投球滑套多级增产系统 提高北海油气井开采效率

时间:2017-10-12 11:13 来源:未知 作者:编译 / 张瑜
北海油气井开采需要多级压裂,通常使用胶桥 塞 射 孔 连 作 完 井技 术 Plug and PerfCompletion。这种方法由于有历史先例而被广泛使用,但其增产效率有时达不到预期效果,而且这个过程也是耗时的。北海油气田项目每个压裂阶段的典型周转时间从三到七天不等。作业时间过长对项目经济效益和投资回收期均产生不利的影响。因此,国民油井(NOV)设计了 i-Frac 系统。北 海 某 主 要 作 业 者 正 在 使 用一种标准增产工艺,其中涉及每隔±250 英尺进行 10 个孔的射孔群,用于完井。酸液以每分钟 40~60 桶的速度挤入,且投球用于套筒群间的机械分隔。这种方法意味着无法实现限流射孔增产设计。
 
油气井使用每个压裂阶段五到八个套筒群进行完井,从而导致大量的酸液溶解每个压裂阶段套筒群上部中的白垩粉,通常是较浅的套筒群。在这种在浅套筒群中周围的溶解白垩粉, 消除了对套管的支撑,这使得套管能够压入所形成的大型洞穴。作业者针对这个问题尝试几种解决方案。首先,单次射孔用来设法改进酸处理,使其在储层并均匀分配射孔。使用连续油管和跨式双封隔器进行选择性酸化增产也被尝试。最后,尝试利用井下和地面设备“智能井”。
 
最终,所有这些方法被证明是耗时的、昂贵的,且无法满足作业者的需求。 作业者应用NOV的技术,来确定投球滑动套筒是否能提供更好的效果。该系统的主要目标是优化射孔间距和显著节约作业时间,第二个目标是消除以前技术相关的一些井控问题。
 
从智能井技术转变
 
内衬层上的封隔器和滑动套管,允许外层井壁射孔内部实施分段压裂作业。作业者在现场安装大量的地面控制智能井系统。这种完井工艺旨在使滑套和封隔器安装在传送射孔 7 ⅝-in 储层衬管中。每个压裂阶段的表面控制阀允许多级分段压裂增产、生产管理和带状再激发等操作。问题在于,由于井下和地面硬件所需的投资以及完井所需的额外钻机时间,这种系统在油井活动中的成本较高。许多井还遇到了早期损失和功能失效的问题。
 
作业者与 NOV 合作确定一种智能井系统机械选择方案。作业者认为,具有多启闭(MOC)功能的投球套筒系统将是一种折中方案,将消除对更多智能井的需求。针对这个方案设计, 没有功能上的限制,因为增产仍然可以通过表面投球无干预来实现。尽管各个单层需要钢丝绳牵引干预用于储层管理和再刺激,但这一过程被认为引入其中具有足够高的成功率,才能被引入其中。然而,缺乏重要的数据是机械解决方案的一个问题。
 
由此,NOV 设计了 i-Frac 系列投球滑动套管,以提供增强功能和较低的成本。 溶液组分在关闭位置全部运行,通过从表面投溶解球打开:MOC滑动套管是一个全刺激、生产和注入套管,它可以在井的寿命周期内使用标准的转位工具进行多次机械操作,以分隔无需产或执行单层射孔再刺激;启闭滑动套筒可以使用标准转位工具将其转动到关闭位置,以分隔不必要的生产;单次滑动套筒在增产阶段投球后仍处于打开位置。
 
滑动套管的可溶性球是该操作的另一个重要组成部分。大量的压差和溶解测试显示, 在这种情况下,最佳投球在打开多个滑动套筒时能够承受冲击力;在 70℃时,压差额定值至少为 8,000psi,可持续 6 小时,能够在各种不同流体和温度组合中溶解,并以优化的速率溶解。作业者表示,除了功能增强和降低成本之外,使用新技术的预期结果是缩短井开采期限封水的灵活性和关闭、分层再刺激的时间。在验证测试程序完成后,滑套系统作为两个试井部分进行安装,随后实施。

完井效率
 
与常规 plug and perf 相比,使用较少的增产套管进行作业,安装时间和操作风险明显降低。 同时,滑动套筒系统消除了对钻机上处理射孔枪爆炸物的需要,并且套筒的隔离条件允作业者在常规条件抑制钻水中而非加重盐水中进行井。此外,它还消除了对深层隔离塞的需求。

增产效率
 
试井和随后的施工活动已经证明,无干扰多区增产比常规方法更具有时间和成本效益。目前 plugand perf 技术在北海油气井每个压裂增产阶段通常可能需要三到七天时间。对于作业者来说,使用衬管下入系统在 36 小时内可进行七段压裂增产,四段衬管系统在 48 小时内受到刺激。但使用 plug and perf技术长时间进行增产活动容易受到气象和环境的危害。
 
北海引入可溶解压裂球也为作业者提供了更好的施工效果与传统的复合压裂球相比,可溶解压裂球减少了阻挡下面区域产生的危险。生产管理在初始井增产之后关闭并重新打开套筒时,高含水区的不必要生产会被关闭,并可以选择多层再增产措施,在具有三个区的衬管系统中完成井安装水和油触发跟踪系统,以确定每个区的贡献。采水区的有效识别和隔分证实了完井系统作为生产管理工具的稳定性。此外,使用 MOC 套筒可以进行再增产措施以提高生产效率。通过无干扰井增产,多级投球压裂系统已经被证明是有效的。随着北海石油和天然气工业的不断进展,创新的完井和生产解决方案将进一步提高作业效率。
 
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