威德 福 國 際 公 司 的WFX0 裸眼井礫石充填系統將現有技術與新開發的封隔器及坐封工具相結合。隨著作業者繼續在較偏遠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再出現。作業者認識到需要采取積極主動的策略,實際上大多是在油井初步完井時安裝防砂設備,而不是只有出砂成為問題時才等待這樣做。
威 德 福 國 際 公 司 的 全 球 防 砂業 務 總 監 雷 吉· 波 格 斯(ReggieBoggs)表示,這一轉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的。“當進入深海市場進行海底完井時,采用鉆井平臺進行重新完井時是非常昂貴的。”“如果他們認為五到十年內要求防砂,那么他們將在第一天進行防砂。 在鉆井和完井的初始階段做這項工作比在后期修井,更具有成本效益。”
波格斯表示,運營商也越來越多地要求裸眼完井防砂技術。“在下套管完井中,必須射孔套管才能實現生產,并且每個射孔都會對流動面積產生限制。”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移的挑戰。然而,事情正在發生變化。“我們已經為裸眼技術開發了市場,消除了裸眼完井的局限性和障礙。”
另外,開發防砂完井系統的另一個主要因素,就是需要在一趟起下鉆中處理多層。能源服務公司的完井服務副總裁 Ed 斯密斯說:“起下鉆時間是非生產時間的最大原因之一。“我們所做的是在一趟起下鉆中對整個剖面進行防砂,并獨立處理每個層,一個接一個地處理。在井筒中完成的層越多,利用一次起下作業系統節省的費用越多。“當層數增加時,一口井的作業天數就可以得到節約,如果正好是兩層,那么就可以節約出兩到三天的時間”史密斯解釋說:“但是如果進入四五個層,則可以從一個完井中節約 12~14 天的時間。”消除裸眼完井自 2015 年以來,威德福國際公司一直在開發一種礫石填充系統,為裸眼井提供套管井功能。因此,WFX0 系統把已有的經現場驗證的技術與新開發的裸眼封隔器及坐封工具、快速連接能力和滑套技術結合在一起。
“該系統從單一位置在一次起下作業中提供多層裸眼井礫石填充,它不再需要即時深層濾網”波格斯說:“它減少的完井時間為 15~20天,節省成本達 2,000 萬美元。”今 年 5 月 份, 該 系 統 利 用 威德 福 國 際 公 司 于 2008 年 上 市 的TerraForm 裸眼封隔器,已實現商業化,其使用張力坐封皮碗密封技術,形成一個 V3 級密封,不會破壞油層或是產生的微裂縫。在密封上,指式密封在獨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 系統的其它技術包括 2015 年推出的 SST 分流管屏和OptiBarrier 球閥。哈里伯頓開發了耐液壓濾網,這可以作為傳統礫石填充的一種替代選擇。為了響應上部加載壓力,該濾網封閉了它與地層之間的環狀間隙。
該坐封工具可傳輸高達 20,000ft-lb 的扭矩,允許以高速率循環。此系統已被測試,以高達 18 桶 / 分鐘,達到底部。波格斯表示,在較低的泵送速率下,它需要 24 至 30小時才能將球閥循環到底部。因為WFX0 容許較高的泵送速率,所以它可以在一般礫石充填系統的所需的一小部分時間將球循環到底部。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。
該系統被部署后,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,該工具保持在一個固定位置。 通常,礫石填充系統要求該工具在填充過程中,在層間移動,這可能導致抽汲或工具被卡住。“該系統能夠在裸眼井中提供不連續的層,接著允許從一個位置礫未石填充所有的不連續層,”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,因為礫石填充工具:封隔器, 快速連接和滑動套筒技術,被設計為 API 和 ISO V0 等級,該系統在礫石填充被置入時,提供深層坐封濾網。“通常進入并礫石填充井之后,在下一次的井中必須提供一個 API ISO V0 級的濾網。這就需要額外增加一次起下鉆作業,一個額外的封隔器,一切都得額外增加。 “據估計, 消除深層坐封濾網,可以為作業者節省三到五天的鉆井時間,從而可以節約高達 500 萬美元的成本。
降低完井時間
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完全不需要礫石填充的技術。在 2017 年第二季度,哈里伯頓推出了 6 英寸版的耐液壓濾網,它最初在 2015 年中期時是 8½ 英寸。一旦達到深度,該濾網響應上部加載的壓力徑向延伸,密封濾網本身與裸眼井中地層之間的環形間隙。哈 里 伯 頓 將 該 液 壓 濾 網 技 術視為傳統礫石填充作業的一種有效 替 代 選 擇 方 案。 防 砂 產 品 經 理Maxime Coffin 表示,“該濾網能夠提供井筒支撐和高效的防砂,它通常在一個小時內快得多速度相當于天數。”因為濾網不僅可以控制出砂,還能提供強大的井眼支持,這在弱膠結地層中特別有效。
該工具由中心管、開啟室、砂過濾介質、 排出/支撐層和外環組成。當濾網達到所需的深度時,油管內部壓力通過固井泵從表面加載。這可以給該濾網的開啟室加壓,促使濾網直徑增加,并填充環形間隙以符合要求。耐液壓濾網的產品牽頭人 Keith Oddie 表示:“它由上部加載壓力開啟而無需任何泵送。 “那允許我們從作業中抽出大部分的時間,這就大大降低了成本。”一旦濾網被開啟,壓力就會被釋放, 而且濾網被打開以進行生產。生產的油氣將流經該工具的層序、保護罩、過濾介質和排出層如標準濾網。當它通過這些層之后,產出的流體進入開啟室之間的流動通道。該濾網已在墨西哥灣得到現場測試,被證實是符合要求的,溫度高達 375 ℉(190.5℃),油藏壓力達到 18,000 psi。Oddie 表示,該系統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。損耗挑戰和油田的窄孔 / 破碎壓力窗,使得泵送礫石填充成為一個挑戰,所以作業者想要一種無泵送的解決方案。該濾網于 2015 年在 Statfjord 油田進行了現場測試和驗證。
在 這 次 測 試 部 署 過 程 中, 該濾網利用標準的完井設備在 8½ 英寸 裸 眼 井 中 實 施, 鉆 探 深 度 達 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間相比,完井總時間只需要六天時間完成。Oddie 說:“ 完 井 總 時 間 縮 短 了30%。”“ 除 了 完 井 時 間 更 快, 這 種兼容濾網技術還可以降低 HSE 風險,”Coffin 說:“當當必須進行礫石填充作業時,通常設備不取決于鉆井平臺。”“必須移動的每一件設備都是一種風險。”而且,這種濾網的部署只需要兩個人,相比之下,礫石填充所需的 10 個工作人員或更多。
自該系統推出以來,盡管一直部署在北海的成熟領域,但哈里伯頓認為,與其它防砂方法相比,此系統通過減少安裝鉆井平臺所需的時間,可以大大節約前沿深水作業的成本。“所有的大型政府間海洋委員會(IOCS)積極參與深水,他們都在尋找新的方法來實現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間,我們可以在一個小時內完成”Coffin 說。6 英寸耐液壓濾網也被開發用于挪威國家石油公司,其需要較小尺寸進入特定的油藏。這一減少尺寸的濾網于 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,節約的時間相當于原來的版本成功部署8次的時間。墨西哥深海和超深海灣下第三紀的蓬勃發展要求提高作業效率、可靠性和降低總體成本。減少防砂應用中長期成本的關鍵因素是消除費用昂貴的干預處理。這可以通過新技術得到加強,但目前第三紀完井技術的方法和應用仍處于進化和探索階段。