關(guān)于鉆井一體化服務(wù)模式的思考

劉欣

摘要：鉆井是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)的行業(yè)，對(duì)各相關(guān)方協(xié)同的要求很高。分析了國內(nèi)鉆井一體化服務(wù)模式與國際著名油服公司的差距，指出國內(nèi)需加強(qiáng)專業(yè)化與一體化的協(xié)調(diào)，建立統(tǒng)一的多學(xué)科融合的鉆井一體化服務(wù)平臺(tái)，加強(qiáng)井下隨鉆數(shù)據(jù)的獲取，并用于鉆井實(shí)時(shí)優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：鉆井 一體化;服務(wù)模式;優(yōu)化

隨著易開采油氣藏的減少，勘探開發(fā)向深井、非常規(guī)油氣藏、復(fù)雜地層等方向發(fā)展，鉆井風(fēng)險(xiǎn)加劇，而提速、提效、提質(zhì)、提量的要求不斷提高。在此背景下，以斯倫貝謝、貝克休斯為代表的油服公司提出鉆井一體化服務(wù)新模式，實(shí)現(xiàn)了鉆井設(shè)計(jì)和施工聯(lián)動(dòng)，取得雙贏的效果，國內(nèi)相關(guān)公司院校隨之提出“地質(zhì)工程一體化”、“鉆頭鉆具一體化”等服務(wù)模式?？傮w來說，鉆井一體化服務(wù)是鉆井服務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)，國內(nèi)企業(yè)應(yīng)該對(duì)標(biāo)國際先進(jìn)，不斷提高一體化服務(wù)水平。

1 斯倫貝謝鉆井一體化服務(wù)[1-3]

斯倫貝謝公司的一體化服務(wù)基于統(tǒng)一的多學(xué)科融合平臺(tái)，其中DrillPlan和DrillOps是兩個(gè)重要系統(tǒng)。

DrillPlan是斯倫貝謝公司一體化鉆井服務(wù)的協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，其功能如圖1所示。相關(guān)的地質(zhì)、工程、泥漿、工具設(shè)計(jì)人員在該平臺(tái)上協(xié)作完成一口或多口井的鉆井設(shè)計(jì)和校核;平臺(tái)上可以方便地讀取鄰井?dāng)?shù)據(jù)和風(fēng)險(xiǎn)信息和鉆井設(shè)計(jì)要求;可以查閱和豐富地質(zhì)學(xué)、開采技術(shù)、巖石力學(xué)、油田開發(fā)等知識(shí)。平臺(tái)具備任務(wù)分配、設(shè)計(jì)進(jìn)程可視化、自動(dòng)發(fā)布、階段評(píng)審、自動(dòng)出報(bào)告、自動(dòng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證、風(fēng)險(xiǎn)和非作業(yè)時(shí)間估算、AFE時(shí)間和成本估算等功能。

DrillPlan數(shù)字化共用平臺(tái)可以通過獲取所需的數(shù)據(jù)和知識(shí)最大限度地提高團(tuán)隊(duì)的成果;重復(fù)性任務(wù)和校核的自動(dòng)化，能夠快速生成高質(zhì)量的鉆井設(shè)計(jì)，并確保設(shè)計(jì)的一致性。

DrillOps一體化鉆井服務(wù)作業(yè)管理系統(tǒng)嚴(yán)格對(duì)照DrillPlan鉆井設(shè)計(jì)，將鉆井及各種技術(shù)措施納入工作流程，完整記錄井下系統(tǒng)采集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、地面設(shè)備數(shù)據(jù)，并與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并記錄偏差，提請(qǐng)關(guān)注。

2 貝克休斯一體化模式[4]

貝克休斯基于一體化油井服務(wù)（IWS）流程進(jìn)行鉆井優(yōu)化設(shè)計(jì)、建井準(zhǔn)備和施工。計(jì)劃階段，技術(shù)服務(wù)團(tuán)隊(duì)與油藏技術(shù)組（RTS）共同分析井下風(fēng)險(xiǎn)、設(shè)計(jì)預(yù)案，在保證安全和井筒完整的前提下，以最少的非作業(yè)時(shí)間（NPT）和最高鉆井效率為目標(biāo)完成建井。

為保證項(xiàng)目連續(xù)、高效實(shí)施，一體化服務(wù)系統(tǒng)對(duì)項(xiàng)目組全體人員開放且溝通無礙。項(xiàng)目管理團(tuán)隊(duì)將施工與設(shè)計(jì)緊密關(guān)聯(lián)，以保證符合關(guān)鍵的標(biāo)準(zhǔn)和流程。

連續(xù)監(jiān)測(cè)與用戶共同設(shè)立的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)（KPIs）有助于確保正確施工;收集所有經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，與所有相關(guān)方分享，并添加到知識(shí)庫中，以供后來的施工借鑒。

貝克休斯在其一體化服務(wù)中依托WellLink和i-Trak軟件，能夠做出綜合最優(yōu)的鉆井設(shè)計(jì)，可以實(shí)時(shí)顯示鉆井過程中關(guān)鍵性能指標(biāo)的變化，完鉆后對(duì)設(shè)計(jì)與實(shí)鉆進(jìn)行可視化對(duì)比和分析，還可以進(jìn)行多口井對(duì)比分析。

