаимодействует с интерфейсом бурения NOV. (Источник: NOV)

Предупрежден - значит вооружен, эта поговорка особенно верна, когда речь идет о глубоководном бурении. Оффшорные бурильщики все больше полагаются на существующие и новые технологии скважинных данных для принятия решений в реальном времени и обеспечения безопасности операций.

Сложные скважины и резервуары в сочетании с высокой стоимостью и риском морских операций - все это обусловливает необходимость доступа к обширным скважинным данным, и сервисные компании отвечают на вызов.

Одна из новейших технологий получения скважинной информации сводит к минимуму использование времени на буровой установке для работы на кабеле, чтобы помочь операторам повысить эффективность работы при одновременном снижении стоимости строительства скважины.

Рон Баллиет, мировой лидер по продукции магнитного резонанса от Halliburton, сказал, что услуга магнитного резонанса (XMR) Xaminer представляет собой «революцию в разрешении пласта».

Служба XMR использует внутрискважинный датчик, рассчитанный на 35 000 фунтов на квадратный дюйм и 350 градусов по Фаренгейту, для обеспечения измерений ядерного магнитного резонанса (ЯМР) и предоставления данных о пласте, включая двухмерные и трехмерные характеристики флюидов, классификацию размеров пор по карбонатам, нестандартный анализ и проницаемость. По данным сервисной компании, XMR может получать примерно в восемь раз больше данных, используя менее чем половину мощности традиционных датчиков, и может использоваться практически в любой среде каротажа в открытых скважинах.

Некоторые коллекторы состоят из тонких пластов, поэтому операторам требуется четкое вертикальное разрешение, а крайне малые размеры пор не редкость, поэтому необходимо быстро проводить измерения. Уменьшение апертуры антенн и сокращение расстояния между эхо-сигналами являются конструктивными особенностями, используемыми для улучшения разрешения при малых размерах пор и улучшения вертикального разрешения.

Баллиет сказал, что магнитный резонанс помогает выделить коллекторы, которые будут наиболее продуктивными и наиболее коммерческими, показывая не только границы коллекторов, но и различая нефть, газ и воду.

По словам Баллиет, один датчик подходит для всех применений и размеров отверстий от 5 7/8 дюймов до 17 1/2 дюймов. Он может регистрировать в три раза быстрее, чем существующие технологии Halliburton, добавил он.

XMR получает информацию о коллекторе за один проход, и она может регистрировать и опускать скважину. Операторы могут получить большое количество информации ЯМР за одну поездку.

Служба XMR компании Halliburton может собирать в восемь раз больше данных, используя при этом менее половины мощности традиционных датчиков, и может быть развернута практически в любой среде каротажа в открытых скважинах. (Источник: Halliburton)

Программное обеспечение, которое запускает и контролирует датчик, а также NMR Studio, программное обеспечение Halliburton для анализа данных ядерного магнитного резонанса, разрабатывалось параллельно с этим инструментом. Баллиет сказал, что алгоритмы все новые.

«Это уникальная платформа, которая подходит для этого датчика и предназначена для этой цели. Программное обеспечение для анализа обеспечивает контроль качества и различные виды ЯМР-анализа », - сказал он.

Он сказал, что продукты инверсии предоставляют подробную информацию об объеме нефти, объеме газа и вязкости нефти. Вместе программное обеспечение создает условия для подачи всех данных в различные платформы интегрированного анализа, сказал он.

Xaminer разрабатывался более пяти лет и использовался для каротажа нескольких скважин глубиной 9000 метров в Мексиканском заливе. Одной из проблем, выявленных в ходе полевых испытаний, было то, как наилучшим образом развернуть датчик, чтобы удержать его у стенки ствола скважины.

Еще одна сложность в разработке датчика заключалась в «укрощении межсенсорных помех», сказал Баллиет. Решение пришло в виде серии фильтров, которые не дают другим датчикам проводной связи мешать этому и наоборот, добавил он.

Halliburton коммерциализировал сервис в 3 квартале 2018 года.

Сервисная компания установила датчик в скважине на юго-востоке Мексиканского залива с протяженностью 25 700 фунтов на кв. Дюйм и 31 860 футов при температуре 340 градусов по Фаренгейту в 2100 метрах воды. По словам Баллиет, регистрация ЯМР такой скважины с существующей технологией может занять от 24 до 30 часов, но, даже войдя в путь вниз и выполнив регистрацию страховки при выходе, Xaminer сократил это время вдвое.

«Оператор считает, что это лучшие из данных ЯМР, которые он когда-либо имел», - сказал он.

Halliburton развернет датчик в глобальном масштабе в 1 квартале 2019 года.

