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无需冲管 斯伦贝谢新型ICD轻松应对大位移井洗井难题

无需冲管 斯伦贝谢新型ICD轻松应对大位移井洗井难题

ICD能够通过延缓和控制底水锥进来实现提高最终采收率的目的,但常规ICD要配合冲管一起使用,效率较低,为此,斯伦贝谢推出了ResFlow CV ICD,新型ICD可大幅降低作业时间和成本,应用前景十分广阔。

来自 | Schlumberger
编译 | 张德凯

ICD(Inflow Control Device)流量控制技术在20世纪90年代被提出来以解决水平井气/水突破的问题,特别是与水平井和多分支井相关的问题。ICD具有诸多优点,例如:优化生产;延缓水推进;减小/消除环空流动从而降低地层出砂甚至进一步造成堵塞或冲蚀的风险;均衡水平井的生产剖面,特别是在非均质和裂缝性油藏中,这种油藏容易导致过早水/气的突破,降低最终采收率;改善洗井效果;减小由钻井引起地层伤害的影响。ICD实现各井段均衡流量控制的机理主要是通过引入一个额外的压力降来平衡油藏与井筒之间的压力不均匀性。

ResFlow CV* ICD是一种单向阀式流入控制装置,能够替代冲管使用。该单向阀总成包含一个陶瓷喷嘴、一个陶瓷球/铝球、一片铝板,外壳由ICD保护,与常规ResFlow ICD喷嘴总成不同的是,这个单向阀总成在ICD内部。洗井过程中,喷嘴可能会出现液体漏失的问题,但新流入控制装置就能有效解决这个问题,还能与常规ResFlow ICD一样,起到精准控制原油流量的作用。

ResFlow CV ICD的设计初衷是为了保持裸眼完井某些环节中管串的压力完整性,主要为液体循环(如管串下入、液体替换阶段)、压井等过程。大位移井中,如果不使用冲管就能节约冲管租赁和冲管重量增加产生的费用,进而降低操作成本,提高操作效率、安全性以及物流效率。此外,如果应用ResFlow CV ICD还可以使用更长BHA(井底钻具组合),能够提高油藏开发率。

新型ICD 无需冲管 无液体漏失

下入完井管串过程中,ResFlow CV ICD内部球体在压力作用下关闭ICD,防止管串中液体通过喷嘴漏失到环空中。此类作业中,管串中液体随完井管串到达井底,之后需要通过环空反排,ResFlow CV ICD的设计正好可以满足这一要求。

投产前排出液体

ResFlow CV ICD的铝球和铝板可以采用溶解体系从井筒移除。作业中,陶瓷球可用于防止完井中液体漏失、保证封隔器顺利坐封,作用于球上的压力消除或泵送停止,陶瓷球回到原处,环空管串中的液体就可以流通。随着油气产出,管串中液体随着原油返回地面,而球座会逐渐腐蚀失去作用。最后,ResFlow CV ICD变得跟常规ResFlow ICD一样。

无需冲管 斯伦贝谢新型ICD轻松应对大位移井洗井难题

技术适用范围

1.大位移井完井;
2.中层、上层完井;
3.产油层筛管完井;
4.多产层裸眼完井,液压坐封封隔器;
5.裸眼水平井、大斜度井完井;
6.碳酸盐岩、砂岩油藏。

技术优点

1.节约作业时间(尤其是海上作业);
2.节约冲管租赁费用;
3.降低管串重量,可以使用更长的BHA,增加油藏接触面积;
4.简化物流运输;
5.减少液体漏失,简化操作。

技术特性

1.可作为常规ResFlow ICD喷嘴的简易替代品;
2.不使用冲管的情况下,仍有足够的冲洗能力;
3.可以使用裸眼-液压坐封封隔器;
4.ICD的球体单向阀密封技术可靠、耐用;
5.中心管内径无损失;
6.球体选择多:使用铝球,注入酸性药剂即可溶解;使用陶瓷球,陶瓷球会随井液反排到地面。

