بيانات قاع البئر

تتفاعل الحفار مع واجهة الحفر NOV. (المصدر: NOV)

تم التنبيه من الذبذبة ، وهو قول مأثور ينطبق بشكل خاص عندما يتعلق الأمر بحفر المياه العميقة. وتعتمد الحفارات البحرية بشكل متزايد على تقنيات البيانات الموجودة والجديدة في قاع البئر لاتخاذ قرارات في الوقت الحقيقي والحفاظ على العمليات آمنة.

الآبار والخزانات المعقدة جنبا إلى جنب مع التكلفة العالية ومخاطر العمليات البحرية كلها تدفع الحاجة إلى الوصول إلى بيانات قاع البئر واسعة النطاق ، وشركات الخدمات هي الرد على المكالمة.

واحدة من أحدث التقنيات للحصول على المعلومات في قاع البئر تقلل من استخدام وقت التزود بالعمليات السلكية لمساعدة المشغلين على زيادة كفاءة التشغيل مع تقليل تكلفة بناء البئر.

وقال رون بالييت ، بطل منتجات هاليبرتون العالمي للرنين المغناطيسي ، إن خدمة Xaminer Magnetic Resonance (XMR) تمثل "ثورة في قرار التشكيل".

تستخدم خدمة XMR مستشعر ذو قاع لأسفل تم تقييمه إلى 35000 رطل لكل بوصة و 350 درجة فهرنهايت لتوفير قياسات الرنين المغناطيسي النووي (NMR) وتقديم بيانات التكوين بما في ذلك توصيف السوائل ثنائية وثلاثية الأبعاد ، وتصنيف حجم المسام بالكربونات ، والتحليل غير التقليدي والنفاذية. ووفقًا لشركة الخدمات ، يمكن لشركة XMR الحصول على بيانات أكثر من ثمانية أضعاف بأقل من نصف قوة أجهزة الاستشعار التقليدية ، ويمكن نشرها في كل بيئة تسجيل مفتوحة تقريبًا.

وتتكون بعض الخزانات من أسِرَّة رقيقة ، لذلك فإن المشغلين يريدون دقة رأسية حادة ، وأحجام المسام الصغيرة للغاية ليست شائعة ، لذلك من الضروري أخذ القياسات بسرعة. الحد من فتحة الهوائيات وتقصير المسافات بين الصدى هي ميزات التصميم المستخدمة لتحسين دقة حجم المسام الصغيرة وتحسين الدقة العمودية.

وقال باليت إن الرنين المغناطيسي يساعد على إبراز الخزانات التي ستنتج أفضل إنتاج وتكون أكثر تجاريا من خلال إظهار ليس فقط ترسيم الخزان ولكن أيضا تمييز النفط والغاز والمياه.

وقال بلويت إن المستشعر الواحد مناسب لجميع التطبيقات وأحجام الثقوب من 5 إلى 7 بوصة إلى 17 1/2 بوصة. وأضاف أنه يمكنه تسجيل ثلاث مرات أسرع من تكنولوجيا هاليبرتون الحالية.

تستحوذ XMR على معلومات الخزان في مسار واحد ، ويمكنها تسجيل الدخول إلى الأعلى والأسفل. يمكن للمشغلين الحصول على كمية كبيرة من معلومات الرنين النووي المغناطيسي في رحلة واحدة.

يمكن لخدمة XMR من Halliburton الحصول على بيانات أكثر بثمانية أضعاف بأقل من نصف الطاقة من أجهزة الاستشعار التقليدية ويمكن نشرها في كل بيئة تسجيل مفتوح تقريبًا. (المصدر: هاليبرتون)

تم تطوير البرنامج الذي يدير المستشعر ويتحكم فيه ، بالإضافة إلى NMR Studio ، برنامج تحليل Halliburton لبيانات الرنين المغناطيسي النووي ، بالتوازي مع الأداة. وقال باليت الخوارزميات كلها جديدة.

"هذه منصة فريدة تناسب هذا المستشعر وهي مصممة لهذا الغرض. يوفر برنامج التحليل مراقبة الجودة وأنواع متعددة من تحليلات الرنين النووي المغناطيسي ، "قال.

وقال ان منتجات انعكاس توفر تفاصيل عن حجم النفط وحجم الغاز ولزوجة النفط. وقال إن البرنامج معا يمهد الطريق لإطعام جميع البيانات في منصات التحليل المتكاملة المختلفة.

