הסיכונים הטמונים בפעולות קידוחי נפט וגז מרתיעים, כשהחמור ביותר הוא חוסר הוודאות של הלחץ בבור. על פי האיגוד הבינלאומי של קבלני קידוחים,קידוח בלחץ מנוהל (MPD)היא טכניקת קידוח אדפטיבית המשמשת לשליטה מדויקת בלחץ הטבעתי לאורך כל קידוח הקידוח. במהלך חמישים השנים האחרונות פותחו ושוכללו טכנולוגיות ושיטות רבות כדי למתן ולהתגבר על האתגרים שמביאים אי הודאות בלחץ. מאז הצגת התקן הבקרה הסיבובית הראשון (RCD) בעולם בשנת 1968, Weatherford הייתה חלוצה בתעשייה.
כמובילה בתעשיית MPD, Weatherford פיתחה באופן חדשני פתרונות וטכנולוגיות שונות להרחבת הטווח והיישום של בקרת לחץ. עם זאת, בקרת לחץ אינה רק שליטה בלחץ טבעתי. עליו לקחת בחשבון אינספור תנאים תפעוליים מיוחדים ברחבי העולם, תצורות מורכבות ואתגרים במקומות שונים באתרי באר. עם ניסיון מצטבר של עשרות שנים, המומחים הטכניים של החברה מבינים שיש להתאים תהליך בקרת לחץ מצוין להתמודדות עם אתגרים שונים במקום להיות מערכת אחת המתאימה לכל אפליקציה. בהנחיית עיקרון זה, פותחו טכנולוגיות MPD ברמות שונות כדי לענות על הצרכים השונים של חברות הפעלה, ללא קשר למידת האתגר של התנאים או הסביבה שלהן.
01. יצירת מערכת לולאה סגורה באמצעות RCD
RCD מספקת הן הבטחת בטיחות והן הסחת זרימה, המשמשת כטכנולוגיה ברמת כניסה עבור MPD. שפותחו במקור בשנות ה-60 עבור פעולות ביבשה, RCDs נועדו להסיט זרימה על גביBOPליצירת מערכת מחזור סגורה. החברה חידשה ושיפרה ללא הרף את טכנולוגיית RCD, והשיגה הצלחה מוכחת בשטח במשך כמה עשורים.
ככל שיישומי MPD מתרחבים לתחומים מאתגרים יותר (כגון סביבות ואתגרים חדשים), דרישות גבוהות יותר מונחות למערכות MPD. זה הניע התקדמות מתמשכת בטכנולוגיית RCD, הכוללת כעת לחצים וטמפרטורות מדורגים גבוהים יותר, ואפילו השגת כישורים לשימוש בתנאי גז טהור ממכון הנפט האמריקאי. לדוגמה, לרכיבי האיטום הפוליאוריתן בטמפרטורה גבוהה של Weatherford יש טמפרטורה מדורגת גבוהה ב-60% בהשוואה לרכיבי פוליאוריטן קיימים.
עם הבגרות של תעשיית האנרגיה ופיתוח השווקים בים, Weatherford פיתחה סוגים חדשים של RCDs כדי להתמודד עם האתגרים הייחודיים של סביבות מים רדודים ועמוקים. RCDs המשמשים על פלטפורמות קידוח מים רדודים ממוקמים מעל ה-BOP פני השטח, בעוד שבכלי קידוח במיקום דינמי, RCDs מותקנים בדרך כלל מתחת לטבעת המתיחה כחלק ממכלול העלייה. ללא קשר ליישום או לסביבה, RCD נותרה טכנולוגיה קריטית, השומרת על לחץ טבעתי קבוע במהלך פעולות הקידוח, יצירת מחסומים עמידים בלחץ, מניעת סכנות קידוח ובקרה על פלישת נוזלי היווצרות.
