高效和可持续的防砂和废物管理技术

时间:2022-02-16 11:11 来源:《石油与装备》 作者:周颉/译 点击:


长期以来,生产工程师一直认为防砂是一种不受欢迎的、昂贵的、复杂的方法,再加上市场环境的波动和对更高效率和可持续性的需求。它会破坏井下水下设备和地面生产设施,并增加灾难性故障的可能性。
 
交叉利用可互换库存的能力对同时处理多个项目所需的设备数量以及应急规划的需求有重大影响。因此,以最小的物流减少材料使用量。
 
为了实现油气行业的可持续发展,高效利用资源是至关重要的,Tendeka采用了一种“即插即用”的方法,通过可互换的流入设备供应和配件来控制防砂和流入。
 
标准化产品和方法
 
针对不同的油藏条件设计了许多不同的防砂方法,选择合适的技术取决于是否需要防砂来决定所选择的路线是否成功。该过程包括设备的标准化,同时仍然保持设计的灵活性。这意味着同一底盘可以用于多种应用,并可在安装前进行定制,以优化油藏性能。一种管理出砂和流入控制的智能控制框架将考虑最有效的筛管过滤器尺寸、类型和机械级别选择的组合。
 
这种方法的好处包括:改进油藏动态:灵活的“即插即用”方法可以根据最新的油藏和地层评价数据,在钻机现场优化最终的防砂和流入控制设计;减少模具和机械的调整,提高生产效率。通过重复性和可靠性减少浪费;高效的供应链和材料管理,使用适合生产和注射的冶金材料;流线型的生产过程;当计划变更时,可重复使用原材料;简化制造。
 
这一过程的关键是提供可以容纳多个解决方案的设备。每个带入流装置的防砂筛管接头都有1 - 4个抽头孔,可以配置为任意组合阀门。这些孔径可以接受Tendeka的FloSure自主icd、floight和FloExtreme icd、FloSure注入阀、FloCheck控制阀、堵头塞,甚至在某些情况下可以完全打开端口。这些可以根据井况在作业前或现场进行更改。
 
Tendeka的方法是利用流入控制装置来标准化筛套的长度和材料等级,目前为止,该公司生产的大部分筛管都采用了流入控制装置。这大大降低了制造成本和施工过程中产生的废物。
 
为了包括用于网格和钢丝缠绕护套筛管的icd,建议的默认长度为4.8米或7米。ICD和流出控制装置包括被动的、自主的和先进的ICD,以及止回阀。材料等级也是标准化的。最常见的是316合金,而825合金也适用于腐蚀性和挑战性较大的井,具体取决于井下环境、选择的完井管柱等级和预期使用寿命。

如果认为自主流入控制阀有利于生产优化,Tendeka的一系列注入阀可以同时用于每个层位的注入,并根据需要区分两个方向的压力/流量响应。
 
此外,由于屏幕在设计时考虑了鲁棒性,因此可以实现和调整过程,以最大限度地减少浪费。例如,去除陆上的保护性包装材料,以减少海上地点的废物处理。
 
例如,通过消除每10个屏幕改变长度和外径的必要性,高级完井和生产优化专家可以比定制设计多生产约35%的屏幕。最值得注意的是,由于这种“即插即用”理念,超出建议范围的定制屏幕设计比例每年都在下降。
 
“即插即用”哲学
 
定制设计仍然是解决某些生产挑战的关键因素。然而,由于“即插即用”的理念,定制屏幕设计的百分比每年都在下降。
 
拥有两个标准化的M33端口,Tendeka可以为采油公司生产约48种不同的阀门组合,为注水井生产约一半的阀门组合。这意味着在单井不同区域的筛管中,可能存在大量的流入区域和压力响应。这是一种新颖而灵活的方法,可以在最后一刻对完井设计进行修改,并根据实际钻取的井眼轨迹和经过的层位实时做出决定。
 
这种灵活的方法可以提高决策能力,在最合适的井段选择或更换流入、流出或止回阀装置,随时应对饱和度、可能的出砂量、孔隙度和渗透率。
 
互操作性-案例研究
 
该井位于挪威大陆架,由于可以灵活地使用防砂筛管和可互换的流入控制设备,因此可以优化单个水平阁楼充填井的完井策略。aicd被用来关闭气顶,并设计与每个排水区域的估计含油量相关的流入
 
由于井的中间部分显示出一些气层和有限的油层,因此进行了空白处理。趾部采用无游离气体的被动ICDs。因此,作业者决定安装更大的aicd (7.5 mm)而不是icd,以防止大量气体流入,并在更深的井段创造更低的压降环境。然后流入后跟部分的5毫米AICD组合(单管或双管)。根据每个储层的储层特性对这些参数进行调整。
 
与ICD相比,AICD在水、气和高GOR混合流条件下具有更好的选择性堵塞能力。这一点,再加上ICD/AICD尺寸,可以在海上获得最佳的入油量,是安装下部完井的背景。
 
在防砂筛管中安装了示踪剂,以监测清理情况、每层的流入情况和产水情况,表明整口井的清理情况良好。稳定状态流入模型在执行和评审阶段被广泛使用。
 
在没有水和低游离气的情况下,井的初始性能产生了比预期更大的压降。后来的基于示踪剂的化学PLT给出了与预期略有不同的结果。研究人员对压力数据、示踪剂数据、测井数据和有效的多相AICD模型进行了深入研究,得出了可以解释这种差异的情景。最有可能的情况是,压力和示踪剂的历史匹配度都很好,并且可以进一步了解关键的油藏参数、层间流入以及aicd在多相流过程中的有效行为。
 
尽管该井的压降高于预期,但其产量仍超过了钻井前的预期。部分原因是自动icd会堵塞沿井筒流入的气体。
 
高效的物料和库存管理
 
固定尺寸的标准化产品范围覆盖了大多数应用需求,允许更短的交货时间和更高效、更经济的制造,然后转移到零件的价格(图3)。

流入控制的互换性使得作业公司可以在不同的资产/作业中使用标准化筛管,有时甚至可以在不同的井中使用。
 
假设砂粒的性能保持在产品的最佳性能范围内,在筛管入井前的任何阶段都可以改变砂粒的性能。对于一个比以往任何时候都更注重高效、可持续和最佳表现的行业来说,这是一种改变游戏规则的能力。

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