智能干预操作提高作业效率

时间:2016-12-12 14:39 来源:《石油与装备》 作者:编译 / 张瑜
连 续油管(CT)已被证 明是有效的、成本相 对低廉的干预作业, 且应用广泛。然而, 由于油井的复杂性日益增长,且在 可预见的未来油价仍然较低,干预 规划和实施过程中所需的实时数据 成为油井效率、成本效益和高性能 的关键。 打捞作业是一个很好的例子。 几十年来,它被称为一门技术。但 没有了解和确定打捞的位置及方位 与井筒情况,复杂的打捞作业可能 需要多次施工,这便增加了非生产 性时间(NPT)。 贝克休斯的新型智能 CT(ICT) 干 预 服 务, 集 成 实 时 井 下 智 能 数 据,帮助现场工作人员正确定位打 捞位置,进而对井下环境变化迅速 做 出 反 应, 消 除 不 必 要 的 施 工。 TeleCoil ICT 干预服务对高分辨率 深度对比、差压、温度数据、张力 和扭矩(TCT)数据进行准确地实 时井下监测。 TCT 数据尤其对实时了解井底 钻具组合 (BHA)载荷和扭矩的应 用非常有价值,至关重要。

例如, 区分摩擦定位和潜在阻塞标记;确 保大位移井技术如射流式冲击器、 牵引器、润滑剂的有效性;确认打 捞作业过程中震击器激活和磨铣的 有效性;扭矩和钻压(WOB)分析。 为井下传感器或电激活井下工 具,连续持续提供电力,没有底部 钻具组合电池使用寿命导致的时间 限 制, 这 是 ICT 服 务 相 对 于 其 它 CT 遥测系统的关键优势。

无限的 实时视讯和作业的反馈提高了干预 效率。 井下电力和通讯与先进的摄像 技术可以清楚地识别打捞,执行有效 的清除策略,并验证了井筒已被有效 地清除,无需改变表面上的滚筒。 实时高分辨率(HD)视讯,利 用 ICT 服务,使其能够观察打捞, 并检测套管的情况及形状,不会受 到电池寿命、存储及井下可见度的 限制。不需要保存录像来存储后续 查看的情况,可视实况可以直接即 时查看。抽取打捞新流体,越过摄 影镜头,甚至在黑暗条件下也可以 提供清晰图像。这就可以精准地了 解打捞及井筒周围情况,有助于团 队设计, 并实施更有效的打捞规划。 模拟软件在干预作业之前和期 间被使用,减少施工次数,保护人 员免受伤害,减少操作时间。

根据 已知的井参数,作业使用 CIRCA 软件第一次建模。根据收集到的作 业资料,CIRCA 实时软件更新作业 前建模,如果井下情况发生变化, 能够使得 CT 操纵人员快速做出决 策。该软件显示一个虚拟量仪,明 确指出它们相对应的准确深度及时 间的安全性和操作限制性。它可以提供挠性管柱剩余疲劳寿命的实时 更新。 使用 ICT 这种服务,磨铣和清 洗操作也可以得到改善。实时监测 扭矩、拉伸和压缩的能力,可以实 时准确地跟踪电机和磨铣性能,调 整作业参数来强化整个磨铣过程。 磨铣桥塞和洗砂的变化可以更容易 被识别。大斜度井中砂层的顶部可 以准确定位。

根据目前等效循环密 度,油井通过增加填充渗透率、调 整钻头长度和通井速度,可以更有 效地清除。此外,模拟软件预测两 相流、凝胶、酸和固体的压力,并 连续更新随温度及压力变化的流体 流变性能。了解井下压力,使得跟 踪填补清动态成为可能,进而控制 井平衡,以防止洗井液漏失,损害 油层。 在射孔作业中,了解准确的深 度,可以帮助团队穿过合适地带, 避免额外的相关流程。

射孔作业更 高效,因为 ICT 服务在一次起下作 业中可以射孔 32 个单层,输送超过 305 米(1,000 英尺)的射孔枪, 在压力下起下钻,无需压住井喷。 射孔可以定向,避免损坏智能完井 光纤和其它组件。观察员在地面可 以实时确定射孔枪。 各地区实例分析 ICT 服务帮助运营商在海上获 得显著的好处,同时它也给陆上干 预作业带来了重要价值。戏剧性的 好处 , 也带来了巨大的价值,即在 岸干预操作。

