编译 李晓生
 
增产技术的开发者，旨在将油井与储层连接起来，避免水力压裂的弊端。Fishbones公司的技术为油气井增产提供了新的选择，同时还能降低二氧化碳排放，提高井的平均产量，使客户能以较低的风险和成本让油气井与油藏建立深度连接。
 
出于寻找可替代、更简单、更精准的增产方法的需要，Fishbones公司的使命是找到一种具有成本效益、高回报的增产方法，其二氧化碳排放比传统方法更低。反过来讲，这也将为那些不适用其他增产方法，但又有可能显著提高产量的油井开辟新的市场。

 
取得进展
 
    基于石油公司对油井的诊断，Fishbones的技术使石油公司能够精准定位地层中的特定区域，从而消除了对地层应力和应变的依赖。通过将Fishbones公司的工具短节安装在尾管管柱对应的、需要进行增产处理的储层区域，短节上的针钻头（钻针）可以在最需要处理和最有可能成功增产的确切位置横向钻眼延伸，如图1（Fishbones的针钻头可通过横向钻眼或射孔刺穿储层，将其与井筒连接起来）所示。横向分枝眼 – 结构类似于鱼的骨骼或骨刺 - 深入地层，有效地增强了储层的渗透率，因而能开采出以前无法获得的碳氢化合物。
 
    自2008年以来，Fishbones 的技术是通过联合行业项目与主要勘探开发公司合作进行的密集开发项目，并在过去10年里通过一系列成功的应用逐渐取得了进展。对于寻求优化产能、扩大和提高油气采收率的石油公司来说，该技术已成为一个有吸引力的选择。
 
    Fishbones技术的功效已在全球众多实际应用中得到了验证。从北海冰冷的水域到中东干旱的环境，Fishbones的技术不断地取得了令人印象深刻的成效，开发出了一种新的油井增产实践方法，开辟了人们对未开采油藏再开发潜力的希望。下面重点介绍三个最近的案例研究，以展示Fishbones的针钻头是如何使产量提高数倍的。所有这些案例研究都已发表在行业论文中。
 
寻找中东油田地下储层的下层
 
    中东油田地质构造通常是多层的，渗透率各有不同。在一口油井中，储层质量可能会有很大差异，从高产的产油层到阻止垂直流动的致密层。Fishbones的针钻头有钻眼式钻头（见图2：针钻头配有涡轮驱动的小钻头）和喷射酸液的喷射针或称射酸针（见图3：射酸针的喷嘴可同时注射高压酸溶液，每个短节有四个喷射针）两种变体，对于中东地区，射酸针在普遍的碳酸盐岩油藏中使用效率最高。


    中东某海上的一口水平井，从微降至亚水平到下层采样，突出的油井特征是上层和下层的特性差异，其中存在自然产生的裂缝，渗透率极低，见图4（中东一口海上油井的特点是低储层低产量。作为下层完井的一部分，射酸针被部署在了这段储层）。运营该井的石油公司正在考虑几种方案，提高下层的产量，改善油井绩效。
  

    可能的解决方案包括岩石基体酸处理增产、钻额外的井（打阶梯式水平井或钻分支水平井）或利用Fishbones的横向针钻头技术。在做出最终决定之前，对井内取出的岩心样品进行了成功的实验室测验，评估Fishbones的射酸针是否能穿透岩心样品，如图5（对岩心样品进行实验室测验，确定射酸针的射酸效果）所示。

    选择Fishbones的技术而不是传统的增产方法，因为Fishbones的技术能精确增产该水平段的下层。在1245m的裸眼段，在跨越该井两个下层的4 ½-in尾管上布设了20个 Fishbones的工具短节，共计80个射酸针。成功部署的射酸针用回压法（bullheading）向储层射入了3000桶15% HCl的酸液，实现了酸处理增产，射酸针井下布设的总长度近520m。
 
    促产作业后的结果是，下层经Fishbones的技术处理后，下储层的产量提高到了日产2600桶油当量。产量的增长是预期日产250桶的10倍，令人兴奋。与最初估计的1.5倍相比，试油的产出率提高了8倍，而产量提升从日产250桶增加到2600桶，增加了10倍。这口井继续以新的增产速度稳定生产。仅这口井就达到了该地区三口计划油井的生产目标。
 
增长六倍
 
    在另一个中东的案例研究中，一个陆上天然裂缝碳酸盐岩地层的油田，由于层间垂直连通性低和渗透率低，一些油井的产量远低于预期。此外，井口压力低也是一个问题。平均原油产量为日产200到400桶，井口压力为200psi。 
 
    该油田有几口完全相同的水平井，深度为1500m，是陆上油田一系列开发项目的一部分，旨在打破油藏边界，超出生产目标的预期产量。运营该油田的石油公司用几口井进行比较测试。选择一口井进行标准的岩石基质酸处理，而另一口井则接受Fishbones的射酸针靶向处理，以检验两种方法的增产效果。这些井是在一个多层石灰岩储层环境钻探的，储层垂直渗透率差，仅为0.2至0.9毫达西。
 
    Fishbones测试井需要40个工具短节，共计160个射酸针，沿整个尾管均匀分布。射酸作业在1500m的裸眼段内进行，对地层进行酸处理，获得了显着的增产效果。最初五天试油产量显示，产量增加了300%，井口压力稳定在400 psi，而促产后的四年间，通过生产测井工具测得的数据，证实产量持续增长了6倍。
 