كان Xaminer على مدى خمس سنوات في عملية التصنيع ، وقد تم استخدامه لتسجيل عدة آبار عميقة بعمق 9000 متر في خليج المكسيك. كان أحد التحديات التي تم كشف النقاب عنها أثناء الاختبار الميداني هو كيفية نشر المستشعر بشكل أفضل للحفاظ عليه في مواجهة جدار حفرة البئر.

وقال بلويت إن صعوبة أخرى في تطوير جهاز الاستشعار كانت "ترويض التداخل بين أجهزة الاستشعار". وأضاف أن الحل جاء في شكل سلسلة من المرشحات التي تحافظ على أجهزة الاستشعار السلكية الأخرى من التدخل في هذا واحد والعكس بالعكس.

قامت Halliburton بتسويق الخدمة في الربع الثالث من عام 2018.

قامت شركة الخدمة بنشر جهاز الاستشعار في 25،700 رطل على البوصة المربعة و 31،860 قدم من خليج المكسيك بشكل جيد مع درجات حرارة تصل إلى 340 درجة فهرنهايت في 2100 متر من المياه. وقال باليت إن سجل الرنين المغناطيسي النووي الذي يحتوي على مثل هذا البئر مع التكنولوجيا الحالية قد يستغرق من 24 إلى 30 ساعة ، ولكن حتى لو قام بتسجيل الدخول إلى الأسفل وأداء سجل تأمين على المخرج ، فقد خفض زامينر ذلك الوقت إلى النصف.

وقال: "يشعر المشغل أن هذا هو أفضل بيانات الرنين النووي المغناطيسي التي كانت لديهم في أي وقت مضى".

ستقوم هاليبرتون بنشر المستشعر عالمياً في الربع الأول من عام 2019.

مراقبة الضغط المستمر
ومع تعقيد الخزانات والبناء الجيد ، إلى جانب التكاليف المرتفعة للعمل في الخارج والمتطلبات التنظيمية ، يبحث المشغلون عن طرق لمراقبة نزاهة حاجز كل بئر بشكل مستمر.

كانت الطريقة التقليدية هي التحقق من السلامة في فترات زمنية محددة عن طريق الإغلاق في البئر ، وبالتالي تأجيل الإنتاج. بديل عن المراقبة الدورية هو طريقة مستمرة مع حياة حل جيد مثل Roxar Wireless PT (WiPT) من Emerson Automation Solutions. WiPT هو نظام على الإنترنت يراقب الضغط b الحلقي. يتم تشغيله من السطح باستخدام قارنة التوصيل الاستقرائي ، بدلاً من البطاريات ، التي تمدد عمر الأداة.

يتم تصنيف WiPT لعمليات 400 درجة فهرنهايت و 10،000 رطل لكل بوصة مربعة. قال تيري باوستاد ، المستشار التكنولوجي الأساسي لقياس التدفق في إيمرسون ، منذ البداية أن الشركة صممت المنتج لتطبيقات الضغط العالي والارتفاع في درجة الحرارة (HPHT).

"الذهاب إلى هذا الطريق هو أكثر تكلفة ويستغرق وقتا أطول. إنك في وقت لاحق لتسويقها بهذه الطريقة ، ولكن عندما تصل إلى هناك سيكون لديك منتج أفضل.

وقال باوستاد إن مثل هذه الأنظمة يمكن أن توفر بيانات ديناميكية حول تطور الحقل ، بما يضمن المراقبة المستمرة لحالة الحاجز والمساعدة في توجيه مواضع الآبار وخطط الإنتاج المستقبلية.

حتى الآن ، قال Baustad ، إيميرسون لا تدير سوى WiPT في الخارج النرويج ، حيث المتطلبات التنظيمية والتركيز على العملاء إلى الحد الأقصى لمرحلة الإنتاج محرك مراقبة B ، ولكن الشركة "تعمل مع عملاء خليج المكسيك والشرق الأوسط."

يستخدم نظام WiPT مفاصل أداة اثنين ، طول كل منهما حوالي 2 متر ، مع قطر خارجي (OD) لا يزيد عن ما يعادل معيار OD طوق.

وقال باوستاد: "لقد قللنا من عدد المكونات للقضاء على أكبر عدد ممكن من الآليات المسببة للفشل".

يقترن جهاز استشعار WiPT بنظام هوائي ، ويتم إغلاق أول وصلة غلاف بإحكام بواسطة لحام شعاع الإلكترون.

