《中国石化西南石油局 “智慧引擎”驱动钻井全周期提速》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: guokm
  • 发布时间:2020-04-24
  • 4月18日,中国石化西南石油局页岩气项目部工作人员李辉,正通过电脑远程确认威页46-2HF井完钻信息。李辉一边操作电脑上的石油工程智能化管控平台,一边用视频通话对该井后续完井作业进行技术指导。“53.79天,该井创造深层页岩气井钻井周期最短纪录!”他略显兴奋地介绍。

    中国石化“百日攻坚创效”行动开展以来,西南石油局进一步打破信息壁垒,深化信息共享,应用自主开发的“石油工程智能管控平台”,通过“智慧引擎”驱动钻井施工全周期提速,拧紧产能建设的每一链每一环,抢抓攻坚创效的每一分每一秒。

    “如同每口钻井都有‘成长档案’。”走进西南石油局信息化管理中心,石油工程管控平台设计人员江莹莹介绍,“管理人员只要拿起手机、打开电脑,甚至不用进入井场,就能快速推进建设流程。”她熟练地打开电脑页面,登陆石油工程管控平台,点击一个井号,从研究设计、部署搬迁、现场技术、施工验收再到监督评估,以前需要不同的部门审批、不同的施工队伍对接,现在可以通过系统实现钻井全生命周期网上管理。

    在设计阶段,石油工程智能管控平台开发了在线设计模块,科研人员可以查看所有井的施工参数。一方面省去大量搜集资料的时间,另一方面在施工设计时“用数据说话”,摒弃“凭经验、靠感觉”的粗放式工程参数设计模式,提升钻井工程设计的经济性、科学性。

    “鼠标一点,完成的设计便能提交审批,上级管理人员也能实时收到推送提醒。这样无纸化的线上办公,使项目审批周期大大缩短,让项目‘能上尽上,能快尽快’。”工程技术研究院钻井设计人员房舟语气轻快地介绍。该设计系统运行以来,累计应用近两百口井,缩短项目准备时间的同时,大幅节约资料印刷和车辆使用费用。

    在施工阶段,石油工程智能管控平台集成操作标准、地质跟踪、远程监督、风险防范、应急处置等模块功能,并且能够实时采集施工中的数据,自动录入钻具信息等工程参数。过去人工录入施工参数效率低、准确率低、可靠性差,而智能平台推广应用以来,系统自动录取施工情况,每日减少现场技术人员资料填报时间2小时以上。

    与此同时,科研人员、班组长可根据实时传输的数据准确判断施工井“健康状态”,随即针对不同情况调整钻进方案,提高优质储层钻遇率。

    异常监督管控和远程验收功能的实现,让管理人员可以随时随地在平台上掌握施工进展。“以前管一口钻井需要好几个人,现在只要登陆系统,通过视频,一个人就能够管好几口。”石油工程监督中心副主任周静介绍,“如果施工过程发生异动,系统会自动发出预警。”

    今年以来,西南石油局50余口钻井实现全过程、全方位、全天候的监控管理,已开展远程验收30余井次。值得一提的是,在疫情防控期间,通过远程管理减少人员上井百余人次,不但进一步降低管理费用,更确保了现场安全连续施工

    中国石化西南工区有多个上产区块,又有多家石油工程作业单位。在“百日攻坚创效”行动中,西南石油局与石油工程公司联合行动,共享智能管控平台数据,统筹推进生产运行、技术保障、物资供应、降本增效、质量管控等工作。换句话说,工区内的合作施工单位都可以根据权限登录智能管控平台,查看地层特性、钻头选型、临井数据等参数,使优秀施工经验在工区内快速推广,提升工区队伍整体施工水平。

    四月春光明媚,西南石油局威荣页岩气田、元坝气田、川西气田开发建设施工正如火如荼,威页45-6HF井、威页46-2HF井、彭州3-5D井相继刷新工区钻井周期最短纪录,“智慧引擎”正驱动天然气产能建设全力“跑起来”。

