光纖輔助的連續(xù)油管（CT） 多 分 支 工具（MLT） 的 研發(fā)是為了實施各分支進(jìn)入和酸處理方案。在詳細(xì)介紹了首個全球范圍的應(yīng)用之后，這項技術(shù)的使用變得越來越普遍。MLT 基本上是一個流量激活的彎短節(jié)，彎短節(jié)伴隨著光纖連接的CT（e-coil 帶 電 連 續(xù) 油 管） 下入井內(nèi)。利用液壓趨勢，對 MLT與興趣窗口是否對準(zhǔn)進(jìn)行確認(rèn)，確認(rèn)對準(zhǔn)后，利用套管接箍定位器（casing collar locator，簡稱 CCL）的關(guān)聯(lián)性與伽馬射線標(biāo)識來確定分支身份。MLT 進(jìn)入各分支實現(xiàn)促產(chǎn)MLT 到達(dá)各水平分支的總井深是促產(chǎn)計劃的一項要求。
為了確保實現(xiàn)這一目標(biāo)，e-coil 的抵達(dá)能力擔(dān)負(fù)著此項模擬。雖然定向軌跡、e-coil 的尺寸和減阻劑都會對 e-coil 的抵達(dá)產(chǎn)生影響，但井身結(jié)構(gòu)證明是 e-coil 抵達(dá)各水平分支總井深的關(guān)鍵；這是因為在尺寸大很多的油層套管內(nèi)e-coil 的螺旋纏繞趨勢呈現(xiàn)出惡化跡象，導(dǎo)致 e-coil 鎖住——比水平分支的總井深要略淺些。為了防止這種情況發(fā)生，由鉆機(jī)使用鉆桿作為 e-coil 疏導(dǎo)管的模式下入，e-coil 行進(jìn)的長度限制在從窗口到最上面那個分支 100ft的距離；鉆桿管柱的內(nèi)徑限制更大，使 e-coil 在鎖住之前能夠抵達(dá)每個水平分支的總井深。
為了說明與不這么做相比，換一種方式，圖 1 示意了 e-coil抵達(dá)（深度對 e-coil 下井重量）的模擬結(jié)果，圖示說明通過鉆桿下入 MLT 的影響。通過鉆桿下入 e-coil 獲得額外行進(jìn)距離的情 形， 增 加 的 行 進(jìn) 距 離 超 過 了2,000ft。下 入 MLT 之 前， 必 須 對 井身結(jié)構(gòu)進(jìn)行另一項修正，預(yù)期泵入的、穿過 MLT 受限內(nèi)徑的循環(huán)壓力，也就是需用于酸處理的流量必須限制在每分鐘幾桶的范圍，由于井筒體積可能超過數(shù)百桶，因此循環(huán)所需的時間被證明是令人望而卻步的。在工作管柱末端安裝一個封隔器會簡化井身結(jié)構(gòu)，減少循環(huán)體積，所需的循環(huán)時間也會減少 50% 以上。
圖 2示意了最終的井身結(jié)構(gòu)，給出為進(jìn)行酸處理下 MLT 進(jìn)入各分支的順序。酸處理設(shè)計并行水平進(jìn)入設(shè)計是合適的酸處理選項。鹽酸與泥餅中碳酸鈣的快速反應(yīng)不僅會導(dǎo)致失水過快，而且還會使?jié)B入和刺激儲層的可用的鹽酸變得更少。采用酸性鹽水作為刺激劑的另一個難題是在地面處理鹽酸所帶來的挑戰(zhàn)，與 刺 激 容 器 不 同 的 是， 鉆 機(jī) 很少配備處理和泵入這種反應(yīng)材料的設(shè)施。由于此情形下尚未安裝ICS，ICS 是在酸處理后才被安裝的，因此使用刺激容器進(jìn)行酸處理是不切實際的，因為需要恢復(fù)鉆機(jī)才能安裝 ICS。
在選擇替代酸處理方案時，為了均勻分布穿越儲層，并對儲層提供充分激勵，充足的酸反應(yīng)時間是非常重要的。同樣重要的還有，通過鉆機(jī)在地面能更容易把握處理進(jìn)程。有 機(jī) 酸， 如 甲 酸 和 乙 酸，用這類酸液來激勵碳酸鹽儲層已在 業(yè) 界 運 用 多 年。Buijse 等 人2003 年在其文章中記錄了使用甲酸和乙酸的一種組合產(chǎn)品作為鹽酸替代品的案例，在一口類似于候選井的案例研究中，Leschi 等人 2006 年在其文章中闡述了在酸釋放機(jī)制延遲的情況下選擇甲酸處理的情形；這一特性允許在地面形成一種中性 pH 值的混合物，而且穿越儲層時可以緩慢釋放 酸 液； 正 如 Leschi 等 人 詳 細(xì)闡述的，相比乙酸，甲酸是一種更好的選擇，這是因為在類似的儲層溫度下，乙酸釋放的速度比甲酸慢很多。
