Δεδομένα για τα κάτω άκρη

Ένας διατρητής αλληλεπιδρά με τη διεπαφή γεωτρήσεως NOV. (Πηγή: NOV)

Το προειδοποιητικό είναι προεντεταμένο, ένα ρητό που ισχύει ιδιαίτερα όταν πρόκειται για γεώτρηση σε βάθος. Οι υπεράκτιες γεωτρήσεις χρησιμοποιούν όλο και περισσότερο τις υφιστάμενες και τις νέες τεχνολογίες δεδομένων με στόχο τη λήψη αποφάσεων σε πραγματικό χρόνο και την ασφαλή λειτουργία τους.

Τα σύνθετα φρεάτια και οι δεξαμενές σε συνδυασμό με το υψηλό κόστος και τον κίνδυνο των υπεράκτιων δραστηριοτήτων οδηγούν την ανάγκη για πρόσβαση σε εκτεταμένα δεδομένα σχετικά με τα κατώτατα όρια, ενώ οι εταιρείες παροχής υπηρεσιών απαντούν στην κλήση.

Μία από τις νεώτερες τεχνολογίες για την απόκτηση πληροφόρησης σχετικά με τα κατώτατα όρια ελαχιστοποιεί τη χρήση του χρόνου εξέδρας για καλωδιακές λειτουργίες για να βοηθήσει τους χειριστές να αυξήσουν την αποδοτικότητα λειτουργίας μειώνοντας παράλληλα το κόστος της κατασκευής του φρέατος.

Ο Ron Balliet, παγκόσμιος πρωταθλητής του προϊόντος για μαγνητικό συντονισμό, δήλωσε ότι η υπηρεσία μαγνητικού συντονισμού Xaminer (XMR) αντιπροσωπεύει μια "επανάσταση στην ανάλυση σχηματισμού".

Η υπηρεσία XMR χρησιμοποιεί έναν αισθητήρα με μειωμένη αντοχή ονομαστικής ισχύος 35.000 psi και 350 βαθμούς Φαρενάιτ, για την παροχή μετρήσεων πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού (NMR) και την παροχή δεδομένων σχηματισμού που περιλαμβάνουν χαρακτηρισμό υγρού 2D και 3D, ταξινόμηση μεγέθους πορώδους άνθρακα, αντισυμβατική ανάλυση και διαπερατότητα. Σύμφωνα με την εταιρεία παροχής υπηρεσιών, η XMR μπορεί να αποκτήσει περίπου οκτώ φορές περισσότερα δεδομένα με λιγότερο από το ήμισυ της δύναμης των παραδοσιακών αισθητήρων και μπορεί να αναπτυχθεί σχεδόν σε κάθε περιβάλλον ανοιχτής σύνδεσης.

Μερικές δεξαμενές αποτελούνται από λεπτές κλίνες, έτσι οι χειριστές θέλουν μια απότομη κατακόρυφη ανάλυση και εξαιρετικά μικρά μεγέθη πόρων δεν είναι ασυνήθιστα, επομένως είναι απαραίτητο να ληφθούν γρήγορα μετρήσεις. Η μείωση του ανοίγματος κεραίας και η μείωση του διαστήματος μεταξύ των ηχώ είναι χαρακτηριστικά σχεδιασμού που χρησιμοποιούνται για τη βελτίωση της ανάλυσης μεγέθους μικρών πόρων και για τη βελτίωση της κατακόρυφης ανάλυσης.

Ο Balliet είπε ότι ο μαγνητικός συντονισμός βοηθά να επισημανθούν οι δεξαμενές που θα παράγουν καλύτερα και είναι πιο εμπορικές δείχνοντας όχι μόνο την οριοθέτηση της δεξαμενής αλλά και διαφοροποιώντας το πετρέλαιο, το αέριο και το νερό.

Ένας μόνο αισθητήρας είναι κατάλληλος για όλες τις εφαρμογές και μεγέθη οπών από 5 7/8 ίντσες έως 17 ½ ίντσες, δήλωσε ο Balliet. Μπορεί να συνδεθεί τρεις φορές ταχύτερα από την υπάρχουσα τεχνολογία του Halliburton, πρόσθεσε.

