钻井技术的发展—从自动化向自主的转变

时间:2021-04-19 14:56 来源:《石油与装备》4月 作者:编译/胡大梁

在当期低油价时期,油公司和油服企业都面临巨大的生存压力,提高效率、降低成本是双方的必然选择。自动化在提高勘探和生产工作效率中起着关键作用,但是当今的自动化技术虽然很有用,但并不全面,它们只是简单的完成一系列编程设置的动作流程,在执行过程中通常需要人工监督,难以执行更为复杂的任务,这就需要向自主化技术转变。自主系统具有复杂条件下的决策能力,能够基于各种各样的复杂选择,独立地决定执行给定任务,而无需依靠人工监督和控制,通过将一些决策权委托给系统本身,可以显著减轻管理人员所面临的做出正确决策的压力。钻井是一项复杂的系统性工程,各大油服公司都对钻井技术的自动化、智能化和数字化做出了长期研发。
 
斯伦贝谢的自主定向钻井系统在过去的18年中一直引领着自主钻井技术的发展,系统内置数字化钻井程序,负责处理井眼轨迹计算、调整、操控所需的数据分析工作,能够自动计算出达到下一个目标所需的任何定向变化,确保满足钻达靶点的要求。具有自主和自我指导功能的程序配合井下钻具组合,不仅可以保持预设的井斜角和方位角,而且能够在不受到地面任何干预的情况下自动完成最具挑战性的二维和三维轨迹定向钻井。整个2020年,自主定向钻井系统已在北美的750口井中使用,机械钻速提高了20%以上。
 
斯伦贝谢公司开发了DrillOps Automate系统,能够在无需司钻干预的情况下钻出完整的井眼,在进行钻井作业时,可以同时监视和管理许多其他系统,可以有效地应对钻井异常情况,如果钻头钻遇硬地层或存在粘滞/打滑问题,则可以检测到异常情况并尝试确定原因,然后自行根据设定目标、传感器数据和标准操作程序选择下一个最佳操作措施,不需要司钻进行手动控制,从而节省了时间,也不需要定向司钻不断检查轨迹数据和振动情况。
 
随着技术的持续进步,自主系统可以学习和适应不同的工作条件,吸收分析历史数据,并存储最佳解决方案,它们可以存储重要信息,而不是依靠人类的记忆和个人理解,从而提高系统的决策科学性,使操作员可以专注于完成其它更高级别的任务,从而提高整个工作过程的生产效率。
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