Eneva公司正在擴(kuò)大其陸上鉆井業(yè)務(wù)。該公司還持有亞馬遜盆地幾個(gè)勘探區(qū)塊的經(jīng)營特許權(quán)，經(jīng)營著Azulão油田的業(yè)務(wù)，該油田于2021年9月開始了商業(yè)性生產(chǎn)。 Azulão油田的成功運(yùn)營很大程度上受到了利用單孔小井眼技術(shù)的影響，這是Eneva公司于2016年底在Parnaiba盆地開發(fā)的一項(xiàng)技術(shù)。Eneva公司利用單井眼井實(shí)施了一項(xiàng)重大的跨越式變革，將天然氣生產(chǎn)貨幣化，獲得了巴西陸上能源開發(fā)前所未有的運(yùn)營績效和效率水平。在亞馬遜盆地2021-2022年油井施工中，Eneva公司展示的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)就是半緊湊型井口系統(tǒng)。作者在此就描述一下該設(shè)備的主要設(shè)計(jì)特征，以及巴西陸上油井作業(yè)首次安裝使用的應(yīng)用效果。
機(jī)遇識(shí)別在經(jīng)歷了一段困難和預(yù)算有限的市場條件之后，巴西陸上石油和天然氣市場前景有望利用新的增長機(jī)遇，這對運(yùn)營商和服務(wù)公司來說都是一個(gè)有吸引力的轉(zhuǎn)變。因此，為了保持競爭力，各公司通過利用創(chuàng)新技術(shù)和成本優(yōu)化措施來追求新的績效基準(zhǔn)和運(yùn)營效率，這對企業(yè)來說將是至關(guān)重要的。
預(yù)見到亞馬遜盆地油井建設(shè)活動(dòng)的潛在增長，一家服務(wù)公司與Eneva公司密切合作，為一口三段制的單井眼井推薦了一種新的額定壓力為5k級的井口系統(tǒng)。它并不是迄今為止被行業(yè)廣泛使用的全緊湊型井口系統(tǒng)。更新后的設(shè)備更細(xì)小，更具成本效益。被稱作RTO3井口，該井口最初在4口井進(jìn)行了現(xiàn)場測試，以衡量與施工期間也在使用的傳統(tǒng)的四通井口系統(tǒng)相比較的成本效益和收益。 此外，兩家公司之間的合作是為了傳授知識(shí)，以便Eneva公司的井場施工人員能夠了解操作的復(fù)雜性，以最少的技術(shù)支持，安全執(zhí)行RTO3井口的設(shè)備安裝。
RTO3技術(shù)的設(shè)計(jì)與開發(fā)Eneva公司采用的單井眼結(jié)構(gòu)由三段組成，見圖1（亞馬遜盆地Azulão油田單井眼井設(shè)計(jì)）。 鑒于地表位置的限制（迫于該地區(qū)偏遠(yuǎn)、獨(dú)特的景觀特征），設(shè)計(jì)為定向鉆井，以 6 1/8-in.孔徑柔性“S”形剖面結(jié)束生產(chǎn)井段，這是由整個(gè)區(qū)域已知的形成趨勢自然提出的。圖2（RT03井口組件）顯示了單井眼井RTO3井口的堆疊組件，組件包括：1）著陸底座；2）11-in.的主井口殼體；3）7 1/16-in.的油管頭四通。圖1圖2
