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「钻井」WDP技术为数据传输搭建高速通道

2018-07-07 12:57 来源: 石油圈

「钻井」WDP技术为数据传输搭建高速通道

高速有线钻杆(WDP)遥测技术可实现井下工具与地面之间的双向数据高速传输。使用WDP技术的地质导向就像开着前大灯的夜间行车,可确保作业者能在目标区域内实时驾驶。

来自 | E&P

编译 | TOM

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最近油气行业持续低迷,促使作业者迫切需要可预测、可重复的钻井能力以及精确的井位,来增加油藏商业化开发的可行性。因此,作业者需要足够质量与数量的实时井下数据,来增强井下状况的可视化能力。

实时数据可以通过高速有线钻杆(WDP)遥测技术进行流式传输,使作业者能够利用更多的数据,做出清晰明确的决策。IntelliServ WDP拥有一条数据连接,从钻机至钻头附近的传感器,沿着钻杆安装同轴电缆。这种高速数据网络借助于钻杆接头处的感应线圈(图1),以高达每秒57000位(bps)的速度实现井下工具与地面之间的双向数据传输。

「钻井」WDP技术为数据传输搭建高速通道

图1. IntelliServ WDP内的电感线圈可以实现井下工具与地面之间的双向数据传输

传输的数据包括方位角、井斜角、温度、压力以及三轴振动传感器的高频数据。这些传感器并不是限制于近钻头位置。沿着钻杆也有等间距的测量传感器,从而可以获得环空压力数据。这些数据可反应出井眼清洁情况,从而可以避免诸如封堵之类的问题。

自动化平台

当与国民油井华高(NOV)公司的可编程自动化平台NOVOS相结合时,这种近乎瞬时的井下数据传输可以对几项关键作业进行微调。例如,近钻头的振动测量可以细化钻头冲击,这在过去一直是导致钻头损坏与井下工具失效的原因之一。

与MWD / LWD工具和旋转导向系统的高速通信节省了大量时间,消除了传统上与这些工具进行通信所耗费的大部分时间。

除了拥有独立式WDP传输网络的优势之外,该平台还在自动钻井方面发挥着关键作用。司钻利用NOV的控制系统可以操控钻机与钻井作业。司钻负有多重责任,包括船员的安全,这些责任使他无法全面关注钻井作业效率。

NOVOS自动化平台解决了这一难题。带有井下传感器的钻机控制系统与连接它们的IntelliServ井下网络,使先进的闭路自动钻井系统成为可能。此外,该平台开放式的架构理念与软件开发套件,允许第三方编写算法来控制系统。例如,可以通过井下自动最优钻压试求法来提高钻进能力,这种钻压试求法能够持续分析钻井参数的不同组合的功效。

目前正在使用的一种NOVOS应用是当量泥浆密度测量仪,它的设计目的是通过测量环空压力,管理井筒稳定性。这使作业者能够查看沿井筒的岩屑运移情况,并识别出岩屑堆积或潜在岩屑床的区域。第三方的井下工具与传感器也可通过该网络进行通信传输。利用井下数据控制钻井作业,可实现高质量的井眼,而用传统的地面推断测量却很难实现。

地质导向

通常,业内需要钻至油藏“甜点”,技术上可实现一根9米(30英尺)的钻杆定向钻入生产层位。然而,这会在井筒中形成大狗腿,并增加井筒弯曲度。因此,更为常用的是一柱27米(90英尺)的立柱定向钻入生产层位。

然而,如果考虑这27米立柱导致的平均潜在产量损失,那么在井的整个生命周期内,损失可能会超过20万美元。因此,最大限度地提高潜在产量就需要精确的井位与地质导向。想要实现上述要求,则需要在钻井作业中解释地质数据。

利用WDP即可将测井数据传输至地面,实时提供以往仅在内存模式下才能看到的高质量图像,使定向井工程师对井下情况能有更清晰的认识。没有WDP的地质导向几乎就像没有车灯的汽车行驶于黑暗中。使用WDP进行地质导向就像开着前大灯,可确保作业者能在目标区域内实时驾驶。

当使用泥浆脉冲遥测时,通常为2个bps至12个bps,并且在将数据传输至地面时存在时间延迟。通过WDP,实时通信速度可达57000 bps。这使用户能够依靠准确的地质导向,主动降低风险,这有助于避免潜在的产量损失。

随着美国非常规油气市场持续增加水平段的长度,这种准确度变得尤为重要。从2016年到现在,水平段长度从1767米(5800英尺)增加到2438米(8000英尺),增加了40%。按照这个发展速度,到2020年水平段平均长度可达4572米(15000英尺)。NOV有能力为该行业提供有力的支持,以确保作业者拥有先进的技术,顺利钻出更长的水平段。该行业再次证明,先进技术可以帮助公司提高作业效率,走出现今的低迷期。

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