Prirodzené riziká operácií ťažby ropy a zemného plynu sú skľučujúce, pričom najvážnejšia je neistota tlaku v hĺbke.Podľa Medzinárodnej asociácie dodávateľov vrtov,Riadené tlakové vŕtanie (MPD)je adaptívna technika vŕtania používaná na presné riadenie prstencového tlaku v celom vrte.Za posledných päťdesiat rokov sa vyvinulo a zdokonalilo mnoho technológií a metód na zmiernenie a prekonanie výziev, ktoré so sebou prináša tlaková neistota.Od uvedenia prvého rotujúceho riadiaceho zariadenia (RCD) na celom svete v roku 1968 je Weatherford priekopníkom v tomto odvetví.
Ako líder v odvetví MPD spoločnosť Weatherford inovatívne vyvinula rôzne riešenia a technológie na rozšírenie rozsahu a použitia riadenia tlaku.Regulácia tlaku však nie je len o regulácii prstencového tlaku.Musí brať do úvahy nespočetné množstvo špeciálnych prevádzkových podmienok na celom svete, zložité formácie a výzvy na rôznych miestach vrtov.S desaťročiami nahromadených skúseností si technickí experti spoločnosti uvedomujú, že vynikajúci proces kontroly tlaku by mal byť prispôsobený tak, aby riešil rôzne výzvy, a nie ako univerzálny systém pre akúkoľvek aplikáciu.Na základe tohto princípu boli vyvinuté technológie MPD rôznych úrovní, aby vyhovovali rôznym potrebám prevádzkových spoločností bez ohľadu na to, aké náročné môžu byť ich podmienky alebo prostredie.
01. Vytvorenie systému s uzavretou slučkou pomocou RCD
RCD zaisťuje bezpečnosť aj odklon toku a slúži ako základná technológia pre MPD.RCD, pôvodne vyvinuté v 60. rokoch 20. storočia pre operácie na pevnine, sú navrhnuté tak, aby odklonili tok naBOPvytvoriť uzavretý obehový systém.Spoločnosť neustále inovuje a zdokonaľuje technológiu RCD, pričom v priebehu niekoľkých desaťročí dosahuje v praxi overený úspech.
Keďže aplikácie MPD expandujú do náročnejších oblastí (ako sú nové prostredia a výzvy), na systémy MPD sa kladú vyššie požiadavky.To viedlo k neustálemu pokroku v technológii RCD, ktorá teraz ponúka vyššie menovité tlaky a teploty, dokonca získala kvalifikáciu na použitie v podmienkach čistého plynu od American Petroleum Institute.Napríklad polyuretánové vysokoteplotné tesniace komponenty Weatherford majú o 60 % vyššiu menovitú teplotu v porovnaní s existujúcimi polyuretánovými komponentmi.
S vyspelosťou energetického priemyslu a rozvojom offshore trhov vyvinul Weatherford nové typy RCD na riešenie jedinečných výziev plytkých a hlbokomorských prostredí.RCD používané na plytkých vrtných plošinách sú umiestnené nad povrchom BOP, zatiaľ čo na dynamicky umiestnených vrtných nádobách sú RCD zvyčajne inštalované pod napínacím krúžkom ako súčasť zostavy stúpačky.Bez ohľadu na aplikáciu alebo prostredie zostáva RCD kritickou technológiou, ktorá udržiava konštantný prstencový tlak počas vŕtacích operácií, vytvára bariéry odolné voči tlaku, zabraňuje nebezpečenstvu vŕtania a kontroluje inváziu formačných kvapalín.
02. Pridanie škrtiacich ventilov pre lepšiu kontrolu tlaku
Zatiaľ čo prúdové chrániče môžu odvádzať vracajúce sa tekutiny, schopnosť aktívne kontrolovať tlakový profil vrtu je dosiahnutá zariadením po prúde, najmä škrtiacimi ventilmi.Kombinácia tohto zariadenia s prúdovými chráničmi umožňuje technológiu MPD, ktorá poskytuje silnejšiu kontrolu nad tlakom v ústí vrtu.Riešenie PressurePro Managed Pressure od Weatherford, keď sa používa v spojení s RCD, zlepšuje možnosti vŕtania a zároveň zabraňuje incidentom súvisiacim s tlakom v hĺbke.
