Зачем использовать методы вмешательства в подводные скважины
По мере того, как нефтяная промышленность осваивает более глубокие воды и более сложные условия, ценность эффективных и действенных методов внутрискважинных работ становится все более очевидной. В этой статье рассматриваются основы проведения работ по подводным работам, их значение, ключевые методы, технологические достижения, формирующие их будущее, а также то, как технологии моделирования используются для оптимизации методов проведения работ на подводных скважинах.
Понимание подводных скважинных вмешательств
Ремонт подводных скважин — это комплекс методов и мероприятий, предназначенных для обслуживания, ремонта и оптимизации подводных нефтяных и газовых скважин без необходимости полной мобилизации буровой установки для проведения внутрискважинных работ. В отличие от традиционных скважинных вмешательств , которые обычно предполагают доступ к скважинам с платформ или буровых установок, подводные вмешательства проводятся дистанционно с надводных судов с использованием специализированного оборудования.
Значение подводных скважинных вмешательств
| Выгода | Описание |
| Увеличенный срок службы скважины | Подводные вмешательства позволяют применять методы ремонта, замены и интенсификации добычи на существующих скважинах. Это может значительно продлить срок службы скважины, максимально увеличить добычу ресурсов и отсрочить необходимость строительства новых дорогостоящих скважин. |
| Экономически эффективным | По сравнению с использованием буровой установки для доступа к скважинам, для подводных работ используются более мелкие и более специализированные суда. Это снижает эксплуатационные расходы и делает добычу на малорентабельных месторождениях более осуществимой. |
| Улучшенное производство | Методы вмешательства могут решить такие проблемы, как закупорка или повреждение пласта, что в конечном итоге приводит к увеличению дебита нефти и газа. |
| Доступ к резервам | Подводное вмешательство позволяет достигать и извлекать углеводороды из резервуаров, к которым традиционные методы бурения не могут получить доступ из-за глубины или местоположения. |
| Повышенная безопасность | Подводное вмешательство предлагает более безопасную альтернативу традиционным методам доступа к скважине, поскольку устраняет необходимость размещения персонала на платформе непосредственно над скважиной. |
Ключевые методы подводных вмешательств в скважины
Эти методы имеют решающее значение для обеспечения целостности, производительности и безопасности подводных активов.
1. Вмешательство в проводную связь
Описание: Вмешательство на кабеле — это использование кабеля или троса для транспортировки инструментов и оборудования в скважину для различных операций по вмешательству.
Области применения: каротаж, перфорация, установка пробок, установка скважинных приборов, отбор проб и диагностика скважин.
Преимущества: Обеспечивает точный контроль и сбор данных в режиме реального времени, что позволяет проводить целенаправленные вмешательства и оценивать производительность скважины.
2. Использование колтюбинга
Описание: Для работ с использованием колтюбинговых труб используется непрерывная катушка НКТ для подачи инструментов, жидкостей и оборудования в ствол скважины.
Области применения: очистка, кислотная стимуляция, гидроразрыв пласта, контроль выноса песка, установка пробки и восстановление ствола скважины.
Преимущества: Обеспечивает непрерывную работу без необходимости подключения нескольких труб, что сводит к минимуму время монтажа и повышает эксплуатационную эффективность.
3. Дистанционно управляемые транспортные средства (ROV).
Описание: ROV — это необитаемые подводные аппараты, оснащенные манипуляторами, камерами и датчиками, управляемые с надводного корабля.
Области применения: обслуживание устья скважины, работа клапанов, установка инструментов для вмешательства, установка подводного оборудования и визуальные проверки.
Преимущества: Облегчает операции по вмешательству в глубоководных и опасных средах, снижает подверженность человека рискам и обеспечивает получение изображений с высоким разрешением для детальной оценки.
4. Системы подводного гидравлического ремонта (HWO)
Описание: Системы HWO специально разработаны для выполнения более масштабных работ, таких как заканчивание, капитальный ремонт и ремонт устья скважины, с использованием гидравлической энергии.
Области применения: ремонт НКТ и обсадных труб, обслуживание устья скважин, монтаж оборудования и резка проводников.
Преимущества: Позволяет проводить более масштабные вмешательства без необходимости мобилизации буровой установки, сокращая затраты и время простоя, связанные с традиционными скважинными вмешательствами.