02. הוספת שסתומי חנק לשליטה טובה יותר בלחץ
בעוד RCDs יכולים להסיט נוזלים חוזרים, היכולת לשלוט באופן אקטיבי על פרופיל הלחץ של קידוח הקידוח מושגת על ידי ציוד משטח במורד הזרם, במיוחד שסתומי חנק. שילוב ציוד זה עם RCDs מאפשר טכנולוגיית MPD, המספקת שליטה חזקה יותר על לחצי ראש באר. פתרון ה-PressurePro Managed Pressure של Weatherford, בשימוש בשילוב עם RCDs, משפר את יכולות הקידוח תוך הימנעות מאירועים הקשורים ללחץ במורד הבור.
מערכת זו משתמשת בממשק אדם-מכונה יחיד (HMI) כדי לשלוט על שסתומי החנק. ה-HMI מוצג על מחשב נייד בתא הקודח או על רצפת המתקן, ומאפשר לאנשי שטח לשלוט באופן וירטואלי על שסתומי החנק תוך ניטור פרמטרי קידוח חיוניים. מפעילים מכניסים את ערך הלחץ הרצוי, ואז מערכת PressurePro שומרת אוטומטית על הלחץ על ידי שליטה ב-SBP. ניתן לכוונן את שסתומי החנק באופן אוטומטי בהתבסס על שינויים בלחץ למטה, מה שמאפשר תיקוני מערכת מהירים ואמינים.
03. תגובה אוטומטית להפחתת סיכוני הקידוח
פתרון MPD Intelligent של Victus עומד כאחד ממוצרי MPD המשמעותיים ביותר של Weatherford ואחת מטכנולוגיות MPD המתקדמות בשוק. בנוי על טכנולוגיות ה-RCD והחנק הבוגרות של Weatherford, פתרון זה מעלה את הדיוק, השליטה והאוטומציה לרמות חסרות תקדים. על ידי שילוב ציוד אסדת קידוח, הוא מאפשר תקשורת בין מכונות, ניתוח בזמן אמת של תנאי באר, ותגובות אוטומטיות מהירות ממיקום מרכזי, ובכך שומר במדויק על לחץ התחתון.
בחזית הציוד, פתרון Victus משפר את יכולות מדידת הזרימה והצפיפות על ידי שילוב מדי זרימת מסה של Coriolis וסעפת עם ארבעה שסתומי חנק נשלטים באופן עצמאי. מודלים הידראוליים מתקדמים לוקחים בחשבון את טמפרטורות הנוזל והיווצרות, דחיסות הנוזלים והשפעות חיתוך צינורות הקידוח כדי לקבוע במדויק את לחץ התחתון בזמן אמת. אלגוריתמי בקרה של בינה מלאכותית (AI) מזהים חריגות בקידוח, מתריעים למקדחים ולמפעילי MPD ושולחים אוטומטית פקודות התאמה לציוד משטח MPD. זה מאפשר זיהוי בזמן אמת של זרימה/הפסדים של שקעים ומאפשר התאמות מתאימות לציוד המבוסס על מידול הידראולי ובקרה חכמה, כל זאת ללא צורך בקלט ידני מהמפעילים. המערכת, המבוססת על בקרי לוגיקה ניתנים לתכנות (PLC), יכולה להשתלב בקלות בכל מקום בפלטפורמת הקידוח כדי לספק תשתית MPD אמינה ומאובטחת.
ממשק משתמש פשוט עוזר למשתמשים להישאר ממוקדים בפרמטרים מרכזיים ולהנפיק התראות על אירועים פתאומיים. ניטור מבוסס סטטוס עוקב אחר הביצועים של ציוד MPD, המאפשר תחזוקה יזומה. דיווח אוטומטי אמין, כגון סיכומים יומיים או ניתוחים לאחר עבודה, מייעלים עוד יותר את ביצועי הקידוח. בפעולות מים עמוקים, שליטה מרחוק באמצעות ממשק משתמש יחיד מאפשרת התקנת זרמים אוטומטית, סגירה מלאה של התקן הבידוד הטבעתי (AID), נעילה ושחרור של RCD ובקרת נתיב זרימה. מתכנון טוב ותפעול בזמן אמת ועד סיכומים לאחר העבודה, כל הנתונים נשארים עקביים. ניהול היבטי הדמיה בזמן אמת והיבטי הערכה/תכנון הנדסיים מטופל באמצעות פלטפורמת ה-CENTRO Well Construction Optimization.
