投球滑套多級增產(chǎn)系統(tǒng) 提高北海油氣井開采效率
時間:2017-10-12 11:27
來源:
作者:編譯 / 張瑜
北海油氣井開采需要多級壓裂,通常使用膠橋 塞 射 孔 連 作 完 井技 術 Plug and PerfCompletion。這種方法由于有歷史先例而被廣泛使用,但其增產(chǎn)效率有時達不到預期效果,而且這個過程也是耗時的。北海油氣田項目每個壓裂階段的典型周轉時間從三到七天不等。作業(yè)時間過長對項目經(jīng)濟效益和投資回收期均產(chǎn)生不利的影響。因此,國民油井(NOV)設計了 i-Frac 系統(tǒng)。北 海 某 主 要 作 業(yè) 者 正 在 使 用一種標準增產(chǎn)工藝,其中涉及每隔±250 英尺進行 10 個孔的射孔群,用于完井。酸液以每分鐘 40~60 桶的速度擠入,且投球用于套筒群間的機械分隔。這種方法意味著無法實現(xiàn)限流射孔增產(chǎn)設計。
油氣井使用每個壓裂階段五到八個套筒群進行完井,從而導致大量的酸液溶解每個壓裂階段套筒群上部中的白堊粉,通常是較淺的套筒群。在這種在淺套筒群中周圍的溶解白堊粉, 消除了對套管的支撐,這使得套管能夠壓入所形成的大型洞穴。作業(yè)者針對這個問題嘗試幾種解決方案。首先,單次射孔用來設法改進酸處理,使其在儲層并均勻分配射孔。使用連續(xù)油管和跨式雙封隔器進行選擇性酸化增產(chǎn)也被嘗試。最后,嘗試利用井下和地面設備“智能井”。
最終,所有這些方法被證明是耗時的、昂貴的,且無法滿足作業(yè)者的需求。 作業(yè)者應用NOV的技術,來確定投球滑動套筒是否能提供更好的效果。該系統(tǒng)的主要目標是優(yōu)化射孔間距和顯著節(jié)約作業(yè)時間,第二個目標是消除以前技術相關的一些井控問題。
從智能井技術轉變
內(nèi)襯層上的封隔器和滑動套管,允許外層井壁射孔內(nèi)部實施分段壓裂作業(yè)。作業(yè)者在現(xiàn)場安裝大量的地面控制智能井系統(tǒng)。這種完井工藝旨在使滑套和封隔器安裝在傳送射孔 7 ?-in 儲層襯管中。每個壓裂階段的表面控制閥允許多級分段壓裂增產(chǎn)、生產(chǎn)管理和帶狀再激發(fā)等操作。問題在于,由于井下和地面硬件所需的投資以及完井所需的額外鉆機時間,這種系統(tǒng)在油井活動中的成本較高。許多井還遇到了早期損失和功能失效的問題。
作業(yè)者與 NOV 合作確定一種智能井系統(tǒng)機械選擇方案。作業(yè)者認為,具有多啟閉(MOC)功能的投球套筒系統(tǒng)將是一種折中方案,將消除對更多智能井的需求。針對這個方案設計, 沒有功能上的限制,因為增產(chǎn)仍然可以通過表面投球無干預來實現(xiàn)。盡管各個單層需要鋼絲繩牽引干預用于儲層管理和再刺激,但這一過程被認為引入其中具有足夠高的成功率,才能被引入其中。然而,缺乏重要的數(shù)據(jù)是機械解決方案的一個問題。
由此,NOV 設計了 i-Frac 系列投球滑動套管,以提供增強功能和較低的成本。 溶液組分在關閉位置全部運行,通過從表面投溶解球打開:MOC滑動套管是一個全刺激、生產(chǎn)和注入套管,它可以在井的壽命周期內(nèi)使用標準的轉位工具進行多次機械操作,以分隔無需產(chǎn)或執(zhí)行單層射孔再刺激;啟閉滑動套筒可以使用標準轉位工具將其轉動到關閉位置,以分隔不必要的生產(chǎn);單次滑動套筒在增產(chǎn)階段投球后仍處于打開位置。
滑動套管的可溶性球是該操作的另一個重要組成部分。大量的壓差和溶解測試顯示, 在這種情況下,最佳投球在打開多個滑動套筒時能夠承受沖擊力;在 70℃時,壓差額定值至少為 8,000psi,可持續(xù) 6 小時,能夠在各種不同流體和溫度組合中溶解,并以優(yōu)化的速率溶解。作業(yè)者表示,除了功能增強和降低成本之外,使用新技術的預期結果是縮短井開采期限封水的靈活性和關閉、分層再刺激的時間。在驗證測試程序完成后,滑套系統(tǒng)作為兩個試井部分進行安裝,隨后實施。
完井效率
與常規(guī) plug and perf 相比,使用較少的增產(chǎn)套管進行作業(yè),安裝時間和操作風險明顯降低。 同時,滑動套筒系統(tǒng)消除了對鉆機上處理射孔槍爆炸物的需要,并且套筒的隔離條件允作業(yè)者在常規(guī)條件抑制鉆水中而非加重鹽水中進行井。此外,它還消除了對深層隔離塞的需求。
增產(chǎn)效率
試井和隨后的施工活動已經(jīng)證明,無干擾多區(qū)增產(chǎn)比常規(guī)方法更具有時間和成本效益。目前 plugand perf 技術在北海油氣井每個壓裂增產(chǎn)階段通??赡苄枰狡咛鞎r間。對于作業(yè)者來說,使用襯管下入系統(tǒng)在 36 小時內(nèi)可進行七段壓裂增產(chǎn),四段襯管系統(tǒng)在 48 小時內(nèi)受到刺激。但使用 plug and perf技術長時間進行增產(chǎn)活動容易受到氣象和環(huán)境的危害。
北海引入可溶解壓裂球也為作業(yè)者提供了更好的施工效果與傳統(tǒng)的復合壓裂球相比,可溶解壓裂球減少了阻擋下面區(qū)域產(chǎn)生的危險。生產(chǎn)管理在初始井增產(chǎn)之后關閉并重新打開套筒時,高含水區(qū)的不必要生產(chǎn)會被關閉,并可以選擇多層再增產(chǎn)措施,在具有三個區(qū)的襯管系統(tǒng)中完成井安裝水和油觸發(fā)跟蹤系統(tǒng),以確定每個區(qū)的貢獻。采水區(qū)的有效識別和隔分證實了完井系統(tǒng)作為生產(chǎn)管理工具的穩(wěn)定性。此外,使用 MOC 套筒可以進行再增產(chǎn)措施以提高生產(chǎn)效率。通過無干擾井增產(chǎn),多級投球壓裂系統(tǒng)已經(jīng)被證明是有效的。隨著北海石油和天然氣工業(yè)的不斷進展,創(chuàng)新的完井和生產(chǎn)解決方案將進一步提高作業(yè)效率。