Tento systém využíva jediné rozhranie človek-stroj (HMI) na ovládanie škrtiacich ventilov.HMI sa zobrazuje na prenosnom počítači v kabíne vŕtačky alebo na podlahe súpravy, čo umožňuje personálu v teréne virtuálne ovládať škrtiace ventily a zároveň monitorovať kľúčové parametre vŕtania.Operátor zadá požadovanú hodnotu tlaku a potom systém PressurePro automaticky udržiava tento tlak riadením SBP.Ventily sýtiča sa dajú automaticky nastaviť na základe zmien tlaku v otvore, čo umožňuje rýchle a spoľahlivé korekcie systému.
03. Automatická reakcia na znížené riziká vŕtania
Victus Intelligent MPD Solution je jedným z najvýznamnejších MPD produktov Weatherford a jednou z najpokročilejších MPD technológií na trhu.Toto riešenie, postavené na vyspelých technológiách RCD a škrtiacich ventilov Weatherford, povyšuje presnosť, ovládanie a automatizáciu na bezprecedentnú úroveň.Integráciou zariadenia vrtnej súpravy umožňuje komunikáciu medzi strojmi, analýzu podmienok vrtov v reálnom čase a rýchle automatické reakcie z centralizovaného miesta, čím presne udržiava tlak v dne.
Na prednej strane zariadenia riešenie Victus zlepšuje možnosti merania prietoku a hustoty začlenením Coriolisových hmotnostných prietokomerov a rozdeľovača so štyrmi nezávisle ovládanými škrtiacimi ventilmi.Pokročilé hydraulické modely berú do úvahy teplotu kvapaliny a formovania, stlačiteľnosť kvapaliny a účinky rezania vrtu, aby presne určili tlak v dne v reálnom čase.Riadiace algoritmy umelej inteligencie (AI) identifikujú anomálie vrtu, upozornia vŕtača a operátorov MPD a automaticky odosielajú príkazy na nastavenie do povrchového zariadenia MPD.To umožňuje detekciu prítoku/strat z vrtu v reálnom čase a umožňuje vhodné úpravy zariadení na základe hydraulického modelovania a inteligentného riadenia, a to všetko bez potreby manuálneho vstupu od operátorov.Systém založený na programovateľných logických kontroléroch (PLC) sa dá ľahko integrovať na ľubovoľné miesto na vŕtacej platforme a poskytnúť tak spoľahlivú a bezpečnú infraštruktúru MPD.
Zjednodušené používateľské rozhranie pomáha používateľom sústrediť sa na kľúčové parametre a vydávať upozornenia na náhle udalosti.Monitorovanie založené na stave sleduje výkon zariadenia MPD, čo umožňuje proaktívnu údržbu.Spoľahlivé automatizované reporty, ako sú denné súhrny alebo analýzy po vykonaní práce, ďalej optimalizujú výkon vŕtania.V hlbinných prevádzkach diaľkové ovládanie cez jediné používateľské rozhranie uľahčuje automatickú inštaláciu stúpačky, úplné zatvorenie prstencového izolačného zariadenia (AID), zamykanie a odomykanie prúdového chrániča a ovládanie prietoku.Všetky údaje zostanú konzistentné, od správneho návrhu a operácií v reálnom čase až po súhrny po úlohe.Riadenie vizualizácie v reálnom čase a aspektov inžinierskeho hodnotenia/plánovania je riešené prostredníctvom platformy CENTRO Well Construction Optimization.
