国际前沿技术动态（2018.3月）

最近一期的国际前沿技术动态姗姗来迟，技术的迭代更新却并没有让我们失望。本期技术动态，共总结了18项国际最新技术。

高速遥测服务加深对储层的了解

哈里伯顿旗下子公司Sperry Drilling推出了JetPulse高速遥测服务，它可以连续高速率传输钻井和地层评价数据。这种新型的遥测服务帮助作业人员在提高钻井效率时，更快做出优化井位布局和井控的决策。该服务能够在大井深范围和复杂井眼轨迹条件下，连续传输井下数据，物理传输速率高达18 bps。相比其他高速遥测系统，它具备最大的堵漏剂（LCM）通过能力，从而帮助操作人员泵送所需的LCM用于堵漏，无需更换BHA，也不会堵塞BHA。通过将新型遥测技术与随钻测量和随钻测井（LWC）服务结合，系统可以缩短钻井周期，最大化ROP以及优化油藏接触面积。该服务还包括3D井下数据管理，将多种数据集压缩并配置到一个包中，有效数据速率超过140 bps。

数字岩石、流体分析优化油藏描述

斯伦贝谢为其新扩建的13200 ft2油藏岩石和流体分析实验室揭牌，该实验室位于德克萨斯州休斯敦市，全称休斯顿油藏实验室（Houston Reservoir Laboratory）。该实验室可使石油技术专家更好地利用物理和数字岩石及流体分析来进行综合性油藏描述。该机构涵盖了斯伦贝谢公司全套油藏描述技术，从井下岩石和流体数据、采样，到井场和实验室分析。来自DELFI感知勘探&生产环境（DELFI cognitive E&P environment）的整合数据和认知，可以强化勘探生产团队间的合作，以便认识和理解所有潜在可用的数据和科学。

新型视轴校准工具

Teledyne CARIS发布了其HIPS和SIPS 10.4版本，该版本首次商业化应用了CIDCO的自动视轴校准工具（Automatic Boresight Calibration），提供一种系统化校准方法，作为传统的手动补丁测试的替代方案。通过借鉴激光雷达行业（Lidar industry）的调校技术，CIDCO将研发的新型多波束IMU自动校准（MIBAC）算法应用在了HIPS中。这种校准简化了校准要求中涉及的测量规划和后期处理，在现场仅需少量的测量线，在后期处理过程中，可重复、准确计算IMU和声呐间视轴角度。该算法还提供处理器对计算质量和置信度的即时反馈。

异型切削齿钻头系列

近日，哈里伯顿宣布推出Geometrix 4D异型切削齿系列，包含四种不同几何形状的切削齿，能够有效提高钻头切削效率、加强钻头控制，降低钻井成本，进一步巩固了哈里伯顿在异型切削齿领域的领先地位，拥有最多种类的切削齿设计。

通过优化切削结构，新型Geometrix 4D切削齿优化了常规PDC钻头在某些特定作业中的钻进性能。常规的切削齿在钻进过程中发热、磨损都非常严重，开发商不得不频繁更换钻头，延迟钻进过程。

Geometrix 4D产品主要包括：适用于脆性地层（碳酸盐岩）的Chisel Plowed锲型切削齿；具有高散热能力，满足高能钻井作业（如页岩油藏）的Chopper Plowed柱状切削齿；具有流道设计，能够提高碎屑清洁、防止切削齿面磨损的Dagger Multi-Plowed切削齿；适用于高强度地层作业，具有切削齿点载荷强化设计的Machete形状优化设计切削齿。

哈里伯顿钻头部门副总裁Scott Regimbald说：“Geometrix的推出，证明了我们能够与客户良好合作，能够将知识转化为解决方案，降低钻井成本。每个切削齿都根据作业情况定制设计，在Geometrix的帮助下，切削齿种类得以完善，能帮助开发商应对各种钻井挑战。”

在近期墨西哥湾的一次石灰岩油藏钻井作业中，采用Geometrix技术的钻头钻进速率是常规钻头的两倍，在700m的钻进过程中，与状况相同的分支井钻进相比，钻井时间节约了3天。

高压TCP射孔枪系统

Expro推出了一种新型极高压油管传输射孔（TCP）枪系统，为压裂和砾石充填完井提供更大的射孔面积。该系统专为墨西哥湾复杂的深水环境设计，30,000 psi的极高压系列TCP射孔枪系统采用超大井眼射孔弹技术，为压裂和砾石充填作业提供较大的流动面积（AOF）。系统使用钢质HMX射孔弹，每英尺18-22弹，标准的7-7 3/4 in套管，可采用外径4-3/4 in的系统，AOF可达6-7 in。9 5/8-10 3/4 in的套管，可采用外径6 5/8 in的系统，可以带来13-15 in的AOF。该系统由高性能射孔枪系统供应商GEODynamics开发。

