De inherente risico's van olie- en gasboringen zijn ontmoedigend, met als ernstigste de onzekerheid over de druk in het boorgat.Volgens de International Association of Drilling Contractors,Beheerd drukboren (MPD)is een adaptieve boortechniek die wordt gebruikt om de ringvormige druk door het gehele boorgat nauwkeurig te regelen.In de afgelopen vijftig jaar zijn veel technologieën en methoden ontwikkeld en verfijnd om de uitdagingen die door drukonzekerheid worden veroorzaakt, te verzachten en te overwinnen.Sinds de introductie van het eerste Rotating Control Device (RCD) wereldwijd in 1968 is Weatherford een pionier in de sector.
Als leider in de MPD-industrie heeft Weatherford op innovatieve wijze verschillende oplossingen en technologieën ontwikkeld om het bereik en de toepassing van drukregeling uit te breiden.Bij drukregeling gaat het echter niet alleen om het regelen van de ringvormige druk.Er moet rekening worden gehouden met talloze speciale operationele omstandigheden wereldwijd, complexe formaties en uitdagingen op verschillende boorlocaties.Met decennia aan opgebouwde ervaring beseffen de technische experts van het bedrijf dat een uitstekend drukcontroleproces moet worden afgestemd op verschillende uitdagingen, in plaats van een one-size-fits-all systeem te zijn voor elke toepassing.Geleid door dit principe zijn MPD-technologieën van verschillende niveaus ontwikkeld om aan de verschillende behoeften van werkmaatschappijen te voldoen, ongeacht hoe uitdagend hun omstandigheden of omgevingen ook mogen zijn.
01. Een gesloten systeem creëren met behulp van aardlekschakelaar
RCD biedt zowel veiligheidsgarantie als stroomomleiding en dient als instaptechnologie voor MPD.Oorspronkelijk ontwikkeld in de jaren zestig voor operaties aan land, zijn aardlekschakelaars ontworpen om de stroom bovenop te leidenBOPom een gesloten circulatiesysteem te creëren.Het bedrijf heeft de RCD-technologie voortdurend geïnnoveerd en verbeterd, waardoor al tientallen jaren in de praktijk bewezen succes is geboekt.
Naarmate MPD-toepassingen zich uitbreiden naar meer uitdagende gebieden (zoals nieuwe omgevingen en uitdagingen), worden er hogere eisen aan MPD-systemen gesteld.Dit heeft geleid tot voortdurende vooruitgang in de RCD-technologie, die nu hogere nominale drukken en temperaturen biedt, en zelfs kwalificaties heeft verkregen voor gebruik in zuivere gasomstandigheden van het American Petroleum Institute.De polyurethaanafdichtingscomponenten van Weatherford voor hoge temperaturen hebben bijvoorbeeld een 60% hogere nominale temperatuur vergeleken met bestaande polyurethaancomponenten.
Met de volwassenheid van de energie-industrie en de ontwikkeling van offshore-markten heeft Weatherford nieuwe soorten aardlekschakelaars ontwikkeld om de unieke uitdagingen van ondiepe en diepwateromgevingen aan te pakken.RCD's die worden gebruikt op boorplatforms in ondiep water worden boven de BOP aan het oppervlak geplaatst, terwijl op dynamisch gepositioneerde boorschepen RCD's doorgaans onder de spanring worden geïnstalleerd als onderdeel van de stijgleiding.Ongeacht de toepassing of omgeving blijft RCD een kritische technologie, die een constante ringvormige druk handhaaft tijdens boorwerkzaamheden, drukbestendige barrières vormt, boorgevaren voorkomt en de invasie van formatievloeistoffen controleert.