يتم تشغيل وصلة الغلاف ووضعها في البئر ، ولكن لا يتم إرسال بيانات المستشعر عند هذه النقطة. عندما يتم حفر مقطع الخزان وإكماله ، يتم وضع عقدة سلكية على أنابيب الإنتاج ، إلى جانب نظام للقارئ وهوائي. يتم وضع القارئ على نفس العمق في البئر الذي به هوائي التغليف المثبت مسبقًا. وبمجرد أن يصل الهوائي على أنبوب الإنتاج إلى أعلى ، فإنه يعمل على تشغيل المستشعر الموجود خارج الغلاف عبر الحث الكهرومغناطيسي. من هذه النقطة ، يمكن لـ WiPT قراءة الضغط ودرجة الحرارة على السطح الخارجي للغلاف كل ثانية لحياة البئر.

يتم توصيل النظام ببطاقة شبكة في وحدة تحكم تحت سطح البحر ، والتي تقوم بتبادل بيانات HPHT مع المستشعرات والسطح.

يعد Roxar Wireless PT من Emerson Automation Solutions نظامًا عبر الإنترنت يراقب ضغط b الحلقي. (المصدر: ايمرسون)

تم تركيب الأول في أواخر عام 2013 وأوائل عام 2014 ل Equinor - ثم Statoil - في 340 متر من المياه في بحر الشمال النرويجي.

يرى Baustad استخدامًا جديدًا لأجهزة الاستشعار كوسيلة لجسر الإكمال العلوي والسفلي والتعامل مع المقاييس بدون الحاجة إلى أنظمة كهربائية تسمى "التوصيل الرطب". ومن المتوقع أن يحدث التشغيل الأول لهذا التطبيق في عام 2019 وسيمكن المشغل من مراقبة الضغط ودرجة الحرارة في كل من الإكمال العلوي والسفلي من خلال أداة واحدة وواجهة واحدة.

الحفر مع الأضواء على
نظرًا لملف بيانات المخاطر لعمليات الحفر البحرية ، يبحث الباحثون عن بيانات أكثر وأفضل حول حفرة البئر للمساعدة في ضمان السلامة وتخفيف المخاطر. في الخارج ، الآبار الأسرع هي دائما موضع ترحيب ، لاحظت ستيفن بيركمان ، مدير المبيعات العالمية لشركة NOV لتكنولوجيات حفرة البئر ، لكن سرعة الحفر نفسها ليست الأولوية القصوى.

وقال بيركمان: "إنهم يريدون معلومات دقيقة عن حالة حفرة البئر ، والقدرة على معرفة ما يجري حتى يتمكنوا من اتخاذ خطوات لمنع وقوع حادثة حفرة في الماء".

وأضاف أن الأنبوب السلكي - لا سيما برنامج IntelliServ الذي تقدمه NOV - يمكن أن يساعد في تحسين عمليات الحفر من خلال توفير المعلومات التي يحتاجها المثبتون لاتخاذ قرارات جيدة بناء على ما يحدث بالفعل في أسفل البئر.

"إنه يحفر مع الأضواء" ، قال ، وهو أمر "لا يقاوم بالنسبة لعدد من المشغلين في الخارج".

وقال إن IntelliServ يمكن أن يرسل بيانات بمعدلات تصل إلى 57600 نقطة في الثانية إلى السطح مباشرة لتفاصيل ما يحدث في حفرة البئر. وقال بيركمان إن الحجم الهائل للبيانات من شأنه أن يطغى على مهندس الحفر ، وبالتالي فإن البيانات تتغذى على نظام التحكم في الحفارة ، بينما تقدم البرمجيات الاحتكارية على السطح البيانات بصريا حتى يتمكن مهندس الحفر من رؤية ما يجري واتخاذ قرارات في الوقت الفعلي.

وبالاقتران مع الأنابيب السلكية ، تقدم شركات الخدمات واجهات تسمح لأجهزتها MWD و LWD بتوصيل شبكة الأنابيب السلكية NOV ، مما يسمح للبيانات بالانتقال إلى السطح عند 57600 نقطة في الثانية ، بدلاً من المعدل العادي الذي يوفره القياس عن بعد لنبضات الطين. 4 نقطة في الثانية إلى 12 نقطة في الثانية. عند استخدام قياس نبضات النبض ، من الضروري تبديل نوع تدفقات البيانات التي يتم إرسالها ، لذلك قد يكون أحد الجداول عبارة عن بيانات اتجاهية ، متبوعة ببيانات الضغط ، ثم بيانات الوزن ، على حد قوله. وأضاف أن الأنبوب السلكي ليس عرض النطاق الترددي مقيدًا ، لذلك يمكن لجميع تدفق البيانات أن يتدفق في وقت واحد.