Súčasný vývoj zahŕňa použitie vysokotlakových prietokomerov (inštalovaných na stúpačke), ktoré nahradia jednoduché počítadlá zdvihov čerpadla na zlepšenie merania prietoku.S touto novou technológiou je možné porovnať reologické vlastnosti a charakteristiky hmotnostného toku kvapaliny vstupujúcej do uzavretého okruhu vrtného okruhu s meraniami vracajúcej sa kvapaliny.V porovnaní s tradičnými manuálnymi metódami merania blata s oveľa nižšou frekvenciou aktualizácie ponúka tento systém vynikajúce hydraulické modelovanie a údaje v reálnom čase.
04. Poskytovanie jednoduchého, presného riadenia tlaku a získavania údajov
Technológie PressurePro a Victus sú riešenia vyvinuté pre základné a pokročilé aplikácie riadenia tlaku.Weatherford zistil, že existujú aplikácie vhodné pre riešenia spadajúce medzi tieto dve úrovne.Najnovšie riešenie Modus MPD spoločnosti vypĺňa túto medzeru.Systém je navrhnutý pre rôzne aplikácie, ako je prostredie s vysokou alebo nízkou teplotou, pobrežie a plytká voda, cieľ systému je jednoduchý: zamerať sa na výkonnostné výhody technológie riadenia tlaku, čo umožňuje prevádzkovým spoločnostiam efektívnejšie vŕtať a znižovať tlak súvisiaci problémy.
Riešenie Modus sa vyznačuje modulárnym dizajnom pre flexibilnú a efektívnu inštaláciu.Tri zariadenia sú umiestnené v jednom prepravnom kontajneri, čo si vyžaduje iba jeden zdvih počas vykládky na mieste.V prípade potreby je možné jednotlivé moduly z prepravného kontajnera vybrať a umiestniť ich v okolí vrtu.
Rozdeľovač tlmivky je jeden nezávislý modul, ale ak je potrebné ho nainštalovať v rámci existujúcej infraštruktúry, systém možno nakonfigurovať tak, aby spĺňal špecifické požiadavky každej vŕtacej platformy.Systém je vybavený dvoma digitálnymi regulačnými škrtiacimi ventilmi a umožňuje flexibilné použitie jedného ventilu na izoláciu alebo kombinované použitie pre vyššie prietoky.Presné ovládanie týchto škrtiacich ventilov zlepšuje tlak vo vrtu a riadenie ekvivalentnej cirkulujúcej hustoty (ECD), čo umožňuje efektívnejšie vŕtanie s nižšou hustotou bahna.Rozdeľovač tiež integruje systém ochrany proti pretlaku a potrubie.
Ďalším modulom je zariadenie na meranie prietoku.Pomocou Coriolisových prietokomerov meria vratné prietoky a vlastnosti tekutín, ktoré sú uznávané ako priemyselný štandard pre presnosť.Vďaka nepretržitým údajom o hmotnostnej bilancii môžu operátori okamžite identifikovať zmeny tlaku v zvode, ktoré sa objavujú vo forme anomálií prietoku.Viditeľnosť stavu vrtov v reálnom čase uľahčuje rýchle reakcie a úpravy a rieši problémy s tlakom skôr, ako ovplyvnia prevádzku.
Digitálny riadiaci systém je inštalovaný v rámci tretieho modulu a je zodpovedný za správu údajov a funkcií meracích a regulačných zariadení.Táto digitálna platforma funguje prostredníctvom HMI prenosného počítača a umožňuje operátorom zobraziť podmienky merania s historickými trendmi a kontrolovať tlak prostredníctvom digitálneho softvéru.Grafy zobrazené na obrazovke poskytujú v reálnom čase trendy podmienok v hĺbke, čo umožňuje lepšie rozhodovanie a rýchlejšie reakcie na základe údajov.Pri prevádzke v režime konštantného tlaku v spodnej dierke môže systém počas obdobia pripojenia rýchlo vyvinúť tlak.Jednoduchým stlačením tlačidla systém automaticky nastaví škrtiace ventily tak, aby aplikovali požadovaný tlak na vrt, pričom udržiava konštantný tlak v hĺbke bez prietoku.Príslušné údaje sa zhromažďujú, ukladajú na analýzu po skončení zamestnania a prenášajú sa cez rozhranie systému prenosu informácií o studni (WITS) na prezeranie na platforme CENTRO.
