威德 福 國 際 公 司 的WFX0 裸眼井礫石充填系統(tǒng)將現(xiàn)有技術(shù)與新開發(fā)的封隔器及坐封工具相結(jié)合。隨著作業(yè)者繼續(xù)在較偏遠(yuǎn)的海上位置鉆探更深的井，過去對防砂采取的等待觀望方法在許多情況下將不會(huì)再出現(xiàn)。作業(yè)者認(rèn)識到需要采取積極主動(dòng)的策略，實(shí)際上大多是在油井初步完井時(shí)安裝防砂設(shè)備，而不是只有出砂成為問題時(shí)才等待這樣做。
威 德 福 國 際 公 司 的 全 球 防 砂業(yè) 務(wù) 總 監(jiān) 雷 吉· 波 格 斯（ReggieBoggs）表示，這一轉(zhuǎn)變在很大程度上是由今天正在鉆探的井的類型和深水鉆井平臺的成本所推動(dòng)的。“當(dāng)進(jìn)入深海市場進(jìn)行海底完井時(shí)，采用鉆井平臺進(jìn)行重新完井時(shí)是非常昂貴的。”“如果他們認(rèn)為五到十年內(nèi)要求防砂，那么他們將在第一天進(jìn)行防砂。 在鉆井和完井的初始階段做這項(xiàng)工作比在后期修井，更具有成本效益。”
波格斯表示，運(yùn)營商也越來越多地要求裸眼完井防砂技術(shù)。“在下套管完井中，必須射孔套管才能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)，并且每個(gè)射孔都會(huì)對流動(dòng)面積產(chǎn)生限制。”裸眼在水平井、大斜度井和大位移井，比較常見，從歷史角度來講，一直受到流量控制和微粒運(yùn)移的挑戰(zhàn)。然而，事情正在發(fā)生變化。“我們已經(jīng)為裸眼技術(shù)開發(fā)了市場，消除了裸眼完井的局限性和障礙。”
另外，開發(fā)防砂完井系統(tǒng)的另一個(gè)主要因素，就是需要在一趟起下鉆中處理多層。能源服務(wù)公司的完井服務(wù)副總裁 Ed 斯密斯說：“起下鉆時(shí)間是非生產(chǎn)時(shí)間的最大原因之一。“我們所做的是在一趟起下鉆中對整個(gè)剖面進(jìn)行防砂，并獨(dú)立處理每個(gè)層，一個(gè)接一個(gè)地處理。在井筒中完成的層越多，利用一次起下作業(yè)系統(tǒng)節(jié)省的費(fèi)用越多。“當(dāng)層數(shù)增加時(shí)，一口井的作業(yè)天數(shù)就可以得到節(jié)約，如果正好是兩層，那么就可以節(jié)約出兩到三天的時(shí)間”史密斯解釋說：“但是如果進(jìn)入四五個(gè)層，則可以從一個(gè)完井中節(jié)約 12~14 天的時(shí)間。”消除裸眼完井自 2015 年以來，威德福國際公司一直在開發(fā)一種礫石填充系統(tǒng)，為裸眼井提供套管井功能。因此，WFX0 系統(tǒng)把已有的經(jīng)現(xiàn)場驗(yàn)證的技術(shù)與新開發(fā)的裸眼封隔器及坐封工具、快速連接能力和滑套技術(shù)結(jié)合在一起。
“該系統(tǒng)從單一位置在一次起下作業(yè)中提供多層裸眼井礫石填充，它不再需要即時(shí)深層濾網(wǎng)”波格斯說：“它減少的完井時(shí)間為 15~20天，節(jié)省成本達(dá) 2,000 萬美元。”今 年 5 月 份， 該 系 統(tǒng) 利 用 威德 福 國 際 公 司 于 2008 年 上 市 的TerraForm 裸眼封隔器，已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，其使用張力坐封皮碗密封技術(shù)，形成一個(gè) V3 級密封，不會(huì)破壞油層或是產(chǎn)生的微裂縫。在密封上，指式密封在獨(dú)立的皮碗密封坐封周圍每 15° 坐封一次。這允許封隔器，坐封在不完全圓的井眼中。用來形成 WFX0 系統(tǒng)的其它技術(shù)包括 2015 年推出的 SST 分流管屏和OptiBarrier 球閥。哈里伯頓開發(fā)了耐液壓濾網(wǎng)，這可以作為傳統(tǒng)礫石填充的一種替代選擇。為了響應(yīng)上部加載壓力，該濾網(wǎng)封閉了它與地層之間的環(huán)狀間隙。