海上检测新工具

总部位于阿伯丁的AISUS公司推出了一种改进型的内部超声波扫描工具SIRIUS-X，用于海上沉箱、立管和导管的超声波腐蚀检测。它的开发是为了最大限度地提高数据的准确性，并最大限度地缩短检查的时间，以满足海洋作业的需求。该工具采用高扭矩旋转驱动器，扫描速度高达5米/小时，工具横截面积小、流体动力阻力小，可用于复杂的海况。工具可在平台进行控制，无需移动工具，即可采集各种障碍物或者沉箱变径段的上部、内部或下部的测量数据。工具最大作业水深200米，通过一键调整，即可应用于尺寸介于14 in到60 in的沉箱。

AI提供深水LWD数据

Quantico Energy公司的QDrill是一套用于复杂井段数据测量的人工智能解决方案，复杂情况包括钻井风险大、小井眼，或大斜度井段。该软件采用经过大量井数据训练的神经网络模型，这些井钻遇了各种岩性，数据包括钻井和测井数据。经过油公司的测试表明，该系统在准确性和可靠性方面与裸眼测井工具相当。

变速驱动器提高人工举升效率

Dover Artificial Lift推出了用于人工举升的新型Smarten变速驱动器（Variable Speed Drive，简称VSD）。正在申请专利的设计，通过将暴露的电源组件与低电压和触摸安全组件分开，增强了安全性，同时保持VSD可用于故障排除。VSD的性能数据来自全新的集成资产管理器（IAM）接口。利用10 in触摸屏和HTML 5.0，IAM使操作人员能够在井场通过无线网络，或从固定的台式机，全面了解ESP的性能，包括泵曲线和VSD处先进的气体算法。通过将系统变为一台Spirit Genesis停泵控制器，可以获得VSD数值，从而成为真正的“油井寿命”控制器。

新系统解决了钻头泥包问题

Varel油气钻头公司的HYDRA液压优化系统采用弯曲喷嘴和带有蹼状特征的直叶片的混合体，改善了ROP以及在软黏土和页岩中的钻进长度。该公司表示，与传统采用直喷嘴和弯曲、开放式叶片的设计相比，新型钻头能够实现更好的冷却和清洁效果，同时不会对钻机液压系统产生任何额外要求。据Varel报道，基于HYDRA系统的新型钻头，在各种传统粘性地层中的表现让人印象深刻。在新墨西哥州的交互黏土层中，聚晶金刚石复合片的渗透率通常会受到影响，而HYDRA优化钻头的ROP却增加到了40米/小时（133英尺/小时），平均钻速32米/小时（106英尺/小时），使得作业人员仅使用一套底部钻具组合，以最快的速度钻至完钻井深。在另一口Wolfcamp井中，一个钻头以36米/小时（117.5英尺/小时）的速度在65.75小时内共钻进了2354米（7724英尺），ROP增加58%，钻井深度增加96%。

新平台可在极具挑战性的应用中实现实时钻井优化

NOV将其iSeries NXT平台引入到了Tolteq MWD/LWD定向系统和工具中。该公司表示，NXT平台增强了原有iSeries的功能，能够支持更多的测量类型，从而在极具挑战性的应用中实现实时钻井优化。NXT平台兼容Legacy，包含方向模块，可提供倾角和方位角信息，以及更高的方位测量精度；安装于顶部的脉冲发生器可提高数据的传输速度，同时提高冲击和振动阻力，随钻压力传感器作为脉冲发生器的补充，可在钻井时实现实时环控和内井眼压力测量。

新系统可在不同管道材料中捕获EM信号

TGT油服公司成功验证了其应用在高铬管中的电磁EmPulse检测系统。经过EmPulse系统三次部署于中东之后，TGT工程师可以肯定，即使管中的铬含量很高，该系统也可以定量确定多大四个同心屏障的单个管状厚度。对于普通的电磁检测系统来说，铬的增加以及由此而导致的铁减少，往往会导致电磁信号衰减过快。由TGT研究人员自主研发制造的EmPulse系统，将超快传感器技术和“时域”测量技术相结合，能够快速准确地捕捉电磁信号，适用于包括含铬较高的各种管材。作业人员可以同时评估多个套管柱的厚度和金属损失，即使在最具挑战性的生产环境中，也能保证长期良好的性能。

创新设计改善了PDC钻头的岩屑返排

采用标准液压系统设计的钻头往往会使岩屑沉积，并在切削齿和排屑槽中形成泥包。Ulterra Drilling Technologies的SplitBlade钻头解决了岩屑堵塞钻头，影响切削齿性能的问题。通过防止岩屑再循环，SplitBlade钻头可以将所有能量集中到井眼中。该钻头具有旋转轴肩和主刀翼，可为排屑槽释放出更多空间，并有效防止钻屑再循环。由于SpliteBlade可提供专用液压流量，岩屑直接从排屑槽中排出，实现有效分散。钻头所采用的优质级PDC切削齿可提供更大的径向自由度，其布局根据工作和压力分布来设计。据该公司介绍，这种改良过的钻头设计可以比传统PDC钻头的钻屑返排速度至少提高200%。德州Lavaca县的一口井使用SplitBlade钻头顺利钻进了一段3.5米（11652英尺）的弯曲段，并在67.8小时内完成了水平段，证明了该技术的工具面控制能力和提速效果。

