更自动、更智能、更高效是固井技术装备的发展

时间:2021-08-06 11:00 来源:《石油与装备》8月 作者:songxinyuan


更自动、更智能、更高效是固井技术装备的发展方向——专访中石油工程技术研究院靳建洲所长

固井是油气开发当中重要的一个关节,固井的成败关系到油气井寿命、关系到长期的安全环保生产。固井技术装备的发展既是对上游业务高质量发展和提质增效的客观需求,也是对传统能源行业数字化转型、智能化发展的迫切需要。为此,本刊专访了中石油工程技术研究院的靳建洲所长。相信通过靳所长的讲解,能让更多人了解固井技术装备的发展方向。
 
《石油与装备》:固井的目的是什么?都涵盖了哪些流程?
 
靳建洲:固井是油气高效勘探开发的重要保障。固井质量直接关系到单井产量、关系到油气井寿命、关系到长期安全环保生产。先进的固井技术与装备是支撑和保障固井质量的关键。固井作业过程包含多项作业流程,安装井口装置,控制钻进过程中遇到的高压油气水层;巩固疏松井段,隔离复杂地层;封隔地下油气水层,防止上下串通;封隔暂不开采的油气层;钻井或作业中出现井喷时,不会因压井而压裂地层;为油气生产建立长期稳定的通道;油气井抢险作业等等。
 
《石油与装备》:目前,我国固井技术装备的短板是什么?
 
靳建洲:当前国内先进固井软件自主能力不足、装备自动化、信息化水平低制约着固井工程技术水平还有待提升,无法满足提高固井工程设计科学化水平和软件自立自强的需求,无法满足提高固井装备自动化能力和精准连续施工水平的需求。过去,“人拉肩扛” 、精准作业工序衔接紧密性不足、劳动强度大、高压区作业安全风险高,且无法建立中国自己的固井技术共建团队,开创中国自己的固井品牌。
 
《石油与装备》:AnyCem固井技术装备的研发对我国固井行业的的意义是什么?
 
靳建洲:历时10年,我们终于攻关形成了以AnyCem®固井软件平台、自动化固井成套装备为核心的软硬件融合监控新型自动化固井技术,全面提升了自主软件科学分析能力,国际率先实现“无人操作”固井作业,大幅促进了固井科学化、信息化、自动化水平提升和进步。不仅如此,AnyCem还建立了自动化固井作业的控制方法,这也是首次国际研发出自动化整套的装备,对提高我国固井作业精度起到了重要保障作用。
 
《石油与装备》:请您简单介绍下AnyCem固井技术装备的特点。
 
靳建洲:AnyCem整个技术装备系统涵盖21个功能模块及多项支撑辅助模块,全方位支撑固井工程分析计算与自动作业监控,联合自动化固井关键装备,首次实现固井全工艺流程自动化作业,综合功能国际领先。不仅是技术装备本身的领先,与其配套的装备也要跟得上。研发团队自主突破了固井装备自动化控制关键方法,研制出自动化固井水泥车、自动化稳定供灰系统、自动化固井水泥头及闸阀系统,国际首次实现装备操作无人化,提高施工作业效率30%,降低现场劳动强度50%以上。
 
《石油与装备》:配套的自动化装备要具备那些优势才能满足需求?
 
靳建洲:配套装备要具备省时、高效、精准等特性,但不同配套装备有各自的优势,举例来说,自动化固井水泥车就创新建立了固井水泥车上水、下灰、密度、排量等协同联动控制方法,系统革新了水泥车作业模式和人车交互模式,国际率先实现水泥车无人操控固井作业。自动化稳定供灰系统创新建立了多灰罐连续供灰模式和定量化稳定供灰方法,研制了基于灰量质量控制、气量压力控制为核心的自动化稳定供灰系统,持续为自动化固井水泥车提供均匀稳定的灰量供应,自动化供灰速率波动量≤2%,罐余监测量≤1.5% 。自动监控固井水泥头创新建立了水泥头胶塞挡销远程监测与自动开启控制方法,实现了水泥头远程自动作业,水泥头倒闸阀、开挡销时间≤5s,显著提升了工序连续性,大幅降低了井口高压风险与劳动强度。
 
自动监控固井水泥头则创新建立了水泥头胶塞挡销远程监测与自动开启控制方法,实现了水泥头远程自动作业,水泥头倒闸阀、开挡销时间≤5s,显著提升了工序连续性,大幅降低了井口高压风险与劳动强度。自动化固井指挥车能够搭载AnyCem®中枢控制软件,与自动化固井装备高质量对接,实现了井场至基地、北京固井监控实验室的远程实时传输,数据传输时差小于0.01ms,准确率100%,是自动化固井技术重要的“前线指挥部”。
 
《石油与装备》:研发至今, AnyCem固井技术装备取得了哪些成绩?
 
靳建洲: AnyCem固井技术装备的技术核心成果“自动化固井技术装备提升固井质量与作业效率”,荣获了2020年中国石油十大科技进展奖项。2017年至今,整套技术装备在长庆、西南、辽河、塔里木等9个油气田32个基层单位应用8000余井次,密度控制精度±0.01g/cm³,排量控制精度±0.01m³/min,压力控制精度±0.5MPa,在试压-浆体泵注-胶塞释放-替浆碰压等多个环节实现全程无人干预,固井作业参数远程自动化精细监控,低高压作业风险、施工连续、高效自动化、低强度技术优势凸显,大幅提升了固井工程设计、分析科学化水平,全面革新了传统固井作业模式,有效支撑了各类复杂深井、高压气井固井质量,已成为上述地区和部门不可或缺的重要技术。
 
《石油与装备》:固井技术装备的未来发展方向是什么?
 
未来,我们可以降低乃至归零技术引进采购成本,解决卡脖子问题以及相关短板,增强井的核心竞争力,打造CNPC井高端技术批派,提升民族自信,提升井工程技术服务能力与水平,助力高质量发展。更加科学、精准、高效,自动化、智能化,更高水平、更具国际竞争力的固井技术,是固井工作者的奋斗目标。
 
 
 
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