哈里伯顿推出的井壁监测砾石填充系统安装有湿式光纤对接器以及可180°旋转的万向轴，压力等级达10000psi，在行业技术发展中，具有里程碑式的意义。
来自 | Halliburton
编译 | 钱佳成
哈里伯顿井壁监测（SFI）砾石充填系统使用贯穿井壁的光纤系统对生产层进行实施监控。在产层完井的中下部完井管柱中，大多数都包含筛管，且这类完井通常分成两部分施工。第一部分为使用服务工具下入下部管柱进行砾石充填作业，第二部分是将上部完井管柱回接至下部完井管柱上。为了使光纤能在两部分完井管柱中得到联通，作业人员需要在系统中引入湿式光纤链接系统。
这种完井井下工具解决方案可被用于砾石充填或挤压充填完井，也可以用于其它任何需要两次下钻才能下入的完井方式，包括优质筛管完井等。
井壁监测砾石充填系统由以下几部分组成：
1.锚定/勺子状上部接口总成安装了湿式光纤对接器，能够在将油管锚定的同时为井下湿式光纤对接提供导向和缓存；
2.可180°旋转的万向轴，能导向锚定，使其在与勺子状上部接口对接的同时，不会旋转上部油管；
3.产层封隔器尺寸9-5/8in，重量47-53.5磅。同时带有含5in密封筒的液压坐封封隔器。封隔器带有光纤旁通并且有很高的压力等级；
4.带有光纤槽和盖板的充填滑套；
5.作为防砂筛管，PetroGuard线缆和电缆系统配有保护电缆和电缆通道，能够快速锁紧或打开保护卡子；
6.可以选择带有活动光纤的长行程伸缩节（LSOTJ），对部完井工具进行回接。
产品特点
1.可使用于砾石充填/挤压充填；
2.整套系统有10000psi的压力等级；
3.可以使用1/4in的光纤；
4.可使用3个湿式光纤连接器；
5.可使用温度分部传感器(DTS)/阵列温度传感器(ATS)；
6.内置防杂质系统；
7.在下入过程中，表现为全自动机械光纤对接系统；
8.完全可复位系统，可以使光纤在无需起出管柱的情况下实现多次连接。
应用范围
1.为防砂井提供温度分布传感器和离散传感器的关键技术解决方案；
2.该方案不仅限于光纤井下对接，也可以用于电缆和液压系统的井下对接。
技术点评
在信息全球化发展的今天，石油行业也正在进行一次信息化的变革。而信息化发展的关键之一在于关键信息的采集技术的发展。现有的信息采集方案对井下工具的信息传输通道的完整性要求非常高，在穿越封隔器或尾管挂时，稍有不慎就会造成信号丢失；而在信号丢失后，只有重新将井下工具起出来并重新连接传输通道，才能让传感器恢复正常的工作状态。而分成两次下入的防砂完井管柱，仅凭借现有的技术更是无法实现储层信息的实时监控。针对智能完井用户的这一痛点，哈里伯顿研发制造成功了这一套井壁监测砾石充填系统。
本套系统是油气行业内世界上首套采用湿式对接技术的光纤井下对接系统。在上部完井和下部完井完全分开下入的情况下，使用这种工具仍然能保证下部完井管柱部署的传感器正常工作，同时还可以实现多次连接，方便油气井日后的修井和换泵作业。这套系统在工具配套上也做的相当全面：
1.可180°旋转的万向节对接接头大大方便了地面人员的操作，使地面人员在无需频繁转动管柱的前提下顺利对接下部工具。这一特点在对接口处于大斜度时尤为重要，能够大大缩短作业时间，提高作业的成功率；另外，这一结构也使得在上部完井中下入井下安全阀成为了可能。由于控制管线的限制，配有井下安全阀的上部完井管柱无法旋转，而这套万向节系统很好地解决了这个问题，有效保证了上部完井工具的结构完整性。
2.带光纤穿越的长行程伸缩节（LSOTJ）使得管柱在对接过程中试插的次数降到了最低。在保证光纤对接成功率的同时，可有效地降低地面作业因配管所产生的额外工作量，使作业在一种更有效、更简单的流程下进行。这样不但提高了工具对接的可靠性，还在一定程度上降低了作业的风险，也弱化了对地面作业人员经验的依赖。
3.可穿越光纤的尾管悬挂器和特制的筛管可以在保证光纤安全的前提下快速部署井下传感器。10000psi 的压力等级可以满足大多数的作业需求，在一些需要挤压充填甚至小型压裂的区块也可以顺利使用和部署。
另外，这套工具对整个行业的意义其实并不止是实际上看起来的那么简单。从行业角度来看，如果井下湿式对接工艺成熟，许多行业难题，包括深井的电控安全阀、深井分层开采及流量控制等，都可以通过这种技术来实现！从这点上来讲，哈里伯顿的这套井壁监测砾石充填系统，对整个行业的发展有着一种里程碑式的意义。
The Sandface Instrumentation (SFI) Gravel Pack system provides real-time production monitoring across the sandface via fiber optics. In most sandface completions, the lower completion contains the screens and the completion is performed in two stages. The service tool string is run first to perform gravel pack operations and the second stage mates the upper completion string to the lower completion. To deploy fiber optic in a two-stage completion, a wet-mate connector system is required.
This complete downhole tool solution can be used in gravel or frac pack applications as well as any two-trip configuration, such as standalone screen type completions.
The SFI Gravel Pack system consists of:
1.Anchor/scoop head assembly that houses the wet-mate connectors and anchors the tubing assembly in place – also proves orientation and cushions wet-mate contact;
2.180-degree swivel for the orientation of the anchor into the scoop head without rotation of upper tubing;
3.Sandface packer: 9 5/8-in. 47-53.5 lbs x 5-in. bore hydraulic-set packer with cable bypass and high frac rating;
4.MCS closing sleeve with cable groove and cover;
5.PetroGuard? Line and Cable system (LCS) as sand screens with protective line and cable channel featuring quick lock and release clamp;
6.An optional Long Space-Out Travel Joint (LSOTJ) with fiber optic to ease the space-out of uphole tubing assembly into the sandface assembly.
Features
1.Gravel pack/frac pack;
2.10,000 psi frac rating;
3.1/4in. fiber-optic line;
4.Three pin wet-mate connector;
5.Distributed temperature sensing (DTS) /array temperature sensing (ATS) readings;
6.Built-in debris protection;
7.Fully autonomous mechanical operation (run-in-hole);
8.Fully resettable system allows fiber to be connected and reconnected many times without tripping to surface.
Applications
1.Solution for key challenges in fiber-optic architecture for DTS and discrete sensor applications in sand control type completions;
2.Not limited to fiber-optic connectors and can be used for electrical and hydraulic connections.
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