Репортаж от Wedoany，Компании Chevron и Halliburton успешно подтвердили работоспособность полностью автоматизированной замкнутой системы гидроразрыва пласта в штате Колорадо и в настоящее время интегрируют в эту систему дополнительные диагностические инструменты.
Данная замкнутая система состоит из сенсорного уровня, уровня принятия решений и исполнительного уровня, что позволяет динамически корректировать параметры заканчивания скважин на основе данных о подземных условиях в реальном времени. Технический консультант Halliburton Аваис Наваиз, представляя доклад (SPE 230613) на конференции и выставке SPE по технологиям гидроразрыва пласта в феврале, отметил, что данная система является частью непрерывной работы по совершенствованию, а не самостоятельным научно-исследовательским проектом.
Инженер по заканчиванию скважин Chevron в Скалистых горах Джейсон Белл в своем отчете заявил, что основной целью данного развертывания была проверка осуществимости технологии. Он подчеркнул: «Команда стремилась быстро развернуть и проверить технологию, одновременно работая в определенных рамках, чтобы убедить компанию в ее полезности и важности, при этом весь процесс не должен был нарушать график или влиять на активы». Авторы доклада далее пояснили, что данное решение направлено на создание и развертывание в нетрадиционных активах полностью автономной, основанной на сенсорной информации замкнутой системы гидроразрыва. В ходе практической реализации в Колорадо система должна была продемонстрировать непрерывную и надежную способность к автономному выполнению, сбору оперативной информации о подземных условиях с помощью неинвазивных диагностических методов без нарушения операций, а также показать, как автоматизированный рабочий процесс преобразует подземную обратную связь в корректировки в реальном времени на промысле. Данный рабочий процесс сокращает время принятия решений, которое обычно занимает у человека несколько минут или часов, до нескольких секунд.
Развертывание проходило в три этапа: сначала с помощью диагностики оценивалась текущая эффективность гидроразрыва, затем проводилась оптимизация эффективности и автоматизация процесса гидроразрыва, и наконец, интегрировалась подземная обратная связь, позволяя замкнутой системе автономно выполнять корректировку параметров обработки.
Наваиз сообщил, что команда получила диагностические данные с помощью одноразового оптоволокна. Это оптоволокно является недорогим и неинвазивным, оно используется для сбора данных с целью мониторинга поведения системы трещин и установления базовых ключевых показателей эффективности. Он отметил, что наземная автоматизация является ключевой основой решения, сократив количество ручных решений на месте примерно на 90%, а объем компьютерных решений увеличился в 14 раз. «Компьютер может выполнять тысячи операций гидроразрыва день за днем абсолютно одинаково, если только определить границы операций. В то время как в работе человека всегда присутствует вариативность», — пояснил он. Система определяет полностью замкнутый цикл как саморегулирующийся, самодостаточный процесс, который контролирует собственную производительность с помощью обратной связи. «Когда обратная связь непрерывно интегрируется в систему без какого-либо вмешательства человека, процесс считается полностью замкнутым». В данном развертывании подземные данные непрерывно подавались в систему, которая принимала решения на основе предопределенной логики и напрямую отправляла их на насосы гидроразрыва для выполнения, без какого-либо участия человека.
Рабочий процесс управления энергией стал первым этапом на пути к замкнутому циклу. Этот рабочий процесс соединяет диагностическую обратную связь с наземной автоматизацией, динамически перераспределяя энергию пласта на основе обратной связи о развитии трещин, чтобы способствовать более равномерному развитию системы трещин. «Когда мы проектируем стадии гидроразрыва, мы предполагаем, что все перфорационные кластеры расположены на равном расстоянии, длина стадий одинакова, а расстояние между скважинами равное. Но реальность совершенно иная», — заявил Наваиз. Традиционный подход заключается в закачке суспензии в быстро развивающиеся стадии, в то время как замкнутый рабочий процесс управления энергией использует противоположную стратегию: ограничивает объем жидкости до тех пор, пока не встретится стадия с лучшими показателями, после чего «накопленный» объем жидкости повторно закачивается в эту стадию.