02. Chokekleppen toevoegen voor betere drukcontrole
Hoewel RCD's terugkerende vloeistoffen kunnen omleiden, wordt het vermogen om het drukprofiel van de boorput actief te controleren bereikt door stroomafwaartse oppervlakteapparatuur, met name smoorkleppen.Door deze apparatuur te combineren met aardlekschakelaars wordt MPD-technologie mogelijk, waardoor een sterkere controle over de putmonddruk ontstaat.De PressurePro Managed Pressure-oplossing van Weatherford verbetert, indien gebruikt in combinatie met RCD's, de boormogelijkheden terwijl drukgerelateerde incidenten in het boorgat worden vermeden.
Dit systeem maakt gebruik van een enkele Human-Machine Interface (HMI) om de chokekleppen te besturen.De HMI wordt weergegeven op een laptop in de boorcabine of op de vloer van de boorinstallatie, waardoor veldpersoneel de chokekleppen virtueel kan bedienen en tegelijkertijd cruciale boorparameters kan bewaken.Operators voeren de gewenste drukwaarde in, waarna het PressurePro-systeem die druk automatisch handhaaft door de SBP te regelen.De smoorkleppen kunnen automatisch worden aangepast op basis van veranderingen in de druk in het boorgat, waardoor snelle en betrouwbare systeemcorrecties mogelijk zijn.
03. Automatische reactie voor minder boorrisico's
De Victus Intelligent MPD Solution is een van Weatherfords belangrijkste MPD-producten en een van de meest geavanceerde MPD-technologieën op de markt.Deze oplossing is gebaseerd op de volwassen aardlekschakelaar- en smoorkleptechnologieën van Weatherford en tilt precisie, controle en automatisering naar ongekende niveaus.Door boorinstallatieapparatuur te integreren, wordt communicatie tussen machines, real-time analyse van boorputomstandigheden en snelle automatische reacties vanaf een gecentraliseerde locatie mogelijk, waardoor de druk in de bodem nauwkeurig wordt gehandhaafd.
Op het gebied van de apparatuur verbetert de Victus-oplossing de mogelijkheden voor het meten van debiet en dichtheid door het integreren van Coriolis-massadebietmeters en een spruitstuk met vier onafhankelijk geregelde smoorkleppen.Geavanceerde hydraulische modellen houden rekening met vloeistof- en formatietemperaturen, samendrukbaarheid van vloeistoffen en boorgateffecten om de realtime druk in de bodem nauwkeurig te bepalen.Regelalgoritmen voor kunstmatige intelligentie (AI) identificeren afwijkingen in het boorgat, waarschuwen de boormachine en MPD-operators en sturen automatisch aanpassingsopdrachten naar MPD-oppervlakteapparatuur.Dit maakt real-time detectie van instroom/verliezen in het boorgat mogelijk en maakt passende aanpassingen aan apparatuur mogelijk op basis van hydraulische modellering en intelligente besturing, allemaal zonder de noodzaak van handmatige invoer van operators.Het systeem, gebaseerd op Programmable Logic Controllers (PLC's), kan eenvoudig op elke locatie op het boorplatform worden geïntegreerd en zorgt zo voor een betrouwbare, veilige MPD-infrastructuur.
Een vereenvoudigde gebruikersinterface helpt gebruikers gefocust te blijven op belangrijke parameters en waarschuwingen te geven bij plotselinge gebeurtenissen.Op status gebaseerde monitoring volgt de prestaties van MPD-apparatuur, waardoor proactief onderhoud mogelijk wordt.Betrouwbare geautomatiseerde rapportages, zoals dagelijkse samenvattingen of analyses na de klus, optimaliseren de boorprestaties verder.Bij operaties in diep water vergemakkelijkt afstandsbediening via één enkele gebruikersinterface de automatische installatie van de stijgbuis, de volledige sluiting van het ringvormige isolatieapparaat (AID), het vergrendelen en ontgrendelen van de aardlekschakelaar en de controle van het stroompad.Van putontwerp en real-time operaties tot samenvattingen na de taak: alle gegevens blijven consistent.Het beheer van real-time visualisatie en technische beoordeling/planningsaspecten wordt afgehandeld via het CENTRO Well Construction Optimization-platform.