Η XMR αποκτά πληροφορίες για τις δεξαμενές σε ένα μόνο πέρασμα και μπορεί να καταγράψει πάνω και κάτω ένα πηγάδι. Οι χειριστές μπορούν να αποκτήσουν μια μεγάλη ποσότητα πληροφοριών NMR σε ένα ταξίδι.

Η υπηρεσία XMR της Halliburton μπορεί να αποκτήσει περίπου οκτώ φορές περισσότερα δεδομένα με λιγότερη από τη μισή δύναμη των παραδοσιακών αισθητήρων και μπορεί να αναπτυχθεί σχεδόν σε κάθε περιβάλλον καταγραφής των ανοιχτών ανοιγμάτων. (Πηγή: Halliburton)

Το λογισμικό που εκτελεί και ελέγχει τον αισθητήρα, καθώς και το λογισμικό NMR Studio, το λογισμικό ανάλυσης Halliburton για δεδομένα πυρηνικού μαγνητικού συντονισμού αναπτύχθηκαν παράλληλα με το εργαλείο. Ο Balliet είπε ότι οι αλγόριθμοι είναι καινούργιοι.

"Αυτή είναι μια μοναδική πλατφόρμα που ταιριάζει σε αυτόν τον αισθητήρα και έχει σχεδιαστεί για αυτό το σκοπό. Το λογισμικό ανάλυσης παρέχει έλεγχο ποιότητας και πολλαπλές αναλύσεις NMR ", ανέφερε.

Τα προϊόντα αναστροφής παρέχουν λεπτομέρειες για τον όγκο του πετρελαίου, τον όγκο του αερίου και το ιξώδες του πετρελαίου, είπε. Μαζί, το λογισμικό θέτει το στάδιο για την τροφοδοσία όλων των δεδομένων σε διάφορες ολοκληρωμένες πλατφόρμες ανάλυσης, είπε.

Το Xaminer ήταν πάνω από πέντε χρόνια στο σχεδιασμό και έχει χρησιμοποιηθεί για την καταγραφή αρκετών φρεατίων 9,000 μέτρων στο Κόλπο του Μεξικού. Μία από τις προκλήσεις που παρουσιάστηκαν κατά τη διάρκεια της δοκιμής στον τομέα ήταν ο καλύτερος τρόπος να αναπτυχθεί ο αισθητήρας για να τον κρατήσει ενάντια στον τοίχο του φρεατίου.

Μια άλλη δυσκολία στην ανάπτυξη του αισθητήρα ήταν η εξημέρωση της παρεμβολής μεταξύ αισθητήρων, δήλωσε ο Balliet. Η λύση ήρθε με τη μορφή μιας σειράς φίλτρων που κρατά άλλους αισθητήρες καλωδίων από το να παρεμβαίνουν σε αυτό και αντίστροφα, πρόσθεσε.

Ο Halliburton εμπορεύτηκε την υπηρεσία το τρίτο τρίμηνο του 2018.

Η εταιρεία παροχής υπηρεσιών επέστρεψε τον αισθητήρα σε 25,700 psi και 31,860 ft MD του Κόλπου του Μεξικού καλά με θερμοκρασίες 340 βαθμών Φαρενάιτ στα 2.100 μέτρα νερού. Ένα λογαριθμικό δείγμα NMR ενός τέτοιου πηγαδιού με την υπάρχουσα τεχνολογία μπορεί να διαρκέσει από 24 έως 30 ώρες, δήλωσε ο Balliet, αλλά ακόμη και καταγράφοντας το δρόμο προς τα κάτω και εκτελώντας ένα ασφαλιστικό ημερολόγιο στην έξοδο, ο Xaminer έκοψε αυτό το χρόνο στα μισά.

"Ο χειριστής θεωρεί ότι πρόκειται για τα καλύτερα δεδομένα NMR που είχαν ποτέ", είπε.

