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一次下井防砂新技术

时间:2017-10-11 11:15 来源: 作者:编译 张瑜
威德 福 国 际 公 司 的WFX0 裸眼井砾石充填系统将现有技术与新开发的封隔器及坐封工具相结合。随着作业者继续在较偏远的海上位置钻探更深的井,过去对防砂采取的等待观望方法在许多情况下将不会再出现。作业者认识到需要采取积极主动的策略,实际上大多是在油井初步完井时安装防砂设备,而不是只有出砂成为问题时才等待这样做。
 
威 德 福 国 际 公 司 的 全 球 防 砂业 务 总 监 雷 吉· 波 格 斯(ReggieBoggs)表示,这一转变在很大程度上是由今天正在钻探的井的类型和深水钻井平台的成本所推动的。“当进入深海市场进行海底完井时,采用钻井平台进行重新完井时是非常昂贵的。”“如果他们认为五到十年内要求防砂,那么他们将在第一天进行防砂。 在钻井和完井的初始阶段做这项工作比在后期修井,更具有成本效益。”
 
波格斯表示,运营商也越来越多地要求裸眼完井防砂技术。“在下套管完井中,必须射孔套管才能实现生产,并且每个射孔都会对流动面积产生限制。”裸眼在水平井、大斜度井和大位移井,比较常见,从历史角度来讲,一直受到流量控制和微粒运移的挑战。然而,事情正在发生变化。“我们已经为裸眼技术开发了市场,消除了裸眼完井的局限性和障碍。”
 
另外,开发防砂完井系统的另一个主要因素,就是需要在一趟起下钻中处理多层。能源服务公司的完井服务副总裁 Ed 斯密斯说:“起下钻时间是非生产时间的最大原因之一。“我们所做的是在一趟起下钻中对整个剖面进行防砂,并独立处理每个层,一个接一个地处理。在井筒中完成的层越多,利用一次起下作业系统节省的费用越多。“当层数增加时,一口井的作业天数就可以得到节约,如果正好是两层,那么就可以节约出两到三天的时间”史密斯解释说:“但是如果进入四五个层,则可以从一个完井中节约 12~14 天的时间。”消除裸眼完井自 2015 年以来,威德福国际公司一直在开发一种砾石填充系统,为裸眼井提供套管井功能。因此,WFX0 系统把已有的经现场验证的技术与新开发的裸眼封隔器及坐封工具、快速连接能力和滑套技术结合在一起。
 
“该系统从单一位置在一次起下作业中提供多层裸眼井砾石填充,它不再需要即时深层滤网”波格斯说:“它减少的完井时间为 15~20天,节省成本达 2,000 万美元。”今 年 5 月 份, 该 系 统 利 用 威德 福 国 际 公 司 于 2008 年 上 市 的TerraForm 裸眼封隔器,已实现商业化,其使用张力坐封皮碗密封技术,形成一个 V3 级密封,不会破坏油层或是产生的微裂缝。在密封上,指式密封在独立的皮碗密封坐封周围每 15° 坐封一次。这允许封隔器,坐封在不完全圆的井眼中。用来形成 WFX0 系统的其它技术包括 2015 年推出的 SST 分流管屏和OptiBarrier 球阀。哈里伯顿开发了耐液压滤网,这可以作为传统砾石填充的一种替代选择。为了响应上部加载压力,该滤网封闭了它与地层之间的环状间隙。
 
该坐封工具可传输高达 20,000ft-lb 的扭矩,允许以高速率循环。此系统已被测试,以高达 18 桶 / 分钟,达到底部。波格斯表示,在较低的泵送速率下,它需要 24 至 30小时才能将球阀循环到底部。因为WFX0 容许较高的泵送速率,所以它可以在一般砾石充填系统的所需的一小部分时间将球循环到底部。由 于 WFX0 封 隔 器 具 有 ISO 和API V0 等级,因此它也不需要深层坐封滤网。
 
该系统被部署后,WFX0 封隔器和 TerraForm 封隔器坐封,坐封工具被移入砾石填充的位置,这是从上到下完成的。在填充过程中,该工具保持在一个固定位置。 通常,砾石填充系统要求该工具在填充过程中,在层间移动,这可能导致抽汲或工具被卡住。“该系统能够在裸眼井中提供不连续的层,接着允许从一个位置砾未石填充所有的不连续层,”波格斯说:“这是以前从来没做过的。”
 