    与常规增产处理的参考井相比，采用Fishbones技术处理的试验井油井生产率提高了2.5倍，产量提高了3倍，达到了日产1600桶，见图6（Fishbones技术处理的井（绿色）与未处理的井（橄榄色）和岩石基质酸处理的井（紫色）的性能和压力对比；插图来自SPE-202636）所示。该试验井是石油公司授予多项额外Fishbones技术服务合同的基础。
 
 
钻穿坚硬的砾岩
 
    位于北海中部的Utsira High项目。该项目的Edvard Grieg油田的两口海上油井，见图7（选择Fishbones的针钻头钻穿北海南部Edvard Grieg油田的硬基砾岩层）。瑞典石油公司Lundin Energy面临的挑战是提高砾岩地层油井的生产率，该公司现已被Aker BP收购。
 
 
    几口井的试油结果显示，原油产量低于10 Sm3/d（日标准立方米），因此开始研究各种适用的增产方法。水力压裂被排除在外，因为地质条件对这种方法没有好处。最终选择了Fishbones的针钻头技术，因为针钻头能在完井作业期间提供对地层的受控处理，同时还能最大限度地减少对环境的影响。
 
    该系统作为下层完井的一部分得到了运用，配备了标准的钻井设备，节省了安装时间和专门的船舶协助。为了钻穿硬基砾岩层，部署了53个 5 1/2-in.的针钻头工具短节，打造了159个分支孔眼。针钻头不同于射酸针，每个针钻配有一个紧凑的1/2-in.的钛针钻头。特殊硬化的针钻头是按标准化采购规范开发的，用来钻坚硬的花岗岩基岩地层以及较软、松散质地的基岩地层。这种针钻头已在陆上不同硬度的混凝土块状体上进行了测试，混凝土块状体中含有30%的片麻岩和花岗岩砾石，见图8（为了测试新开发的针钻头原型产品，浇筑了添加有片麻岩和花岗岩砾石的混凝土块状体，旨在模拟北海基质砾岩的硬度）所示。针钻头还须进行优化，以应对在磨蚀性特别强的钻井液中的使用。
 
    在采用Fishbones系统做了横向连通完井作业后开始生产，取得了优异的成绩。与最初的预测相比，生产率提高了数倍。该油田的第二口井用了61个针钻头短节，于2022年1月开始生产，第三口井也采用了Fishbones针钻头技术，于2023年8月完成作业，该井采用了60个针钻头短节，打造了180个横向分支孔眼。
 
技术改进与扩展
 
从多年的开发、测试和生产中吸取的经验教训是明确的：采用这些横向钻眼注酸技术能让石油公司精确把握他们希望增产油井的准确位置和产出尺度。虽然传统的压裂方法可能会取得良好的效果，但控制和可预测性会受到影响，其影响可能是不利的，而且成本通常要比采用Fishbones技术高得多。
 
    作为一种提高无价值或产量急剧下降、再现油井采收率的措施，Fishbones的技术作为一项增产措施表现的极为出色。然而，自首次采用以来，随着我们在过去12年里技术的不断成熟，我们一次又一次地看到为什么这项技术应该成为早期油田规划与开发的重要组成部分。从一开始就应将一些具有挑战性或致密储层的水平井钻井纳入到钻完井规划阶段，这将确保油井在生命周期内获得更好的投资利润和回报，减少钻井过程中的碳排放，节省钻井平台的作业时间。
 
    随着持续的能源转型，Fishbones正在积极探索传统地热市场的机遇，特别是在欧洲，地热能在帮助供暖业脱碳方面发挥越来越重要的作用。我们还在探索增强型地热系统的应用，例如在美国，进一步证明了我们技术的适应性。
 
    我们在钻探和增产技术方面的专业知识和良好的业绩记录为我们适应地热应用奠定了坚实的基础。我们在石油天然气钻探和增产方面的技术和技能可以转移到地热领域。这种适应性使得勘探和开发油气田和地热田中常见的沉积盆地和各类储层变得更容易。
 
扩大覆盖面
 
    虽然我们可以认为我们的技术基础是健全的和经过验证的，但我们认识到可以进行进一步的改进。在与Aker BP的持续合作中，我们正在开发新一代的针钻头。目标是将钻针长度延长50%，从12米延长到18米，从而进一步钻入含有碳氢化合物的地层中，以开采储层的可采储量。这项关于延长针钻头长度的研究也得到了挪威研究委员会11.7万美元的赠款支持。当然，作为一家专注于通过提高石油和天然气开采效率来减少排放的公司，我们为Fishbones在这方面获得认可而感到自豪。
 
为了进一步证明我们技术的适应性，我们开发了一款带有开槽孔眼的针钻头，用于北海的瓦尔霍尔油田。这些槽有助于控制该油田松散的白垩基岩，防止基岩迁移到井流和上部装置中。我们还雄心勃勃地希望在未来能更好地控制我们的针钻头。方向控制版本正在开发中。如有必要，我们会做到更准确的储层增产。
 
目前，Fishbones的技术产品交付了67套，与传统的油井增产技术相比，我们的方法具有非常多的优势，使其成为石油公司寻求优化生产能力和提高油气采收率的极好选择。 此外，石油公司可以通过减少对专用增产管具的需求来实施增产作业，从而获得令人信服的成本效益。Fishbones的技术促进了生产率的提高，将生产率更快地转化为投资回报，进一步增强其经济吸引力。结合其最小的孔眼表面足迹、减少的化学品使用量和减少的回流量，我们还看到我们的技术代表了朝着更可持续的资源开发迈出的一步。