該坐封工具可傳輸高達(dá) 20,000ft-lb 的扭矩，允許以高速率循環(huán)。此系統(tǒng)已被測試，以高達(dá) 18 桶 / 分鐘，達(dá)到底部。波格斯表示，在較低的泵送速率下，它需要 24 至 30小時(shí)才能將球閥循環(huán)到底部。因?yàn)閃FX0 容許較高的泵送速率，所以它可以在一般礫石充填系統(tǒng)的所需的一小部分時(shí)間將球循環(huán)到底部。由 于 WFX0 封 隔 器 具 有 ISO 和API V0 等級，因此它也不需要深層坐封濾網(wǎng)。
該系統(tǒng)被部署后，WFX0 封隔器和 TerraForm 封隔器坐封，坐封工具被移入礫石填充的位置，這是從上到下完成的。在填充過程中，該工具保持在一個(gè)固定位置。 通常，礫石填充系統(tǒng)要求該工具在填充過程中，在層間移動(dòng)，這可能導(dǎo)致抽汲或工具被卡住。“該系統(tǒng)能夠在裸眼井中提供不連續(xù)的層，接著允許從一個(gè)位置礫未石填充所有的不連續(xù)層，”波格斯說：“這是以前從來沒做過的。”
一旦礫石填充完成，套筒和球閥密封， 將坐封工具從井眼中移出。波格斯表示，因?yàn)榈[石填充工具：封隔器， 快速連接和滑動(dòng)套筒技術(shù)，被設(shè)計(jì)為 API 和 ISO V0 等級，該系統(tǒng)在礫石填充被置入時(shí)，提供深層坐封濾網(wǎng)。“通常進(jìn)入并礫石填充井之后，在下一次的井中必須提供一個(gè) API ISO V0 級的濾網(wǎng)。這就需要額外增加一次起下鉆作業(yè)，一個(gè)額外的封隔器，一切都得額外增加。 “據(jù)估計(jì)， 消除深層坐封濾網(wǎng)，可以為作業(yè)者節(jié)省三到五天的鉆井時(shí)間，從而可以節(jié)約高達(dá) 500 萬美元的成本。
降低完井時(shí)間
雖然一些公司正在提高裸眼井礫石填充的效率，但其它公司正在開發(fā)完全不需要礫石填充的技術(shù)。在 2017 年第二季度，哈里伯頓推出了 6 英寸版的耐液壓濾網(wǎng)，它最初在 2015 年中期時(shí)是 8½ 英寸。一旦達(dá)到深度，該濾網(wǎng)響應(yīng)上部加載的壓力徑向延伸，密封濾網(wǎng)本身與裸眼井中地層之間的環(huán)形間隙。哈 里 伯 頓 將 該 液 壓 濾 網(wǎng) 技 術(shù)視為傳統(tǒng)礫石填充作業(yè)的一種有效 替 代 選 擇 方 案。 防 砂 產(chǎn) 品 經(jīng) 理Maxime Coffin 表示，“該濾網(wǎng)能夠提供井筒支撐和高效的防砂，它通常在一個(gè)小時(shí)內(nèi)快得多速度相當(dāng)于天數(shù)。”因?yàn)闉V網(wǎng)不僅可以控制出砂，還能提供強(qiáng)大的井眼支持，這在弱膠結(jié)地層中特別有效。