3 國內(nèi)鉆井一體化服務(wù)模式

目前，國內(nèi)有關(guān)院校和企業(yè)提出并實(shí)施了“地質(zhì)工程一體化服務(wù)”。

所謂地質(zhì)工程一體化鉆井，劉清友[5]認(rèn)為是指以地質(zhì)研究為基礎(chǔ)，有針對(duì)性地調(diào)整、優(yōu)化鉆井方案，實(shí)現(xiàn)安全高效鉆井，同時(shí)，運(yùn)用實(shí)鉆井的數(shù)據(jù)資料及時(shí)修正地質(zhì)模型，最終形成地質(zhì)工程一體化安全高效鉆井方案。

塔里木油田庫車地區(qū)，以超深超高壓著稱，自 2012 年就啟動(dòng)了多學(xué)科的地質(zhì)工程一體化工作，取得了顯著的成效，單井產(chǎn)能提升 3～5 倍以上。[6]

中石化在鹽家油田砂礫巖根據(jù)地質(zhì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化鉆井設(shè)計(jì)，將三開改二開，提高鉆井速度，將井眼軌跡由臺(tái)階式改為緩弧形，降低軌跡控制難度，改進(jìn)設(shè)計(jì)五刀翼雙排齒PDC鉆頭，提高砂礫巖破巖效率，配合水力振蕩器防托壓，實(shí)現(xiàn)提速[7]。

近年來，江鉆公司實(shí)施“鉆頭鉆具一體化服務(wù)”，與江漢工程公司緊密合作，根據(jù)用戶提速提效等技術(shù)要求，共同設(shè)計(jì)鉆井施工方案，實(shí)現(xiàn)了鉆頭鉆具的針對(duì)性設(shè)計(jì)，成果顯著。除了鉆頭鉆具一體化之外，江鉆公司還嘗試將井下測(cè)控儀器、旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具加入到一體化組合中，提升井筒工具一體化的水平。

4 國內(nèi)外鉆井一體化服務(wù)對(duì)比分析

國內(nèi)鉆井一體化服務(wù)與國外先進(jìn)水平對(duì)比，還有很大差距。

首先，無論貝克休斯還是斯倫貝謝，都能提供鉆井全過程服務(wù)，其一體化服務(wù)建立在專業(yè)化基礎(chǔ)之上，可以向客戶提供不同層級(jí)、不同規(guī)模的一體化服務(wù)[8]。

而國內(nèi)鉆井一體化服務(wù)是割裂的、不連續(xù)的。具體來說，石油公司與工程公司推行“地質(zhì)工程一體化”，工程公司大多數(shù)情況下以招標(biāo)方式選擇鉆井工具，鉆井工具商沒有進(jìn)入鉆井設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，多學(xué)科融合度不夠;而鉆井工具商推行“井筒工具一體化”，主要目標(biāo)在于提速，對(duì)地質(zhì)目標(biāo)的關(guān)注度不夠。

其次，斯倫貝謝和貝克休斯都建立了多學(xué)科協(xié)同的設(shè)計(jì)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了鉆井設(shè)計(jì)和施工的緊密關(guān)聯(lián)，能夠按照客戶要求提供完整的、高效的鉆井服務(wù)。

而國內(nèi)“地質(zhì)工程一體化”只是實(shí)現(xiàn)了團(tuán)隊(duì)協(xié)商設(shè)計(jì)，缺乏基于大數(shù)據(jù)和專業(yè)化的設(shè)計(jì)校驗(yàn)。

再就是現(xiàn)場(chǎng)施工與鉆井設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)，國外通過大量的隨鉆傳感器獲取到盡可能多的井下真實(shí)數(shù)據(jù)，用于優(yōu)化鉆井設(shè)計(jì)，國內(nèi)井下傳感器則少得可憐。

表1為國內(nèi)與國外鉆井一體化服務(wù)水平對(duì)比。

表1 國內(nèi)外鉆井一體化服務(wù)對(duì)比

一體化服務(wù)類型 服務(wù)方式 鉆井設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)施工的關(guān)聯(lián)

國外 鉆井全過程服務(wù) 統(tǒng)一的設(shè)計(jì)和服務(wù)平臺(tái) 可以實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)，及時(shí)修正設(shè)計(jì);具備鉆后分析、機(jī)器學(xué)習(xí)能力

國內(nèi) 地質(zhì)工程一體化、井筒工具一體化 多個(gè)不完整的鉆井服務(wù)平臺(tái) 不能實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)，鉆井施工不能完全遵照設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)更改困難

6 結(jié)語

鉆井是一項(xiàng)高風(fēng)險(xiǎn)的工程，需要多學(xué)科協(xié)同，將專業(yè)化和一體化結(jié)合起來，構(gòu)建鉆井一體化服務(wù)平臺(tái)，同時(shí)加強(qiáng)井下隨鉆數(shù)據(jù)的獲取，用于鉆井實(shí)時(shí)優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1] Schlumberger.Integrated Well Constuction.www.slb.com.2021

[2] 翟小杰.中海油服綜合一體化發(fā)展戰(zhàn)略研究[D].天津工業(yè)大學(xué).

[3]斯倫貝謝的數(shù)字化轉(zhuǎn)型經(jīng)驗(yàn)https：//www.sohu.com