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技术是石油天然气勘探开发行业的主要支柱,因此,2012年新技术研究与发展(R&D)的预算资金将继续大幅度增加已经不足为奇。值得关注的是,大部分技术研发资金将以深海开发技术、自动化技术、浮式生产创新技术和非常规开发技术为主要目标。
随着页岩气开发的快速升级以及行业对非常规油气勘探越来越感兴趣,一个比较合理的预测是,今年石油天然气勘探业重点发展技术将围绕水力压裂技术、水平井钻井技术、水平井完井技术、油藏监测技术和水处理技术。由于页岩气储量如此巨大,所以,页岩气的勘探开发将可能成为石油天然气开发作业长达十年的焦点。
尽管陆地页岩开发获得了普及,但事实上,全球30%的石油来自海洋油井生产。据油田系统内部称,虽然当前浅海开发占主导地位,但全球深海市场依然是海洋石油天然气行业增长最快的部分,这主要是深海技术和浮动生产技术对深海油气生产增长做出了最大的贡献。
据道格拉斯―威斯特伍德石油咨询公司预测,从2011~2015年,深海开发的投资将达2,250亿美元,其分析师预测资金投入的较大比例将用于巴西海洋开发、深海装置和浮动生产装置。
未来,石油天然气勘探开发的合作将变得更为重要。除此之外,当开发作业进入更多的偏远、恶劣环境时,有必要建立远程监测中心。
一般来说,做预测是有风险的,但这并不能阻止勘探开发咨询委员会成员对石油天然气行业在新的一年中发展的方向的预测。
石油天然气勘探开发产业的未来可能得益于有关自动化角色的新思考。为什么?答案是更好地控制油田作业。
前景目标已明确定义,更多油田的工作能够通过自动化系统可靠地重复进行,这并不意味着钻机像汽车装配线配备机器人操作一样来完成所有油井工程作业。然而,成功的自动化钻杆排放工具鼓励工程师检查油井工程的各个方面,看看哪个地方的自动化有意义,结果令人惊讶。
关注自动化发展由于许多油田钻井工程作业都是重复性的,所以只有完全了解了油井工程,负责监督每项工程任务的工作人员才能够通过使用测量钻井工程中所有关键参数的各类传感器应对非常复杂的油井作业,如何精准判断动力参数能够可以提高预测发生问题的能力,注意到合格性能范围的偏离。在美国丹佛举行的“石油工程协会年度技术会议”重点讨论了钻井系统自动化技术的发展情况。会上,作业公司和服务公司代表分别介绍了当前自动化技术的任务以及对未来自动化技术发展的一些想法。大家一致认为井下工具建模和自动化必须在井底环境下获得成功。
威德福国际公司的工程师重点讨论了将质量和可重复性能力重返到作业中的计划。当今,钻井作业中把工具和作业人员相结合,模拟装置普遍用来训练现场井队。这是由于在重复性工作的同时,多个动力参数发生,当大多钻井工程作业实现自动化,操作人员可以持续专注于关键项目,确保精准应对这些项目。
贝克休斯的代表阐述了生产封隔器是如何通过自动化技术在西伯利亚库页岛近海安全、精准地配置于多个高剖面井。其中,采用气动冲击器技术可以通过在地面管件上的代码敲击来和井底工具通讯,该技术尤其在作业长分支井时非常有效,在此处是无法使用其它方式与完井钻柱通讯的。
哈里伯顿列举了一些自动化技术成功应用的范例,如何提高井下作业的效率和质量。这是从实时操作中心开始的,该公司能够实现用较少的作业人员完成最复杂的任务。同时,哈里伯顿正在考虑使PMD、运行和测试完井、固井作业及增产措施也实现自动化。
斯伦贝谢专注于自动化的潜在能力。例如,钻井中射孔抢的自动装卸。实践证明,当使用该射孔枪时,可以很清晰地达到钻井平台的“红色区域”,因此,新技术通过自动化操作实现配备、部署和装卸无须人工干预,创造了更为安全的生产环境。
此外,斯伦贝谢为实现自动化的目标着重研究了智能化钻井服务,尤其是当进行完井管柱时可以同步控制导电体,防砂工艺也在考虑实自动化,压井液、非预期失水量和流入口及当量泥浆密度也在研究中。
智能化提升效率
井下磨铣作业采用变速驱动能够使作业者平稳操作,提高了50%的磨铣效率。石油天然气工业的发展决定了哪些工具及技术要实现自动化,同时能够合理地完成,一些关键的因素应考虑,如:人为因素----在多大程度上实现自动化而不产生风险;在石油天然气工业中可接受的风险有哪些?自动化的理解价值是什么?存在哪些潜在的影响因素?能够为一口井找到完美的钻井方案或是一个很好的钻井方案是否能适合所有的钻井?
一个新的提议即随生产测井在进行中,不同于大家比较熟悉的测井仪器的生产,这个程序是使用精准的井下温度和压力仪表。据斯伦贝谢公司介绍,通过智能化,其提高效率的无限性是很有可能的。壳牌通过‘回归基本’方式,采用钻机图标如马氏漏斗粘度和泥浆比重称,依靠对泥浆性能的持续测量,这能够立刻显示井底流入水量或失水量,同时,消除钻头振动也能显著地提高钻井效率和钻头寿命。
未来自动化钻井的场景令人期待。尽管钻井作业不会像生产流水线那样操作,但是许多钻井勘探活动一定能在不久的将来实现自动化作业和智能化操作。