Os riscos inherentes ás operacións de perforación de petróleo e gas son desalentadores, sendo o máis grave a incerteza da presión do pozo.Segundo a Asociación Internacional de Contratistas de Perforación,Perforación a presión xestionada (MPD)é unha técnica de perforación adaptativa utilizada para controlar con precisión a presión anular en todo o pozo.Durante os últimos cincuenta anos, desenvolvéronse e perfeccionáronse moitas tecnoloxías e métodos para mitigar e superar os desafíos derivados da incerteza da presión.Desde a introdución do primeiro dispositivo de control rotativo (RCD) a nivel mundial en 1968, Weatherford foi un pioneiro na industria.
Como líder na industria MPD, Weatherford desenvolveu de forma innovadora varias solucións e tecnoloxías para ampliar a gama e aplicación do control de presión.Non obstante, o control da presión non consiste só en controlar a presión anular.Debe ter en conta innumerables condicións operativas especiais en todo o mundo, formacións complexas e desafíos en diferentes lugares do pozo.Con décadas de experiencia acumulada, os expertos técnicos da compañía entenden que un excelente proceso de control de presión debe adaptarse para abordar diferentes desafíos en lugar de ser un sistema único para calquera aplicación.Guiadas por este principio, desenvolvéronse tecnoloxías MPD de diferentes niveis para satisfacer as diversas necesidades das empresas operadoras, independentemente do desafiante que sexan as súas condicións ou ambientes.
01. Creando un sistema de bucle pechado usando RCD
RCD ofrece garantía de seguridade e desvío de fluxo, servindo como tecnoloxía de nivel de entrada para MPD.Desenvolvidos orixinalmente na década de 1960 para operacións en terra, os RCD están deseñados para desviar o fluxo enriba deBOPpara crear un sistema de circulación de circuito pechado.A compañía innova e mellorou continuamente a tecnoloxía RCD, logrando un éxito comprobado no campo durante varias décadas.
A medida que as aplicacións MPD se expanden a campos máis desafiantes (como novos ambientes e desafíos), os sistemas MPD son máis demandados.Isto impulsou o avance continuo na tecnoloxía RCD, que agora presenta presións e temperaturas nominales máis altas, ata obter cualificacións para o seu uso en condicións de gas puro do Instituto Americano do Petróleo.Por exemplo, os compoñentes de selado de poliuretano de alta temperatura de Weatherford teñen unha temperatura nominal un 60 % máis alta en comparación cos compoñentes de poliuretano existentes.
Coa madurez da industria enerxética e o desenvolvemento dos mercados offshore, Weatherford desenvolveu novos tipos de RCD para afrontar os desafíos únicos dos ambientes de augas pouco profundas e profundas.Os RCD utilizados nas plataformas de perforación de augas pouco profundas sitúanse por enriba do BOP da superficie, mentres que nos buques de perforación de posición dinámica, os RCD adoitan instalarse debaixo do anel de tensión como parte do conxunto de elevadores.Independentemente da aplicación ou do ambiente, o RCD segue a ser unha tecnoloxía crítica, mantendo unha presión anular constante durante as operacións de perforación, formando barreiras resistentes á presión, previndo riscos de perforación e controlando a invasión de fluídos de formación.
02. Engadindo válvulas de estrangulamento para un mellor control da presión
Aínda que os RCD poden desviar os fluídos de retorno, a capacidade de controlar activamente o perfil de presión do pozo conséguese mediante equipos de superficie augas abaixo, especialmente as válvulas de estrangulamento.A combinación deste equipo con RCD permite a tecnoloxía MPD, proporcionando un control máis forte sobre as presións da cabeza de pozo.A solución de presión xestionada PressurePro de Weatherford, cando se usa xunto con RCD, mellora as capacidades de perforación e evita incidentes relacionados coa presión no fondo do pozo.
Este sistema utiliza unha única interface humano-máquina (HMI) para controlar as válvulas de estrangulamento.O HMI móstrase nun portátil na cabina do perforador ou no chan da plataforma, o que permite ao persoal de campo controlar virtualmente as válvulas de estrangulamento mentres supervisa os parámetros cruciais da perforación.Os operadores introducen o valor de presión desexado e, a continuación, o sistema PressurePro mantén esa presión automaticamente controlando o SBP.As válvulas de estrangulamento pódense axustar automaticamente en función dos cambios na presión de fondo do pozo, o que permite correccións rápidas e fiables do sistema.