頂部井眼施工一旦鉆完12 1/4-in.井段后，拆除20-in.導(dǎo)體延長部分和泥漿返出管線，割掉圓井基底上方約5 ft的導(dǎo)管。然后，預(yù)先設(shè)置一個(gè)兩段著陸的底座，見圖3（著陸底座）。不過，在下9 5/8-in.表層套管時(shí)底座仍保持解鎖或開著的位置，避免套管扶正器穿過時(shí)對上部12-in.的開口產(chǎn)生不必要的干擾。圖3 為了更安全地進(jìn)行作業(yè)，事先準(zhǔn)備必不可少。11-in.主井口的外殼有一個(gè)下部扶壁螺紋盒連接，與按安裝順序下入的最上端的9 5/8-in.接頭相連接。同樣，井口殼體RT（running tool安裝工具）與9 5/8-in.著陸接頭相連接。之后，RT與井口外殼相連接，再將兩個(gè)連接件擰緊。著陸接頭與RT連接本身沒有干擾，因?yàn)楹笳呤且粋€(gè)由扭矩環(huán)固定的反扣連接，擰緊著陸接頭后將扭矩環(huán)拆除。最后，兩個(gè)接頭在反扣RT連接處被拆解，然后放回管架。
套管柱接近井底時(shí)，著陸接頭回連到井口殼體，作業(yè)人員將著陸底座鎖定在導(dǎo)管上，然后套管柱著陸，見圖4左（井口殼體就位）。兩個(gè)2-in.的LP公牛塞和閘閥連接到側(cè)端口，固井作業(yè)返出的流體直接送至圓井。頂板有幾個(gè)2-in.的孔，允許通心粉管通過，如果有必要執(zhí)行頂部作業(yè)。
此外，RTO3井口有一套應(yīng)急機(jī)制，以防表層套管無法到底，見
圖 4右（井口殼體坐于應(yīng)急滑鎖適配器）。對于這種意外情況，在套管固井和水泥候凝結(jié)束后，9 5/8-in滑鎖適配器與井口殼體下部扶壁螺紋相連接，落在底座上，進(jìn)行壓力測試和相應(yīng)地固定。 圖5 一個(gè)單獨(dú)的11-in.頂部法蘭快速連接件用來連接鉆機(jī)的防噴器堆疊體，見圖5（帶防噴器的RT03井口快速連接）。該部件從關(guān)鍵路徑連接到防噴器，是一個(gè)通過鎖緊螺栓的下連接，將其固定在 RTO3 井口的殼體上。而且，由于防噴器在關(guān)鍵路徑上也經(jīng)過了功能和壓力測試，因此在安裝防噴器/快速連接組件之前，可以立即設(shè)定好磨損襯套，并將其鎖定到位。
技套井段施工一旦鉆完8 1/2-in.井眼，就需要事先對井口部件做一些準(zhǔn)備。首先，帶有下部扶壁螺紋盒連接的心軸式套管懸掛器，與按安裝順序下入的最上端的7-in.接頭相連接。同樣，套管懸掛器安裝工具與7-in.著陸接頭相連接，見圖6左（套管懸掛器著陸）。在套管懸掛器上方放置了一個(gè)扭矩工具，RT著陸接頭與扭矩工具相連接，兩個(gè)連接件都按規(guī)格進(jìn)行扭矩上緊。著陸接頭與RT連接本身沒有干擾，因?yàn)楹笳呤且粋€(gè)由扭矩工具固定的反扣連接，在上緊著陸接頭后將其拆除。
最后，兩個(gè)連接件在反扣RT連接處被拆開，然后放回管架。套管柱接近井底時(shí)，著陸接頭回連到套管懸掛器，落在主井口的殼體內(nèi)。計(jì)劃有足夠大的大鼠洞，使7-in.套管能安全放置。一旦套管懸掛器安裝工具被回收后，下一步就是設(shè)置11-in.套管懸掛器的封裝，見圖 6中（套管懸掛器封裝設(shè)置）。采用與緊湊型井口設(shè)備類似的程序，包括清洗封裝設(shè)定區(qū)域和設(shè)置封裝，使用5-in.厚壁鉆桿上的專用安裝工具。作為應(yīng)急，如果7-in.套管未能到達(dá)預(yù)期的設(shè)定深度，那么在固井候凝之后，利用一個(gè)滑動(dòng)式套管懸掛器，RTO3井口能提供設(shè)定套管的替代方案，見圖6右（滑動(dòng)式套管懸掛器應(yīng)急裝置）。下一步就是安裝油管頭四通 ，采用一個(gè) 7 1/16-in.5k級額定壓力的頂部法蘭連接。油管頭四通坐在11-in.的主井口殼體內(nèi)，通過上緊法蘭螺母固定到位，圖7左（安裝油管頭四通）。