Η Halliburton θα αναπτύξει τον αισθητήρα παγκοσμίως το 1ο τρίμηνο του 2019.

Συνεχής παρακολούθηση πίεσης
Με την πολυπλοκότητα των δεξαμενών και την κατασκευή των σωληνώσεων, σε συνδυασμό με το υψηλό κόστος των υπεράκτιων και ρυθμιστικών αναγκών εργασίας, οι χειριστές αναζητούν τρόπους για τη συνεχή παρακολούθηση της ακεραιότητας φραγμών κάθε πηγαδιού.

Η συμβατική μέθοδος ήταν να επαληθεύσει την ακεραιότητα σε συγκεκριμένα διαστήματα κλείνοντας μέσα στο φρεάτιο, αναβάλλοντας έτσι την παραγωγή. Μια εναλλακτική λύση για την περιοδική παρακολούθηση είναι μια συνεχής μέθοδος με λύση καλής ζωής όπως το Roxar Wireless PT (WiPT) από την Emerson Automation Solutions. Το WiPT είναι ένα ηλεκτρονικό σύστημα που παρακολουθεί την δακτυλιοειδή πίεση b. Τροφοδοτείται από την επιφάνεια με έναν επαγωγικό συζεύκτη, παρά με μπαταρίες, που επεκτείνει τη διάρκεια ζωής του εργαλείου.

Το WiPT βαθμολογείται για λειτουργίες έως 400 βαθμούς Fahrenheit και 10.000 psi. Ο Terje Baustad, κύριος σύμβουλος τεχνολογίας για τη μέτρηση της ροής στην Emerson, δήλωσε από την αρχή ότι η εταιρεία σχεδίασε το προϊόν για εφαρμογές υψηλής πίεσης και υψηλής θερμοκρασίας (HPHT).

"Η μετάβαση σε αυτή τη διαδρομή είναι πιο δαπανηρή και διαρκεί περισσότερο. Αργότερα αγοράζετε κάτι τέτοιο, αλλά όταν φτάσετε εκεί έχετε ένα καλύτερο προϊόν ", δήλωσε ο Baustad.

Τέτοια συστήματα μπορούν να παράσχουν δυναμικά δεδομένα σχετικά με την εξέλιξη του πεδίου, εξασφαλίζοντας συνεχή παρακολούθηση της κατάστασης φραγμού και βοηθώντας τους να καθοδηγήσουν μελλοντικές τοποθετήσεις και σχέδια παραγωγής, δήλωσε ο Baustad.

Μέχρι σήμερα, ο Baustad δήλωσε ότι η Emerson έχει εκτελέσει μόνο τη WiPT offshore Νορβηγία, όπου οι κανονιστικές απαιτήσεις και η εστίαση των πελατών στη μεγιστοποίηση της παραγωγής οδηγούν στην παρακολούθηση του δακτυλίου B, αλλά η εταιρεία "ασχολείται με πελάτες του Κόλπου του Μεξικού και της Μέσης Ανατολής".

Το σύστημα WiPT χρησιμοποιεί δύο αρμούς εργαλείων, έκαστο μήκους περίπου 2 μέτρων, με εξωτερική διάμετρο (OD) που δεν υπερβαίνει το ισοδύναμο του κανονικού κολάρου OD.

"Ελαχιστοποιήσαμε τον αριθμό των εξαρτημάτων για να εξαλείψουμε πολλούς από τους μηχανισμούς που προκαλούν αστοχία όσο μπορούσαμε", δήλωσε ο Baustad.

Ο αισθητήρας WiPT είναι συνδεδεμένος με ένα σύστημα κεραίας και ο πρώτος σύνδεσμος του περιβλήματος είναι ερμητικά σφραγισμένος με συγκόλληση με δέσμη ηλεκτρονίων.

