利用數(shù)字油田和構(gòu)建適合用途的業(yè)務(wù)分析，使勘探與開發(fā)和服務(wù)公司能夠駕馭市場力量、管理能源轉(zhuǎn)型、自動化流程、控制成本、減少碳排放，以更短的時(shí)間交付更好的油氣井。將數(shù)據(jù)作為“新石油”，知道如何從一個(gè)數(shù)字油田中獲得價(jià)值，使其產(chǎn)生財(cái)富，可能決定著油田行業(yè)參與者的成敗。就像工程學(xué)和其他塑造底線的學(xué)科一樣，數(shù)字技能與創(chuàng)新對一個(gè)公司來說在不斷變化的經(jīng)濟(jì)和能源轉(zhuǎn)型中的成長能力正變得愈發(fā)重要。
與鉆井行業(yè)不同，數(shù)字油田普遍認(rèn)可長期建立起來的工藝流程和數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，而完井技術(shù)則獲得了不斷的快速發(fā)展，這種爆炸式的發(fā)展導(dǎo)致了標(biāo)準(zhǔn)化的缺失。為了跟上數(shù)字油田的快速發(fā)展，石油和天然氣生產(chǎn)商、油田服務(wù)公司和軟件開發(fā)商必須制定一個(gè)戰(zhàn)略，圍繞所有的完井工藝流程采用統(tǒng)一、公開分享看法的協(xié)作方法來不斷地進(jìn)行創(chuàng)新。這種共同的觀點(diǎn)將使所有相關(guān)方都能參與創(chuàng)建新的、適合于用途的數(shù)字解決方案。對數(shù)字創(chuàng)新者的回報(bào)是巨大的，包括降低運(yùn)營成本，增加油井產(chǎn)量、后勤物流優(yōu)勢、減少環(huán)境影響，以及憑借精干團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)更多成就的能力。那么，我們怎樣才能做到這些呢？
開放與協(xié)作的新高度
典型的完井作業(yè)可能有數(shù)百甚至數(shù)千個(gè)來自裂縫擴(kuò)散、泵注作業(yè)、測井記錄儀和其它來源流入的數(shù)據(jù)通道。多個(gè)承包商增加了多層數(shù)據(jù)管理的復(fù)雜性，然后將其推送給運(yùn)營商進(jìn)行分類和梳理。很多時(shí)候，服務(wù)公司最終會與他們的客戶展開競爭，以決定一些不匹配的數(shù)據(jù)源中哪一個(gè)將作為他們“單一的事實(shí)版本”。由此產(chǎn)生的數(shù)據(jù)爭論、格式化和數(shù)據(jù)清理的周期相當(dāng)耗時(shí)和效率低下。
圖1
為了在數(shù)字油田實(shí)現(xiàn)最佳的企業(yè)業(yè)績，企業(yè)必須解決這種總體的數(shù)據(jù)困境。這就是NexTier公司（一家美國領(lǐng)先的綜合陸上完井作業(yè)提供商）總部位于美國休斯頓的NexHub數(shù)字中心接下來要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，見圖1（從一個(gè)集中的遠(yuǎn)程位置，NexTier的NexHub數(shù)字中心支持實(shí)時(shí)完井作業(yè)），該中心2018年開始運(yùn)行。NexHub團(tuán)隊(duì)最初的主要任務(wù)是監(jiān)測設(shè)備運(yùn)行狀況，后來又穩(wěn)步開發(fā)了其它功能，能力不斷拓展。2020年，他們組建了一個(gè)數(shù)字操作工程團(tuán)隊(duì)，可遠(yuǎn)程處治現(xiàn)場出現(xiàn)的問題，以及一個(gè)以數(shù)字方式簡化井場材料和設(shè)備采購與交付的物流控制塔。
24/7全天候運(yùn)行的支持中心旨在從根本上解決井場數(shù)據(jù)管理的挑戰(zhàn)，將所有的完井?dāng)?shù)據(jù)匯集在一個(gè)共同、一致和受質(zhì)量控制的集合數(shù)據(jù)集中，為NexTier公司服務(wù)熱線和客戶提供一個(gè)共享見解的能力，為強(qiáng)大的新數(shù)據(jù)和經(jīng)營性協(xié)同效應(yīng)打開了大門。
通過數(shù)字化整合的完井?dāng)?shù)據(jù)，NexTier為實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程作業(yè)支持奠定了基礎(chǔ)，以實(shí)時(shí)、單一的事實(shí)版本豐富了流程，提供了與壓裂、促產(chǎn)效率、CNG（compressed natural gas）管理、支撐劑、化學(xué)品、測井、泵注、物流及后勤等相關(guān)數(shù)據(jù)。
通過分析可視化數(shù)據(jù)管道
