تسليط (الألياف) الضوء على الآبار

تستخدم شركة Equinor الألياف البصرية في موقع Johan Sverdrup وتخطط لاستخدامها في آبار Martin Linge. (الصورة: Equinor)

على السطح ، يبدو أن المراقبة والمراقبة في الداخل شيء واضح ومفيد للقيام به. إن معرفة ما يحدث في الآبار يمكن أن يعني أن المشغلين يمكن أن يجعلواهم ينتجون أكثر ، ويغيرون الحقن أو رفع الغاز ، والمنهجيات ، وفتح آبار الإغلاق. المهندس البحري ينظر إلى النشاط الحديث.

لقد تحسنت مجموعة الأدوات وقدرات تلك الأدوات على أساس سنوي بفضل البيانات التي يمكنهم جمعها بسرعة. من الاستماع إلى ما يحدث أو مراقبة درجة الحرارة في البئر ، يمكنهم أن يستنتجوا ، على سبيل المثال ، الموقع الدقيق لاختراق الماء ، إذا كان الصمام قد أغلق أو لا أو حتى نوع وكمية السوائل التي تتدفق عبر بئر. إذا كان أي شيء ، يمكن إنشاء المزيد من البيانات بواسطة هذه التقنيات مما يعرفه المشغلون حاليًا بما يجب القيام به.

تم توضيح بعض هذه التقنيات في ندوة Inwell Surveillance and Monitoring التابعة لشركة SPE في أبردين ، المملكة المتحدة ، أواخر العام الماضي. ولكن ، كان الأمر كذلك مفارقة. يجري القليل جدا من المراقبة في بحر الشمال في المملكة المتحدة على الرغم من التقنيات المتاحة.

أشار غلين براون من هيئة النفط والغاز (OGA) إلى أرقام من عام 2018 ، والتي أظهرت أنه من بين 550 نشاطًا لتدخل البئر في جميع أنحاء المملكة المتحدة 2200 بئر ، 58 فقط كانت للمراقبة (في عام 2017 كان العدد الإجمالي للتدخلات 627). قد لا تروي الأرقام القصة بأكملها ؛ لا يتم احتساب المراقبة باستخدام الأدوات المثبتة مسبقًا في البئر لأنه ليس تدخلاً أو نشاطًا جيدًا للوصول. ومع ذلك ، يشير Michael Hannan ، سابقًا في OGA ، إلى معرفة ثلاثة آبار في بحر الشمال باستخدام تقنية مراقبة الألياف البصرية المثبتة بشكل دائم (تتوفر تقنيات مراقبة أخرى).

يقول براون: "نحن في مكان فقير حقًا". "لدينا ما يقرب من 2500 بئر نشطة وفي العام الماضي أقل من 60 من أنشطة المراقبة داخل البئر. وجهة نظرنا هي أن هذا شعور خاطئ.

"إذا تم حفر بئر بالكامل ، مع مضخات غاطسة كهربائية ويتم اختبارها كل أسبوعين ، فمن المحتمل أن يكون الصفر على ما يرام. لكن الكثير من الحقول لا تملك ذلك. إنه يتعلق بفهم الفرصة والمضي قدمًا. أتوقع معدلات مراقبة 20 ٪. لماذا لا تفعل ذلك؟ انها منخفضة شنقا الفاكهة. نحن نخدش رؤوسنا. لماذا لا نفعل أكثر من هذا؟ "

ربما يكون الافتقار إلى المراقبة أحد الأسباب التي تجعل عدد الآبار المغلقة في عام 2018 على حاله تمامًا كما كان في عام 2017 - بنسبة 30 ٪ من المجموع. لا أحد يبحث في هذه الآبار لمعرفة ما يمكن القيام به لاستعادتها.

يقول سايمون سترومبيغ ، المدير تحت السطحي في EnQuest: جزءًا من المشكلة هو الحوافز. يقول إن أحد المقاييس التي يجب أن تكون حافزًا ، وفعالية الإنتاج (PE) ، يثبط هذا العمل بالفعل. شهدت PE تحسنا ، من 60 ٪ في عام 2012 إلى 74-75 ٪ في 2017-2018 (لا يزال أقل من هدف 80 ٪). يقول سترومبيغ: "إن رقم كفاءة الإنتاج في بحر الشمال ليس حقيقيًا". إنه مدفوع بالحاجة إلى قياس. لكن ، إذا قلت إن لدينا كفاءة إنتاج بنسبة 92٪ ، يعتقد المدير التنفيذي لدي أن لدي 92٪ مما هو متاح ومنتج مُحسّن. في الواقع ، هذا ليس صحيحا. أعتقد أن معظم الناس يبحثون عن السعة ويضعون الإنتاج فوقها. " بدلا من ذلك ، كما يقول هو ما يجب أن تكون نسبة الحد الاقتصادي. "إذا كان الأمر كذلك ، يمكنني أن أكون صادقا بشأن حبس الإمكانات" ، كما يقول. "هذا يعني أن لدي فرصة يجب أن أطاردها. هذا يعني أن مديري يجب أن يهتموا بهذه الإمكانات المحتملة.

