留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于AnyCem®系统的自动化固井技术研究与应用

江乐 程思达 段宏超 张怀文 杜甫 李勇

江乐,程思达,段宏超,等. 基于AnyCem®系统的自动化固井技术研究与应用[J]. 石油钻探技术,2022, 50(5):34-41 doi: 10.11911/syztjs.2022024
引用本文: 江乐,程思达,段宏超,等. 基于AnyCem®系统的自动化固井技术研究与应用[J]. 石油钻探技术,2022, 50(5):34-41 doi: 10.11911/syztjs.2022024
JIANG Le, CHENG Sida, DUAN Hongchao, et al. Research and applications of automatic cementing technology based on the AnyCem® system [J]. Petroleum Drilling Techniques,2022, 50(5):34-41 doi: 10.11911/syztjs.2022024
Citation: JIANG Le, CHENG Sida, DUAN Hongchao, et al. Research and applications of automatic cementing technology based on the AnyCem® system [J]. Petroleum Drilling Techniques,2022, 50(5):34-41 doi: 10.11911/syztjs.2022024

基于AnyCem®系统的自动化固井技术研究与应用

doi: 10.11911/syztjs.2022024
基金项目: 中国石油天然气集团有限公司重大科技专项“固井设计仿真监控系统升级与关键技术研发”(编号:2018E-2103)资助
详细信息
    作者简介:

    江乐(1989—),女,山西运城人,2011年毕业于华东交通大学光信息科学与技术专业,2014年获北京理工大学光学工程专业硕士学位,高级工程师,主要从事固井技术研究与固井软件开发工作。E-mail:jiangldr@cnpc.com.cn。

  • 中图分类号: TE256

Research and Applications of Automatic Cementing Technology Based on the AnyCem® System

  • 摘要:

    为解决我国固井软件高度依赖进口、固井装备自动化水平低和固井信息管理能力不足等问题,研究了多装备协同控制方法、全工艺流程自动监控方法,研制了自动监控固井重大装备,开发了多功能、一体化的AnyCem®固井平台系统,形成了新型自动化固井技术,实现了全流程自动化固井。该技术在辽河油田、长庆油田、西南油气田和华北油田等油气田应用85井次,施工参数监控准确率100%,水泥浆密度控制精度0.01 kg/L,水泥头倒闸阀、开挡销时间小于2 s,固井作业精准度整体提升80%以上。研究应用表明,基于AnyCem®系统的自动化固井技术通过软硬件一体化交互,实现了固井复杂情况可预知、过程可控制和质量可保障,提升了固井设计的科学性和作业的精准性,可高效支撑复杂深层及非常规油气资源的勘探开发。

     

  • 图 1  自动化固井技术框架

    Figure 1.  Framework of automatic cementing technology

    图 2  AnyCem®固井平台系统框架图

    Figure 2.  Frame of AnyCem® cementing platform system

    图 3  自动化固井作业监测曲线

    Figure 3.  Monitoring curve of automatic cementing operation

    表  1  自动化固井作业流程及监控的作业参数

    Table  1.   Process of automatic cementing operation and monitoring parameters

    序号固井流程监控的作业参数
    1循环排量
    2管汇试压试压压力、稳压时间
    3注前置液上水流程、用量、排量
    4预混水泥浆 预混液位、预混密度、预混水阀开度、预混灰阀开度
    5注水泥浆上水流程、用量、排量、密度
    6投胶塞
    7注顶替液上水流程、用量、排量
    8胶塞碰压
    下载: 导出CSV

    表  2  自动化固井作业参数设计结果

    Table  2.   Design parameters of automatic cementing operation

    施工内容流体名称设计密度/
    (kg·L−1
    注入量/m³排量/
    (m³·min−1
    管线试压
    注冲洗液前置液1.008.01.0
    注领浆水泥浆1.759.01.0
    注中间浆水泥浆1.85271.0
    注尾浆水泥浆1.909.61.0
    冲洗管线后置液1.000.20.5
    停泵摇挡销
    替压塞液顶替液1.002.01.0
    顶替碰压顶替液1.001.00.8
    下载: 导出CSV