Непрерывный мониторинг давления
Ввиду сложности резервуаров и строительства скважин в сочетании с высокой стоимостью работ на шельфе и нормативными требованиями операторы ищут способы непрерывного контроля целостности барьера каждой скважины.

Традиционный метод заключается в проверке целостности через определенные промежутки времени путем закрытия скважины, тем самым откладывая добычу. Альтернативой периодическому мониторингу является непрерывный метод с долговечным решением для скважин, например, Roxar Wireless PT (WiPT) от Emerson Automation Solutions. WiPT - это онлайн-система, которая контролирует давление в затрубном пространстве. Он питается от поверхности с помощью индуктивного соединителя, а не от батарей, что продлевает срок службы инструмента.

WiPT рассчитан на работу до 400 градусов по Фаренгейту и 10000 фунтов на квадратный дюйм. Терье Баустад (Terje Baustad), главный технологический консультант по измерению расхода в Emerson, с самого начала заявил, что компания разработала продукт для применения в условиях высокого давления и высокой температуры (HPHT).

«Путь по этому маршруту дороже и занимает больше времени. Позже вы поступите на рынок таким образом, но когда вы попадете туда, у вас будет более качественный продукт », - сказал Баустад.

По словам Баустада, такие системы могут предоставлять динамические данные о состоянии скважины по мере развития месторождения, обеспечивая постоянный мониторинг состояния барьера и помогая определять будущие расположения скважин и планы добычи.

На сегодняшний день, по словам Баустада, Emerson работает только с WiPT на шельфе Норвегии, где нормативные требования и заказчики сосредоточены на максимальном мониторинге кольцевого потока добычи B, но компания «работает с клиентами в Мексиканском заливе и на Ближнем Востоке».

В системе WiPT используются два инструментальных соединения, каждое длиной около 2 метров, с наружным диаметром (OD), не превышающим эквивалент стандартного диаметра воротника.

«Мы минимизировали количество компонентов, чтобы устранить как можно больше механизмов, вызывающих сбои», - сказал Баустад.

Датчик WiPT соединен с антенной системой, и первое соединение обсадных труб герметично закрыто электронно-лучевой сваркой.

Соединение обсадной колонны выполняется и помещается в скважину, но в этот момент данные датчика не передаются. Когда секция резервуара пробурена и ее завершение завершено, на эксплуатационную трубу устанавливают проводной узел вместе с системой считывателя и антенной. Считыватель размещается на той же глубине в колодце, что и ранее установленная обсадная колонна. Как только антенна на эксплуатационной трубке включается, она включает датчик снаружи корпуса через электромагнитную индукцию. С этого момента WiPT может считывать давление и температуру на внешней стороне обсадной колонны каждую секунду в течение всего срока службы скважины.

Система подключена к сетевой карте в подводном модуле управления, который обменивается данными HPHT с датчиками и поверхностью.

Roxar Wireless PT от Emerson Automation Solutions - это онлайн-система, которая контролирует давление в кольцевом пространстве. (Источник: Эмерсон)

Первый был установлен в конце 2013 и начале 2014 года для Equinor - тогда Statoil - в 340 метрах воды в норвежском Северном море.

Баустад видит новое использование датчиков в качестве средства для перекрытия верхнего и нижнего заканчиваний и управления датчиками без необходимости использования электрических так называемых систем «мокрого соединения». Ожидается, что первый запуск для этого приложения произойдет в 2019 году и позволит оператору контролировать давление и температуру как в верхней, так и в нижней части с помощью одного инструмента и одного интерфейса.

Бурение с включенным светом
Из-за профиля риска для морских буровых работ бурильщики ищут все больше и больше данных о стволе скважины, чтобы помочь обеспечить безопасность и снизить риск. По словам Стивена Беркмана, директора по глобальным продажам технологий бурения скважин в СШО, морские, более быстрые скважины всегда приветствуются, но скорость бурения сама по себе не является высшим приоритетом.

«Они хотят получить точную информацию о состоянии ствола скважины и возможность узнать, что происходит, чтобы они могли принять меры для предотвращения инцидента в стволе скважины», - сказал Беркман.

Он добавил, что проводная труба - в частности, предложение IntelliServ от NOV - может помочь оптимизировать бурение, предоставляя информацию, необходимую бурильщикам для принятия правильных решений на основе того, что на самом деле происходит в скважине.

«Это бурение с включенным светом», сказал он, что «неотразимо для ряда оффшорных операторов».