ההתפתחויות הנוכחיות כוללות שימוש במדדי זרימה בלחץ גבוה (המותקנים על הגבהה) כדי להחליף מונים פשוטים למשאבה למדידת זרימה משופרת. בעזרת טכנולוגיה חדשה זו, ניתן להשוות את המאפיינים הראוולוגיים ומאפייני זרימת המסה של הנוזל הנכנס למעגל הקידוח בלולאה סגורה עם המדידות של נוזל חוזר. בהשוואה לשיטות מדידת בוץ ידניות מסורתיות עם תדרי עדכון נמוכים בהרבה, מערכת זו מציעה מידול הידראולי מעולה ונתונים בזמן אמת.
04. אספקת בקרת לחץ פשוטה ומדויקת ורכישת נתונים
הטכנולוגיות PressurePro ו-Victus הן פתרונות שפותחו עבור יישומי בקרת לחץ ברמה התחלתית ומתקדמת, בהתאמה. Weatherford זיהה שיש יישומים המתאימים לפתרונות הנופלים בין שתי הרמות הללו. פתרון ה-Modus MPD האחרון של החברה ממלא את הפער הזה. תוכננה עבור יישומים שונים כגון סביבות בטמפרטורה גבוהה או בטמפרטורה נמוכה, ביבשה ומים רדודים, מטרת המערכת היא פשוטה: להתמקד ביתרונות הביצועים של טכנולוגיית בקרת לחץ, מה שמאפשר לחברות המבצעות לקדוח ביעילות רבה יותר ולהפחית את הלחץ הקשור ללחץ. נושאים.
פתרון Modus כולל עיצוב מודולרי להתקנה גמישה ויעילה. שלושה מכשירים נמצאים במכולת משלוח אחת, הדורשים הרמה אחת בלבד במהלך הפריקה באתר. במידת הצורך, ניתן להסיר מודולים בודדים ממיכל המשלוח למיקום ספציפי סביב אתר הבאר.
סעפת החנק היא מודול עצמאי אחד, אך אם יש צורך להתקין אותה בתוך תשתית קיימת, ניתן להגדיר את המערכת כך שתעמוד בדרישות הספציפיות של כל פלטפורמת קידוח. מצוידת בשני שסתומי משנק בקרה דיגיטליים, המערכת מאפשרת שימוש גמיש בכל אחד מהשסתום לבידוד או שימוש משולב לקצב זרימה גבוה יותר. שליטה מדויקת של שסתומי החנק הללו משפרת את לחץ הקידוח ואת בקרת צפיפות המחזור המקבילה (ECD), המאפשרת קידוח יעיל יותר עם צפיפות בוץ נמוכה יותר. הסעפת משלבת גם מערכת הגנה מפני לחץ יתר וצנרת.
מכשיר מדידת הזרימה הוא מודול נוסף. באמצעות מדי זרימה של Coriolis, הוא מודד קצבי זרימה חוזרים ותכונות נוזלים, המוכרים כסטנדרט בתעשייה לדיוק. עם נתוני איזון מסה רציפים, מפעילים יכולים לזהות מיד שינויים בלחץ למטה המופיעים בצורה של חריגות זרימה. נראות בזמן אמת של תנאי הבאר מאפשרת תגובות והתאמות מהירות, ומתייחסת לבעיות לחץ לפני שהן משפיעות על הפעילות.
מערכת הבקרה הדיגיטלית מותקנת בתוך המודול השלישי ואחראית לניהול הנתונים והפונקציות של מכשירי המדידה והבקרה. פלטפורמה דיגיטלית זו פועלת באמצעות ה-HMI של מחשב נייד, ומאפשרת למפעילים לצפות בתנאי מדידה עם מגמות היסטוריות ולשלוט בלחץ באמצעות תוכנה דיגיטלית. תרשימים המוצגים על המסך מספקים מגמות בזמן אמת של תנאי הבור, ומאפשרים קבלת החלטות טובה יותר ותגובות מהירות יותר על סמך הנתונים. כאשר פועלים במצב לחץ תחתון קבוע, המערכת יכולה להפעיל לחץ במהירות במהלך תקופות החיבור. בלחיצת כפתור פשוטה, המערכת מתאימה אוטומטית את שסתומי החנק כדי להפעיל את הלחץ הנדרש על צינור הקידוח, תוך שמירה על לחץ קבוע למטה בבור ללא זרימה. הנתונים הרלוונטיים נאספים, מאוחסנים לצורך ניתוח שלאחר העבודה, ומשודרים דרך ממשק מערכת העברת המידע בבאר (WITS) לצפייה בפלטפורמת CENTRO.