ونظرًا لأن الثقبين الذين يستخدمون IntelliServ ليسوا مضطرين إلى الانتظار للحصول على تفاصيل LWD ، وهو أمر ضروري مع نبض الطين ، يمكنهم الحفر بشكل أسرع. كما يساعد تدفق البيانات IntelliServ - الذي قد يتضمن ثقوب أسفل البئر على البت ، وعزم الدوران والضغط الحلقي - على مساعدة أجهزة الحفر على رؤية الاهتزاز على طول إطارات الحفر ، ونوافذ الضغط ، وحالة حفرة البئر العامة ونظافة الثقوب.

وقال بيركمان "هذا هو المكان الذي شوهدت فيه الكثير من الفوائد وما يمكن أن تراه في الوقت الفعلي حتى يتمكنوا من اتخاذ خطوات مخففة."

كانت أول وظيفة تجارية لشركة IntelliServ في عام 2006 ، وفي عام 2015 ، واستنادا إلى العديد من التجارب الميدانية ، قدمت NOV نسخة مطورة من النظام ، مع تحسن كل مكون نظام رئيسي.

وقال بيركمان: "أثبت الإصدار الثاني أنه منهج القياس عن بعد الموثوق به للغاية". "نحن نرى في نطاق 95 ٪ إلى 98 ٪ لوقت التشغيل في الخارج".

رؤية والتدخل
والتدخل الفعال في الخطوط الجانبية الأطول والأكثر تعقيدا يعني الوصول إلى السطح إلى بيانات قاع البئر مثل الوزن على الجزء ، وعزم الدوران ، وضغط ثقب البئر ، والضغط الحلقي وموقع طوق الغلاف ، على سبيل المثال لا الحصر.

"لكن المعدات السطحية لا تخبرك بما يحدث في أسفل البئر" ، قالت أشتون دورسيت ، البائعة عن خدمات التدخل الذكي xSight في شركة Baker Hughes ، وهي شركة GE.

قدمت BHGE منصة xSight للتصدي لتلك التحديات. وتقول دورسيت إن xSight تجمع بيانات من مجسات أسفل البئر وترسلها إلى السطح لمساعدة أخصائيي التدخل "على تقليل الوقت المستغرق في محاولة اكتشاف ما يحدث في أسفل البئر".

في الماضي ، إذا تركت مجموعة من قاع البئر في الحفرة ، فإن جهة الصيد الخبيرة سوف تشاهد الشاشة لزرقة في الوزن قليلاً ، ولكن كان من الضروري سحب كل المخارج من الحفرة لتحديد ما إذا كانت الأسماك في الواقع على الخط. في بعض الأحيان كانت الرحلات المتعددة ضرورية.

يجمع xSight البيانات من مجسات أسفل البئر ويرسلها إلى السطح لمساعدة أخصائيي التدخل. (المصدر: BHGE)

"مع xSight ، يمكنك أن ترى الوزن [تغييرات] صغيرة مثل 300 جنيه ، والتي تقدم دقة أعلى بكثير مقارنة مع المعدات السطحية التي عادة ما يكون لها حل من حوالي 1000 رطل" ، وقال دورسيت. "أنت تعرف حقًا أن هناك لديك ، ويمكن أن تؤكد أنك تمتلكه. يأخذ الأمر تخمينه. "

وتعتمد الخدمة على مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار ، بما في ذلك أجهزة قياس المغنطيسية ومقاييس التسارع ومقاييس الضغط في أداة xSight لإرسال بيانات بالزئبق في الوقت الفعلي عبر قياس النبض عن بُعد ، حيث تقوم أجهزة السطح المختلفة بفك شفرة المعلومات "لرؤية" ما يحدث في أسفل البئر.

وقال إن خدمات مثل xSight يمكن أن توفر بيانات قاع البئر للمراقبة عن بعد واتخاذ القرارات.

تساعد الخدمة أيضًا على تحسين عمليات الطحن.

إذا رأيت الكثير من الاهتزاز ، يمكنك إجراء تعديلات على عملياتك. يمكنك طاحونة أسرع "، قال دورسيت. شهد المشغلون انخفاض في الطحن "بنسبة 50 ٪ عن طريق إجراء تعديلات على أساس بيانات قاع البئر".

ومع تطور الخدمة ، من المرجح أن يشتمل xSight على طرق مختلفة لنقل البيانات مثل القياس عن بُعد الصوتي داخل السلسلة - وليس فرضها على الأنبوب كما يفعل بعض المنافسين - وأجهزة استشعار أخرى لقياس أشياء مختلفة من الاهتمام ، على حد قوله. بالإضافة إلى ذلك ، سيتم التركيز بقوة على تعزيز القدرة على استخلاص القيمة من البيانات من خلال دمج تقنيات التعلم الآلي والذكاء الاصطناعي.