Белл заявил, что для определения того, какие стадии работают хорошо или плохо, требуется большой объем данных, которые собираются с помощью одноразового оптоволокна. Команда собрала данные по более чем 1500 стадиям в качестве фоновых данных для выполнения всей программы гидроразрыва. «За это время мы не меняли ничего в программе гидроразрыва: тот же дизайн стадий, все оставалось неизменным, мы только собирали данные, отправляли их в облако, анализировали, каталогизировали и характеризовали». Благодаря характеризации данных команда успешно выделила системы трещин с признаками «быстрого» и «медленного» развития. Когда компьютер определял, что происходит медленный гидроразрыв, он извлекал объем суспензии из резервуара и подавал его на медленно развивающуюся стадию.
Наваиз добавил, что система является модульной, и такие части, как наблюдение, принятие решений или выполнение, могут быть заменены по мере необходимости. «Если мы захотим заменить оптоволокно в соседней скважине на другой диагностический инструмент, или изменить способ действий, или скорректировать логику принятия решений, это возможно». Белл подчеркнул, что модульная конструкция придает системе свойство «plug-and-play», позволяя ей легко адаптироваться к различным сценариям операций. «Возможно, оптоволокно — не единственный ответ, или нет соседней скважины DUC (пробуренной, но не законченной), но система может подключить другой диагностический инструмент — в этом и заключается преимущество данной системы». Он сообщил, что в будущем могут быть использованы другие сенсорные инструменты.
В ходе развертывания в Колорадо команда сначала работала в разомкнутом режиме, а затем переключилась на замкнутый. В первом применении замкнутого цикла более 90% стадий гидроразрыва были полностью автоматизированы от начала до конца. «Команда выполнила и продемонстрировала полностью автономное применение замкнутого цикла гидроразрыва, управляемого подземными данными, без какого-либо вмешательства человека», — описал Белл. «Система собирает сенсорные данные, обрабатывает их в облаке, принимает решение и отправляет команду об изменении или его отсутствии обратно на флот гидроразрыва, и оборудование автоматически выполняет изменение, без какого-либо участия человека».
Авторы доклада в заключении отметили, что интеллектуальные наземные операции гидроразрыва, управляемые внутрискважинными измерениями, могут инициировать динамические решения по заканчиванию, тем самым оптимизируя программу заканчивания. Будущая работа может включать более сложные архитектуры логики принятия решений, и в настоящее время рассматривается возможность включения в рабочий процесс большего количества диагностических инструментов. Наваиз заявил, что общая повестка текущих исследований команды сосредоточена на поддержании операционной эффективности. «Ограничение, которое мы пытаемся преодолеть в настоящее время, заключается в том, чтобы сделать операции настолько многофункциональными, чтобы можно было вносить изменения в отдельные скважины при синхронном гидроразрыве, даже при синхронном гидроразрыве трех или четырех скважин, не влияя при этом на работу всего завода по заканчиванию».
Информация о соответствующем докладе: SPE 230613 «Преобразование гидроразрыва пласта: первая в истории программа заканчивания с замкнутым циклом» (Transforming Hydraulic Fracturing: The First-Ever Closed-Loop Completions Program), авторы: А. Наваиз и П.Ф. Старк (Halliburton), М. Парадейс (бывший сотрудник Chevron USA, ныне Subterra Energy Consulting), Дж. Белл, Д. Бизли, Э. Уайт и Х. Линч (Chevron), а также Ф. Адил, Дж.Б. Тран, К. Кокс и Дж. Дусетт (Halliburton).
Данный материал скомпилирован платформой Wedoany. При цитировании материалов, созданных с помощью искусственного интеллекта (ИИ), необходимо обязательно указывать источник — «Wedoany». В случае выявления нарушения прав или иных проблем просим своевременно информировать нас. Сайт оперативно внесёт изменения или удалит материал.Электронная почта: news@wedoany.com