על ידי שליטה אוטומטית בלחץ, פתרון Modus יכול להגיב מיידית לשינויי לחץ בבור, להגן על כוח אדם, צינורות, סביבה ונכסים אחרים. כחלק ממערכת שלמות קידוח הקידוח, פתרון Modus שולט בצפיפות מחזורית שווה (ECD), ומספק שיטה אמינה לשיפור הבטיחות התפעולית והגנה על שלמות התצורה, ובכך להשיג קידוח בטוח בתוך חלונות בטיחות צרים עם משתנים מרובים ולא ידועים.
Weatherford מסתמך על למעלה מ-50 שנות ניסיון, אלפי פעולות ומיליוני שעות של זמן פעולה כדי לסכם שיטות אמינות, ומושך חברת הפעלה מאוהיו לפרוס את פתרון Modus. באזור פצלי אוטיקה, החברה המבצעת הייתה צריכה לקדוח קידוח בגודל 8.5 אינץ' עד לעומק התכנון כדי לעמוד ביעדי עלות ההוצאה המורשים.
בהשוואה לזמן הקידוח המתוכנן, פתרון Modus קיצר את זמן הקידוח ב-60%, והשלים את כל קטע הבאר בטיול אחד. המפתח להצלחה זו היה השימוש בטכנולוגיית MPD כדי לשמור על צפיפות בוץ אידיאלית בתוך הקטע האופקי המתוכנן, תוך מזעור הפסדי לחץ במחזור הקידוח. המטרה הייתה למנוע נזק פוטנציאלי להיווצרות מבוץ בצפיפות גבוהה בתצורות עם פרופילי לחץ לא ברורים.
במהלך שלבי התכנון והבנייה הבסיסיים, המומחים הטכניים של Weatherford שיתפו פעולה עם החברה המפעילה כדי להגדיר את היקף הבאר האופקית ולהגדיר יעדי קידוח. הצוות זיהה דרישות ויצר תוכנית אספקת איכות שירות שלא רק ריכזה את ביצוע הפרויקט והלוגיסטיקה אלא גם הפחיתה את העלויות הכוללות. מהנדסי Weatherford המליצו על פתרון Modus כבחירה הטובה ביותר עבור החברה המפעילה.
לאחר השלמת התכנון, אנשי שטח של Weatherford ערכו סקר אתרים באוהיו, ואיפשר לצוות המקומי להכין את אתר העבודה ואזור ההרכבה ולזהות ולחסל סכנות פוטנציאליות. בינתיים, מומחים מטקסס בדקו את הציוד לפני המשלוח. שני הצוותים הללו שמרו על תקשורת רציפה עם החברה המפעילה כדי לתאם אספקת ציוד בזמן. לאחר הגעת ציוד MPD של Modus לאתר הקידוח, בוצעו התקנה והפעלה יעילה, וצוות Weatherford התאים במהירות את מערך הפעולה של MPD כדי להתאים לשינויים בתכנון הקידוח של החברה המבצעת.
05. יישום מוצלח באתר
עם זאת, זמן קצר לאחר נחיתת הבאר, הופיעו סימני סתימה בשקע הבאר. לאחר דיון עם החברה המפעילה, צוות MPD של Weatherford סיפק את התוכנית התפעולית העדכנית ביותר לטיפול בבעיה. הפתרון המועדף היה להגביר את הלחץ האחורי תוך העלאה איטית של צפיפות הבוץ ב-0.5ppg (0.06 SG). זה אפשר לאסדת הקידוח להמשיך בקידוח מבלי להמתין להתאמות בוץ וללא הגדלת צפיפות הבוץ משמעותית. עם התאמה זו, אותו מכלול קידוח חור תחתון שימש לקדוח לעומק היעד של הקטע האופקי בנסיעה אחת.