因此，如果使用乙酸，碳酸鈣泥餅的去除效率會很低。在設(shè)計最佳酸配方時，一個帶有孔隙喉道的陶瓷圓盤，其孔隙喉道的尺寸類似于我們關(guān)注的儲層的孔隙尺寸，我們記錄了液體透過陶瓷圓盤時的注入率或受量速度；據(jù)此，在實驗室復(fù)制了鉆井液配方；然后，在儲層溫度和壓力環(huán)境下將陶瓷圓盤暴露在這種液體中，使圓盤上形成一種泥餅；隨后，用不同甲酸配方的酸液與泥餅起反應(yīng)。在另一項注入試驗中，透過圓盤的首次失水的時間線被確認(rèn)是部署酸處理必需的時間延遲。所述制劑的有效性是鑒于泥餅溶解的有多快和一致性如何來衡量的，清理時間是根據(jù)處理過程與 ICS 安裝之間最短的時間來判斷的。有效的處理會使最終的注入速度如同最初的注入速度。采用上述準(zhǔn)則，篩選出最佳酸配方制劑。
圖 3 是用不同甲酸配方單獨試驗后泥餅的清理情況，最后一幅圖說明了所選配方制劑的有效性。在這個試驗樣本中，幾乎所有的碳酸鈣泥餅都溶解了，使陶瓷圓盤恢復(fù)到了初始狀況。為了確保選定的配方按計劃行事，從井內(nèi)獲取了實際的在用鉆井液樣本。使用實際的鉆井液樣本試驗結(jié)果需要修改甲酸配方，增加酸的濃度是必要的，以達(dá)到之前試驗的相同結(jié)果。這可能是因為實際鉆井液樣本中也含有鉆出的固體巖屑，這一特征在實驗室的樣本中是不容易復(fù)制的。酸處理后的分支隔離為了抑制酸處理后穿越儲層的液體流失，考慮了機(jī)械隔離和化學(xué)隔離兩種選擇。由于化學(xué)隔離不存在封隔器的風(fēng)險，該井選擇化學(xué)隔離作為隔離機(jī)制，替代封隔器隔離方式。
選擇化學(xué)隔離涉及到使用聚合物膠塞，聚合物膠塞已在石油工業(yè)中使用了超過25 年。 如 Terracina 等 人 1989年和 McCabe 等人 1991 年所述，聚合物膠塞是一種能在一口井中提供屏障的高粘聚合物流體，這一特性使得促產(chǎn)和修井作業(yè)像是在一個已設(shè)有機(jī)械屏障環(huán)境下實施的。 有兩種類型的聚合物膠塞，交聯(lián)型和非交聯(lián)型，兩者之間的區(qū)別在于交聯(lián)聚合物凝膠需要金屬或硼酸鹽離子與聚合物交聯(lián)形成粘性凝膠，而非交聯(lián)聚合物凝膠則需要高濃度的多糖聚合物才能達(dá)到相同的粘度。
選擇交聯(lián)或非交聯(lián)聚合物膠塞取決于所涉及的應(yīng)用，這是因為交聯(lián)聚合物膠塞可能會因其內(nèi)部（酶或氧化劑）或外部（弱酸如 5%v/v 鹽酸溶液）破壞性制劑的加入而降解為它的鹽水基，而非交聯(lián)膠塞只在使用了外部破壞性制劑才會降解。此外，交聯(lián)聚合物膠塞比它的非交聯(lián)對應(yīng)物設(shè)定的更快，對于通過限制像 MLT這樣的 CT 工具而泵入膠塞的應(yīng)用場景，非交聯(lián)膠塞可能是首選；對于需要更快設(shè)定時間或泵入外部破壞性制劑不可行的應(yīng)用場景，交聯(lián)聚合物膠塞可能是更偏重的選擇。
對于候選井來說，由于不確定形成膠塞需要多長時間，所以選擇了非交聯(lián)膠塞；MLT 內(nèi)徑的限制也排除了選擇交聯(lián)凝膠，因為膠塞設(shè)定后，循環(huán)壓力將禁止通過 MLT 泵入膠塞。該地區(qū)成功實施的非交聯(lián)聚合物膠塞進(jìn)一步支持了這種選擇，該井選擇非交聯(lián)膠塞的最終好處是在與氯化鈣（CaCl 2 ）鹽水接觸時加速了凝膠的凝結(jié)時間。在泵入這種聚合物凝膠之前先在井中循環(huán)氯化鈣鹽水，隨著聚合物凝膠與氯化鈣鹽水在井中接觸，會加速凝膠的凝結(jié)時間，這抵消了非交聯(lián)聚合物膠塞較慢的膠化時間。