Strombeg لديه "نموذج خنق" للنظر في هذه الفرصة بشكل أكثر إيجابية. إنه ينظر إلى ما هو ممكن على الوضع الحالي ، وما هو ممكن مع عمل إضافي وما هو غير اقتصادي مع التكنولوجيا الحالية ، استنادًا إلى الإنتاج الحالي والسعة الحالية والحد الاقتصادي ، عبر مجرى الإنتاج ، من الخزان إلى الآبار إلى أنظمة التجميع وهكذا على. "كل شيء يبدأ بالمراقبة" ، كما يقول ، لأن هذا يدفع كل شيء ، ولكن هناك حاجة للمراقبة عند كل جزء من سلسلة الإنتاج.

يقول سترومبيغ: "يجب على OGA أن تعيد التفكير في معيار PE بحيث تصبح أداة لدفع الاستثمار ، وليست أداة لإدارة المديرين للتصدي لهم حتى يتمكنوا من تحقيق أهداف الإشراف". ستكون الحوافز الأخرى مفيدة أيضًا ، شأنها شأن التعاون عبر الحقول لتوسيع نطاق العمليات ، وتبسيط الأصول ، التي تم تصميمها للحقول التي تنتج 100000 برميل من معادل النفط يوميًا (سعر الفائدة في اليوم) لا تدعم سوى 5000.

حسنا تحسس
قامت شركة Well-SENSE للتكنولوجيا في أبردين بتطوير FiberLine Intervention (FLI) ، وهي تقنية الاستشعار عن طريق الألياف البصرية من أجل مراقبة الآبار. تم إسقاطها في بئر ولفها بالألياف العارية كما هي. وبمجرد وصولها إلى عمق البئر ، تكتشف الألياف بعد ذلك المعلمات المختلفة - أي الصوت (الاستشعار الصوتي الموزع / DAS) ودرجة الحرارة (استشعار درجة الحرارة الموزعة / DTS) ، حسب ما هو مطلوب - وتنتقل تلك البيانات إلى السطح في الوقت الفعلي.

يمكن تخزين ألياف متعددة في نفس الوقت ويمكن أن يشتمل النظام على أجهزة استشعار أحادية النقطة لتطبيقات مختلفة ، مثل الضغط ودرجة الحرارة وموقع طوق الغلاف وما إلى ذلك. عند الانتهاء من العملية ، يمكن أن يظل المسبار والألياف في قاع البئر في تقدير المشغل ، حيث يتحلل.

تم إجراء الجولة الأولى من عمليات النشر الخارجية للتكنولوجيا في العام الماضي (2019) لأداء عمليات DTS و DAS في ماليزيا وبحر الشمال. يقول كريج فيرتي من Well-SENSE ، إن الجيل القادم ، الذي سيصدر قريباً ، سيقدم قياسات مقاومة الصمود والمقاومة. يمكن استخدام البيانات للكشف عن التسريبات ، وإجراء التنميط بالحقن ، وتشخيص رفع الغاز ، والزلازل الرأسية والميزيميكية ، وكذلك التخطيط للمسوحات الاتجاهية.

يقول فيرتي: "إن الشيء المذهل حول القياس الموزع على الألياف العارية هو ارتفاع مستوى الحساسية". "الأهم من ذلك ، أن تكون قادرًا على النظر في الوقت الفعلي عبر كامل طول الألياف في البئر. يستغرق التسجيل السلكي وقتًا طويلاً للحصول عليه وعليك الوصول إلى النقطة الصحيحة في الوقت المناسب. من خلال القياس الموزع ، فإننا ننظر إلى كل شيء في الوقت المناسب ، في الوقت الفعلي وهذا أمر قوي ، والقدرة على إجراء الاستطلاعات بسرعة وتحديد أماكن المشاكل ".