在開創(chuàng)了對完井?dāng)?shù)據(jù)實(shí)施廣度和深度集合、標(biāo)準(zhǔn)化及維護(hù)質(zhì)量控制的新方法后，NexTier尋求提供一個(gè)在客戶層面可普遍使用的數(shù)據(jù)可視化平臺，為了將該公司一流的NexHub數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施與一流的數(shù)據(jù)可視化平臺相結(jié)合，NexTier已與Corva（油氣實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和分析領(lǐng)域的新興領(lǐng)軍者，擁有一個(gè)基于云和100多個(gè)應(yīng)用的鉆完井平臺）合作，Corva的鉆井分析可視化應(yīng)用已在全球多個(gè)超級石油巨頭，包括大型石油公司和獨(dú)立公司的數(shù)百部鉆井平臺上被廣泛采用。目標(biāo)是為完井領(lǐng)域建立一個(gè)類似的可視化平臺，客戶和NexTier的工作人員都能在平臺上查看相同的數(shù)據(jù)流，評估和優(yōu)化相同的KPIs（Key performance indicators關(guān)鍵績效指標(biāo)），從相同的實(shí)時(shí)洞察中受益。
大約在NexHub數(shù)字中心組建的同時(shí)，Corva推出了他的實(shí)時(shí)完井優(yōu)化平臺，該平臺已演變成40多個(gè)離散分析法，涵蓋壓裂、測井和鉆塞。這些Apps（應(yīng)用程序）通過云端和一個(gè)本地移動的蘋果和安卓設(shè)備的App提交，使完井團(tuán)隊(duì)能夠通過Web游覽器、智能手機(jī)或平板電腦即可開始利用該技術(shù)。 Corva的完井優(yōu)化平臺與NexHub數(shù)字中心在2021年成為合作伙伴中接洽，將NexTier在完井作業(yè)和數(shù)據(jù)管理方面的廣泛血統(tǒng)與Corva豐富的數(shù)據(jù)可視化結(jié)合在一起。因此，每一個(gè)NexTier的壓裂客戶，無論大小，現(xiàn)在都前所未有的擁有了可訪問一致的高質(zhì)量完井?dāng)?shù)據(jù)、自動化增強(qiáng)功能、增加的工程專業(yè)知識以及更高開發(fā)潛能的能力，以提高完井績效。
實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程壓裂監(jiān)測
當(dāng)一個(gè)共同的客戶（二疊紀(jì)盆地一家大的石油公司）能讓NexTier和Corva利用他們組合的數(shù)字能力使有經(jīng)驗(yàn)的決策者能從遠(yuǎn)程或異地控制完井處治時(shí)，一個(gè)展示NexTier和Corva合作伙伴價(jià)值的早期機(jī)會出現(xiàn)了。為了在現(xiàn)實(shí)世界中對一個(gè)備受矚目的作業(yè)進(jìn)行概念驗(yàn)證，他們創(chuàng)建了一個(gè)定制的數(shù)字化計(jì)劃，使客戶能夠遠(yuǎn)程處理多個(gè)井場，同時(shí)還能改善可擴(kuò)展性和降低安全風(fēng)險(xiǎn)以及使用更少的人員。
通過實(shí)時(shí)訪問NexTier的數(shù)據(jù)管道和Corva的完井儀表板，該團(tuán)隊(duì)能在整個(gè)完井過程中查看無數(shù)個(gè)“關(guān)鍵績效指標(biāo)”，包括處理圖、化學(xué)品和支撐劑使用情況、壓裂級設(shè)計(jì)與實(shí)際裂縫傳播相比較、以及其它關(guān)鍵指標(biāo)。最初的遠(yuǎn)程壓裂管理是在距離該團(tuán)隊(duì)正在完井的井僅100ft的地方進(jìn)行的，而且在遠(yuǎn)程完井的每個(gè)連續(xù)壓裂級半徑都從主井向外延伸了數(shù)百英尺，然后再延伸數(shù)千英尺。最終，這些概念驗(yàn)證在56英里外的106級完井后結(jié)束。正如測試團(tuán)隊(duì)預(yù)期的那樣，使用遠(yuǎn)程人員進(jìn)行壓裂管理不會導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間增加。
圖2
在完井管理方面，這種運(yùn)作在提供完全的數(shù)據(jù)透明、整合井場業(yè)務(wù)、改進(jìn)運(yùn)營協(xié)同以及緩解井場面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)方面取得的重大進(jìn)展，見圖2（功能失調(diào)的完井?dāng)?shù)據(jù)管理與運(yùn)營商、服務(wù)公司和軟件供應(yīng)商圍繞共享視圖和單一事實(shí)版本協(xié)作的比較）。通過減少遠(yuǎn)程頁巖油氣田地面人員部署的需求，許多關(guān)鍵人員現(xiàn)在可以遠(yuǎn)程完成他們的工作，并進(jìn)行密切的協(xié)作，這讓工作人員能同時(shí)監(jiān)測、控制和支持多級壓裂作業(yè)。這對精通技術(shù)的行業(yè)新手來說是個(gè)好兆頭，他們敏銳地適應(yīng)了按需應(yīng)變的數(shù)字世界。