德克萨斯州 德克萨斯州的某 一作业者完成 43 段压裂作业之后, 试图磨铣第十个桥塞,此时磨铣井 底钻具组合在约 2,950 米(9,700 英尺)的深度,遇到不能通过的障 碍。 油 井 深 达 4,237 米(13,900 英尺) , 造斜点位于 2,052 米 (6,731 英尺),射孔介于 2,608 米至 4,209 米(8,558 英 尺 至 13,810 英 尺) 之间。作业者猜测挤扁的套管阻碍 进度,起下钻,磨出井孔,安装一 个电缆摄像机,试图清晰地确定问 题。经过 50 个小时后,不能成功定 位摄像机,重新得到 2 1 / 8 -in 图像。 具有高分辨率摄像机及流动镜 头,以及用于清洁井底钻具组合的 ICT,下入井眼中,过滤后的淡水 沿 CT 和油套管环向下泵入,提供 透明液体的环境,因此摄像机可以 获得清晰的图像。

正如预期的那样, 摄像机底部钻具组合遇到 2,635 米 (8,650 英尺)第一个射孔下面的 黑暗液体,因为漏失层正在漏清洁 压裂液。为减少暗清洁摄像镜头, 过滤后的淡水和表面活性剂 CT 及 摄像底部钻具组合泵送, 速度为 0.25 桶 / 分钟。标记阻塞,然后确定位 于 2,936 米(9,632 英尺)。清晰 的图像显示出破坏的严重程度及类 型,进而使得运营商立即设计解决 方案。整个作业执行一次,时间为 21 小时。 欧 洲 陆 上 部 分 衰 竭 储 层 的 3 1 / 2 -in 固井完井过程中,油管遗留 800 公升的水泥。

因此,在 3,603m (11,820ft)长的井段的 2,763m (9,064ft)深度中,切割 5in 的内 套,且封隔器超过切割。其目的在 于利用 2-in 射孔枪进行射孔,形成 油层产能。2 1 / 8 in ICT 系统提供了 有利的井下数据,极大地推进了整 个作业的成功实施。最大转矩通过 实时压力数据进行快速检测,还有 助于监测井下油藏流量的压力。套 管接箍定位器(CCL)数据改进深 度测量精度, 以确保磨足够的孔洞。 用于射孔,且伽马射线和 CCL 数据 实时监测测井及射孔深度控相关性。 射孔枪在所需的深度进行电点 燃,这相比压力激活点火头节省了 时间,同时降低了风险。井下压力 及温度测量显示,当触发时射孔枪 点燃,ICT 系统可避免需要额外的 设备如试井车和牵引机,大大节省 了操作时间和成本。

对于里海地区陆上 作业者来说,使用 ICT 服务、模拟 软件和 EasyReach 射流式冲击器, 可以帮助成功磨铣,清洁大位移井 中的桥塞,无需安装马达,不存在 非生产时间(NPT)。 J 型 井 含 有 5% 的 硫 化 氢。 作 业 者 希 望 磨 铣 位 于 6,080m (19,950ft) 处的复合桥塞, 在6,400 m(21,000ft)深处将其挤到油井 的端部。 桥塞的下入深度使得足够的钻 压难以将其有效磨出来。以前的磨 铣是无效的,8 小时的钻机时间之 后,没有取得任何进展。

在磨铣期 间,通过强制关井,这项施工才得 以完成。 建模软件提供精确的操作计划, 包括准确的总流量分析、井筒水力 学、大位移井建模、钻压模拟和工 作内力匹配。当完成时,ICT 底部 钻具组合由CT连接器、 马达头组装、 集成传感器组合、大位移井射流式 冲击器、扶正器、X-treme 系列容 积式液压马达。实时数据提高马达 性能,防止停转,并实时实时井下 的压力及温度。 团队只在 34 分钟内完成磨铣, 这是之前所用时间的 10%。突破磨 铣之后,其余的就很容易挤入井的 端部。
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