مسبار FLI ذو إحساس جيد وقاذفة.
(الصورة: حس جيد)

Silixa
Silixa يصنع أنظمة استشعار الألياف البصرية لتركيبات قاع البئر الدائمة ولتدخلات الكبلات بواسطة السلك أو السليكلاين. يقول Vero Mahue من Silixa إن الجمع بين DAS و DTS يمكن أن يكون قويًا ، مما يتيح بيانات قابلة للقياس الكمي. يمكن استخدام الألياف في الكشف عن تسرب حفرة البئر وإنتاجها وتوصيف الحقن لها وللحصول على البيانات الزلزالية ، إلى جانب تطبيقات أخرى لقياس قاع البئر. نظام Carina Silixa ، باستخدام ألياف Constellation المصممة هندسيًا ، قادر على اكتشاف الصوت 20 ديسيبل (dB) أسفل DAS استنادًا إلى الألياف القياسية ، مما يجعله حساسًا حتى للتسربات الصغيرة في حفرة البئر. كما تقول إنه من خلال قياس سرعة الصوت باستخدام الألياف وتطبيق تحليل تحول دوبلر ، يمكن الحصول على ملف تعريف لسرعة التدفق من البئر كله ، مما يوفر معلومات قابلة للقياس الكمي وليس النوعي فقط. عن طريق قياس سرعة الصوت ، يمكنه أيضًا تحديد ما يتدفق عبر واجهات البئر / الغاز - السائل أو الغاز (حيث ينتقل الصوت بشكل أسرع عبر السائل من الغاز).

Silixa يستخدم الألياف البصرية لمراقبة جيدة.
(الصورة: Silixa)

OptaSense
تقوم شركة OptaSense ، وهي شركة QinetiQ ، بنشر تقنية DAS للألياف الضوئية لجمع بيانات التدفق الزلزالي والتشكيل الزلزالي الرأسي (VSP) الدائمة للعملاء. أرخص من استخدام العقد في قاع المحيط (OBN) بالإضافة إلى توفير فتحة أسفل مستشعر النطاق العريض الدائمة لإجراء استطلاعات الوقت التي يمكنك قياس العمليات الأخرى في البئر ، مثل تأثير فيضانات المياه أو رفع الغاز أو صمامات التحكم في التدفق ، يقول J.Andres Chavarria ، من OptaSense. يقول: "جمال الألياف هو أنه يمكنك رؤية الديناميكية بالكامل عبر البئر بأكملها". "الألياف حساسة للصوت ودرجة الحرارة ؛ DAS دقيقة للغاية مع دقة المكانية الدقيقة. عندما تقوم بربط قياسات سرعة التدفق لكل نقطة حقن ، نبدأ في بناء نموذج لكيفية تأثير إنتاج المكامن اعتمادًا على تصميم الإنجاز. "

يمكن أن يكتشف زلزالًا صغيرًا قد يكون مفيدًا إذا احتاج المشغل إلى إظهار أنه لم يأت من حقله.

يقول شافاريا إن هذه التكنولوجيا قد استخدمت في الخارج بما في ذلك الآبار التي يبلغ عمق المياه فيها كيلومترًا واحدًا في خليج المكسيك في الولايات المتحدة لاختبار مناطق الإكمال والتحقق من نموذج الإنتاج ، من خلال بناء ملفات الإنتاج عبر الخزان بأكمله مع تدفق مناطق مختلفة.

يقول: "الحدود التالية هي آبار بحرية". "إلى أي مدى يمكنك الوصول إلى هذه الأنظمة من خلال نظام سري طويل؟" تكمن أهمية ذلك في التحدي المتمثل في الحفاظ على سلامة البيانات التي تتدفق عبر الألياف أثناء مرورها عبر الموصلات المختلفة ، بما في ذلك اتصالات الرطب ، قبل الوصول إلى مربع الاستجواب. حصلت OptaSense على بيانات زلزالية لهذا الإعداد باستخدام 25 كيلومترًا سريًا ، مع قسم نشط طوله 5 كيلومترات في البئر و 30،000 قناة في وقت واحد.