下一波的完井創(chuàng)新浪潮
在Dev Center平臺上構(gòu)建的首批完井應(yīng)用程序之一是Corva與MGB油田解決方案（一家總部位于美國休斯頓的技術(shù)公司）之間的一項(xiàng)聯(lián)合計(jì)劃，MGB是一家提高運(yùn)營效率、安全性和盈利能力的完井設(shè)備制造商。該公司與Corva合作，為其泵注設(shè)備創(chuàng)建了一個(gè)配套的app，旨在為客戶實(shí)現(xiàn)燃料優(yōu)化和成本效益。
不必要的怠速需要更頻繁的加油操作，這不但對設(shè)備造成磨損和損壞，也給環(huán)境帶來了危害。該app通過實(shí)時(shí)分析發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、油耗、馬力、發(fā)動機(jī)小時(shí)數(shù)、怠速位置和擋位選擇來自動優(yōu)化怠速。MGB公司還通過在Corva應(yīng)用商店提供購買功能，將其燃油優(yōu)化應(yīng)用貨幣化。它是Corva與其合作伙伴和第三方開發(fā)者設(shè)計(jì)的眾多app中一個(gè)正在不斷成長的生態(tài)系統(tǒng)。
雙燃料壓裂隊(duì)能通過將天然氣納入燃料組合來取代大部分柴油消耗，這已被許多服務(wù)公司吹捧為一個(gè)輕松的勝利，也將自動降低運(yùn)營成本和提高ESG績效。然而，即使是評級最高的Tier 4雙燃料裝置也需要一個(gè)微妙的運(yùn)行參數(shù)的平衡，以提供最佳的柴油取代和減排、特定燃料混合物、泵速、刺激壓力和環(huán)境的績效標(biāo)準(zhǔn)，提供由柴油取代的成本降低，以及降低排放。
圖3
利用Dev Center的功能和合作效率，NexTier和Corva正在建立一個(gè)首創(chuàng)的NexHub應(yīng)用程序，見圖3（NexHub用于監(jiān)控雙燃料壓裂隊(duì)績效的柴油替代app），該app會顯示柴油替代數(shù)據(jù)，以幫助優(yōu)化NexTier雙燃料壓裂隊(duì)的績效。NexHub應(yīng)用程序會顯示作業(yè)績效和設(shè)備KPIs的實(shí)時(shí)走勢，包括：燃料混合物、柴油替代百分比、發(fā)動機(jī)平均負(fù)載和燃?xì)夤芫€壓力，app將提供一個(gè)清晰的視圖，幫助作業(yè)人員確保每臺雙燃料發(fā)動機(jī)最大限度地使用天然氣，見圖4（Corva的完井儀表板，顯示壓裂作業(yè)的KPIs和NexHub的柴油替代應(yīng)用）。憑借疊加階段數(shù)據(jù)和進(jìn)行追憶分析的能力，新app還可被集成到Corva的完井儀表板中，將柴油替代數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)設(shè)備統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)與處理數(shù)據(jù)和其它apps數(shù)據(jù)同窗顯示，以供應(yīng)用。
圖4
除了遠(yuǎn)程壓裂管理和早期Dev Center的成功，Corva和NexTier之間的合作創(chuàng)新正在加速發(fā)展。雙方目前正在合作開發(fā)多個(gè)NexHub應(yīng)用程序，包括NexWatch鄰井監(jiān)控、LateralScience優(yōu)化完井作業(yè)，及其綜合的IntelliStim壓裂優(yōu)化系統(tǒng)。NexHub數(shù)字中心在Dev Center平臺上構(gòu)建的應(yīng)用程序還能充分利用大量的應(yīng)用程序編程接口來訪問鉆探期間捕獲的地質(zhì)力學(xué)數(shù)據(jù)。這也進(jìn)一步使完井團(tuán)隊(duì)（例如使用NexTier公司LateralScience方法的團(tuán)隊(duì)）能夠改進(jìn)壓裂堵塞和級群的位置，調(diào)整泵注時(shí)間表，根據(jù)巖石特性實(shí)施處治。
我們行業(yè)創(chuàng)新的未來將圍繞共同合作——軟件開發(fā)人員、服務(wù)公司和E&P公司，他們都是利益相關(guān)者，利用彼此的核心優(yōu)勢——創(chuàng)造比各自優(yōu)勢總和更大的價(jià)值。利用數(shù)字油田和構(gòu)建適合用途的業(yè)務(wù)分析，E&Ps和服務(wù)公司獲得了他們所需的駕馭市場力量、管理能源轉(zhuǎn)型、自動化流程、控制運(yùn)營和開發(fā)成本、減少碳排放的靈活性，以更短的時(shí)間交付更好的油氣井。
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