De huidige ontwikkelingen omvatten het gebruik van hogedruk-flowmeters (geïnstalleerd op de stijgleiding) ter vervanging van eenvoudige pompslagentellers voor een betere flowmeting.Met deze nieuwe technologie kunnen de reologische eigenschappen en massastroomkarakteristieken van de vloeistof die het gesloten boorcircuit binnenkomt, worden vergeleken met de metingen van de terugkerende vloeistof.Vergeleken met traditionele handmatige moddermeetmethoden met veel lagere updatefrequenties biedt dit systeem superieure hydraulische modellering en realtime gegevens.
04. Biedt eenvoudige, nauwkeurige drukregeling en gegevensverzameling
De PressurePro- en Victus-technologieën zijn oplossingen die zijn ontwikkeld voor respectievelijk instap- en geavanceerde drukcontroletoepassingen.Weatherford erkende dat er toepassingen bestaan die geschikt zijn voor oplossingen die tussen deze twee niveaus liggen.De nieuwste Modus MPD-oplossing van het bedrijf vult deze leemte op.Het systeem is ontworpen voor verschillende toepassingen, zoals omgevingen met hoge of lage temperaturen, aan land en ondiep water. Het doel van het systeem is eenvoudig: zich te concentreren op de prestatievoordelen van drukcontroletechnologie, waardoor werkmaatschappijen efficiënter kunnen boren en de drukgerelateerde druk kunnen verminderen. problemen.
De Modus-oplossing heeft een modulair ontwerp voor flexibele en efficiënte installatie.Drie apparaten zijn ondergebracht in één zeecontainer, waardoor er slechts één lift nodig is tijdens het lossen ter plaatse.Indien nodig kunnen individuele modules uit de transportcontainer worden verwijderd voor specifieke plaatsing rond de boorput.
Het chokespruitstuk is één onafhankelijke module, maar als het nodig is om het binnen de bestaande infrastructuur te installeren, kan het systeem worden geconfigureerd om aan de specifieke eisen van elk boorplatform te voldoen.Het systeem is uitgerust met twee digitale smoorkleppen en maakt flexibel gebruik van kleppen voor isolatie of gecombineerd gebruik voor hogere debieten mogelijk.Nauwkeurige controle van deze smoorkleppen verbetert de boorgatdruk en de Equivalent Circulating Density (ECD)-controle, waardoor efficiënter boren met lagere modderdichtheden mogelijk wordt.Het verdeelstuk integreert ook een overdrukbeveiligingssysteem en leidingen.
Het debietmeetapparaat is een andere module.Met behulp van Coriolis-stroommeters meet het de terugkerende stroomsnelheden en vloeistofeigenschappen, erkend als een industriestandaard voor nauwkeurigheid.Met continue massabalansgegevens kunnen operators onmiddellijk drukveranderingen in het boorgat identificeren die optreden in de vorm van stromingsafwijkingen.Realtime zichtbaarheid van de boorputomstandigheden maakt snelle reacties en aanpassingen mogelijk, waardoor drukproblemen worden aangepakt voordat deze gevolgen hebben voor de bedrijfsvoering.
Het digitale besturingssysteem is geïnstalleerd in de derde module en is verantwoordelijk voor het beheer van de gegevens en functies van de meet- en regelapparatuur.Dit digitale platform werkt via de HMI van een laptop, waardoor operators via digitale software meetomstandigheden met historische trends en regeldruk kunnen bekijken.Grafieken die op het scherm worden weergegeven, geven realtime trends weer van de omstandigheden in de boorput, waardoor betere besluitvorming en snellere reacties op basis van de gegevens mogelijk zijn.Wanneer het systeem in constante bodemdrukmodus werkt, kan het systeem snel druk uitoefenen tijdens verbindingsperioden.Met een simpele druk op de knop past het systeem automatisch de smoorkleppen aan om de vereiste druk op de boorput uit te oefenen, waarbij een constante druk in het boorgat wordt gehandhaafd zonder stroming.Relevante gegevens worden verzameld, opgeslagen voor analyse na de taak en verzonden via de Well Information Transmission System (WITS)-interface voor weergave op het CENTRO-platform.