Vďaka automatickému riadeniu tlaku môže riešenie Modus rýchlo reagovať na zmeny tlaku v hĺbke, čím chráni personál, vrt, životné prostredie a iné aktíva.Ako súčasť systému integrity vrtu riešenie Modus riadi ekvivalentnú cirkulačnú hustotu (ECD), čím poskytuje spoľahlivú metódu na zvýšenie prevádzkovej bezpečnosti a ochrany integrity formácie, čím sa dosiahne bezpečné vŕtanie v úzkych bezpečnostných oknách s viacerými premennými a neznámymi.
Weatherford sa spolieha na viac ako 50-ročné skúsenosti, tisíce operácií a milióny hodín prevádzkového času, aby zhrnul spoľahlivé metódy, čo priťahuje prevádzkovú spoločnosť so sídlom v Ohiu, aby nasadila riešenie Modus.V oblasti Utica Shale potrebovala prevádzková spoločnosť vyvŕtať 8,5-palcový vrt do projektovanej hĺbky, aby splnila plánované nákladové ciele.
V porovnaní s plánovaným časom vŕtania riešenie Modus skrátilo čas vŕtania o 60 %, pričom celý úsek vrtu dokončili na jeden výjazd.Kľúčom k tomuto úspechu bolo použitie technológie MPD na udržanie ideálnej hustoty bahna v navrhnutom horizontálnom úseku, čím sa minimalizujú straty cirkulačného tlaku vrtu.Cieľom bolo vyhnúť sa potenciálnemu poškodeniu útvarov bahnom s vysokou hustotou vo formáciách s neistým profilom tlaku.
Počas základných fáz návrhu a konštrukcie technickí experti Weatherfordu spolupracovali s prevádzkovou spoločnosťou na definovaní rozsahu horizontálneho vrtu a stanovení cieľov vŕtania.Tím identifikoval požiadavky a vytvoril plán poskytovania kvality služieb, ktorý nielen koordinoval realizáciu projektu a logistiku, ale aj znížil celkové náklady.Inžinieri spoločnosti Weatherford odporučili riešenie Modus ako najlepšiu voľbu pre prevádzkovú spoločnosť.
Po dokončení návrhu vykonal terénny personál Weatherford prieskum na mieste v Ohiu, čo miestnemu tímu umožnilo pripraviť pracovisko a montážny priestor a identifikovať a eliminovať potenciálne nebezpečenstvá.Medzitým experti z Texasu testovali zariadenie pred odoslaním.Tieto dva tímy udržiavali nepretržitú komunikáciu s prevádzkovou spoločnosťou, aby koordinovali včasnú dodávku zariadení.Potom, čo zariadenie Modus MPD dorazilo na miesto vŕtania, bola vykonaná efektívna inštalácia a uvedenie do prevádzky a tím Weatherford rýchlo upravil rozloženie prevádzky MPD, aby sa prispôsobili zmenám v projekte vŕtania prevádzkovej spoločnosti.
05. Úspešná aplikácia na mieste
Krátko po vysadení vrtu sa však vo vrte objavili známky upchatia.Po diskusii s prevádzkovou spoločnosťou tím spoločnosti Weatherford MPD poskytol najnovší operačný plán na riešenie tohto problému.Výhodným riešením bolo zvýšiť protitlak pri pomalom zvyšovaní hustoty bahna o 0,5 ppg (0,06 SG).To umožnilo vrtnej súprave pokračovať vo vŕtaní bez čakania na úpravu bahna a bez výrazného zvýšenia hustoty bahna.Pri tejto úprave sa použila rovnaká zostava na vŕtanie dna na vŕtanie do cieľovej hĺbky vodorovnej časti pri jednej jazde.