5. Модули и системы вмешательства
Описание: Модули и системы вмешательства представляют собой модульные блоки, предназначенные для установки на существующую подводную инфраструктуру, позволяющие проводить различные операции вмешательства.
Области применения: гидравлическое вмешательство, закачка химикатов, оптимизация газлифта, удаление отложений и мониторинг устья скважины.
Преимущества: Повышает гибкость и универсальность подводных работ за счет предоставления настраиваемых решений, адаптированных к конкретным условиям и требованиям скважин.
6. Подводные насосные и компрессионные системы
Описание: Подводные насосные и компрессионные системы устанавливаются на морском дне для повышения производительности и решения проблем, связанных с обеспечением потока.
Области применения: закачка газа и жидкости, механизированная добыча, предотвращение образования гидратов и поддержание пластового давления.
Преимущества: Улучшает добычу углеводородов из пластов низкого давления, продлевает срок службы месторождения и сводит к минимуму потребность в наземных объектах, снижая эксплуатационные расходы и воздействие на окружающую среду.
7. Инструменты для вмешательства через трубку
Описание: Инструменты для вмешательства через НКТ специально разработаны для доступа и выполнения вмешательств через существующие НКТ или обсадные колонны.
Область применения: Ловильные операции, очистка ствола скважин, установка пробок и пакеров, а также выборочная перфорация.
Преимущества: Сводит к минимуму необходимость вмешательства в ствол скважины и боковых стволов, сохраняя целостность скважины и максимизируя эффективность добычи.
Технологические достижения и будущие тенденции проведения подводных работ в скважинах
1. Робототехника и автономные системы
Одной из наиболее значимых тенденций в области подводных работ является интеграция робототехники и автономных систем. Транспортные средства с дистанционным управлением (ROV), оснащенные современными манипуляторами и сенсорными возможностями, все чаще используются для широкого спектра задач, включая техническое обслуживание устья скважин, эксплуатацию клапанов и установку подводного оборудования. Кроме того, разработка автономных подводных аппаратов (АНПА) обещает революционизировать операции по вмешательству, позволяя выполнять автономные беспилотные миссии в глубоких и сложных условиях.
2. Интеллектуальные инструменты вмешательства
Использование подводных вмешательств меняется в связи с появлением интеллектуальных инструментов вмешательства, которые имеют датчики, исполнительные механизмы и возможности обработки данных. Эти устройства способны собирать данные о скважинных условиях в режиме реального времени, анализировать их локально и самостоятельно принимать решения для оптимизации тактики вмешательства. Интеллектуальные скважинные датчики для мониторинга пласта, интеллектуальные пробки для выборочной изоляции зон и адаптивные системы управления для точного размещения жидкости во время интенсификации притока — вот лишь несколько примеров.
3. Подводные компрессорные и насосные системы
Подводные компрессионные и насосные системы представляют собой смену парадигмы подводных работ, позволяя операторам повысить производительность и продлить срок службы зрелых месторождений без необходимости использования дорогостоящих наземных сооружений. Эти системы, установленные на морском дне рядом с устьем скважины, сжимают или перекачивают углеводороды непосредственно из резервуара на перерабатывающие предприятия, преодолевая проблемы обеспечения потока и максимизируя добычу из резервуаров с низким давлением.
4. Цифровые двойники и прогнозная аналитика
Интеграция технологии цифровых двойников с подводными операциями дает беспрецедентную информацию о производительности и целостности скважин. Создавая виртуальные копии подводных активов и моделируя различные сценарии эксплуатации, операторы могут оптимизировать стратегии вмешательства, прогнозировать отказы оборудования и минимизировать время простоя. Более того, передовые методы аналитики, такие как машинное обучение и прогнозное моделирование, позволяют на ранней стадии обнаруживать потенциальные проблемы и упреждающее планирование технического обслуживания, повышая общую эксплуатационную эффективность и надежность.
5. Подводные электроэнергетические системы и системы управления.
Внедрение подводных систем электроснабжения и управления произвело революцию в операциях по подводному вмешательству, обеспечивая надежное, мощное электроснабжение и возможности дистанционного управления на морском дне. Эти системы устраняют необходимость в гидравлических или пневматических шлангокабелях, снижая сложность, затраты на техническое обслуживание и воздействие на окружающую среду. Кроме того, электрический привод обеспечивает точное управление подводными клапанами, дросселями и другим оборудованием, повышая точность и эффективность вмешательства.
