創(chuàng)新多級(jí)完井技術(shù)助力高效生產(chǎn)
時(shí)間：2016-03-22 17:03
來源：
作者:編譯 / 張瑜
在過去的一年里，鉆井 市場波動(dòng)頻頻，遭受 削減成本和陸上井鉆 數(shù)量急劇下降等壓力。 然而，在非傳統(tǒng)領(lǐng)域，多級(jí)完井技 術(shù)創(chuàng)新并沒有減少，對作業(yè)者降低 成本與提高采收率的技術(shù)研發(fā)工作 急切緊迫。
石油天然氣公司試圖最大限度 地利用其最佳資產(chǎn)，服務(wù)提供商正 在研究消除完井過程中步驟及復(fù)雜 性的解決方案。新型可降解工具和 越來越精細(xì)化儲(chǔ)層建模軟件一直努 力以補(bǔ)充更好地理解裂縫網(wǎng)絡(luò)，旨 在最大限度地實(shí)現(xiàn)油田經(jīng)濟(jì)性。 在 加 拿 大 不 列 顛 哥 倫 比 亞 省 東 北 部 霍 恩 河 盆 地（Horn River Basin）非常規(guī)天然氣區(qū)塊，尼克森 能源即中海油全資子公司，利用多級(jí) 完井技術(shù)進(jìn)行試驗(yàn)，包括無橋塞及波 壓裂，提高了井場采收率。
與 常 規(guī) 橋 塞 / 射 孔 連 作 工 藝 （P&P）相比，無橋塞方式具有幾 個(gè)優(yōu)勢，需要在井筒中完成過大位 移的支撐劑。“它消除了打水泥塞 及磨銑塞的成本，增強(qiáng)裂縫沖擊壓 力監(jiān)測，因?yàn)檠鼐淇撞挥檬艿饺?nbsp; 的干擾而一直接觸表明壓力計(jì)。” 皮克羅夫特說。
油藏建模
借鑒非常規(guī)壓裂技術(shù)十多年來獲 得的經(jīng)驗(yàn)，石油行業(yè)已認(rèn)識(shí)到油藏描 述對優(yōu)化采收率及產(chǎn)量進(jìn)行設(shè)計(jì)精 準(zhǔn)的多級(jí)完井方式至關(guān)重要。2015 年，斯倫貝謝公司升級(jí) Mangrove 非常規(guī)壓裂建模軟件，利用新算法以 確保完整的集群模擬及建模，有效模 擬新生的裂縫流體體系，包括低粘度 BroadBand 復(fù)合壓裂液，利用可降 解纖維類，在油藏中形成更多分散且 持續(xù)的裂縫導(dǎo)流能力。
斯倫貝謝的主要?jiǎng)?chuàng)新包括技術(shù) 替代和升級(jí)現(xiàn)有的解決方案，消除 對機(jī)械干預(yù)磨出常規(guī) P&P 操作中 橋塞的需求，是開發(fā) Infinity 分解 P&P 系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。該 系統(tǒng)作為常規(guī) P&P 以同樣方式執(zhí) 行，但其使用完全溶解座組件與壓 裂球而不是復(fù)合壓裂塞來封隔層位。 “利用構(gòu)建的油藏模型，我們 對這些油田巖土力學(xué)與巖石物性有 更好的 3D 理解，以確定下入最佳井 段，在許多情況下 , 適當(dāng)?shù)闹蝿?nbsp; 可以促進(jìn)增產(chǎn)，”斯倫貝謝北美增 產(chǎn)經(jīng)理 David Sobernheim 說。 “了 解損耗效應(yīng)與初始井及分支井的相 互作用也是至關(guān)重要的，單井策略 是必須考慮分支井作用的”。 光纖和微震測量使運(yùn)營商能夠 驗(yàn)證設(shè)計(jì)，集成更新數(shù)據(jù)到工作流 以優(yōu)化完井，確定生產(chǎn)井的最佳方 式。“我們的策略是更好地理解這 些油藏成本效益的潛力，提高采收 率，提供最佳的投資回報(bào)。”David Sobernheim 說。 在美國，估計(jì) 80%~85% 的多 級(jí)井使用 P&P 技術(shù)完井，套管式 完井市場份額達(dá) 15%~20%。溶解 P&P 系統(tǒng)已在北美大多數(shù)區(qū)塊、南 美和中東地區(qū)得到部署。
降低完井成本
在過去的十年中，由于鉆井效 率提高，現(xiàn)在鉆探非常規(guī)井只需 8 天，完井目前大約占一口非常規(guī)井 成本的 60%。“我們的總目標(biāo)是盡 最大所能為最低成本的每桶石油當(dāng) 量提供最有效設(shè)計(jì)，在保持相同分 段數(shù)的同時(shí)， 滿足客戶的其它需求。 ” 哈里伯頓 Wellhoefer 說。 2015 年 7 月，哈里伯頓公司推 出完全可溶解 Illusion 壓裂橋塞， 為 10,000 psi 額定裝置，通過消除 磨銑橋塞的需求，減少生產(chǎn)時(shí)間與 成本。完全溶解橋塞能夠坐封在井 筒的任何位置，使井筒暢通無阻， 進(jìn)而優(yōu)化射孔位置， 改進(jìn)壓裂效果。 該橋塞完全溶解， 使井筒暢通無阻， 提前上線生產(chǎn)。其在北美的許多非 常規(guī)區(qū)塊中得到了應(yīng)用，現(xiàn)在已部 署在阿根廷的非常規(guī)井中。