Door de druk automatisch te regelen, kan de Modus-oplossing onmiddellijk reageren op drukveranderingen in het boorgat, waardoor personeel, boorputten, het milieu en andere bedrijfsmiddelen worden beschermd.Als onderdeel van het boorgatintegriteitssysteem regelt de Modus-oplossing de Equivalent Circulating Density (ECD), wat een betrouwbare methode biedt om de operationele veiligheid te verbeteren en de integriteit van de formatie te beschermen, waardoor veilig boren binnen smalle veiligheidsvensters met meerdere variabelen en onbekenden wordt bereikt.
Weatherford vertrouwt op meer dan 50 jaar ervaring, duizenden operaties en miljoenen bedrijfsuren om betrouwbare methoden samen te vatten, waardoor een in Ohio gevestigd bedrijf werd aangetrokken om de Modus-oplossing in te zetten.In het Utica Shale-gebied moest de exploitant een boorgat van 8,5 inch boren tot de ontwerpdiepte om aan de toegestane uitgavendoelstellingen te voldoen.
Vergeleken met de geplande boortijd verkortte de Modus-oplossing de boortijd met 60%, waardoor het gehele putgedeelte in één rit werd voltooid.De sleutel tot dit succes was het gebruik van MPD-technologie om ideale modderdichtheden binnen het ontworpen horizontale gedeelte te behouden, waardoor circulatiedrukverliezen in de boorput tot een minimum werden beperkt.Het doel was om potentiële formatieschade door modder met een hoge dichtheid in formaties met onzekere drukprofielen te voorkomen.
Tijdens de basisontwerp- en constructieontwerpfasen werkten de technische experts van Weatherford samen met de exploitant om de reikwijdte van de horizontale put te definiëren en boordoelstellingen te bepalen.Het team identificeerde de vereisten en creëerde een plan voor de levering van servicekwaliteit dat niet alleen de projectuitvoering en logistiek coördineerde, maar ook de totale kosten verlaagde.Ingenieurs van Weatherford adviseerden de Modus-oplossing als de beste keuze voor de werkmaatschappij.
Na voltooiing van het ontwerp voerde het veldpersoneel van Weatherford een locatieonderzoek uit in Ohio, waardoor het lokale team de werkplek en de verzamelplaats kon voorbereiden en potentiële gevaren kon identificeren en elimineren.Ondertussen hebben experts uit Texas de apparatuur getest voordat deze werd verzonden.Deze twee teams onderhielden voortdurende communicatie met de werkmaatschappij om de tijdige levering van apparatuur te coördineren.Nadat de Modus MPD-apparatuur op de boorlocatie was aangekomen, werd een efficiënte installatie en inbedrijfstelling uitgevoerd, en het Weatherford-team paste snel de indeling van de MPD-operatie aan om tegemoet te komen aan veranderingen in het boorontwerp van de werkmaatschappij.
05. Succesvolle aanvraag ter plaatse
Kort nadat de put was geland, verschenen er echter tekenen van verstopping in het boorgat.Na overleg met de werkmaatschappij kwam het MPD-team van Weatherford met het meest recente operationele plan om het probleem aan te pakken.De voorkeursoplossing was het verhogen van de tegendruk terwijl de modderdichtheid langzaam met 0,5 ppg (0,06 SG) werd verhoogd.Hierdoor kon de boorinstallatie doorgaan met boren zonder te wachten op modderaanpassingen en zonder de modderdichtheid aanzienlijk te verhogen.Met deze aanpassing werd met hetzelfde bodemgatboorsamenstel in één keer tot de doeldiepte van het horizontale gedeelte geboord.