6. Технологии экологического мониторинга и смягчения последствий
С ростом внимания к экологической устойчивости развитие технологий экологического мониторинга и смягчения последствий набирает обороты в подводном вмешательстве. Утечки, разливы и другие опасности для окружающей среды можно обнаружить в режиме реального времени с помощью подводных датчиков и систем мониторинга, что позволяет быстро реагировать и смягчать последствия. Кроме того, разрабатываются инновационные материалы и покрытия для снижения воздействия подводной инфраструктуры и оборудования на окружающую среду при сохранении соблюдения строгих законов и отраслевых стандартов.
Будущие тенденции
Заглядывая в будущее, можно сказать, что будущее подводных работ в скважинах связано с дальнейшим прогрессом, обусловленным технологическими инновациями, отраслевым сотрудничеством и развивающейся динамикой рынка.
Продолжающаяся интеграция робототехники, автономности и искусственного интеллекта для повышения возможностей и эффективности вмешательства.
Разработка современных материалов, покрытий и коррозионностойких сплавов для продления срока службы и надежности подводного оборудования.
Расширение решений по подводной электрификации и возобновляемым источникам энергии для снижения выбросов углекислого газа и эксплуатационных затрат.
Интеграция технологии блокчейн для безопасного управления данными, оптимизации цепочки поставок и соблюдения нормативных требований.
Сотрудничество между заинтересованными сторонами отрасли, академическими кругами и исследовательскими институтами для решения возникающих проблем и открытия новых возможностей подводного вмешательства.
Как технология моделирования используется при подводных работах в скважинах
1. Планирование и проектирование
Программное обеспечение для моделирования позволяет инженерам и операторам создавать подробные модели подводных скважин, оборудования и окружающей среды. Эти модели можно использовать для моделирования различных сценариев вмешательства, оценки потенциальных рисков и оптимизации стратегии вмешательства перед его выполнением. Запуская моделирование, операторы могут выявлять потенциальные проблемы и более эффективно планировать меры вмешательства, обеспечивая безопасную и эффективную работу.
2. Обучение и развитие навыков
Технология моделирования обеспечивает реалистичную и захватывающую среду обучения для персонала, участвующего в работах на подводных скважинах. Стажеры могут попрактиковаться в эксплуатации интервенционного оборудования, выполняя такие задачи, как техническое обслуживание устья скважины, работу клапанов и развертывание инструментов в контролируемых условиях. Это практическое обучение помогает улучшить компетентность, принятие решений и реагирование на чрезвычайные ситуации, повышая общую безопасность и производительность.
3. Испытание и проверка оборудования
Инструменты моделирования нефти позволяют операторам тестировать и сертифицировать оборудование и инструменты для подводных работ в виртуальных условиях перед их развертыванием на местах. Это позволяет оценить производительность, полезность и пригодность оборудования для конкретных скважинных условий. Выявляя возможные неисправности на ранней стадии, операторы могут снизить вероятность отказа оборудования и обеспечить стабильную работу во время реальных вмешательств.
4. Поддержка принятия решений в режиме реального времени
Некоторые усовершенствованные модели вмешательства в скважину предлагают возможности интеграции данных в реальном времени и поддержки принятия решений во время операций по вмешательству. Объединив данные датчиков подводных объектов в реальном времени с прогнозными моделями и симуляциями, операторы могут принимать обоснованные решения и оптимизировать стратегии вмешательства на лету. Это обеспечивает упреждающее решение проблем, снижает риски и максимизирует операционную эффективность во время вмешательств.
5. Анализ после вмешательства
Технология моделирования позволяет провести анализ после вмешательства и оценить эффективность вмешательства. Операторы могут сравнивать фактические результаты вмешательства с смоделированными сценариями, определять области для улучшения и документировать извлеченные уроки для будущих операций. Это ретроспективное исследование помогает уточнить тактику вмешательства, улучшить оперативные процедуры и обеспечить постоянный прогресс в подводных вмешательствах.
Заключение
Ремонт подводных скважин имеет решающее значение для обеспечения безопасности, целостности и продуктивности подводных нефтяных и газовых скважин. Во все более сложных и требовательных условиях операторы могут преодолеть препятствия и реализовать весь потенциал морских углеводородных ресурсов, используя сложные технологии и новые процедуры. Вмешательство в подводные скважины в значительной степени зависит от технологии моделирования, которая обеспечивает виртуальную среду для планирования, обучения и улучшения операций по вмешательству.