案例研究Ⅰ:里海北部

新型ResFlow CV ICD消除了冲管使用,避免了油基泥浆的使用。

大位移井 :无冲管,需防砂

一家开发商选择大位移裸眼井进行油田开发,油井测深8km,垂深1.5km。该油田为砂岩、大气顶油藏,为尽可能减小气窜的影响,必须使用带有ICD的防砂筛管。考虑得到该井为大位移油井且裸眼段位于5km(测深)处,开发商决定选择旋转筛管(rotating screen)作为主要完井工艺,为了降低作业过程中的扭矩摩阻、提高油藏稳定性,开发商选择油基泥浆(OBM)进行钻、完井作业。

最先开发的六口大位移井中,完井作业完成前OBM一直留在裸眼段,在之后的生产中才随井液排出。但这种作业方式存在着较大的问题,由固体颗粒、OBM、原油以及盐水组成的液体混合物会对泵、地面设施造成损害,为此,每次油井投产后,开发商必须要翻新维修这些设备。此外,如果OBM不能完全排出,油井生产效率也会下降,所以开发商决定在油井投产前必须完全替换掉OBM。

开发商评估了多种OBM替换方案,使用冲管会增加完井管串重量,增加作业负荷,甚至超过管串的拉力上限,筛管很难抵达井底,方案不可行。同样,连续油管也不可用,如果在裸眼段单独下入冲管,又会大幅增加作业时间。随后,该开发商向斯伦贝谢寻求一种能够替换OBM的完井方案。

ResFlow CV ICD:无需使用冲管

斯伦贝谢推荐了新型ResFlow CV ICD,整个作业过程中未使用冲管。该工具中包括一个陶瓷喷嘴、一个陶瓷或可溶解铝球、一个铝板,可以在防止洗井过程中液体通过喷嘴漏失的同时,起到常规ResFlow ICD调节原油产量的作用。

新型ICD随完井管串下入井中,泵入液体对ICD的密封球加压实现密封,防止了管串中液体通过喷嘴漏失到环空中。液体随管串到达井底,然后通过环空返回地面,密封球和密封板通过注入常规酸性溶解体系即可移除,恢复生产。此后,ResFlow CV ICD在生产中将发挥与常规ResFlow ICD相同的作用,控制井筒流量生产。

少作业2天,节约200万美元

五口井顺利完工,没有产生额外NPT,避免了冲管的使用,平均每口井作业时间减少2天的作业时间,作业成本节约200万美元。

案例分析Ⅱ:挪威北海

使用ResFlow CV ICD成功完成了大位移井、大斜度井的完井防砂控制,没有产生额外的NPT。

大位移井、大斜度井:无法使用冲管

开发商需要在挪威北海钻几口井,该地区油藏渗透率分布不均匀,砂岩油藏之间还嵌有页岩。开发商计划钻一口长水平井,测深4475m,垂深1974m,斜度达到90°,裸眼段长1500m。由于该油田的地质结构复杂,之前都使用筛管和ResFlow ICD完井,使用喷嘴调节油藏生产流量。ICD通常与冲管一起下入,在筛管下入的过程中进行洗井作业。同时,筛管到达井底后,冲管还可在整个裸眼段注入滤饼破除剂。

然而,冲管的租赁和使用会增加作业时间,同时运输过程中也会增加相应风险。此外,冲管还会增加完井管串的重量,甚至会超过管串的拉伸极限,筛管很难抵达井底。

采用ResFlow CV ICD

为了降低作业风险和成本,斯伦贝谢推荐客户使用ResFlow CV ICD,可以避免使用冲管。

下入ICD的过程中,液体泵入管串,作用于密封球,单向阀即起到密封作用。管串中的液体不能通过喷嘴进入环空,必须到达井底才能通过环空返回地面。

在此次案例中使用的是铝球和铝板,在恢复生产前,通过注入洗井用酸性药剂溶解铝球即可。在整个过程中,ResFlow CV ICD起到了与常规ResFlow ICD喷嘴相同的作用。

减少24h作业时间,降低80万美元成本

最终,该井的完井作业十分成功,没有产生任何NPT产生。完井管串的重量更轻,非常轻松就到达井底,没有遇到卡、阻等问题。由于没有使用 冲管,相关的租赁、使用费用降低了80万美元,作业时间减少了24h。

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白矾
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。

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