לאורך כל הפעולה, פתרון Modus ניטר באופן פעיל את זרימת הקידוח וההפסדים, ואיפשר לחברה המפעילה להשתמש בנוזלי קידוח עם צפיפות נמוכה יותר ולהפחית את השימוש בבריט. כהשלמה לבוץ בצפיפות נמוכה בקידוח, טכנולוגיית Modus MPD הפעילה לחץ אחורי על ראש הבאר כדי להתמודד בקלות עם תנאי הבור המשתנים ללא הרף. לשיטות מסורתיות לוקח בדרך כלל שעות או יום להגדיל או להקטין את צפיפות הבוץ.
באמצעות יישום טכנולוגיית Modus, החברה המבצעת קדח לעומק היעד תשעה ימים לפני ימי התכנון (15 ימים). בנוסף, על ידי הפחתת צפיפות הבוץ ב-1.0 ppg (0.12 SG) והתאמת הלחץ האחורי כדי לאזן את לחצי הבור והמבנה, החברה המפעילה הפחיתה את העלויות הכוללות. עם פתרון Weatherford זה, הקטע האופקי של 18,000 רגל (5486 מטר) נקדח בנסיעה אחת, והגדיל את קצב החדירה המכני (ROP) ב-18% בהשוואה לארבע בארות קונבנציונליות סמוכות.
06. Outlook על העתיד של טכנולוגיית MPD
המקרים המתוארים לעיל, שבהם נוצר ערך באמצעות שיפור ביצועים, הם רק דוגמה אחת ליישום הרחב יותר של פתרון Modus של Weatherford. עד 2024, קבוצת מערכות תיפרס ברחבי העולם כדי להרחיב עוד יותר את השימוש בטכנולוגיית בקרת לחץ, מה שיאפשר לחברות הפעלה אחרות להבין ולהשיג ערך ארוך טווח עם פחות מצבים מורכבים ואיכות בניית בארים גבוהה יותר.
במשך שנים רבות, תעשיית האנרגיה מיישמת רק טכנולוגיית בקרת לחץ במהלך פעולות הקידוח. ל-Weatherford יש דעה שונה על בקרת לחץ. זהו פתרון לשיפור ביצועים המתאים לקטגוריות רבות, אם לא לכל, של בארות נפט, כולל בארות אופקיות, בארות כיוון, בארות פיתוח, בארות רב-צדדיות ועוד. על ידי הגדרה מחדש של המטרות שבקרת הלחץ בקידוח יכולה להשיג, לרבות מלט, הפעלת מעטפת ופעולות אחרות, כולן נהנות מקידוח יציב, הימנעות מקריסת קידוח ונזקי היווצרות תוך הגברת היעילות.
לדוגמה, שליטה בלחץ במהלך המלט מאפשרת לחברות התפעולות לטפל באופן יזום יותר באירועים למטה כמו זרימה והפסדים, ובכך לשפר את הבידוד האזורי. מלט מבוקרת לחץ יעיל במיוחד בבארות עם חלונות קידוח צרים, תצורות חלשות או שוליים מינימליים. יישום כלים וטכנולוגיה לבקרת לחץ במהלך פעולות השלמה מאפשר בקרת לחץ קלה במהלך התקנת כלי השלמה, שיפור היעילות התפעולית והפחתת סיכונים.
בקרת לחץ טובה יותר בתוך חלונות הפעלה בטוחים וישימה לכל בארות ופעולות. עם הופעתם המתמשכת של פתרונות Modus ומערכות בקרת לחץ המותאמות ליישומים שונים, בקרת לחץ בעוד בארות נפט מתאפשרת כעת. הפתרונות של Weatherford יכולים לספק בקרת לחץ מקיפה, הפחתת תאונות, שיפור איכות צינורות הקידוח, הגדלת יציבות צינורות הקידוח ושיפור הייצור.
זמן פרסום: 20-20-2024