一旦砾石填充完成,套筒和球阀密封, 将坐封工具从井眼中移出。波格斯表示,因为砾石填充工具:封隔器, 快速连接和滑动套筒技术,被设计为 API 和 ISO V0 等级,该系统在砾石填充被置入时,提供深层坐封滤网。“通常进入并砾石填充井之后,在下一次的井中必须提供一个 API ISO V0 级的滤网。这就需要额外增加一次起下钻作业,一个额外的封隔器,一切都得额外增加。 “据估计, 消除深层坐封滤网,可以为作业者节省三到五天的钻井时间,从而可以节约高达 500 万美元的成本。
 
降低完井时间
 
虽然一些公司正在提高裸眼井砾石填充的效率,但其它公司正在开发完全不需要砾石填充的技术。在 2017 年第二季度,哈里伯顿推出了 6 英寸版的耐液压滤网,它最初在 2015 年中期时是 8½ 英寸。一旦达到深度,该滤网响应上部加载的压力径向延伸,密封滤网本身与裸眼井中地层之间的环形间隙。哈 里 伯 顿 将 该 液 压 滤 网 技 术视为传统砾石填充作业的一种有效 替 代 选 择 方 案。 防 砂 产 品 经 理Maxime Coffin 表示,“该滤网能够提供井筒支撑和高效的防砂,它通常在一个小时内快得多速度相当于天数。”因为滤网不仅可以控制出砂,还能提供强大的井眼支持,这在弱胶结地层中特别有效。
 
该工具由中心管、开启室、砂过滤介质、 排出/支撑层和外环组成。当滤网达到所需的深度时,油管内部压力通过固井泵从表面加载。这可以给该滤网的开启室加压,促使滤网直径增加,并填充环形间隙以符合要求。耐液压滤网的产品牵头人 Keith Oddie 表示:“它由上部加载压力开启而无需任何泵送。 “那允许我们从作业中抽出大部分的时间,这就大大降低了成本。”一旦滤网被开启,压力就会被释放, 而且滤网被打开以进行生产。生产的油气将流经该工具的层序、保护罩、过滤介质和排出层如标准滤网。当它通过这些层之后,产出的流体进入开启室之间的流动通道。该滤网已在墨西哥湾得到现场测试,被证实是符合要求的,温度高达 375 ℉(190.5℃),油藏压力达到 18,000 psi。Oddie 表示,该系统用于挪威石油公司在挪威近海的 Statatoj 油田,这里的成熟井尤其需要防砂处理。损耗挑战和油田的窄孔 / 破碎压力窗,使得泵送砾石填充成为一个挑战,所以作业者想要一种无泵送的解决方案。该滤网于 2015 年在 Statfjord 油田进行了现场测试和验证。
 
在 这 次 测 试 部 署 过 程 中, 该滤网利用标准的完井设备在 8½ 英寸 裸 眼 井 中 实 施, 钻 探 深 度 达 到2,580 米,最大偏差为 30° ,温度为 176 ℉(80℃)。与利用裸眼井砾石填充通常所用的九天时间相比,完井总时间只需要六天时间完成。Oddie 说:“ 完 井 总 时 间 缩 短 了30%。”“ 除 了 完 井 时 间 更 快, 这 种兼容滤网技术还可以降低 HSE 风险,”Coffin 说:“当当必须进行砾石填充作业时,通常设备不取决于钻井平台。”“必须移动的每一件设备都是一种风险。”而且,这种滤网的部署只需要两个人,相比之下,砾石填充所需的 10 个工作人员或更多。
 
自该系统推出以来,尽管一直部署在北海的成熟领域,但哈里伯顿认为,与其它防砂方法相比,此系统通过减少安装钻井平台所需的时间,可以大大节约前沿深水作业的成本。“所有的大型政府间海洋委员会(IOCS)积极参与深水,他们都在寻找新的方法来实现大幅降低钻井成本的目的。“砾石填充可能需要两到三天的时间,我们可以在一个小时内完成”Coffin 说。6 英寸耐液压滤网也被开发用于挪威国家石油公司,其需要较小尺寸进入特定的油藏。这一减少尺寸的滤网于 2017 年第一季度在北海首次安装。在 2017 年第二季度,它将完成两次安装,节约的时间相当于原来的版本成功部署8次的时间。墨西哥深海和超深海湾下第三纪的蓬勃发展要求提高作业效率、可靠性和降低总体成本。减少防砂应用中长期成本的关键因素是消除费用昂贵的干预处理。这可以通过新技术得到加强,但目前第三纪完井技术的方法和应用仍处于进化和探索阶段。

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