创新多级完井技术助力高效生产
时间:2016-03-21 16:39
来源:
作者:编译 张瑜
在 过去的一年里,钻井 市场波动频频,遭受 削减成本和陆上井钻 数量急剧下降等压力。 然而,在非传统领域,多级完井技 术创新并没有减少,对作业者降低 成本与提高采收率的技术研发工作 急切紧迫。
石油天然气公司试图最大限度 地利用其最佳资产,服务提供商正 在研究消除完井过程中步骤及复杂 性的解决方案。新型可降解工具和 越来越精细化储层建模软件一直努 力以补充更好地理解裂缝网络,旨 在最大限度地实现油田经济性。 在 加 拿 大 不 列 颠 哥 伦 比 亚 省 东 北 部 霍 恩 河 盆 地(Horn River Basin)非常规天然气区块,尼克森 能源即中海油全资子公司,利用多级 完井技术进行试验,包括无桥塞及波 压裂,提高了井场采收率。
与 常 规 桥 塞 / 射 孔 连 作 工 艺 (P&P)相比,无桥塞方式具有几 个优势,需要在井筒中完成过大位 移的支撑剂。“它消除了打水泥塞 及磨铣塞的成本,增强裂缝冲击压 力监测,因为沿井射孔不用受到塞 的干扰而一直接触表明压力计。” 皮克罗夫特说。
油藏建模
借鉴非常规压裂技术十多年来获 得的经验,石油行业已认识到油藏描 述对优化采收率及产量进行设计精 准的多级完井方式至关重要。2015 年,斯伦贝谢公司升级 Mangrove 非常规压裂建模软件,利用新算法以 确保完整的集群模拟及建模,有效模 拟新生的裂缝流体体系,包括低粘度 BroadBand 复合压裂液,利用可降 解纤维类,在油藏中形成更多分散且 持续的裂缝导流能力。
斯伦贝谢的主要创新包括技术 替代和升级现有的解决方案,消除对机械干预磨出常规 P&P 操作中 桥塞的需求,是开发 Infinity 分解 P&P 系统的一个关键驱动因素。该 系统作为常规 P&P 以同样方式执 行,但其使用完全溶解座组件与压 裂球而不是复合压裂塞来封隔层位。
“利用构建的油藏模型,我们 对这些油田岩土力学与岩石物性有 更好的 3D 理解,以确定下入最佳井 段,在许多情况下 , 适当的支撑剂 可以促进增产,”斯伦贝谢北美增 产经理 David Sobernheim 说。 “了 解损耗效应与初始井及分支井的相 互作用也是至关重要的,单井策略 是必须考虑分支井作用的”。 光纤和微震测量使运营商能够 验证设计,集成更新数据到工作流 以优化完井,确定生产井的最佳方 式。“我们的策略是更好地理解这 些油藏成本效益的潜力,提高采收 率,提供最佳的投资回报。”David Sobernheim 说。
在美国,估计 80%~85% 的多 级井使用 P&P 技术完井,套管式 完井市场份额达 15%~20%。溶解 P&P 系统已在北美大多数区块、南 美和中东地区得到部署。
降低完井成本
在过去的十年中,由于钻井效 率提高,现在钻探非常规井只需 8 天,完井目前大约占一口非常规井 成本的 60%。“我们的总目标是尽 最大所能为最低成本的每桶石油当 量提供最有效设计,在保持相同分 段数的同时, 满足客户的其它需求。 ” 哈里伯顿 Wellhoefer 说。
2015 年 7 月,哈里伯顿公司推 出完全可溶解 Illusion 压裂桥塞, 为 10,000 psi 额定装置,通过消除 磨铣桥塞的需求,减少生产时间与 成本。完全溶解桥塞能够坐封在井 筒的任何位置,使井筒畅通无阻, 进而优化射孔位置, 改进压裂效果。 该桥塞完全溶解, 使井筒畅通无阻, 提前上线生产。其在北美的许多非 常规区块中得到了应用,现在已部 署在阿根廷的非常规井中。
哈里伯顿还在继续升级压裂套 管系统的 RapidSuite 技术。该系 统设计为一种刺激非常规储层广泛 应用 P&P 方法的替代方案。压裂套 管系统最初只是提供每个压裂段的 单入口点,现在能够为 50 多个压裂 目标段连续提供多个入口点。这种 系统已成为非常规井段中第二最重 要完井方法。压裂套管可以用于裸 眼井与水泥封隔,也可以用于现有 套管内,消除 P&P 操作中泵送数千 桶水的需求。 由于注重美国联邦与州有关压 裂前套管测试的监管,哈里伯顿更 为 关 注 RapidStart Initiator CT 套管,这是 2013 年推出的一种末端 套管,套管柱下入部分到达井筒底 部, 在启动激发之前进行套管测试。 “我们进行套管测试, 套管打开, 消除对 CT 干预 P&P 操作开始建立 流道的需求。” Wellhoefer 说: “通 过确保套管及井筒在压裂过程中处理 压力,有助于环境保护。我们还为油 藏实现最大化生产与建井设计了正确 的完井,利用这种设计方式,可以降 低任何环境事件带来的风险。”
增值收益
2015 年 末, 贝 克 休 斯 推 出 SPECTRE 分解压裂塞,其由高强 度的控制电解金属(CEM)材料制 成。“P&P 仍然是使用最广泛的水 力压裂方法,但是常规操作利用 CT 需要三到四天钻出复合压裂塞,这 使井生产增加了时间与成本。”贝 克休斯非常规完井产品线经理艾伦 说:“通过消除对钻出阶段的需求, 我们可以为客户增值效益。” “我们有其它选择方案,使固 定 塞 进 入 套 管 柱, 未 进 行 完 全 分 解,利用这种系统,我们可以进一 步开发”艾伦说:“该压裂塞当前 适于的压差为 10,000psi,温度为 275 ℉(135℃),工程师正在寻找 增加额定温度的方法。” 压裂塞和密封原件从电缆表面 上部署,当与氯化物相互作用时分 解成精细粉末,这在储层中自然生 成,井下温度升高,与井中的其它 纤维类在生产过程中流出。
“该压 裂塞可以在任何井中与 P&P 完井及 注水泥套管柱下入,”艾伦说:“井 段现在从 10,000 ft 延伸至 12,000 ft,许多运营商正在使用电缆进一步 扩展到井筒,到达井筒末端。面对 当前油价低迷市场,众多客户将仍 需进行完井的井列入库存资产,其 中。多数井是 P&P 完井的注水泥套 管井。” 控制电解金属(CEM)是用于 贝克休斯 IN-Tallic 分解压裂球中 相同的混合料,此压裂球于 2010 年 推出,用来分离或转移裸眼井与套 管井中的压裂处理,SHADOW 持 久压裂塞于 2014 年推出,全金属 SHADOW 压裂塞与分解压裂球在 套管井中得到应用,在井筒中压裂 后,生产流通过压裂塞的大内径。 SPECTRE 压裂塞于 2015 年 6 月开始在美国和加拿大的多个区块 进行现场试验。该压裂塞将于 2016 年在北美完全商业化,预计 2016 年 底在南美、中东、亚洲及澳大利亚 进行部署。