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XR-Perf扩展电缆射孔系统打破传统复杂井眼限制

XR-Perf扩展电缆射孔系统打破传统复杂井眼限制

XR-Perf扩展电缆射孔系统包括MaxPull高抗拉电缆传输系统、UltraTRAC*万能电缆爬行器等多种先进技术,针对海上、偏远地区作业以及大斜度井、水平井等具有突出的优势。

来自 | Sclumberger
编译 | 白小明

XR-Perf*扩展电缆射孔系统,集成了数个业内最新的先进研发成果,包括超高强度电缆和设备、爬行器传输工具以及一些射孔附件,由斯伦贝谢全球专家网络提供支持,目的是打破传统射孔受井斜和复杂井眼轨迹的限制。尤其是针对使用较长、较重射孔工具串的作业,XR-Perf射孔系统采用电缆高效完成射孔,摆脱了常规的钻杆传输射孔。

XR-Perf射孔系统精简了物流运输,扩展了作业用途,减少了钻机时间和成本。

技术应用

1.采用较长或较重射孔枪系统的作业;
2.海上或者偏远地区的射孔作业;
3.大斜度井、水平井和复杂轨迹井的作业。

技术优势

1.通过减少射孔枪的下入次数,提高作业效率;
2.在不影响HSE或服务质量的前提下,减少总作业时间;
3.与传统传输方式相比,降低了钻机成本,精简了物流。

技术特点

1.兼容所有的斯伦贝谢HSD*高密度射孔枪系统和不同的电缆(heptacables和monocables电缆);
2.兼容PURE *射孔清洁系统和P3 *射孔后处理服务;
3.最高作业温度达204℃。

涉及的相关技术

MaxPull高抗拉电缆传输系统,集成了特别设计的零部件,最大化电缆的有效载荷,同时最大限度地减少下入电缆工具和射孔枪的操作风险。MaxPull系统结合了高强度、电子丢手设备和Tuffline扭矩平衡复合电缆,即使在早期无法使用电缆的轨迹和井况条件下,也能提高射孔效率,提供无与伦比的安全性和可靠性,并避免卡钻。

超高强度的Tuffline扭矩平衡复合电缆,采用了突破性的聚合物铠装技术,有效地摆脱了传统高强度电缆作业的基本限制。由于聚合物可以防止电缆铠甲旋转,使Tuffline电缆处于永久的端部固定状态,从而明显提高端部断裂强度。MaxPull系统使用TuffLINE电缆,在无绞盘防卡和解卡时,可以提供的瞬时最大拉力高达18,000lbf。

如果作业工况需要的拉力超过18,000lbf,可以用Tuffline 18000电缆将系统与一个绞盘相连,使系统的额定拉力达到24,000lbf;或者使用Tuffline 26000电缆,将额定拉力增加到26,000lbf。MaxPull 30000系统结合了Tuffline 30000电缆、OSU-N大容量设备、Capstan 30000和超高强度滚筒,可提供30,000lbf的拉力。使用MaxPull系统,在不影响电缆完整性的情况下,可以进行多次大拉力作业,包括周期拉力和震击,以及射孔时的振动。

UltraTRAC万能电缆爬行器可以提供目前业界最大的拉力,可以在极具挑战性的大斜度井、大位移井等井眼条件下,轻松传递大载荷。UltraTRAC万能爬行器在挑战性作业环境(无论是裸眼井还是套管井)中稳健的可操作性,体现在其3项独特的设计中,即实时的牵引力控制系统、动态悬挂维持独立于井眼尺寸的恒定径向力,以及双向作用能力。模块化的UltraTRAC万能爬行器具有对井眼条件要求较低的优势,能够承受射孔枪爆炸时的冲击以及轨迹较差井眼产生的振动。

TuffTRAC套管井服务爬行器是目前可用的最短的爬行器,可以在大斜度井提供反向牵引和牵引力控制能力。由于对井眼条件的敏感度较低,紧凑型TuffTRAC爬行器具有多个内置系统,包括电动丢手、端部拉力、减震、套管节箍测井和可寻址爬行器射孔安全开关。

TuffTRAC爬行器提高了作业的安全性和可靠性,扩展了作业的用途。通过采用机电方式驱动车轮,TuffTRAC爬行器大大优化了可用的地面供电,从电力供应的源头开始,实现转换效率超过45%。爬行器系统对功率要求较低,无需辅助系统,即使在干气井中,爬行器也不必停止工作进行冷却。

PURE Planner *射孔作业设计应用程序建立动态欠平衡模型,并模拟射孔时的震动状态,在不影响安全或服务质量的前提下,实现最佳的作业设计。使用SPAN Rock *应力岩石射孔分析程序中大量的应力岩石试验数据库,可以进行生产能力的比较和预测。

案例研究1

在巴西深水一口以盐下地层为目标地层的井,作业公司需要进行40m厚储层的射孔作业。作业公司考虑到,对较厚地层进行射孔所需的射孔工具串较长,并且会产生较大的冲击载荷,因此对此次作业相当重视。作业团队经过与斯伦贝谢的建模和射孔专家深入分析后,决定采用密度为1.19g/cm3的流体和65.5 MPa的静液压力进行模拟。使用PURE Planner应用程序模拟震动,确保震动处于可接受的水平。

最终设计采用Tuffline 18000复合电缆进行传输,需要送入射孔枪3次,以完成整个40m井段的射孔作业。总作业时间为18小时,相比钻杆传输,减少了30小时,为作业公司节约了100万美元的成本。此外,与传统的高强度电缆相比,Tuffline电缆较大的拉伸系数明显减小了传递到薄弱点的冲击载荷。

XR-Perf扩展电缆射孔系统打破传统复杂井眼限制

图1.使用传统的高强度电缆(左)进行射孔时,地面电缆拉紧装置处经受的冲击为4,400lbf,而使用Tuffline 18000电缆(右)将峰值冲击载荷降低到了2,300 lbf,明显降低了操作和安全风险。

 案例研究2

一家北海的作业公司计划在一口井井斜为86°、长度为27.4m的层段进行射孔作业。然而,受海上平台甲板空间的限制,吊车的起吊高度和起吊能力都受到限制。无法采用钻机,因此也不能采用连续油管来传输射孔枪。

斯伦贝谢射孔团队建议采用XR-Perf系统来完成作业。使用TuffTRAC套管爬行器,首先通过坐封两个桥塞来隔离之前射过孔的层段,然后泄掉井内压力,并关闭井下安全阀来形成额外的屏障。随着压力的释放,可以在采油树以上的空间组装一套含WXAR自动丢枪功能的射孔枪工具串。电缆上射孔枪和爬行器的总长超过了45.7m。

XR-Perf扩展电缆射孔系统打破传统复杂井眼限制

图2.尽管井斜较大,井眼轨迹较曲折,但整个作业过程未超过电缆的最大拉力。TuffTRAC爬行器很轻松便将较长的射孔枪工具串传输到了所需的射孔深度。

使用TuffTRAC爬行器将射孔枪下入到预定射孔深度后,使用氮气给井内加压以达到所需的欠平衡状态。一旦射孔枪被引爆,并从WXAR释放,TuffTRAC爬行器便将射孔枪推到新射孔段的下方,然后将较短的工具串从井内拉出,并在射孔段和井口压力敞开的情况下进行常规的设备拆卸。XR-Perf系统使作业公司能够在极具挑战性的井眼环境中进行油井干预,隔离早期射孔层段,完成新层段的射孔,整个作业过程在理想的欠平衡环境下进行,总共下入了一趟带爬行器的电缆。

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