Počas celej prevádzky riešenie Modus aktívne monitorovalo prítok a straty vrtov, čo prevádzkovej spoločnosti umožnilo používať vrtné kvapaliny s nižšou hustotou a znižovať používanie barytu.Ako doplnok k bahnu s nízkou hustotou vo vrte, technológia Modus MPD aktívne aplikovala spätný tlak v ústí vrtu, aby ľahko zvládla neustále sa meniace podmienky v hĺbení vrtu.Tradičné metódy zvyčajne trvajú hodiny alebo deň na zvýšenie alebo zníženie hustoty bahna.
Použitím technológie Modus prevádzková spoločnosť vŕtala do cieľovej hĺbky deväť dní pred projektovými dňami (15 dní).Okrem toho, znížením hustoty bahna o 1,0 ppg (0,12 SG) a úpravou protitlaku, aby sa vyrovnal tlak v hĺbení a formovaní, prevádzková spoločnosť znížila celkové náklady.S týmto riešením Weatherford bol horizontálny úsek 18 000 stôp (5486 metrov) vyvŕtaný pri jednej ceste, čím sa zvýšila mechanická rýchlosť penetrácie (ROP) o 18 % v porovnaní so štyrmi blízkymi konvenčnými vrtmi.
06. Výhľad do budúcnosti technológie MPD
Vyššie načrtnuté prípady, kde sa hodnota vytvára prostredníctvom zvyšovania výkonu, sú len jedným z príkladov širšej aplikácie riešenia Modus od Weatherford.Do roku 2024 bude celosvetovo nasadená séria systémov, aby sa ďalej rozšírilo používanie technológie riadenia tlaku, čo umožní ostatným prevádzkovým spoločnostiam pochopiť a dosiahnuť dlhodobú hodnotu s menším počtom zložitých situácií a vyššou kvalitou konštrukcie vrtov.
Energetický priemysel už mnoho rokov používa technológiu riadenia tlaku počas vŕtania.Weatherford má iný názor na kontrolu tlaku.Ide o riešenie na zvýšenie výkonu použiteľné pre mnohé, ak nie všetky kategórie ropných vrtov, vrátane horizontálnych vrtov, smerových vrtov, rozvojových vrtov, mnohostranných vrtov a ďalších.Predefinovaním cieľov, ktoré môže dosiahnuť regulácia tlaku vo vrte, vrátane cementovania, chodu plášťa a iných operácií, všetky profitujú zo stabilného vrtu, čím sa zabráni kolapsu vrtu a poškodeniu formácie a zároveň sa zvýši účinnosť.
Napríklad regulácia tlaku počas cementovania umožňuje prevádzkovým spoločnostiam proaktívnejšie riešiť udalosti v hĺbke, ako sú príliv a straty, čím sa zlepšuje zónová izolácia.Tlakom riadené cementovanie je obzvlášť účinné v vrtoch s úzkymi vrtnými oknami, slabými formáciami alebo minimálnymi okrajmi.Použitie nástrojov a technológie na kontrolu tlaku počas dokončovacích operácií umožňuje jednoduchú kontrolu tlaku počas inštalácie nástrojov na dokončovanie, zlepšuje prevádzkovú efektivitu a znižuje riziká.
Lepšia kontrola tlaku v rámci bezpečných prevádzkových okien a použiteľná pre všetky studne a prevádzky.S neustálym objavovaním sa riešení Modus a systémov riadenia tlaku prispôsobených pre rôzne aplikácie je teraz možná kontrola tlaku vo viacerých ropných vrtoch.Riešenia Weatherford môžu poskytnúť komplexnú kontrolu tlaku, znížiť nehodovosť, zlepšiť kvalitu vrtu, zvýšiť stabilitu vrtu a zvýšiť produkciu.
Čas odoslania: 20. marca 2024