支持多层生产的封隔器

层间隔离一直是裸眼完井中的一项挑战，通常来说，膨胀式封隔器总是需要几天的时间才能完成坐封。Schlumerger的OSMP具有按需机械激活静压功能，可以高效克服上述问题，让操作人员能够在裸眼、常规或大位移砾石填充井中实现层间隔离。安哥拉的一个用户使用OSMP，实现了单一井进入多个油藏，无需为每个油藏单独钻井，约节省了1.6亿美元。

访问实时船舶管理，通过基于网络的工具追踪数据

全球海事数字数据及合规服务供应商ChartCo发布了新型FleetManager软件。作为一款基于网络的工具，FleetManager可以让陆上的用于在任意时间，使用任意浏览器，在智能手机和平板电脑上访问实时船舶管理和跟踪数据。FleetManager能够提供一系列高效的环境、海盗及监管覆盖，可突出标记潜在的延迟和危害源。该软件还提供了与ChartCo电子导航平台Passage-Manager链接的功能。这样就可以让陆上的工作人员能够查看到航线计划，实时查询实际轨迹与预期的偏差。FleetManager可帮助管理人员确保船队符合远程检查任意船只的能力，同时查看并即时审核其航行与合规状态。管理员可以检查安装的软件版本、连续历史记录和数据下载量。还可授权、批准或拒绝通过Passage-Manager输入的电子和纸质图表以及发布指令。

海上钻机坠落检测

Secura Trac推出了移动防护模块（MDS），其中配备了定位技术以及内置坠落报告功能的移动个人应急响应操作台设备。该操作台可以检测水平和垂直运动，可用于检测海上钻井平台设备在发生跳闸或坠落时出现的蜂窝信号。MDS可以自动出发呼叫，也设置了SOS按钮。唤醒SOS能够在一次充电后持续运行超过30天。目前，SecuraTrac设备已经在北美、南美、欧洲、亚洲、非洲、中东和澳大利亚的120多个国家开展了工作。

技术消除对重型安装船的需求

根据去年宣布的战略联盟协议，特瑞堡的海上作业公司和Marine Transfer LLC（SMT）正在努力开发海上安装和水下作业领域的技术。随着美国专利的下发，以及其他技术的推进，通过联合开发的Pumpable Buoyancy技术，这项新技术能够使用SMT的Subsea Shuttle实现水下设备部署和化学品储存。为了继续推进该项目，SMT与一家大型国际石油公司达成协议，在德克萨斯州的Seanic Ocean Systems陆上试验储罐设施，对Subsea Shuttle进行了设计测试和性能验证。比例模型根据计算流体力学和动态模拟研究的预测来进行。依据静态浮力，Subsea Shuttle设计的成功模型试验为动态可调节的可泵送浮力的鉴定奠定了基础。

用于三维压裂建模的新工具

FracGeo推出了FracPredictor软件平台的桌面模块StimPredictor和基于云的GMXFrac网络服务，可使用地面钻井数据，实时优化非常规和致密油藏的射孔及压裂处理设计，以适应岩性和应力变化。StimPredictor代表了新一代压裂设计和分析软件的技术水平，StimPredictor代表着新一代压裂设计和分析软件的技术水平，加载了新型的复杂物理模型，能够考虑当前的实际作业情况，并结合先进的算法来获得实时结果。StimPredictor可以利用常规的地面钻探数据来捕获每个目标井的实际地质情况和地质力学数据，而不需要试验井或近井地带的恒定性质。

二维流动可视化新技术

流量测量研发专家NEL公司，拥有全球第一个投资用于二维流动可视化技术的实验室。这项新技术使用二维X射线断层扫描，生成出传统仪器无法捕捉的复杂多相流高清图像。更精确的流型再现则将针对特定操作条件进行仪表设计优化，确保更高的测量精度，减少不确定性，同时最大限度的减小操作人员的财务风险。NEL公司的多相域高级顾问Bruno Pinguet博士表示，“这项新技术将使我们能够在仪表性能和流动动态结构之间摸索到很多前所未有的细节。浙江有助于我们提高对多相流体复杂程度的了解，从而显著改善多相流量计工厂的验收测试质量。”NEL的系统主要设计用于测量水平和垂直管道中的多相流，同时实时确定一个多相管道流中的二维相分数。该系统可提供每秒超过150帧的极高频率数据采集，在流动范围内详细再现出横截面相位分布（油、气、水）的层析成像。

■信息來源：OILSNS石油圈