03. Resposta automática para riscos de perforación reducidos
A solución Victus Intelligent MPD é un dos produtos MPD máis importantes de Weatherford e unha das tecnoloxías MPD máis avanzadas do mercado.Construída sobre as tecnoloxías maduras de RCD e válvula de estrangulamento de Weatherford, esta solución eleva a precisión, o control e a automatización a niveis sen precedentes.Ao integrar equipos de perforación, permite a comunicación entre máquinas, análise en tempo real das condicións do pozo e respostas automáticas rápidas desde unha localización centralizada, mantendo así con precisión a presión do fondo do pozo.
Na parte frontal do equipo, a solución Victus mellora as capacidades de medición de fluxo e densidade ao incorporar medidores de caudal másico Coriolis e un colector con catro válvulas de estrangulamento controladas de forma independente.Os modelos hidráulicos avanzados consideran as temperaturas do fluído e da formación, a compresibilidade do fluído e os efectos de cortes do pozo para determinar con precisión a presión do fondo do pozo en tempo real.Os algoritmos de control de intelixencia artificial (IA) identifican anomalías do pozo, alertan ao perforador e aos operadores de MPD e envían automaticamente comandos de axuste aos equipos de superficie MPD.Isto permite a detección en tempo real da afluencia/perdas do pozo e permite axustes adecuados aos equipos baseados no modelado hidráulico e control intelixente, todo sen necesidade de que os operadores realicen a entrada manual.O sistema, baseado en controladores lóxicos programables (PLC), pode integrarse facilmente en calquera lugar da plataforma de perforación para proporcionar unha infraestrutura MPD fiable e segura.
Unha interface de usuario simplificada axuda aos usuarios a concentrarse nos parámetros clave e emitir alertas para eventos repentinos.A monitorización baseada no estado fai un seguimento do rendemento dos equipos MPD, permitindo un mantemento proactivo.Os informes automatizados fiables, como resumos diarios ou análises posteriores ao traballo, optimizan aínda máis o rendemento da perforación.Nas operacións en augas profundas, o control remoto a través dunha única interface de usuario facilita a instalación automática de riser, o peche completo do dispositivo de illamento anular (AID), o bloqueo e desbloqueo do RCD e o control do camiño de fluxo.Desde o deseño do pozo e as operacións en tempo real ata os resumos posteriores ao traballo, todos os datos seguen sendo consistentes.A xestión da visualización en tempo real e dos aspectos de avaliación/planificación da enxeñaría é xestionada a través da plataforma de optimización da construción de pozos CENTRO.
Os desenvolvementos actuais inclúen o uso de caudalímetros de alta presión (instalados no tubo ascendente) para substituír os contadores de carreiras da bomba simples para mellorar a medición do caudal.Con esta nova tecnoloxía, pódense comparar as propiedades reolóxicas e as características do fluxo de masa do fluído que entra no circuíto de perforación de lazo pechado coas medicións do fluído de retorno.En comparación cos métodos tradicionais de medición manual de barro con frecuencias de actualización moito máis baixas, este sistema ofrece un modelado hidráulico superior e datos en tempo real.
04. Proporcionar un control de presión sinxelo e preciso e adquisición de datos
As tecnoloxías PressurePro e Victus son solucións desenvolvidas para aplicacións de control de presión de nivel básico e avanzado, respectivamente.Weatherford recoñeceu que hai aplicacións adecuadas para solucións que se atopan entre estes dous niveis.A última solución Modus MPD da compañía enche este oco.Deseñado para diversas aplicacións, como ambientes de alta ou baixa temperatura, en terra e augas pouco profundas, o obxectivo do sistema é sinxelo: centrarse nas vantaxes de rendemento da tecnoloxía de control de presión, permitindo ás empresas operadoras perforar de forma máis eficiente e reducir a presión relacionada coa presión. cuestións.
A solución Modus presenta un deseño modular para unha instalación flexible e eficiente.Tres dispositivos están aloxados nun único recipiente de transporte, polo que só require un ascensor durante a descarga no lugar.Se é necesario, pódense retirar módulos individuais do recipiente de envío para colocalos específicos ao redor do pozo.