По его словам, IntelliServ может отправлять данные со скоростью до 57 600 бит / с прямо на поверхность, чтобы детализировать, что происходит в стволе скважины. По словам Беркмана, огромный объем данных мог бы ошеломить инженера по бурению, поэтому данные поступают в систему управления буровой установки, а проприетарное программное обеспечение на поверхности представляет данные визуально, чтобы инженер по бурению мог видеть, что происходит, и принимать решения в режиме реального времени.

В сочетании с проводной трубой сервисные компании предлагают интерфейсы, которые позволяют их комплектам MWD и LWD подключаться к проводной сети NOV, позволяя данным выходить на поверхность со скоростью 57 600 бит / с вместо обычной скорости, предлагаемой телеметрией с импульсной передачей по грязи. От 4 до 12 бит / с. При использовании телеметрии с грязевыми импульсами необходимо чередовать тип передаваемых потоков данных, чтобы один поток мог представлять собой данные о направлении, затем данные о давлении, а затем данные о весе, сказал он. Он добавил, что проводной канал не ограничен по пропускной способности, поэтому все потоки данных могут передаваться одновременно.

Поскольку бурильщикам, использующим IntelliServ, не нужно ждать, чтобы получить детали LWD, что необходимо при пульсации бурового раствора, они могут бурить быстрее, сказал он. Поток данных IntelliServ - который может включать вес скважины на долоте, крутящий момент и кольцевое давление - также помогает бурильщикам видеть вибрацию вдоль бурильной колонны, окна давления, общие условия в стволе скважины и чистоту скважины.

«Именно здесь было видно много преимуществ, то, что они могут видеть в режиме реального времени, чтобы они могли принять смягчающие меры», - сказал Беркман.

Первая коммерческая работа IntelliServ была в 2006 году, а в 2015 году, основываясь на многочисленных полевых испытаниях, NOV представила обновленную версию системы с улучшением каждого основного компонента системы.

«Вторая версия оказалась чрезвычайно надежной методологией телеметрии», - сказал Беркман. «Мы наблюдаем в диапазоне от 95% до 98% времени безотказной работы».

Видеть и вмешиваться
Эффективно вмешиваться в более длинные и более сложные боковые стороны означает иметь доступ на поверхности к скважинным данным, таким как вес на долоте, крутящий момент, давление в скважине, кольцевое давление и расположение обсадной колонны, и многие другие.

«Но наземное оборудование не говорит вам о том, что происходит в скважине», - говорит Эштон Дорсетт, чемпион по продуктам для интеллектуальных услуг xSight в Baker Hughes, компании GE.

BHGE представила платформу xSight для решения этих задач. По словам Дорсетта, xSight собирает данные с забойных датчиков и отправляет их на поверхность, чтобы помочь специалистам по вмешательствам «сократить время, затрачиваемое на выяснение того, что происходит в скважине».

В прошлом, если в скважине оставалось забойное устройство, опытная рыболовная рука наблюдала за монитором, чтобы увидеть вес на долоте, но было необходимо вытащить весь путь из ямы, чтобы определить, была ли рыба действительно на линии. Иногда многократные поездки были необходимы.

xSight собирает данные с забойных датчиков и отправляет их на поверхность, чтобы помочь специалистам по вмешательству. (Источник: BHGE)

«С xSight вы можете видеть вес [изменения] всего лишь 300 фунтов, что обеспечивает значительно более высокое разрешение по сравнению с наземным оборудованием, которое обычно имеет разрешение около 1000 фунтов», - сказал Дорсетт. «Вы сразу знаете, что у вас это есть, и можете подтвердить, что у вас это есть. Это отнимает у меня догадки ».

Служба опирается на различные датчики, в том числе магнитометры, акселерометры и тензометры в инструменте xSight, для отправки данных в реальном времени с помощью телеметрии с буровым импульсом, где различное наземное оборудование декодирует информацию, чтобы «видеть» происходящее в скважине.

Такие сервисы, как xSight, могут предоставлять скважинные данные для удаленного мониторинга и принятия решений, сказал он.

Сервис также помогает оптимизировать фрезерные операции.

«Если вы видите много вибрации, вы можете внести изменения в свои операции. Вы можете размолоть быстрее », - сказал Дорсетт. Операторы увидели сокращение фрезерования «на 50% путем внесения корректировок на основе данных по скважине».

По мере развития сервиса, вероятно, xSight будет включать в себя различные методы передачи данных, такие как акустическая телеметрия внутри струны - не закрепленная на трубе, как это делают некоторые конкуренты, - и другие датчики для измерения различных интересных объектов, сказал он. Кроме того, сильный акцент будет сделан на продвижении способности извлекать ценность из данных путем включения методов машинного обучения и искусственного интеллекта, добавил он.