智能钻井技术助力油气田高效开发
时间:2024-12-19 15:19
来源:2024年12月
作者:朱真民
随着自动化、信息化、智能化技术的不断发展,智能钻井技术在油气田开发过程中不断应用,钻井施工方案由科学钻井分析优化远程决策系统自动推荐,泥浆工程师有了钻井液智能坐岗、性能监测及调控系统,物联网技术帮助装备人员实时监测设备运行数据,及时提醒保养和故障,自动管柱系统让钻工可以遥控工作,油气田钻井技术数智化转型持续推进钻井生产自动化、信息化、智能化升级,助力油气田高质量高效开发。
钻井液智能坐岗系统技术
钻井液智能坐岗系统就像钻井现场的一个AI泥浆工程师,24小时精准无误地工作,随时解决钻井液出现的难题。利用该技术可以让钻机在钻遇断层时,能及时发出预警,从而使井队通过调整钻井液泵送流量,避免出现损失。同时,系统为现场精细倒浆、压水眼、替浆作业提供可靠的数据支持,保障油气田安全快速钻进,提升油气田生产作业效率。智能坐岗系统作为泥浆工程师的“眼睛”,目前在国内油田普遍得到应用,并得到良好的生产现场应用效果。
智能钻头技术
该技术针对过去依靠安装在螺杆上部的测量装置获得的数据存在不足,难以为提速提效提供真实可靠的分析而开发研制的一项新技术,智能钻头相当于地层中具有感知力的“智慧之眼”。目前,国外智能钻头主要为探管式与偏置式两种设计思路,前者仅能进行运动参数的测量,后者存在应力参数解耦难度大的问题。而国内研发的智能钻头是一种建立在多目标钻井参数下的方案评价模型,探索了智能钻井参数的优化决策方法,新研发的第三代数字钻头已具备钻头处钻压、扭矩、振动、井温等参数测量能力,实现钻头工况、井底比能、博弈参数的分析优化。该技术已在国内钻井施工现场得到广泛应用。
钻井物联网技术
钻井物联网技术,通过井场设备之间的互联互通,变人工巡检为实时监测绞车、转盘、泥浆泵、顶驱、发电机组、网电、空压机、自动化机具等关键设备,大幅提高钻井现场的管理水平。钻井装备传统人工巡检,受时间间隔等因素影响,很难第一时间发现设备问题。设备出现复杂故障,需要停机反复排查,耽误时效。钻井装备MRO物联网技术成功解决了传统设备巡检弊端,让隐患发现解决于萌芽中?MRO物联网的泥浆泵,加装声震温一体传感器后,像是给设备装上了24小时“监护仪”,哪个部位出现异常就实时提醒,不仅提高生产时效,还支持设备报表自动生成。钻井物联网技术实现了各类型钻井设备数据自动采集,采集数据共享互通,生产运行数据自动分析和判断,成功摸索出数据背后传达的设备状态,让钻井现场真正实现万物互联。
钻井队通过“一站式”物供App下单工业盐,工业盐自动上料车按时到达现场。随着一声哨响,绞龙缓缓升起精准对接到泥浆罐口,洁白的工业盐顺势流入泥浆罐罐体,过去需要6个人1个小时才能完成的工作,智能物供系统只需要15分钟,就能完成现场10吨工业盐的自动加注。通过远程控制一键式完成物料的定量添加,自动控制泥浆罐区域各闸、阀、泵的开关,并实时展示闸阀状态及钻井液流向,真正实现钻井生产全过程的智能化、自动化和信息化。
钻井远程决策支持技术
利用该技术可有效实现钻井生产现场检测数据的远距离实时传输、远程实时分析钻进效率、优化分析生产运行数据、实时优化钻井参数。利用该技术可实现在石油工程行业首次实现钻完井及井下作业全链条现场数据采集、汇聚、存储、传输及现场应用,同时支撑甲乙方石油工程应用需求,开创了石油工程边端数据统采共享新模式,为科学钻井分析优化和试油气作业监控提供了全方位的数据保障。
钻井生产优化分析师利用该技术在电脑屏幕前可远程实时分析钻进效率,分析地质特征与工程难点,针对性提出施工措施,进一步降低复杂发生概率。它的应用,远程决策支持团队指导钻井生产现场实现全井零复杂,提升机械钻速2倍,有力支撑了边远井提速提效。目前,该技术已在胜利东部工区和西北工区钻井、试油气现场部署11套,使用先进的自动化装备,极大地提升了钻井队施工质量和施工效率。
钻井液智能监护技术
钻井液俗称泥浆,外观看上去像是泥巴兑水,一向被石油人奉为钻井的“血液”。在入井出井的循环过程中,钻井液发挥了清洁井底、携带岩屑、平衡井下压力和润滑钻具等关键作用,及时有效地维护钻井液性能,对钻井提速、钻井安全至关重要。研发钻井液智能监护系统可以实现钻井液智能分析处理及施工过程的自动化作业,可大幅降低工程师劳动强度、提高工作效率、提升现场施工安全水平,是实现钻井现代化的一项重要突破。
该技术基于人工智能技术,采用“智能化+自动化”的技术方案,是一种全新的环保型自动化循环技术系统,有效地解决了钻井液处理、检测钻井液性能、判断钻井液是否溢漏等方面,存在效率低、响应时间长、安全风险高等问题。
钻井液监护人工智能技术的应用,能24小时精准无误地工作,随时解决钻井液出现的难题,助力钻井“四提”,其各子系统已具备配套井队使用、独立解决问题的能力,采用数据+平台+应用模式,实现了人工智能与科研生产深度融合。该技术依托视觉感知技术,能准确识别岩屑的数量和形状,通过与钻井参数相融合,实现井下工况预警,通过对大量岩屑进行特征标记和机器学习,识别准确率达95.45%,采集钻屑轮廓分辨率达亚毫米级别。
钻井液智能监护技术系统各子系统将登录井筒业务一体平台,该技术目前处于国际领先水平。系统在面临井下突发情况时,可智能联动、快速响应。它的开发应用,将推动钻井液智能监护技术不断进步,有力保障施工安全,促进油气田高效开发。