O colector de estrangulación é un módulo independente, pero se é necesario instalalo dentro da infraestrutura existente, o sistema pódese configurar para cumprir os requisitos específicos de cada plataforma de perforación.Equipado con dúas válvulas de estrangulamento de control dixital, o sistema permite o uso flexible de calquera válvula para illamento ou uso combinado para caudais máis altos.O control preciso destas válvulas de estrangulamento mellora a presión do pozo e o control da densidade de circulación equivalente (ECD), permitindo unha perforación máis eficiente con menores densidades de lodo.O colector tamén integra un sistema de protección contra sobrepresión e tuberías.
O dispositivo de medición de caudal é outro módulo.Usando medidores de caudal Coriolis, mide os caudais de retorno e as propiedades dos fluídos, recoñecidos como un estándar da industria para a precisión.Con datos de balance de masa continuos, os operadores poden identificar inmediatamente os cambios de presión no fondo do pozo que aparecen en forma de anomalías de fluxo.A visibilidade en tempo real das condicións do pozo facilita respostas e axustes rápidos, abordando problemas de presión antes de que afecten ás operacións.
O sistema de control dixital está instalado dentro do terceiro módulo e é o encargado de xestionar os datos e as funcións dos dispositivos de medida e control.Esta plataforma dixital funciona a través da HMI dun portátil, o que permite aos operadores ver as condicións de medición con tendencias históricas e controlar a presión a través de software dixital.Os gráficos que se amosan na pantalla proporcionan tendencias en tempo real das condicións do fondo do pozo, o que permite unha mellor toma de decisións e respostas máis rápidas en función dos datos.Cando funciona en modo de presión de fondo constante, o sistema pode aplicar presión rapidamente durante os períodos de conexión.Cunha simple presión de botón, o sistema axusta automaticamente as válvulas de estrangulamento para aplicar a presión necesaria ao pozo, mantendo unha presión constante no fondo do pozo sen caudal.Os datos relevantes recóllense, almacénanse para a análise posterior ao traballo e transmítense a través da interface do Sistema de Transmisión de Información de Pozos (WITS) para visualizalos na plataforma CENTRO.
Ao controlar automaticamente a presión, a solución Modus pode responder rapidamente aos cambios de presión no fondo do pozo, protexendo o persoal, o pozo, o medio ambiente e outros activos.Como parte do sistema de integridade do pozo, a solución Modus controla a densidade circulante equivalente (ECD), proporcionando un método fiable para mellorar a seguridade operativa e protexer a integridade da formación, logrando así perforacións seguras dentro de ventás de seguridade estreitas con múltiples variables e incógnitas.
Weatherford confía en máis de 50 anos de experiencia, miles de operacións e millóns de horas de funcionamento para resumir métodos fiables, atraendo a unha empresa de operacións con sede en Ohio para implantar a solución Modus.Na zona de Utica Shale, a empresa operadora necesitaba perforar un pozo de 8,5 polgadas ata a profundidade de deseño para cumprir os obxectivos de custo de gastos autorizados.
En comparación co tempo de perforación previsto, a solución Modus acurtou o tempo de perforación nun 60%, completando toda a sección do pozo nunha soa viaxe.A clave deste éxito foi o uso da tecnoloxía MPD para manter as densidades de lodo ideais dentro da sección horizontal deseñada, minimizando as perdas de presión circulante do pozo.O obxectivo era evitar os posibles danos de formación de lodos de alta densidade en formacións con perfís de presión incertos.
Durante as fases de deseño básico e construción, os expertos técnicos de Weatherford colaboraron coa empresa operadora para definir o alcance do pozo horizontal e establecer obxectivos de perforación.O equipo identificou os requisitos e creou un plan de prestación de calidade do servizo que non só coordinou a execución e a loxística do proxecto, senón que tamén reduciu os custos xerais.Os enxeñeiros de Weatherford recomendaron a solución Modus como a mellor opción para a empresa operadora.
Despois de completar o deseño, o persoal de campo de Weatherford realizou unha inspección do lugar en Ohio, o que permitiu ao equipo local preparar o lugar de traballo e a área de montaxe e identificar e eliminar os perigos potenciais.Mentres tanto, expertos de Texas probaron o equipo antes do envío.Estes dous equipos mantiveron unha comunicación continua coa empresa operadora para coordinar a entrega puntual dos equipos.Despois de que o equipo Modus MPD chegou ao lugar de perforación, realizouse unha instalación e posta en servizo eficientes, e o equipo de Weatherford axustou rapidamente o esquema de operación do MPD para acomodar os cambios no deseño de perforación da empresa operadora.