    表  3  自动化固井作业监测结果

    Table  3.   Monitoring results of automatic cementing operation

    施工内容流体
    名称
    流体密度/(kg·L−1注入量/m3泵注排量/(m3·min−1泵压/MPa
    井口水泥车监测设计水泥车监测设计井口水泥车监测设计水泥车监测设计
    管线试压16.3
    20.2
    16.0
    20.0
    注冲洗液前置液1.001.001.008.048.000.990.991.00
    注领浆水泥浆1.751.741.759.009.000.990.991.00
    注中间浆水泥浆1.841.841.8527.0027.001.001.001.00
    注尾浆水泥浆1.911.901.909.589.601.001.001.00
    冲洗管线后置液1.011.001.000.220.200.500.500.50
    停泵摇挡销1.01
    替压塞液顶替液1.011.001.002.002.001.001.001.00
    顶替碰压顶替液1.011.001.001.001.000.800.800.80
    下载: 导出CSV
  • [1] 陈春霞,孙祥娥. 国内固井混浆装备的密度控制技术仿真与分析[J]. 石油机械,2021,49(9):48–54. doi: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2021.09.007

    CHEN Chunxia, SUN Xiang’e. Simulation and analysis of density control technology for cementing slurry mixing units in China[J]. China Petroleum Machinery, 2021, 49(9): 48–54. doi: 10.16082/j.cnki.issn.1001-4578.2021.09.007
    [2] 王传鸿. 基于PLC的液体添加设备自动控制系统研究[J]. 中国石油和化工标准与质量,2021,41(8):143–144. doi: 10.3969/j.issn.1673-4076.2021.08.072

    WANG Chuanhong. Research on automatic control system of liquid adding equipment based on PLC[J]. China Petroleum and Chemical Standard and Quality, 2021, 41(8): 143–144. doi: 10.3969/j.issn.1673-4076.2021.08.072
    [3] 李海鑫,侯林,张冉,等. 海上固井批量液体混配装置的研制[J]. 设备管理与维修,2021(9):26–28. doi: 10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2021.05.12

    LI Haixin, HOU Lin, ZHANG Ran, et al. Development of batch liquid mixing device for offshore cementing[J]. Plant Maintenance Engineering, 2021(9): 26–28. doi: 10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2021.05.12
    [4] BROWN P A, PADGETT P O, SNEED C A. Method and apparatus for improving mixing of cement slurry: WO 2015/094323 A1[P]. 2015−06−25.
    [5] 樊恒,刘萌,陈佳,等. 基于ARM的固井水泥浆密度监测系统[J]. 现代电子技术,2022,45(8):13–17. doi: 10.16652/j.issn.1004-373x.2022.08.003

    FAN Heng, LIU Meng, CHEN Jia, et al. ARM-based cementing slurry density monitoring system for well cementation[J]. Modern Electronics Technique, 2022, 45(8): 13–17. doi: 10.16652/j.issn.1004-373x.2022.08.003
    [6] 高亚宁. 固井水泥车远程数据采集技术的研究与应用[J]. 设备管理与维修,2021(13):72–73. doi: 10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2021.07.35

    GAO Yaning. Research and application of remote data acquisition technology for cementing truck[J]. Plant Maintenance Engineering, 2021(13): 72–73. doi: 10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2021.07.35
    [7] 刘瑞文,宋洵成,邹德永. 固井优化设计与施工监测[J]. 石油钻探技术,2007,35(1):35–37. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2007.01.010

    LIU Ruiwen, SONG Xuncheng, ZOU Deyong. Cementing work optimization and implementation monitoring[J]. Petroleum Drilling Techniques, 2007, 35(1): 35–37. doi: 10.3969/j.issn.1001-0890.2007.01.010
    [8] 侯林,李斌,陈思桥,等. 海洋平台大排量双混浆固井双机双泵橇的设计与应用[J]. 机床与液压,2019,47(8):82–87. doi: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.08.019