تقوم OptaSense بنشر تقنية DAS للألياف الضوئية لجمع بيانات التدفق الزلزالي والتشكيل الزلزالي والرأسي (VSP) الدائمة. (الصورة: OptaSense)

رسمان رسسم
قامت شركة Resman النرويجية بتطوير تقنية التتبع المثبتة في النهاية. عندما يتم أخذ عينات من سوائل الإنتاج ، سيعرف المشغل بالضبط من أين تأتي البئر. وهي مصممة للإفراج عنها عند ملامسة سوائل معينة ، مثل الماء ، لتحديد الموقع داخل بئر يحدث فيه حدث اختراق للمياه ، كما يقول إدورني ألجزابال. يمكن أيضًا استخدام الكشف الخاص بهم لتقييم سلامة معدات إكمال الآبار ، مثل الصمامات والأكمام والرازم. لقد تم تثبيت تقنية Reserman في أكثر من 200 حقل في جميع أنحاء العالم ، بما في ذلك جميع الآبار في حقل Kraken في EnQuest في بحر الشمال ، وهو عضو من الجمهور لاحظ ، من أجل إبلاغ عمليات حقن المياه.

يوفر Metrol ، في الوقت نفسه ، أجهزة استشعار يمكن تثبيتها على الأنابيب ، خارج عمليات الإكمال وعلى الشاشات التي ترسل لاسلكيًا ثم ترسل البيانات إلى رأس البئر مع إشارات كهرمغنطيسية ، وتتجنب المشاكل مع الموصلات الرطبة المبتلة ، أثناء عمليات الحفر التي توفر بيانات محلية عبر أقسام يصعب خلاف ذلك احصل على.

يتم تثبيت تقنية التتبع Resman في الانتهاء لتوفير معلومات حول تدفق حفرة البئر.
(الصورة: Resman)

الصورة: جان آرني ولد ، وولدكام / إيكينور يقول ريتشارد توندل ، من شركة الطاقة Equinor ، إن الشركة لديها أكثر من 50 بئراً مزودة بأنظمة الألياف البصرية المنتشرة بشكل دائم. هذه كلها فوق باكر الإنتاج ، وليس في منطقة الإنتاج وتستخدم في الغالب لنقل البيانات من أجهزة استشعار أسفل البئر. سوف يكون للمنشآت الأحدث أنظمة ألياف تتيح نقل البيانات والاستشعار الموزع ، على حد قوله. ويشمل ذلك ، ثمانية آبار في حقل يوهان سفيردروب العملاق ، الذي بدأ تشغيله في أكتوبر 2019 ، مرة أخرى ، وصولاً إلى باكر الإنتاج. ومع ذلك ، هذا يتغير أيضا. "خلال عام 2020 ، نأمل في تثبيت أول كابل ليفي في قسم الخزان (في Johan Sverdrup) ، ونهدف إلى منشآت الألياف البصرية في آبار تحت البحر من عام 2022 ،" يقول Tøndel. من عام 2020 ، سيكون لبعض الآبار في Martin Linge ألياف للمراقبة والبيانات. يقول توندل: "نعتقد أن بصريات الألياف يمكن استخدامها لتحسين مراقبة سلامة البئر ، وكذلك زيادة معرفتك بكيفية حدوث الإنتاج والحقن في البئر". "القيمة مقنعة. يمكن إجراء الملاحظات عندما يحدث شيء ما في البئر أو في الآبار المجاورة أو حتى من مسافات طويلة. عندما تغلق وتفتح صمامًا ، يمكنك سماعه. ستمنحك تركيبات الألياف البصرية الدائمة القدرة على الحصول على البيانات دون الإخلال بالإنتاج. يمكنك الحصول على تكرار أعلى وإمكانية ملاحظة تغييرات أكثر دقة. " تم اختبار Equinor DTS و DAS منذ عام 2010 ، كما يقول توندل. في العامين الأخيرين ، كان Equinor يقوم أيضًا بتجربة DAS في الوقت الفعلي بشكل مستمر في بئر ، لمعرفة كيفية القيام بنقل البيانات في الوقت الحقيقي والتحليل والتصور. أحد التحديات الرئيسية هو التعامل مع الكم الهائل المحتمل من البيانات وكيفية نقلها وتنظيمها ومعالجتها. تعمل شركة Equinor حاليًا على تطوير نظام على Johan Sverdrup يعتمد على تقنية مفتوحة المصدر ، كما يقول Tøndel. تخطط Equinor أيضًا لدمج استخدام كابلات الألياف الضوئية في قاع البئر مع نظام مراقبة الخزان الدائم الذي يتم تثبيته في الحقل ، من خلال الاستماع إلى عمليات الاستحواذ السيزمية المخططة التي تحدث كل عام.