Ο σύνδεσμος του περιβλήματος λειτουργεί και τοποθετείται στο φρεάτιο, αλλά δεν αποστέλλονται δεδομένα αισθητήρα σε αυτό το σημείο. Όταν το τμήμα δεξαμενής τρυπιέται και ολοκληρωθεί η ολοκλήρωση, τοποθετείται ένας ενσύρματος κόμβος στην σωλήνωση παραγωγής, μαζί με ένα σύστημα ανάγνωσης και μια κεραία. Ο αναγνώστης τοποθετείται στο ίδιο βάθος στο πηγάδι με την προηγούμενη εγκατεστημένη κεραία περιβλήματος. Αφού ενεργοποιηθεί η κεραία στο σωλήνα παραγωγής, ενεργοποιεί τον αισθητήρα στο εξωτερικό του περιβλήματος μέσω ηλεκτρομαγνητικής επαγωγής. Από εκείνο το σημείο, το WiPT μπορεί να διαβάσει την πίεση και τη θερμοκρασία στο εξωτερικό του περιβλήματος κάθε δευτερόλεπτο για τη διάρκεια ζωής του φρεατίου.

Το σύστημα συνδέεται με μια κάρτα δικτύου σε μια υπομονάδα ελέγχου υποθαλάσσιας, η οποία ανταλλάσσει τα δεδομένα HPHT με τους αισθητήρες και την επιφάνεια.

Το Roxar Wireless PT από την Emerson Automation Solutions είναι ένα ηλεκτρονικό σύστημα που παρακολουθεί τη δακτυλιοειδή πίεση b. (Πηγή: Emerson)

Το πρώτο εγκαταστάθηκε στα τέλη του 2013 και στις αρχές του 2014 για το Equinor - στη συνέχεια το Statoil - σε 340 μέτρα νερού στη νορβηγική Βόρεια Θάλασσα.

Ο Baustad βλέπει μια νέα χρήση των αισθητήρων ως μέσο γέφυρας των άνω και κάτω τελειωμάτων και χειρισμός των μετρητών χωρίς την ανάγκη για ηλεκτρικά συστήματα που ονομάζονται "υγρή σύνδεση". Η πρώτη διαδρομή για αυτή την εφαρμογή αναμένεται να πραγματοποιηθεί το 2019 και θα δώσει τη δυνατότητα στον χειριστή να παρακολουθεί την πίεση και τη θερμοκρασία τόσο στην άνω όσο και στην κάτω ολοκλήρωση μέσω ενός εργαλείου και μιας διασύνδεσης.

Γεώτρηση με ενεργοποιημένα τα φώτα
Λόγω του προφίλ κινδύνου για τις υπεράκτιες εργασίες γεώτρησης, οι επισκευαστές αναζητούν περισσότερα και καλύτερα δεδομένα σχετικά με το φρεάτιο για να βοηθήσουν στην ασφάλεια και να μετριάσουν τον κίνδυνο. Τα υπεράκτια, ταχύτερα πηγάδια είναι πάντα ευπρόσδεκτα, σημείωσε ο Stephen Berkman, διευθυντής της NOV για την παγκόσμια υποστήριξη πωλήσεων για τεχνολογίες φρεατίων, αλλά η ταχύτητα της γεώτρησης δεν είναι η ύψιστη προτεραιότητα.

"Θέλουν ακριβείς πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση του γεωτρήματος και την ικανότητα να γνωρίζουν τι συμβαίνει, ώστε να μπορούν να λάβουν μέτρα για να αποτρέψουν ένα περιστατικό φρεατίου", δήλωσε ο Berkman.

Ο ενσύρματος αγωγός - συγκεκριμένα η προσφορά IntelliServ της NOV - μπορεί να συμβάλει στην βελτιστοποίηση της γεώτρησης, παρέχοντας στους διανομέων πληροφοριών την ανάγκη να λαμβάνουν σωστές αποφάσεις με βάση τα όσα συμβαίνουν στην ουρά, πρόσθεσε.

"Είναι γεώτρηση με τα φώτα σε", είπε, κάτι που είναι "ακαταμάχητο σε μια σειρά υπεράκτιων φορέων."