    HOU Lin, LI Bin, CHEN Siqiao, et al. Development and application of offshore platform large displacement twin mixing double pump cementing skid[J]. Machine Tool & Hydraulics, 2019, 47(8): 82–87. doi: 10.3969/j.issn.1001-3881.2019.08.019
    [9] 李哲. 现代固井装备发展概述[J]. 长江大学学报(自科版),2016,13(1):65–69. doi: 10.16772/j.cnki.1673-1409.2016.01.031

    LI Zhe. Overview for development of modern cementing equipment[J]. Journal of Yangtze University(Natural Science Edition), 2016, 13(1): 65–69. doi: 10.16772/j.cnki.1673-1409.2016.01.031
    [10] 李秀珍,王定亚,李小兵,等. BSJ5310TGJ 型双机双泵固井水泥车研制[J]. 石油矿场机械,2015,44(8):75–78.

    LI Xiuzhen, WANG Dingya, LI Xiaobing, et al. Development of the BSJ5310TGJ double engine double pump cementing truck[J]. Oil Field Equipment, 2015, 44(8): 75–78.
    [11] 王振东. YLL522系列自动混浆固井水泥车[J]. 石油科技论坛,2012,31(3):62–63. doi: 10.3969/j.issn.1002-302x.2012.03.017

    WANG Zhendong. YLL522 automatic mixing cementing trucks[J]. Petroleum Science and Technology Forum, 2012, 31(3): 62–63. doi: 10.3969/j.issn.1002-302x.2012.03.017
    [12] 张建华, 张振, 马潮, 等. 固井水泥车设计与应用[J]. 石油科技论坛, 2017, 36 (增刊1): 132−134.

    ZHANG Jianhua, ZHANG Zhen, MA Chao, et al. Design and application of new-type cementing truck[J]. Petroleum Science and Technology Forum, 2017, 36 (supplement 1): 132−134.
    [13] 杨哲坤. 综合固井施工监测与指挥系统研究[D]. 大庆: 大庆石油学院, 2005.

    YANG Zhekun. Research on the monitoring and directing system of synthesized cementing operation[D]. Daqing: Daqing Petroleum Institute, 2005.
    [14] 范毅,李玲玲,范红喜. 一种新型固井作业监测系统的技术特点[J]. 石油天然气学报,2014,36(12):270–272. doi: 10.3969/j.issn.1000-9752.2014.12.069

    FAN Yi, LI Lingling, FAN Hongxi. The technical features of a new monitoring system for cementing operation[J]. Journal of Oil and Gas Technology, 2014, 36(12): 270–272. doi: 10.3969/j.issn.1000-9752.2014.12.069
    [15] 王保记,岳建,李晓平,等. 固井计算机优化设计与实时监测系统[J]. 石油学报,1999,20(5):70–75. doi: 10.7623/syxb199905015

    WANG Baoji, YUE Jian, LI Xiaoping, et al. Computer aid-design for cementing and real-time monitoring system water quality test by single-column ion chromatography[J]. Acta Petrolei Sinica, 1999, 20(5): 70–75. doi: 10.7623/syxb199905015
    [16] 黄志强. 固井实时监测系统研究[J]. 石油天然气学报,2009,31(2):89–91. doi: 10.3969/j.issn.1000-9752.2009.02.021

    HUANG Zhiqiang. Study on real-time monitoring system for well cementation[J]. Journal of Oil and Gas Technology, 2009, 31(2): 89–91. doi: 10.3969/j.issn.1000-9752.2009.02.021
  • 加载中
图(3) / 表(3)
计量
  • 文章访问数:  55
  • HTML全文浏览量:  35
  • PDF下载量:  32
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2021-12-13
  • 修回日期:  2022-06-14

目录

    /

    返回文章
    返回