智能化技術引領油氣行業未來
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發布人:wuj 發布時間:2019/9/16 14:58:50  瀏覽次數:135次
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智能化技術引領油氣行業未來

  當前國際油價仍處于相對低位,而油氣開發向深海深層非常規進軍,開發難度加大,成本增加,技術創新無疑是降本增效的利器。8月27日至28日,2019貝克休斯(中國)智能化油田服務博覽會在北京舉行,展示了貝克休斯從油藏評價、鉆井到完井、生產全產業鏈共16種新型技術產品。與會專家從油服的角度分析了當前油氣開發面臨的各種挑戰,提出了應對這些挑戰的技術解決方案,揭示了油氣開發技術發展的新趨勢。

  油氣開發面臨哪些難題

  油氣行業技術的發展必須堅持問題導向,才能有針對性解決油氣生產實際問題。深海深層非常規油氣藏由于地質、地理環境等因素,在勘探、鉆井、完井、開發全過程面臨更加復雜的難題。

  非常規油氣藏地層條件往往更為復雜,例如我國四川地區地層復雜多變,易出現垮塌風險,易產生震動,硅質含量高;新疆瑪湖地區地層復雜多變,微裂縫、斷層發育,地層研磨性強,有濁沸石分布。

  復雜的地質條件給鉆井帶來一系列風險與難題。如可鉆性差,鉆井液濾失風險加大,容易發生卡鉆等復雜情況,機械鉆速低,進而增加非生產時間。惡劣的地質條件還對鉆頭提出了苛刻的要求,鉆頭需要更加堅硬耐磨,耐高溫高壓,打定向井時準確導向難度加大,同時鉆頭的適用范圍要更廣,例如在極硬地層和夾層頻繁的地層都需要有良好的表現。

  非常規油藏一般具有低孔隙度、低滲透率、嚴重的非均質性等特點,自然產能很低甚至無自然產能,往往需要鉆水平井,并進行壓裂改造,套管尺寸更小、磅級更大。由此帶來產量快速下降、氣體處理(段塞)、固體處理、大位移、嚴重的狗腿度和套管尺寸限制等諸多問題。非常規儲層還面臨地質不確定性風險,例如斷層。

  目前存在哪些新型技術

  為應對油氣開發尤其是非常規開發面臨的難題,油氣行業不斷研發新技術,實現降本增效。從開發過程看,目前新技術可分為油藏評價技術、鉆井技術、完井技術和生產技術四大類。

  油藏評價代表性技術有高精度全三維壓裂模擬技術和遠程測井技術。高精度全三維壓裂模擬技術能整合所有不同類別的數據,包括三維地震及構造數據、測井數據、地質力學數據、完井及生產數據等,它在優化壓裂設計、提高生產井壓裂效果以及指導大型壓裂施工等方面發揮重要作用。遠程測井系統突破了地域限制,實現了測井現場和遠程專家系統之間數據的實時傳輸,有助于測井公司實現快速決策,有效處理緊急事件,大大提高作業效率和質量。

  新型鉆井類技術主要有定向鉆井技術(關鍵是導向技術)、尖端鉆頭技術和先進的鉆井液技術。定向鉆井成功的三要素是精準的井筒定位、卓越的井筒質量和快速可靠的工具表現,而新型尾管導向系統和旋轉導向系統能實現連續精準的導向,幫助井筒精確定位。

  尖端鉆頭的代表是獅虎獸鉆頭,已經發展到第五代,第五代獅虎獸鉆頭具有先進的切削結構,可提高機械速和鉆頭可靠性,同時通過先期的軟件模擬確保提供優秀的定向控制能力,它還優化密封材料和結構,延長鉆頭使用壽命。公開數據顯示,獅虎獸鉆頭創造單趟最長進尺的新紀錄,平均進尺提高40%,機械鉆速提高43%,軸承壽命提高35%,節約鉆井成本59萬美元。

  鉆井液被喻為為鉆井的血液,新型鉆井液技術可有效應對壓差卡鉆、井壁失穩、流體漏失等多種問題,其中有代表性的是先進的橋堵技術,合成石墨在壓力條件下橋堵更大的孔喉通道,可變形封堵聚合物成膜喉道。該技術在我國長寧頁巖氣區塊首次現場應用降低90%漏失量。

  最新的先進分支井完井技術幫助油氣田降本增效。分支井有增加單井產能、油藏動用率最大、優化地表工程或井槽需求、減少設備資產以及運營資本的投入、減少對自然環境的影響等諸多優點。體現這一技術的主要是壁掛式懸掛系統、和多級壓裂分支井完井系統。

  生產技術主要包括壓裂技術和人工舉升技術。水平井分段壓裂技術的關鍵在于橋塞,主要分為快鉆橋塞和可溶橋塞兩類。新型橋塞有魚雷橋塞、輕質合金橋塞和幽靈全可溶橋塞,分別為復合橋塞、快鉆橋塞和全可溶橋塞。其中,幽靈全可溶橋塞在礦化水和溫度條件下溶解,無需井筒干預,可以下至連油不能達到的超長水平井內,使用過程中無硬質金屬材料或者陶瓷殘留在井筒內。

  人工舉升技術的關鍵在于泵。新款電潛泵專門為非常規研油氣藏研發,可提高系統的操作靈活性和性能,是可靠高性能的寬幅泵。在動態條件下,該泵技術通過延長系統正常運行時間和增大生產壓差來提高生產率和最終儲層恢復。可減少氣體干擾,提高生產和資產使用價值,穩定生產,減少停機時間,同時降低運行成本、提高系統的可靠性。

  未來技術發展路在何方

  目前的技術解決的問題有限,要破解油氣行業的難點,油氣行業技術向著數字化和智能化發展。此次博覽會的主題和名稱都強調了“智”字,展品中的智能隨鉆擴眼器和抽油機智能控制系統也說明技術智能化的發展方向。

  8月22日,中國石油集團經濟技術研究院在最新發布的《世界與中國能源展望》(2019版)報告中專門設置了智能互聯情景并預測該情境下,我國能源產業將向更加高效、綠色、低碳方向轉型,在新技術的支持下,油氣開采收率將得到提升,同時開采成本將下降。

  數字化、智能化技術對油氣行業的影響更不可小覷。以數字化、智能化和納米技術為主要特征的第五次油氣生產技術革命正在來臨。這些新型信息化技術在油氣生產領域大規模快速擴散應用,將大幅提升油氣開采效率、降低開采成本。

  談到我國油氣行業數字化、智能化技術的應用現狀,中國石油經濟技術研究院副院長姜學峰表示:“目前我國油氣行業的信息化處于較高級階段,數字化技術已經起步,但距離真正的智能化還相差很遠。在油藏模擬分析、鉆井工程以及煉廠運營管理方面我們已經開始探索應用智能化技術,未來的發展潛力巨大。”

  根據中國石油集團經濟技術研究院的預測,到2020年,數字化和智能化技術開始在全球油氣生產領域規模化商業應用;2025年前后,在全球油氣生產領域大規模推廣;2030年后,將得到全面應用。數字化和智能化技術在油氣生產領域的應用可以提高油氣采收率20%以上,而成本可以下降20%以上。這將大大增加全球油氣資源量,提升油氣競爭力。

來源:中國石油新聞中心



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