Η IntelliServ μπορεί να στείλει δεδομένα με ταχύτητες έως και 57.600 bps κατευθείαν στην επιφάνεια για να αναλύσει τι συμβαίνει στο φρεάτιο, είπε. Ο τεράστιος όγκος δεδομένων θα συντρίψει τον μηχανικό γεώτρησης, έτσι ώστε τα δεδομένα να τροφοδοτούνται στο σύστημα ελέγχου της πλατφόρμας και το ιδιόκτητο λογισμικό στην επιφάνεια παρουσιάζει τα δεδομένα οπτικά έτσι ώστε ο μηχανικός γεωτρήσεων να μπορεί να δει τι συμβαίνει και να λαμβάνει αποφάσεις σε πραγματικό χρόνο, δήλωσε ο Berkman.

Σε συνδυασμό με τον ενσύρματο σωλήνα, οι εταιρείες παροχής υπηρεσιών προσφέρουν διεπαφές που επιτρέπουν στις μονάδες MWD και LWD να συνδέονται με το ενσύρματο δίκτυο σωλήνων της NOV, επιτρέποντας τα δεδομένα να φτάνουν στην επιφάνεια στα 57.600 bps αντί του κανονικού ρυθμού που προσφέρεται από την τηλεμετρία παλμών λάσπης 4 bps έως 12 bps. Κατά τη χρήση τηλεμετρίας παλμού λάσπης, είναι απαραίτητο να εναλλάσσεται ο τύπος των ρευμάτων δεδομένων που αποστέλλονται, έτσι ώστε μια ροή μπορεί να είναι δεδομένα κατεύθυνσης, ακολουθούμενα από δεδομένα πίεσης και στη συνέχεια δεδομένα βάρους, είπε. Ο ενσύρματος αγωγός δεν περιορίζεται στο εύρος ζώνης, πρόσθεσε, έτσι ώστε όλες οι ροές δεδομένων να μπορούν να ρέουν ταυτόχρονα.

Επειδή οι διατρητές που χρησιμοποιούν IntelliServ δεν χρειάζεται να περιμένουν να λάβουν λεπτομέρειες LWD, κάτι που είναι απαραίτητο με τον παλμό λάσπης, μπορούν να τρυπήσουν πιο γρήγορα, είπε. Το ρεύμα δεδομένων IntelliServ - το οποίο μπορεί να περιλαμβάνει το βάρος της τρύπας, τη ροπή και την δακτυλιοειδή πίεση - βοηθά επίσης τους τρυπανιστές να δουν τους κραδασμούς κατά μήκος του τρυπανιού, τα παράθυρα πίεσης, τις συνθήκες γενικού φρέατος και την καθαριότητα των οπών.

"Εκεί βλέπουμε πολλά οφέλη, τι μπορούν να δουν σε πραγματικό χρόνο, ώστε να μπορούν να λάβουν μέτρα μετριασμού", δήλωσε ο Berkman.

Η πρώτη εμπορική δουλειά της IntelliServ ήταν το 2006, και το 2015, βασισμένη σε πολυάριθμες δοκιμές πεδίου, η NOV εισήγαγε μια αναβαθμισμένη έκδοση του συστήματος, με κάθε σημαντική συνιστώσα του συστήματος να βελτιώνεται.

"Η δεύτερη έκδοση έχει αποδειχθεί εξαιρετικά αξιόπιστη μεθοδολογία τηλεμετρίας", δήλωσε ο Berkman. "Βλέπουμε στο εύρος 95% έως 98% για υπεράκτια uptime."

Βλέποντας και παρεμβαίνοντας
Η αποτελεσματική παρέμβαση σε μακρύτερα και πιο σύνθετα πλευρικά στοιχεία σημαίνει ότι έχετε πρόσβαση στην επιφάνεια σε δεδομένα κάτω από την οπή, όπως το βάρος σε bit, ροπή, πίεση γεώτρησης, δακτυλιοειδή πίεση και θέση κολάρου περιβλήματος, για να αναφέρουμε μερικά.