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    • 6月6日,石油工程公司“Idrilling应龙”科学钻井系统1.0版在山东青岛正式发布。该系统通过构建“感知-决策-执行”三位一体的智能控制体系,实现钻井全流程智能协同、自主优化,达到国际先进水平。 石油工程公司副总经理孙丙向作系统发布。会议由经纬公司副总经理慈兴华主持,胜利石油工程公司副总经理葛磊致辞,华北石油工程公司副总经理蒋学锋参加会议。集团公司信息和数字化管理部、油田勘探开发事业部有关领导,来自中国石油大学(华东)、长江大学、西南石油大学的专家学者,以及油气田分公司、石勘院、工程院、石油工程公司本部和各地区公司的领导代表共计60余人参加发布会。 01、智能因子赋能钻井新生 “Idrilling 应龙”科学钻井系统 1.0版本,由石油工程公司主导研发,经纬公司、胜利石油工程公司联合攻关,集“物联感知+科学决策+闭环控制”三大子系统于一体,通过实时采集海量数据并进行智能分析,结合“长城大模型”自动生成钻井施工方案,实现精准控制从钻头到地面设备的导向自动化,犹如给“钻地龙”装上“精准眼”和“智慧脑”。 02、准确秒读千米地层“脉搏” “物联感知”子系统包括井筒全参数感知、装备物联网络、随钻地层数据采集、风险智能识别等模块,可实时捕获地质,工程、设备状态等海量数据,让地下千米“一览无余”,实现了工程信息、地质信息及异常监测数据的深度融合。其中,依托覆盖100余种定制化通信协议、内嵌装备故障机理模型的装备物联网络,可全面采集井场关键装备运行数据,实时监测并提前预警提醒,源头提高钻井安全水平。 03、让AI变身“指挥官” “科学决策”子系统由钻井优化、地质导向、AI数据分析三大模块组成。通过对建模数据、施工数据等全自主分析,结合“长城大模型”,自动生成钻井施工方案,让地下复杂变得可计算,让钻井效率变得可预见。 04、双闭环控制驯服“钻地龙” “闭环控制”子系统涵盖钻井参数协同自动控制和导向自动化控制两大模块。在地下,由旋转导向工具、随钻测井系统组成的智控单元,构建了实时感知与自动控制闭环;在地面,全自动化钻机与远程决策中心通过高速通信网络联动,高效构建地面协同闭环。 05、让决策有“数”可依 中国石油大学(华东)石油工程学院副院长黄维安表示,“Idrilling 应龙”科学钻井系统凭借强大的数据处理能力,实时采集、传输和深度分析地质参数、工程数据等海量信息,借助大数据与人工智能技术,为识别地质构造、油气藏分布提供了有力的支撑,提前预判井漏、井喷等风险,让决策有“数”可依、科学高效。我们期待加强该系统在地质和石油工程专业卓越工程师培养的共享性,支撑学生工程实践和创新能力培养。 集团公司信息和数字化管理部高级专家吴建军认为,该系统解决了数据采集、工程优化和装备联动难题,是人工智能技术在勘探开发领域成功应用的典型范例,为行业内相关场景应用提供了极具价值的借鉴。并且,从应用效果看,施工井段平均机械钻速大幅提升,复杂故障率降低15%,为上游效率提升与成本节约注入了强劲动力。 集团公司油田勘探开发事业部石油工程室副经理许礼儒表示,该系统不仅显著提升地质认知精度、钻井效率与资源配置效能,更能通过智能化安全监测、设备健康管理及绿色工艺优化,实现降本增效、安全可控与低碳发展的多重目标,是推动传统油气勘探开发向“更智能、更高效、更安全、更可持续”跨越的利器。 06、“Idrilling应龙”未来可期 据悉,“Idrilling应龙”科学钻井系统在前期试验阶段已在深层超深层、页岩油气、致密气等非常规油气藏累计应用近400口井,应用井段平均机械钻速提升19.34%,平均钻井周期缩短12.93%,复杂故障率降低15%。 “Idrilling应龙”科学钻井系统已描绘出了一幅引领未来的战略蓝图。下一步,石油工程公司将继续秉承“现场操作自动化、决策管理智能化、运营服务扁平化、施工环境友好化、生产过程低碳化”的“五化”理念,以数智赋能、智创未来为目标,构建集“智能决策 + 智联控制 + 全自动化钻机 + 钻井智能导航”为关键支撑的智慧钻井体系,重塑传统钻井模式,全面提升作业效率、安全水平与资源利用率,推动实现油气工程迈入更加高效、安全、绿色的新时代,打造引领能源技术革新的智能钻井新范式。
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    • 编译者:guokm
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    • 12月8上午9时整,中国石化西南石油局川西气田所属钻井工程项目——彭州6号平台90101钻井队全队员工,随着井队长的一声哨响,各自步入预定岗位,一场紧急防喷演习开始。这是川西气田首个超深高含硫丛式井组四机联作平台施工现场的一幕。 据了解,彭州6号平台包含6口开发井,其最深井深高达8102米,最大水平位移3164米,是川西气田高含硫超深水平开发井项目的重中之重,这一区块因地下压力层系多、井壁易垮易塌而成为难啃的“硬骨头”。 为确保平台安全施工,彭州项目部建起三道“防护墙”。一是强化井控训练。严格按“四七”动作进行实战化演练,定期开展平台联动防喷演习,给参加演习的当班人员现场打分考核,提高作业队伍在发生紧急情况时应急处置能力。二是严格落实安全生产责任制,值班干部白天夜晚巡回检查全覆盖,发现问题和隐患在第一时间整改,把问题责任落实到人头。三是严格执行技术措施,确保钻井施工高效安全。针对该平台陆相深部地层须三段、须二段、小塘子组石英含量高,研磨性强,硬度大,难钻井段长,以及须家河组煤线层稳定性差,须二段易漏,小塘子组易钻遇高压裂缝性气层,喷漏同层风险高,造斜段滑动钻易托压卡钻等技术难题。彭州项目部钻完井技术管理人员牵头,在“一井一策”“一段一策”的基础上,多次组织钻井、定向以及堵漏经验丰富专家等施工单位人员召开技术研讨,针对每段地层制定安全快速方案,形成以强攻击抗研磨个性化PDC破岩钻头提高机械钻速,优配复合盐强抑制聚磺防塌钻井液稳定井壁,配套利于提高复合钻井效率的混合PDC钻头+振荡螺杆+MWD定向和“多增-多调”轨道控制等关键技术。通过甲乙方联合攻关团队严格督导现场精细组织实施,进一步优化钻井参数和钻具组合,同时重点贯彻“即打即封”技术逐步提高上部地层承压能力,钻至须二段、小塘子高压气层提前提高密度和加强封堵,安全顺利钻穿多压力系统喷漏同层地层,实现陆相深部难钻地层快速高效施工。 与此同时,通过强化项目管理、不断夯实HSE管理基础。针对重点井,重难点区域,组建甲乙方现场联合监管团队,依托生产技术、随钻地质跟踪、安全监管三个保障组。提前制定运行计划,加大提速攻关、抓实风险管控、推进节能降本“四提一降”工作取得重大突破,在彭州6-1D井单只钻头破川西气田须二、小塘子组井段单只钻头进尺最高纪录;彭州6-3D井小塘子组单日进尺89米,破小塘子组直径241.3毫米井眼单日进尺最高纪录;彭州6-6D井二开一趟钻钻至造斜点井深4100,直井段平均机械钻速每小时4.92米,创川西海相井二开直井段钻速最高纪录;彭州6-3D井二开钻井周期59.25天,破川西气田二开钻井周期最短纪录,彭州6-1D井二开钻井周期55.37天,再次刷新二开钻井周期最短纪录。