智能鉆井技術助力油氣田高效開發
時間:2024-12-19 15:19
來源:2024年12月
作者:朱真民

隨著自動化、信息化、智能化技術的不斷發展,智能鉆井技術在油氣田開發過程中不斷應用,鉆井施工方案由科學鉆井分析優化遠程決策系統自動推薦,泥漿工程師有了鉆井液智能坐崗、性能監測及調控系統,物聯網技術幫助裝備人員實時監測設備運行數據,及時提醒保養和故障,自動管柱系統讓鉆工可以遙控工作,油氣田鉆井技術數智化轉型持續推進鉆井生產自動化、信息化、智能化升級,助力油氣田高質量高效開發。
鉆井液智能坐崗系統技術
鉆井液智能坐崗系統就像鉆井現場的一個AI泥漿工程師,24小時精準無誤地工作,隨時解決鉆井液出現的難題。利用該技術可以讓鉆機在鉆遇斷層時,能及時發出預警,從而使井隊通過調整鉆井液泵送流量,避免出現損失。同時,系統為現場精細倒漿、壓水眼、替漿作業提供可靠的數據支持,保障油氣田安全快速鉆進,提升油氣田生產作業效率。智能坐崗系統作為泥漿工程師的“眼睛”,目前在國內油田普遍得到應用,并得到良好的生產現場應用效果。
智能鉆頭技術
該技術針對過去依靠安裝在螺桿上部的測量裝置獲得的數據存在不足,難以為提速提效提供真實可靠的分析而開發研制的一項新技術,智能鉆頭相當于地層中具有感知力的“智慧之眼”。目前,國外智能鉆頭主要為探管式與偏置式兩種設計思路,前者僅能進行運動參數的測量,后者存在應力參數解耦難度大的問題。而國內研發的智能鉆頭是一種建立在多目標鉆井參數下的方案評價模型,探索了智能鉆井參數的優化決策方法,新研發的第三代數字鉆頭已具備鉆頭處鉆壓、扭矩、振動、井溫等參數測量能力,實現鉆頭工況、井底比能、博弈參數的分析優化。該技術已在國內鉆井施工現場得到廣泛應用。
鉆井物聯網技術
鉆井物聯網技術,通過井場設備之間的互聯互通,變人工巡檢為實時監測絞車、轉盤、泥漿泵、頂驅、發電機組、網電、空壓機、自動化機具等關鍵設備,大幅提高鉆井現場的管理水平。鉆井裝備傳統人工巡檢,受時間間隔等因素影響,很難第一時間發現設備問題。設備出現復雜故障,需要停機反復排查,耽誤時效。鉆井裝備MRO物聯網技術成功解決了傳統設備巡檢弊端,讓隱患發現解決于萌芽中?MRO物聯網的泥漿泵,加裝聲震溫一體傳感器后,像是給設備裝上了24小時“監護儀”,哪個部位出現異常就實時提醒,不僅提高生產時效,還支持設備報表自動生成。鉆井物聯網技術實現了各類型鉆井設備數據自動采集,采集數據共享互通,生產運行數據自動分析和判斷,成功摸索出數據背后傳達的設備狀態,讓鉆井現場真正實現萬物互聯。
鉆井隊通過“一站式”物供App下單工業鹽,工業鹽自動上料車按時到達現場。隨著一聲哨響,絞龍緩緩升起精準對接到泥漿罐口,潔白的工業鹽順勢流入泥漿罐罐體,過去需要6個人1個小時才能完成的工作,智能物供系統只需要15分鐘,就能完成現場10噸工業鹽的自動加注。通過遠程控制一鍵式完成物料的定量添加,自動控制泥漿罐區域各閘、閥、泵的開關,并實時展示閘閥狀態及鉆井液流向,真正實現鉆井生產全過程的智能化、自動化和信息化。
鉆井遠程決策支持技術
利用該技術可有效實現鉆井生產現場檢測數據的遠距離實時傳輸、遠程實時分析鉆進效率、優化分析生產運行數據、實時優化鉆井參數。利用該技術可實現在石油工程行業首次實現鉆完井及井下作業全鏈條現場數據采集、匯聚、存儲、傳輸及現場應用,同時支撐甲乙方石油工程應用需求,開創了石油工程邊端數據統采共享新模式,為科學鉆井分析優化和試油氣作業監控提供了全方位的數據保障。
鉆井生產優化分析師利用該技術在電腦屏幕前可遠程實時分析鉆進效率,分析地質特征與工程難點,針對性提出施工措施,進一步降低復雜發生概率。它的應用,遠程決策支持團隊指導鉆井生產現場實現全井零復雜,提升機械鉆速2倍,有力支撐了邊遠井提速提效。目前,該技術已在勝利東部工區和西北工區鉆井、試油氣現場部署11套,使用先進的自動化裝備,極大地提升了鉆井隊施工質量和施工效率。
鉆井液智能監護技術
鉆井液俗稱泥漿,外觀看上去像是泥巴兌水,一向被石油人奉為鉆井的“血液”。在入井出井的循環過程中,鉆井液發揮了清潔井底、攜帶巖屑、平衡井下壓力和潤滑鉆具等關鍵作用,及時有效地維護鉆井液性能,對鉆井提速、鉆井安全至關重要。研發鉆井液智能監護系統可以實現鉆井液智能分析處理及施工過程的自動化作業,可大幅降低工程師勞動強度、提高工作效率、提升現場施工安全水平,是實現鉆井現代化的一項重要突破。
該技術基于人工智能技術,采用“智能化+自動化”的技術方案,是一種全新的環保型自動化循環技術系統,有效地解決了鉆井液處理、檢測鉆井液性能、判斷鉆井液是否溢漏等方面,存在效率低、響應時間長、安全風險高等問題。
鉆井液監護人工智能技術的應用,能24小時精準無誤地工作,隨時解決鉆井液出現的難題,助力鉆井“四提”,其各子系統已具備配套井隊使用、獨立解決問題的能力,采用數據+平臺+應用模式,實現了人工智能與科研生產深度融合。該技術依托視覺感知技術,能準確識別巖屑的數量和形狀,通過與鉆井參數相融合,實現井下工況預警,通過對大量巖屑進行特征標記和機器學習,識別準確率達95.45%,采集鉆屑輪廓分辨率達亞毫米級別。
鉆井液智能監護技術系統各子系統將登錄井筒業務一體平臺,該技術目前處于國際領先水平。系統在面臨井下突發情況時,可智能聯動、快速響應。它的開發應用,將推動鉆井液智能監護技術不斷進步,有力保障施工安全,促進油氣田高效開發。