威德 福 國(guó) 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(kāi)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(guò)去對(duì)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(shí)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(wèn)題時(shí)才等待這樣做。
威 德 福 國(guó) 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?cè)诤艽蟪潭壬鲜怯山裉煺阢@探的井的類型和深水鉆井平臺(tái)的成本所推動(dòng)的。“當(dāng)進(jìn)入深海市場(chǎng)進(jìn)行海底完井時(shí)，采用鉆井平臺(tái)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(yíng)商也越來(lái)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(duì)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(jiàn)，從歷史角度來(lái)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(kāi)發(fā)了市場(chǎng)，消除了裸眼完井的局限性和障礙。”
另外，開(kāi)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(shuō)：“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(duì)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(shuō)：“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(lái)，威德福國(guó)際公司一直在開(kāi)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(chǎng)驗(yàn)證的技術(shù)與新開(kāi)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(shuō)：“它減少的完井時(shí)間為 15~20天，節(jié)省成本達(dá) 2,000 萬(wàn)美元。”今 年 5 月 份， 該 系 統(tǒng) 利 用 威德 福 國(guó) 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(jí)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(lái)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(kāi)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(cè)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(jí)，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(guò)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(guò)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(shuō)：“這是以前從來(lái)沒(méi)做過(guò)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(jí)，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(jí)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(wàn)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(kāi)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(kāi)啟室、砂過(guò)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(guò)固井泵從表面加載。這可以給該濾網(wǎng)的開(kāi)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(kāi)啟而無(wú)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(kāi)啟，壓力就會(huì)被釋放， 而且濾網(wǎng)被打開(kāi)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(guò)濾介質(zhì)和排出層如標(biāo)準(zhǔn)濾網(wǎng)。當(dāng)它通過(guò)這些層之后，產(chǎn)出的流體進(jìn)入開(kāi)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(chǎng)測(cè)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(wú)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(chǎng)測(cè)試和驗(yàn)證。
在 這 次 測(cè) 試 部 署 過(guò) 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(shuō)：“ 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(shuō)：“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(tái)。”“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(lái)，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(guò)減少安裝鉆井平臺(tái)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(lái)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(shuō)。6 英寸耐液壓濾網(wǎng)也被開(kāi)發(fā)用于挪威國(guó)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(lái)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(zhǎng)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(guò)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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