圖6
生產(chǎn)井段施工一個(gè)與Eneva公司單井眼井井口設(shè)計(jì)相關(guān)的內(nèi)容就是在鉆6 1/8-in.生產(chǎn)井段之前需要安裝7 1/16-in.油管頭四通。因此，Web NE服務(wù)公司還必須加工出合適的耐磨襯套以及安裝/回收工具。一旦完成裸眼段測井程序，下一步就是包緊3 1/2-in.生產(chǎn)油管，并用水泥將其固定到位，見圖7右（生產(chǎn)油管套件）。除了考慮安裝一個(gè)地面控制的地下安全閥外，還有一些與井口相關(guān)的施工活動(dòng)，直到常規(guī)的采油樹安裝完畢。
圖7
實(shí)施和效果與傳統(tǒng)的四通型井口相比，RTO3半緊湊型井口系統(tǒng)所獲得的關(guān)鍵的時(shí)間縮短主要是省去了7-in.套管施工作業(yè)后固井水泥候凝的時(shí)間、圓井層面的人工作業(yè)（如：安置套管在滑道上、減少人員暴露和確保安全操作等），以及利用快速適配器靈活快速地進(jìn)行防噴器操作。
圖8（采用RT03井口縮短作業(yè)時(shí)間）描述了每口井井口和防噴器相關(guān)作業(yè)與時(shí)間的關(guān)系。從2號井開始，RTO3井口連續(xù)安裝完成了4口井，與傳統(tǒng)的采用四通型井口的1號井相比，平均時(shí)間縮短了約9小時(shí)，后者可以從現(xiàn)有的材料庫存中獲得。時(shí)間的縮短足以抵消RTO3井口最初的較高成本，抵消率達(dá)27%。圖8 對于未來RT03井口的應(yīng)用，該團(tuán)隊(duì)將采取一些額外的措施，更好地做好設(shè)備準(zhǔn)備。例如，在設(shè)備準(zhǔn)備階段，Web NE服務(wù)公司將交付所有RTO3井口的配套組件以及心軸式套管懸掛器，完全組裝好各自的套管接頭，為每個(gè)組件提供兩套安裝工具，已經(jīng)準(zhǔn)備好的定制長度的著陸接頭，見圖9（RTO3井口殼體組件：基礎(chǔ)系統(tǒng)，左圖單井眼井配置；右圖多系統(tǒng)配置）
。這些措施將減少每口井4至5小時(shí)的鉆機(jī)時(shí)間。
圖9
機(jī)遇和前進(jìn)的道路Eneva公司通過引入適合用途的技術(shù)方案和運(yùn)營效率，接受了亞馬遜盆地技術(shù)和后勤的挑戰(zhàn)。相關(guān)的建井優(yōu)化仍將是進(jìn)一步促進(jìn)其油藏對線模型的實(shí)際應(yīng)用，也是實(shí)現(xiàn)巴西最北部地區(qū)能源增長和效益價(jià)值的重點(diǎn)工作。從一開始，半緊湊型RTO3井口系統(tǒng)的開發(fā)就是運(yùn)營商與Web NE服務(wù)公司之間合作努力的結(jié)果，證明其為單井眼井采用的井口系統(tǒng)是合理的，最終降低了施工成本。因此，雙方又簽署了一項(xiàng)新的合作協(xié)議，意在擴(kuò)大整個(gè)2023年油井施工的供應(yīng)范圍。這個(gè)成功的案例無疑引起了當(dāng)?shù)仃懮嫌途┕て渌麉⑴c者的關(guān)注。因此，Web NE服務(wù)公司 RTO3概念開始演變?yōu)橐粋€(gè)完全可配置的系統(tǒng)，以滿足其他油井施工架構(gòu)和應(yīng)用的需求，從而為其廣泛的推廣使用鋪平道路。
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