Gedurende de hele operatie bewaakte de Modus-oplossing actief de instroom en verliezen in de boorput, waardoor de exploitant boorvloeistoffen met lagere dichtheden kon gebruiken en het gebruik van bariet kon verminderen.Als aanvulling op de modder met een lage dichtheid in het boorgat, oefende de Modus MPD-technologie actief tegendruk uit op de putmond om gemakkelijk om te kunnen gaan met de voortdurend veranderende omstandigheden in het boorgat.Traditionele methoden duren doorgaans uren of een dag om de modderdichtheid te verhogen of te verlagen.
Door het toepassen van Modus-technologie boorde de exploitant negen dagen vóór de ontwerpdagen (15 dagen) naar de beoogde diepte.Door de modderdichtheid met 1,0 ppg (0,12 SG) te verminderen en de tegendruk aan te passen om de druk in het boorgat en de formatie in evenwicht te brengen, verlaagde de werkmaatschappij bovendien de totale kosten.Met deze Weatherford-oplossing werd het horizontale gedeelte van 18.000 voet (5486 meter) in één keer geboord, waardoor de mechanische penetratiesnelheid (ROP) met 18% toenam in vergelijking met vier nabijgelegen conventionele putten.
06.Vooruitzichten op de toekomst van MPD-technologie
De hierboven geschetste gevallen, waarbij waarde wordt gecreëerd door prestatieverbetering, zijn slechts één voorbeeld van de bredere toepassing van Weatherfords Modus-oplossing.Tegen 2024 zal wereldwijd een reeks systemen worden ingezet om het gebruik van drukcontroletechnologie verder uit te breiden, waardoor andere werkmaatschappijen langetermijnwaarde kunnen begrijpen en realiseren met minder complexe situaties en een hogere kwaliteit van de putconstructie.
Jarenlang heeft de energie-industrie alleen drukcontroletechnologie toegepast tijdens boorwerkzaamheden.Weatherford heeft een andere kijk op drukbeheersing.Het is een prestatieverbeteringsoplossing die toepasbaar is op talrijke, zo niet alle, categorieën oliebronnen, waaronder horizontale putten, gerichte putten, ontwikkelingsputten, multilaterale putten en meer.Door het herdefiniëren van de doelstellingen die drukcontrole in de boorput kan bereiken, inclusief cementeren, lopende verbuizing en andere werkzaamheden, profiteren ze allemaal van een stabiele boorput, waardoor het instorten van de boorput en schade aan de formatie wordt vermeden terwijl de efficiëntie wordt verhoogd.
Door de druk tijdens het cementeren te beheersen, kunnen werkmaatschappijen bijvoorbeeld meer proactief omgaan met gebeurtenissen in de boorput, zoals instroom en verliezen, waardoor de zonale isolatie wordt verbeterd.Drukgecontroleerd cementeren is vooral effectief in putten met smalle boorvensters, zwakke formaties of minimale marges.Het toepassen van drukcontroletools en -technologie tijdens voltooiingswerkzaamheden maakt een eenvoudige drukcontrole mogelijk tijdens de installatie van voltooiingstools, waardoor de operationele efficiëntie wordt verbeterd en de risico's worden verminderd.
Betere drukcontrole binnen veilige bedieningsvensters en toepasbaar op alle putten en operaties.Met de voortdurende opkomst van Modus-oplossingen en drukcontrolesystemen die op maat zijn gemaakt voor verschillende toepassingen, is drukcontrole in meer oliebronnen nu mogelijk.De oplossingen van Weatherford kunnen uitgebreide drukcontrole bieden, waardoor het aantal ongevallen wordt verminderd, de kwaliteit van het boorgat wordt verbeterd, de stabiliteit van het boorgat wordt vergroot en de productie wordt verbeterd.
Posttijd: 20 maart 2024