哈里伯頓還在繼續(xù)升級(jí)壓裂套 管系統(tǒng)的 RapidSuite 技術(shù)。該系 統(tǒng)設(shè)計(jì)為一種刺激非常規(guī)儲(chǔ)層廣泛 應(yīng)用 P&P 方法的替代方案。壓裂套 管系統(tǒng)最初只是提供每個(gè)壓裂段的 單入口點(diǎn)，現(xiàn)在能夠?yàn)?50 多個(gè)壓裂 目標(biāo)段連續(xù)提供多個(gè)入口點(diǎn)。這種 系統(tǒng)已成為非常規(guī)井段中第二最重 要完井方法。壓裂套管可以用于裸 眼井與水泥封隔，也可以用于現(xiàn)有 套管內(nèi)，消除 P&P 操作中泵送數(shù)千 桶水的需求。 由于注重美國聯(lián)邦與州有關(guān)壓 裂前套管測試的監(jiān)管，哈里伯頓更 為 關(guān) 注 RapidStart Initiator CT 套管，這是 2013 年推出的一種末端 套管，套管柱下入部分到達(dá)井筒底 部， 在啟動(dòng)激發(fā)之前進(jìn)行套管測試。 “我們進(jìn)行套管測試， 套管打開， 消除對 CT 干預(yù) P&P 操作開始建立 流道的需求。” Wellhoefer 說： “通 過確保套管及井筒在壓裂過程中處理 壓力，有助于環(huán)境保護(hù)。我們還為油 藏實(shí)現(xiàn)最大化生產(chǎn)與建井設(shè)計(jì)了正確 的完井，利用這種設(shè)計(jì)方式，可以降 低任何環(huán)境事件帶來的風(fēng)險(xiǎn)。”
增值收益
2015 年 末， 貝 克 休 斯 推 出 SPECTRE 分解壓裂塞，其由高強(qiáng) 度的控制電解金屬（CEM）材料制 成。“P&P 仍然是使用最廣泛的水 力壓裂方法，但是常規(guī)操作利用 CT 需要三到四天鉆出復(fù)合壓裂塞，這 使井生產(chǎn)增加了時(shí)間與成本。”貝 克休斯非常規(guī)完井產(chǎn)品線經(jīng)理艾倫 說：“通過消除對鉆出階段的需求， 我們可以為客戶增值效益。”
“我們有其它選擇方案，使固 定 塞 進(jìn) 入 套 管 柱， 未 進(jìn) 行 完 全 分 解，利用這種系統(tǒng)，我們可以進(jìn)一 步開發(fā)”艾倫說：“該壓裂塞當(dāng)前 適于的壓差為 10,000psi，溫度為 275 ℉（135℃），工程師正在尋找 增加額定溫度的方法。” 壓裂塞和密封原件從電纜表面 上部署，當(dāng)與氯化物相互作用時(shí)分 解成精細(xì)粉末，這在儲(chǔ)層中自然生 成，井下溫度升高，與井中的其它 纖維類在生產(chǎn)過程中流出。“該壓 裂塞可以在任何井中與 P&P 完井及 注水泥套管柱下入，”艾倫說：“井 段現(xiàn)在從 10,000 ft 延伸至 12,000 ft，許多運(yùn)營商正在使用電纜進(jìn)一步 擴(kuò)展到井筒，到達(dá)井筒末端。面對 當(dāng)前油價(jià)低迷市場，眾多客戶將仍 需進(jìn)行完井的井列入庫存資產(chǎn)，其 中。多數(shù)井是 P&P 完井的注水泥套 管井。”
控制電解金屬（CEM）是用于 貝克休斯 IN-Tallic 分解壓裂球中 相同的混合料，此壓裂球于 2010 年 推出，用來分離或轉(zhuǎn)移裸眼井與套 管井中的壓裂處理，SHADOW 持 久壓裂塞于 2014 年推出，全金屬 SHADOW 壓裂塞與分解壓裂球在 套管井中得到應(yīng)用，在井筒中壓裂 后，生產(chǎn)流通過壓裂塞的大內(nèi)徑。 SPECTRE 壓裂塞于 2015 年 6 月開始在美國和加拿大的多個(gè)區(qū)塊 進(jìn)行現(xiàn)場試驗(yàn)。該壓裂塞將于 2016 年在北美完全商業(yè)化，預(yù)計(jì) 2016 年 底在南美、中東、亞洲及澳大利亞 進(jìn)行部署。
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