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控压钻井设备与钻机组合,减少了多井井工厂中井间移动所需的非生产时间。虽然许多行业正在经历快速的数字化转型,但油气行业在软件方面技术创新的采用速度一直较慢。多年来,控压钻井(managedpressure drilling, 简 称 MPD)从单一事件管理解决方案逐渐向综合效能转变并影响到 MPD 技术的应用。基于单井 MPD 作业,对采用该技术的合理性进行论证。
MPD-Ready 钻 机 是 一 项 革命性的技术,已应用于钻探更安全、更经济的井,同时实现运营和商业价值,并进入具有挑战性的钻井环境, 以满足生产目标需要。在复杂井无法按时完成任务时(例如由于井下条件),会对投资收益产生显著的影响。多井井工厂项目在地上和井下环境下都面临着各种各样的挑战。在地表,场地大小会受到租赁空间的影响,场地较小时,较少钻机设备占用空间的需求是至□ 编译 / 张瑜关重要的,将 MPD 等额外设备集成到钻机中,会影响到井间移位钻机作业的效率。
井下条件会受到现场环境耗减的影响,钻井液密度安全窗口窄较为常见。如果使用常规钻井方法,这可能导致非生产时间过长(NPT)。过量的泥浆比重和堵漏泥浆对地层的产能指数带来不利的影响。套管和固井作业不成功会造成机械完整性问题,影响油井寿命。在某些情况下,它可以迫使生产停止,进行油井干预。然而,MPD 技术的应用证明了其在完井中的有效。MPD 技术已被应用 20 多年。虽然一些人认为,这项技术具有广泛应用的潜力,但迄今为止,运营商对它的接受相对有限。接受它需要采取一种通用方法,关键是考虑规划阶段中的关键步骤,目的是在执行阶段应用最成功,以及在确定正确的范围后获取利益的钻井曲线。使 用 适 合 于 特 定 用 途 的MPD-Ready 钻机,除了传统的窄窗口应用程序之外,还增加了MPD 应用程序,这在关键任务中带来了明显的好处。
MPD 作为油井建设过程中的一种成熟的风险控制技术正在加速发展。MPD 技术要求钻井平台配备可靠的系统,以及具备在安全高效环境中操作这些钻井平台的强大能力。多年来,非常规油气田的陆上钻井公司已看到 MPD 在克服典型钻井挑战方面的优势。这些挑战包括全漏失,大位移井的摩阻扭矩,卡钻事故,花费较高的侧钻,以及无法下套管等等。虽然 MPD 可以帮助克服这些挑战,当 MPD 组件没有作为钻井平台集成的一部分时,可能会导致作业效率低下,从而导致非生产时间(NPT)增加。
传统 MPD服务要求的勘探工程测量、钻机安装 / 拆卸的人工和时间及冗余HSE 管理系统成本都比较高。MPD-Ready 钻机专门是为克服这些挑战而设计的。它们的特点是将硬件和软件组件,以及所需的流动路径,集成于一体,以确定井下压力极限,并在钻井过程中控制环空液压。多井平台井间移动时,所有的设备滑道内置在钻机内,减少了非生产时间(NPT)。影响 MPD 集成到钻机的因素包括用于执行的技术、作业者所要求的应用程序的目的和监管者对应用程序的批准。
影响钻机的因素工程设备进入钻机并其作为钻机资产维护,可以减少昂贵的钻机安装或拆卸成本。通过利用现有的钻机驱动器、集管、油罐、泵和气体分离器,从而降低设备成本。除了基本的钻井设备功能和井控技能之外,还要考虑培训新一代钻井人员的因素。参与 MPD作 业 的 人 员 需 要 得 到 密 切 的 关注,以确保作业风险管理、井控和相关的控压活动与井建设完成目标保持一致。培训是钻井承包商和作业者联合开展的,其中工程和作业事项至关重要。
采用非MPD-Ready 钻 机 或 传 统 MPD服务可能会影响到自动化的效率,因为需要额外的过程来连接人力、设备和风险控制操作的预警指标。我 们 必 须 充 分 了 解 四 个 因素:井控、剥离、固井和作业质量。这些方面必须与硬件的自动化特性保持一致,软件集成到人机界面(HMI),以及为最终用户、MPD 技术员 HMI 和钻井工HMI 提供培训。井 控。 对 于 MPD 集 成 而言, 在 作 业 开 始 前, 必 须 建立 一 个 流 入 管 理 矩 阵(influxmanagement matrix, 简 称IMM),并由作业者和钻井承包商商定。
IMM 的目的是明确可接受的限制和在达到任何触发点时应采取的措施。根据井涌强度和井涌体积,对井涌公差进行水力分析。经双方验收合格后,对钻井队进行培训,使钻井队在作业条件发生变化时, 立即采取行动,不拖延。剥离。即使使用 MPD 平台,当通过窄密度钻井窗口时,剥离工作将会很困难,特别是如果数据在公司之间解析的,操作位置会阻碍通信,并且硬件配置允许独立和同步操作。
使用 MPD 平台,人员可以肩并肩地工作,在同一操作过程中可以不间断地通信,同时能够一起查看所有相同的数据。 此外,MPD 集成到钻井平台后,可以使用现有的钻井泵进行剥离作业,从而无需支付额外的设备成本,安装辅助泵,而这些通常是传统MPD 服务所需要的。控压固井(MPC)。MPD-Ready 钻机的行走系统还可以用于保持表面的背压(SBP),同时固井的关键部分能在总深度或设计压力以上保持当量泥浆比重(EMW)。循环水泥时保持恒定的 EMW 对确保固井工作尤为重要。
MPC 在凝结泥浆强化固井过程的同时,减少了地层流体对水泥柱造成的不一致性,提高了固井过程的完整性。操作最佳化作业挑战可以通过调整作业和建模软件、井下数据、MPD 设备和改进作业来解决。井下压力显示设备改造后的实时建模和可视化软件,对设备的操作和窄泥浆窗口钻进所需背压的计算具有重要意义。精确控制油嘴以响应所需参数(钻井或下钻)的自动化方法非常关键,包括对损失或收益的监控和反应特性,以保持连接中井底压力稳定。井下和地面数据与软件一起使用,利用当量循环密度(ECD)保持适当的背压,并确定在连接过程中保持所需的背压。
作业者目的。这项技术的工作范围或目的包括静力平衡、井筒稳定性、窄钻井液窗口和严重损 耗。MPD 必 须 以 负 责 任 的 方式进行工作。严格的安全流程必须到位,以确保井设计和井控工作流程与风险管理等保持一致。MPD 系统的准备工作必须可靠,并能检测到井涌。每一种模式都必须明确作业工序:钻井,井底钻具组合起下钻、 套管柱起下钻,并考虑所有风险。调整器寻找应对风险的任务。在 非 常 规 油 气 区 块 中 利 用MPD-Ready 钻 机 改 变 了 具 有挑战性的钻井方式,通过提供具有成本效益的自动化解决方案来控制流体损失和安全溢油管理系统,确保 MPC 成功运作,实现最佳的区域隔离、完井和生产任务,为战略投资组合增加储量。MPD-Ready 钻 机 现 在 是 钻 机DNA 的一部分了。