Когда речь заходит об интеллектуальном бурении, многие представляют себе научно-фантастические сценарии, такие как «беспилотные буровые установки» и «автономное принятие решений на основе ИИ». Однако идеал часто далек от реальности — бурение является сложным процессом с крайне неопределенной информацией, а доступная информация об условиях пласта часто неточна, неопределенна и расплывчата. До достижения полноценного бурения с использованием ИИ еще далеко.

Итак, что же является наиболее прагматичным прорывом на данный момент? 

Ответ — каротаж в процессе бурения (LWD) и интегрированные решения для каротажа в процессе бурения.

От «пост-событийной оценки» к «управлению процессом»

Традиционное бурение — это «автономная» операция: после бурения скважины проводятся каротажные исследования и оценка параметров пласта, причем каждый этап относительно независим. Однако интеллектуальное бурение требует, чтобы эти этапы были «связаны в режиме онлайн, образуя единое целое и работая совместно». Каротажные исследования в процессе бурения (LOW) являются ключом к достижению этой трансформации: они измеряют геологические параметры пласта в режиме реального времени во время бурения, обеспечивая геологическое руководство и оценку пласта.

Традиционное бурение: работа в автономном режиме
После бурения скважины проводятся каротаж и оценка, причем каждый этап относительно независим.

Умное бурение: управление процессом

Все ссылки согласовываются онлайн. LWD измеряет параметры в режиме реального времени во время бурения.

В настоящее время быстро внедряется ключевая технологическая система, представляющая собой «три системы слежения и одна система наведения»:

Оценка бурового пласта: переход от традиционного каротажа «после бурения» к «мониторингу в реальном времени и динамической интерпретации»;

Предварительный мониторинг давления в бурении: интеграция интеллектуальных алгоритмов для раннего обнаружения аномального давления;

Интеллектуальная система раннего предупреждения для буровой инженерии: создание комплексной системы технической поддержки, включающей «прогнозирование до бурения, раннее предупреждение во время бурения и итерации после бурения»;

Интегрированный «каротаж, определение направления и наведение»: координация каротажа, определения направления и наведения для достижения 100% успеха при закладке горизонтальной скважины.

Ключевое оборудование: «Сюаньцзи» и «Инлун»

Внедрение технологической системы неразрывно связано с прорывами в области основного оборудования.

CNOOC: Система «Сюаньцзи»

Разработанная компанией CNOOC роторная управляемая система бурения и каротажа в процессе бурения «Сюаньцзи» успешно внедрена в области сверхглубоких скважин, установив новые рекорды глубины бурения в 6018 метров и температуры скважины в 158℃. Эта система объединяет измерения, управление и связь, а также впервые применяет метод наклонной ортогональной антенной решетки для каротажа, обеспечивая четкое исследование структур пласта. В сочетании с системой удаленной поддержки «Сюаньцзи Облако» она может динамически предупреждать о состоянии скважины на расстоянии тысяч километров.

Sinopec: Система «Идриллинг Инлун»

Научная система бурения «Идриллинг Инлун» компании Sinopec представляет собой интеллектуальную систему управления «три в одном»: «восприятие-принятие решения-выполнение». Подсистема «IoT-восприятие» может в режиме реального времени собирать огромные объемы данных, включая геологические, инженерные данные и данные о состоянии оборудования, обеспечивая всесторонний обзор глубин в тысячи метров под землей; Подсистема «принятия научных решений» автоматически генерирует планы бурения на основе больших моделей; а подсистема «управления с обратной связью» обеспечивает двойную замкнутую связь между операциями в скважине и на поверхности.

Переход от «опыта» к «данным»

Интеллектуальные технологии бурения способствуют переходу отрасли от «ориентированного на опыт» подхода к «ориентированному на данные». В настоящее время некоторые операционные сценарии как внутри страны, так и за рубежом перешли на этап интеллектуальной поддержки в «режиме консультаций» и движутся к «полуавтономному режиму управления». В рамках применения на Национальном демонстрационном участке по добыче сланцевой нефти в районе Шэнли, Цзиянь, компания Sinopec добилась увеличения скорости механического бурения на 17,44%, 100%-ного успеха в обнаружении высококачественных пластов и сокращения времени бурового цикла на 19,87%.

Увеличение скорости механического бурения    17,44%

Высокий процент обнаружения пластовых залежей      100%

Сокращение цикла бурения     19,87%

В будущем технология каротажа в процессе бурения будет продолжать развиваться в направлении перспективной разведки (обнаружение информации о неразбуренных пластах перед буровым долотом) и высокоскоростной передачи данных. От «трех следуй за одним направляющим» до «Сюаньцзи» и «Инлун» решения для каротажа в процессе бурения постепенно превращают грандиозный план интеллектуального бурения в реальную реальность.