根據(jù)井況，圖 4 給出了在儲層溫度下非交聯(lián)聚合物凝膠粘性與時間關(guān)系的試驗數(shù)據(jù)，證實了聚合物膠塞在不到兩個小時時間粘性增至500 厘泊以上的可行性。選擇非交聯(lián)聚合物膠塞需要在 ICS 安 裝 后 泵 入 一 種 外 部 破壞性制劑，選擇弱酸溶液作為外部破壞性制劑，并指定各分支的FCVs 作為分配外部破壞性制劑的流通通道。由于交聯(lián)和非交聯(lián)聚合物兩種膠塞都隨著作為外部破壞性制劑酸的加入而降解，所以膠塞的安 置 和 酸 處 理 的 精 準(zhǔn) 性 至 關(guān) 重要，鉆井作業(yè)期間需獲得各分支的井徑測井?dāng)?shù)據(jù)，酸處理的體積量需根據(jù)這些數(shù)據(jù)而定，由于每個分支需要不同的酸液處理量。
因此，正確決定 MLT 進(jìn)入哪個分支這一重要性需進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)。為了防范泵入酸處理液后可能出現(xiàn)的嚴(yán)重漏失，作為安全選項，混入粘性鹽水藥劑，做好泵入準(zhǔn)備。隨著設(shè)計工藝的確定，酸處理的泵送順序為：増粘鹽水、酸處理液、鹽水、隔離液、非交聯(lián)聚合物凝膠、隔離液、鹽水。圖5 為候選井 ICS 預(yù)安裝的最終方案，概述了工藝流程后和 ICS 安裝前的情形。概念驗證該項目是在 CT 裝置及設(shè)備安裝和測試后開始實施的，酸處理的第一個進(jìn)入點是主井眼，處理工藝如前面所述。由于 MLT和 e-coil 位于井的下端，因此，不需要激活工具來引導(dǎo)其進(jìn)入主井眼的裸眼段。進(jìn)入前，獲得了一個 CCL 關(guān)聯(lián)圖，見圖 6，CCL的關(guān)聯(lián)性證實 MLT 進(jìn)入了主裸眼的裸眼段。此后，MLT 被成功下至主井眼的總井深，作為伽馬射線的相關(guān)性， 圖 7 證實了主裸眼的身份。
MLT 對準(zhǔn)和進(jìn)入主裸眼上方圖 8 圖 9 圖 10圖 11圖 7分支 1 要求 MLT 定位于該分支的窗口，從 MLT 壓力讀數(shù)顯示的必要壓降特征證實，見圖 8，MLT 與分支 1 窗口對準(zhǔn)，這一操作獲得成功；e-coil 通過該窗口時 CCL 的相關(guān)性也支持 MLT 的壓力標(biāo)識。與主井眼的情況一樣，處理工藝遵循了作業(yè)計劃和伽馬射線的相關(guān)性，圖 9 為分支 1 伽馬射線的相關(guān)性，進(jìn)一步證實了該分支裸眼的身份。類似于分支 1，分支 2 成功實現(xiàn)窗口對準(zhǔn)和進(jìn)入，對照圖 10伽馬射線的相關(guān)性，進(jìn)一步證實了分支 2 裸眼的身份。在分支 2 酸釋放延遲時間過去后，隨著 MLT 回到鉆桿，酸損失率增至 27 桶 / 小時（bph），并穩(wěn)定在此。
隨后 MLT 被起至地面，這是必須的，在用鉆桿為泵入提供一個更大管道時，如果必要，増粘鹽水藥劑可以用來減緩不斷增長的酸液損失。MLT 起至地面后，鉆桿末端的封隔器被釋 放， 此 時 損 失 率 急 劇 增 至 73bph；然后通過鉆桿泵入増粘鹽水藥劑，并監(jiān)測損失率，損失率減少了，但沒有達(dá)到允許收回鉆桿的程度。接著另一種増粘鹽水藥劑被泵下鉆桿，損失率下降。執(zhí)行了一次延長流量的檢查，隨著損失率的穩(wěn)步下降，將鉆桿和封隔器起出井眼，卸下放好。
圖11 是酸處理期間和之后的損失率示圖，說明了整個處理過程的損失率，關(guān)鍵時刻被重點突顯。鉆桿和封隔器回收到地面后，在計劃深度成功安裝了上部 ICS，將外部破壞性制劑通過各 FCV 進(jìn)行泵注，這確保了在各裸眼分支進(jìn)入點所有非交聯(lián)聚合物膠塞在井凈化前降解為氯化鈣鹽水。此后，各分支分別回流，直到滿足試油要求，此時所有分支一起流動，以滿足最終井的凈化要求。通過成功處理各裸眼分支、安裝ICS 和確保井眼凈化，證明了候選井概念完井設(shè)計是可行的。盡管最后一次裸眼處理后遭遇漏失，但這一概念未來仍可在多分支井中得到應(yīng)用。目前正努力優(yōu)化本案例研究中所采用的隔離機(jī)制，為未來廣泛應(yīng)用提供范例。
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