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创新多级完井技术助力高效生产

时间:2016-03-22 17:03 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。
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