连续油管技术是当前国际上先进的作业技术,具有节约成本、简单省时、安全可靠等特点,具有明显的优越性。作为连续油管技术及应用的先锋,斯伦贝谢公司一直致力于为世界各国油气田的产量提高而服务。目前斯伦贝谢拥有超过200套连续油管设备,分布在世界各地。斯伦贝谢连续油管进入中国市场以来,先后为中海油,中石油、中石化等国内大公司及CACT、康菲石油、Husky等国际油公司提供了气举、打捞、酸化及压裂增产、洗井、测井、钻磨桥塞、钻除TAP*阀飞镖、层位封隔、射孔等一系列作业。下面介绍几项典型的应用案例。
连续油管测井、射孔及钻磨桥塞应用案例
2010年,应中国石油公司邀请,斯伦贝谢连续油管服务参与了内蒙地区一口水平气井的作业。为增加产量,长庆油田与斯伦贝谢合作对该井水平段进行多级压裂作业。MAGNUM桥塞(如图1)作为压裂层间的封隔器和射孔枪,一起用电缆泵送的方式到达目标深度,通过电缆点火坐封封隔器并与电缆脱离,之后上提射孔枪到达目标层进行射孔;随后进行压裂作业。
MAGNUM桥塞是通过电缆作业坐封的,桥塞的复合型材料可以用钻杆或连续油管钻磨并将碎屑循环出井。在桥塞顶部和底部的防旋转设置可实现一次性钻磨多个桥塞。水平井坐封时,在桥塞底部可安装一个助泵入用的配件。
连续油管作业的过程是:用连续油管通井、洗井;用连续油管测井对射孔深度进行校正;用连续油管进行第一级射孔,为后续泵送桥塞作业打开通道;多级压裂后,采用连续油管将所有压裂用的桥塞钻磨并将碎屑循环出井,图2为完井示意图。
此次作业中,通井作业选择的井下工具(如图3)为下枪清除了可能的障碍,并经连续油管对井筒内循环2%的 KCl溶液,彻底洗净井筒(由返排可知);斯伦贝谢连续油管测井工具到达了油井的底部深度。结果证实,对于解决大斜度、高狗腿度和水平井的测井问题,连续油管可作为成熟的测井输送设备;压裂作业后,连续油管通过单次下井、单个钻头,成功将所有的桥塞磨铣并循环碎屑出井,充分显示了连续油管作业的优越性和可靠性(40小时内磨掉14个桥塞);水平井复合桥塞磨铣作业在国外是一项很成熟的技术,但是在中国还是处于起步阶段。此次施工任务的顺利完成,充分证明了中国连续油管技术取得进步,对推动中国连续油管的发展有很重要的作用。
连续油管钻磨TAP*阀飞镖、关闭TAP*阀案例
TAP*完井模式是一种创新的完井形式,它可以实现单趟连续对多层进行压裂操作后直接生产,缩短作业时间并降低完井的费用。2010年10月,在陕西榆林地区成功实施了对一垂直井的TAP*阀分层压裂作业。一般情况下可直接进行生产而不需去除TAP*飞镖和底座(如图4)。但该井试气时,发现打开的TAP*阀层有高含水层,而停留在TAP*阀上的飞镖及底座限制了日后的修井及再作业,因此,斯伦贝谢连续油管服务人员进行了飞镖的磨除及含水层TAP阀的关闭作业。在高含水层关闭后,该井产量达到预期。连续油管作业的过程是:钻磨所有压裂后的飞镖并循环出井;连续油管输送开关阀工具(如图5)关闭高含水层滑套。
此次连续油管作业中,成功将所有TAP*阀上的9个飞镖及C型底座磨除并循环出井(每个飞镖的钻磨时间约为1小时);由连续油管输送的开关阀工具成功关闭高含水层上的TAP阀滑套;高含水层关闭后,气产量增加数倍。使用连续油管钻磨TAP*阀的飞镖及底座作业的顺利完成,充分说明了该技术的可行性(空井及井下工具如图6、图7)。这对于推动连续油管的发展及应用起到积极作用。连续油管输送开关阀工具实施对井下滑套的作业是一项比较成熟的技术,但在中国还是处于起步阶段。此次作业的成功为该技术在中国的推广奠定了基础。
连续油管钻井技术及应用案例
自上世纪90年代以来,斯伦贝谢公司开始进行连续油管钻井的研究和尝试,并积累了大量经验。连续油管钻井的应用领域为:钻小井眼井、现有井侧钻定向井、现有井加深钻井、钻浅井、欠平衡(负压)条件下钻井、过油管钻井、钻救援井、环境敏感区钻井等。图8为连续油管钻井设备和传统钻井设备在阿拉斯加的现场对比。
随着作业量的不断增加,斯伦贝谢公司在连续油管钻井方面的作业能力也有很大提高。图9是斯伦贝谢公司目前可达到的作业指标。
ACTive*连续油管使用光导纤维应用案例
近年来,在连续油管服务中,斯伦贝谢公司成功地开发并使用光导纤维数据传输技术。基本的ACTive* 技术有如下特点:一、先进的数据传输方式(图10):四根光导纤维包裹在1.8 mm 外径的钢管内;全面的光纤保护;细钢管被泵入到连续油管内;简化的松紧度和长度管理。二、对连续油管作业无负面影响(图11):泵送排量不变;可在多种恶劣环境中工作;可投 5/8 英寸的球;附加的重量可忽略;能在122摄氏度下工作;可实时测量井下工具内外的压力、井下温度、套管箍位置(CCL);可实时测量全井筒温度分布 (DTS)。
在基本的ACTive*技术的基础上,得益于光纤独有的数据传输特性,ACTive* PS技术可以完成许多电缆传输的应用(图12)。光纤传输的优势主要体现在:无附加设备,与普通连续油管作业占地面积相同;抗腐蚀,在满足测量时可以泵送;为激活井下工具可投球;比普通电缆轻很多 (6.7 磅/千英尺,对比于 192磅/千英尺—单芯电缆或353磅/千英尺—七芯电缆), 便于使用和运输,且能增加连续油管在水平井的进深。
所有通常使用的测井工具以及斯伦贝谢FSI流体扫描仪均可用于ACTive* PS 的生产测井技术中。结合全井筒的温度分布和生产测井数据,可以得到最精确的生产井井底状况。该技术可简单实现:在现场只需使用ACTive* PS 的测井工具和一名测井工程师。不需使用通常的电缆测井设备从而减少了占地和设备准备工作。