"Όμως, ο επιφανειακός εξοπλισμός δεν σας λέει τι συμβαίνει", δήλωσε ο Ashton Dorsett, πρωταθλητής προϊόντων για τις υπηρεσίες έξυπνης παρέμβασης xSight στο Baker Hughes, εταιρεία της GE.

Η BHGE εισήγαγε την πλατφόρμα xSight για να αντιμετωπίσει αυτές τις προκλήσεις. Το xSight συγκεντρώνει δεδομένα από τους αισθητήρες κάτωθεν και το στέλνει στην επιφάνεια για να βοηθήσει τους ειδικούς παρέμβασης "να μειώσουν το χρόνο που ξοδεύουν προσπαθώντας να καταλάβω τι συμβαίνει κάτω", δήλωσε ο Dorsett.

Στο παρελθόν, εάν ένα συγκρότημα κάτω πυθμένα αφεθεί στην τρύπα, ένα ειδικευμένο χέρι ψαρέματος θα παρακολουθούσε την οθόνη για ένα χτύπημα του βάρους στο κομμάτι, αλλά ήταν απαραίτητο να τραβήξουμε όλη την έξοδο από την τρύπα για να διαπιστώσουμε εάν το ψάρι ήταν πράγματι στη γραμμή. Μερικές φορές χρειάστηκαν πολλαπλά ταξίδια.

Το xSight συλλέγει δεδομένα από τους αισθητήρες κάτωθεν και το στέλνει στην επιφάνεια για να βοηθήσει τους ειδικούς παρέμβασης. (Πηγή: BHGE)

"Με το xSight, μπορείτε να δείτε βάρος [αλλαγές] τόσο μικρά όσο τα 300 κιλά, τα οποία προσφέρουν σημαντικά υψηλότερη ανάλυση σε σύγκριση με τον επιφανειακό εξοπλισμό που συνήθως έχει ανάλυση περίπου £ 1.000", δήλωσε ο Dorsett. "Γνωρίζετε τότε και εκεί που το έχετε και μπορείτε να επιβεβαιώσετε ότι το έχετε. Παίρνει την εικασία της εργασίας από αυτό. "

Η υπηρεσία βασίζεται σε διάφορους αισθητήρες, συμπεριλαμβανομένων των μαγνητόμετρων, των επιταχυνσιόμετρων και των μετρητών τάσης στο εργαλείο xSight για την αποστολή δεδομένων προς τα πάνω σε πραγματικό χρόνο μέσω τηλεμετρίας παλμών λάσπης, όπου διαφορετικός επιφανειακός εξοπλισμός αποκωδικοποιεί τις πληροφορίες για να «βλέπει» τι συμβαίνει κάτω.

Υπηρεσίες όπως το xSight μπορούν να παράσχουν δεδομένα για την παρακολούθηση και λήψη αποφάσεων από απόσταση, είπε.

Η υπηρεσία βοηθά επίσης στη βελτιστοποίηση των εργασιών φρεζαρίσματος.

"Αν δείτε πολλούς κραδασμούς, μπορείτε να κάνετε ρυθμίσεις στις λειτουργίες σας. Μπορείτε να χτυπήσετε πιο γρήγορα ", δήλωσε ο Dorsett. Οι φορείς εκμετάλλευσης έχουν μειώσει την άλεση "κατά 50%, πραγματοποιώντας προσαρμογές με βάση τα δεδομένα των κατωφλιών".

Καθώς η υπηρεσία εξελίσσεται, είναι πιθανό το xSight να ενσωματώνει διαφορετικές μεθόδους μετάδοσης δεδομένων, όπως η ακουστική τηλεμετρία μέσα στο σπάγκο, που δεν συσφίγγονται στον σωλήνα όπως κάνουν ορισμένοι ανταγωνιστές και άλλους αισθητήρες για τη μέτρηση διαφορετικών αντικειμένων ενδιαφέροντος. Επιπλέον, θα δοθεί μεγάλη έμφαση στην προώθηση της ικανότητας εξάσκησης της αξίας από τα δεδομένα, με την ενσωμάτωση τεχνικών μάθησης μηχανών και τεχνητής νοημοσύνης, πρόσθεσε.