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北海油氣井開采需要多級壓裂，通常使用膠橋 塞 射 孔 連 作 完 井技 術 Plug and PerfCompletion。這種方法由于有歷史先例而被廣泛使用，但其增產效率有時達不到預期效果，而且這個過程也是耗時的。北海油氣田項目每個壓裂階段的典型周轉時間從三到七天不等。作業時間過長對項目經濟效益和投資回收期均產生不利的影響。因此，國民油井（NOV）設計了 i-Frac 系統。北 海 某 主 要 作 業 者 正 在 使 用一種標準增產工藝，其中涉及每隔±250 英尺進行 10 個孔的射孔群，用于完井。酸液以每分鐘 40~60 桶的速度擠入，且投球用于套筒群間的機械分隔。這種方法意味著無法實現限流射孔增產設計。

 

油氣井使用每個壓裂階段五到八個套筒群進行完井，從而導致大量的酸液溶解每個壓裂階段套筒群上部中的白堊粉，通常是較淺的套筒群。在這種在淺套筒群中周圍的溶解白堊粉， 消除了對套管的支撐，這使得套管能夠壓入所形成的大型洞穴。作業者針對這個問題嘗試幾種解決方案。首先，單次射孔用來設法改進酸處理，使其在儲層并均勻分配射孔。使用連續油管和跨式雙封隔器進行選擇性酸化增產也被嘗試。最后，嘗試利用井下和地面設備“智能井”。

 

最終，所有這些方法被證明是耗時的、昂貴的，且無法滿足作業者的需求。 作業者應用NOV的技術，來確定投球滑動套筒是否能提供更好的效果。該系統的主要目標是優化射孔間距和顯著節約作業時間，第二個目標是消除以前技術相關的一些井控問題。

 

從智能井技術轉變
 

內襯層上的封隔器和滑動套管，允許外層井壁射孔內部實施分段壓裂作業。作業者在現場安裝大量的地面控制智能井系統。這種完井工藝旨在使滑套和封隔器安裝在傳送射孔 7 ?-in 儲層襯管中。每個壓裂階段的表面控制閥允許多級分段壓裂增產、生產管理和帶狀再激發等操作。問題在于，由于井下和地面硬件所需的投資以及完井所需的額外鉆機時間，這種系統在油井活動中的成本較高。許多井還遇到了早期損失和功能失效的問題。

 

作業者與 NOV 合作確定一種智能井系統機械選擇方案。作業者認為，具有多啟閉（MOC）功能的投球套筒系統將是一種折中方案，將消除對更多智能井的需求。針對這個方案設計， 沒有功能上的限制，因為增產仍然可以通過表面投球無干預來實現。盡管各個單層需要鋼絲繩牽引干預用于儲層管理和再刺激，但這一過程被認為引入其中具有足夠高的成功率，才能被引入其中。然而，缺乏重要的數據是機械解決方案的一個問題。

 

由此，NOV 設計了 i-Frac 系列投球滑動套管，以提供增強功能和較低的成本。 溶液組分在關閉位置全部運行，通過從表面投溶解球打開：MOC滑動套管是一個全刺激、生產和注入套管，它可以在井的壽命周期內使用標準的轉位工具進行多次機械操作，以分隔無需產或執行單層射孔再刺激；啟閉滑動套筒可以使用標準轉位工具將其轉動到關閉位置，以分隔不必要的生產；單次滑動套筒在增產階段投球后仍處于打開位置。

 

滑動套管的可溶性球是該操作的另一個重要組成部分。大量的壓差和溶解測試顯示， 在這種情況下，最佳投球在打開多個滑動套筒時能夠承受沖擊力；在 70℃時，壓差額定值至少為 8,000psi，可持續 6 小時，能夠在各種不同流體和溫度組合中溶解，并以優化的速率溶解。作業者表示，除了功能增強和降低成本之外，使用新技術的預期結果是縮短井開采期限封水的靈活性和關閉、分層再刺激的時間。在驗證測試程序完成后，滑套系統作為兩個試井部分進行安裝，隨后實施。

完井效率
 

與常規 plug and perf 相比，使用較少的增產套管進行作業，安裝時間和操作風險明顯降低。 同時，滑動套筒系統消除了對鉆機上處理射孔槍爆炸物的需要，并且套筒的隔離條件允作業者在常規條件抑制鉆水中而非加重鹽水中進行井。此外，它還消除了對深層隔離塞的需求。

增產效率
 

試井和隨后的施工活動已經證明，無干擾多區增產比常規方法更具有時間和成本效益。目前 plugand perf 技術在北海油氣井每個壓裂增產階段通常可能需要三到七天時間。對于作業者來說，使用襯管下入系統在 36 小時內可進行七段壓裂增產，四段襯管系統在 48 小時內受到刺激。但使用 plug and perf技術長時間進行增產活動容易受到氣象和環境的危害。

 

北海引入可溶解壓裂球也為作業者提供了更好的施工效果與傳統的復合壓裂球相比，可溶解壓裂球減少了阻擋下面區域產生的危險。生產管理在初始井增產之后關閉并重新打開套筒時，高含水區的不必要生產會被關閉，并可以選擇多層再增產措施，在具有三個區的襯管系統中完成井安裝水和油觸發跟蹤系統，以確定每個區的貢獻。采水區的有效識別和隔分證實了完井系統作為生產管理工具的穩定性。此外，使用 MOC 套筒可以進行再增產措施以提高生產效率。通過無干擾井增產，多級投球壓裂系統已經被證明是有效的。隨著北海石油和天然氣工業的不斷進展，創新的完井和生產解決方案將進一步提高作業效率。