該工具由中心管、開啟室、砂過濾介質(zhì)、 排出/支撐層和外環(huán)組成。當(dāng)濾網(wǎng)達(dá)到所需的深度時(shí)，油管內(nèi)部壓力通過固井泵從表面加載。這可以給該濾網(wǎng)的開啟室加壓，促使濾網(wǎng)直徑增加，并填充環(huán)形間隙以符合要求。耐液壓濾網(wǎng)的產(chǎn)品牽頭人 Keith Oddie 表示：“它由上部加載壓力開啟而無需任何泵送。 “那允許我們從作業(yè)中抽出大部分的時(shí)間，這就大大降低了成本。”一旦濾網(wǎng)被開啟，壓力就會(huì)被釋放， 而且濾網(wǎng)被打開以進(jìn)行生產(chǎn)。生產(chǎn)的油氣將流經(jīng)該工具的層序、保護(hù)罩、過濾介質(zhì)和排出層如標(biāo)準(zhǔn)濾網(wǎng)。當(dāng)它通過這些層之后，產(chǎn)出的流體進(jìn)入開啟室之間的流動(dòng)通道。該濾網(wǎng)已在墨西哥灣得到現(xiàn)場測試，被證實(shí)是符合要求的，溫度高達(dá) 375 ℉（190.5℃），油藏壓力達(dá)到 18,000 psi。Oddie 表示，該系統(tǒng)用于挪威石油公司在挪威近海的 Statatoj 油田，這里的成熟井尤其需要防砂處理。損耗挑戰(zhàn)和油田的窄孔 / 破碎壓力窗，使得泵送礫石填充成為一個(gè)挑戰(zhàn)，所以作業(yè)者想要一種無泵送的解決方案。該濾網(wǎng)于 2015 年在 Statfjord 油田進(jìn)行了現(xiàn)場測試和驗(yàn)證。
在 這 次 測 試 部 署 過 程 中， 該濾網(wǎng)利用標(biāo)準(zhǔn)的完井設(shè)備在 8½ 英寸 裸 眼 井 中 實(shí) 施， 鉆 探 深 度 達(dá) 到2,580 米，最大偏差為 30° ，溫度為 176 ℉（80℃）。與利用裸眼井礫石填充通常所用的九天時(shí)間相比，完井總時(shí)間只需要六天時(shí)間完成。Oddie 說：“ 完 井 總 時(shí) 間 縮 短 了30％。”“ 除 了 完 井 時(shí) 間 更 快， 這 種兼容濾網(wǎng)技術(shù)還可以降低 HSE 風(fēng)險(xiǎn)，”Coffin 說：“當(dāng)當(dāng)必須進(jìn)行礫石填充作業(yè)時(shí)，通常設(shè)備不取決于鉆井平臺。”“必須移動(dòng)的每一件設(shè)備都是一種風(fēng)險(xiǎn)。”而且，這種濾網(wǎng)的部署只需要兩個(gè)人，相比之下，礫石填充所需的 10 個(gè)工作人員或更多。
自該系統(tǒng)推出以來，盡管一直部署在北海的成熟領(lǐng)域，但哈里伯頓認(rèn)為，與其它防砂方法相比，此系統(tǒng)通過減少安裝鉆井平臺所需的時(shí)間，可以大大節(jié)約前沿深水作業(yè)的成本。“所有的大型政府間海洋委員會(huì)（IOCS）積極參與深水，他們都在尋找新的方法來實(shí)現(xiàn)大幅降低鉆井成本的目的。“礫石填充可能需要兩到三天的時(shí)間，我們可以在一個(gè)小時(shí)內(nèi)完成”Coffin 說。6 英寸耐液壓濾網(wǎng)也被開發(fā)用于挪威國家石油公司，其需要較小尺寸進(jìn)入特定的油藏。這一減少尺寸的濾網(wǎng)于 2017 年第一季度在北海首次安裝。在 2017 年第二季度，它將完成兩次安裝，節(jié)約的時(shí)間相當(dāng)于原來的版本成功部署8次的時(shí)間。墨西哥深海和超深海灣下第三紀(jì)的蓬勃發(fā)展要求提高作業(yè)效率、可靠性和降低總體成本。減少防砂應(yīng)用中長期成本的關(guān)鍵因素是消除費(fèi)用昂貴的干預(yù)處理。這可以通過新技術(shù)得到加強(qiáng)，但目前第三紀(jì)完井技術(shù)的方法和應(yīng)用仍處于進(jìn)化和探索階段。
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