05. Aplicación exitosa no local
Non obstante, pouco despois de aterrar o pozo, apareceron signos de atasco no pozo.Despois de falar coa empresa operadora, o equipo de MPD de Weatherford proporcionou o último plan operativo para resolver o problema.A solución preferida foi aumentar a contrapresión mentres aumentaba lentamente a densidade do lodo en 0,5 ppg (0,06 SG).Isto permitiu que a plataforma de perforación continuara a perforación sen esperar os axustes de lodos e sen aumentar significativamente a densidade de lodos.Con este axuste, utilizouse o mesmo conxunto de perforación de fondo para perforar ata a profundidade obxectivo da sección horizontal nunha viaxe.
Durante toda a operación, a solución Modus supervisou activamente a entrada e as perdas no pozo, permitindo á empresa operadora utilizar fluídos de perforación con densidades máis baixas e reducir o uso de barita.Como complemento ao lodo de baixa densidade no pozo, a tecnoloxía Modus MPD aplicou activamente contrapresión na cabeza do pozo para xestionar facilmente as condicións de fondo do pozo en continua evolución.Os métodos tradicionais adoitan levar horas ou un día para aumentar ou diminuír a densidade de barro.
Ao aplicar a tecnoloxía Modus, a empresa operadora perforou ata a profundidade obxectivo nove días antes dos días de deseño (15 días).Ademais, ao reducir a densidade do lodo en 1,0 ppg (0,12 SG) e axustar a contrapresión para equilibrar as presións de fondo e formación, a empresa operadora reduciu os custos xerais.Con esta solución Weatherford, a sección horizontal de 18.000 pés (5.486 metros) foi perforada nunha soa viaxe, aumentando a taxa de penetración mecánica (ROP) nun 18% en comparación con catro pozos convencionais próximos.
06.Perspectivas sobre o futuro da tecnoloxía MPD
Os casos descritos anteriormente, nos que se crea valor mediante a mellora do rendemento, son só un exemplo da aplicación máis ampla da solución Modus de Weatherford.Para 2024, un lote de sistemas despregaranse en todo o mundo para ampliar aínda máis o uso da tecnoloxía de control de presión, permitindo que outras empresas operadoras comprendan e alcancen un valor a longo prazo con menos situacións complexas e unha maior calidade de construción do pozo.
Durante moitos anos, a industria enerxética só aplicou tecnoloxía de control de presión durante as operacións de perforación.Weatherford ten unha visión diferente sobre o control da presión.É unha solución de mellora do rendemento aplicable a numerosas, se non a todas, categorías de pozos de petróleo, incluíndo pozos horizontais, pozos direccionais, pozos de desenvolvemento, pozos multilaterais e moito máis.Ao redefinir os obxectivos que pode acadar o control da presión no pozo, incluíndo a cementación, a realización de tubaxes e outras operacións, todos se benefician dun pozo estable, evitando o colapso do pozo e os danos na formación ao tempo que aumenta a eficiencia.
Por exemplo, controlar a presión durante a cementación permite que as empresas operadoras aborden de forma máis proactiva os eventos no pozo como a afluencia e as perdas, mellorando así o illamento zonal.A cementación a presión controlada é particularmente eficaz en pozos con ventás de perforación estreitas, formacións débiles ou marxes mínimas.A aplicación de ferramentas e tecnoloxía de control de presión durante as operacións de finalización permite un control sinxelo da presión durante a instalación de ferramentas de finalización, mellorando a eficiencia operativa e reducindo os riscos.
Mellor control da presión dentro de ventás operativas seguras e aplicable a todos os pozos e operacións.Coa aparición continua de solucións Modus e sistemas de control de presión adaptados a diferentes aplicacións, agora é posible o control da presión en máis pozos de petróleo.As solucións de Weatherford poden proporcionar un control integral da presión, reducindo os accidentes, mellorando a calidade do pozo, aumentando a estabilidade do pozo e mellorando a produción.
Hora de publicación: 20-mar-2024