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新升级PnP完井工艺有效节省作业成本(上)

新升级PnP完井工艺有效节省作业成本(上)

PnP完井工艺是北美地区的非常规完井技术选项,Downhole Technology设计了一种新的桥塞和PnP完井作业方法,可有效节省作业时间和费用。

来自 | World oil
编译 | 张玉亭

为了获得更好的压裂作业增产效果,整个北美地区的页岩油气作业者都将封隔射孔完井作为多级完井最常用的技术选项,并认为该技术的难度和复杂性是可以接受的。追求提高效率和降低成本是非常规油气作业者的追求目标,如果采用新方法对PnP完井工艺进行优化,就能帮助作业者进一步的节省作业时间和成本。

现场沟通

现场沟通需要从方案筹划阶段就开始,现场人员必须对办公室工程人员提出的井眼结构和完井方案非常熟悉。作业前,公司代表(行业内一般指甲方代表)应召开作业前沟通会,确保电缆作业、压力控制、封隔和泵注服务商人员对于相关所有作业步骤都进行了审查,并对其非常熟悉。

作业过程中,要时刻保持与电缆作业、封隔和泵注服务人员的持续沟通。电缆作业和泵注作业之间的协调对于保证无故障快速下桥塞作业至关重要。

除了保持良好的沟通之外,现场人员还需严格按照规定的方法认真做好每个作业环节的作业参数记录工作,包括深度、排量、压力、电缆起下速度等。上述数据信息对于事故预防和提高作业效果方面的决策制定至关重要。

设备组装

大多数复合桥在组装过程中,一般都与射孔管柱上的坐封工具连接,而射孔管柱需要进行水平摆放,因此,很难保证坐封工具活塞位于正确位置,并且也无法判断是否有圈闭气体的存在;水平连接桥塞也增加了桥塞由地面提升至防喷管过程中发生损伤的风险。如果必须进行桥塞的水平连接,为防止桥塞发生弯曲,就需要使用移动推车对其进行支撑。

Downhole Technology(井下技术公司)设计了一种新型的桥塞及其坐封工具,能够在射孔管柱处于垂直状态下进行桥塞的安装。使用该技术能够帮助作业者更简单方便地确认坐封工具是否安装正确,并能够更加快速地完成桥塞与管柱的组装。

桥塞选择

对于采用PnP完井的井眼,桥塞安装间距更小,在多级压裂作业过程中,使用的桥塞数量多达20~100个。因此,桥塞在压裂作业过程中的下入、坐封和密封作业效果以及作业完成后是否能够高效顺利的移除,对于目标井的经济效益具有重大影响。

大多数压裂桥塞都是由铸铁桥塞发展而来的,主要用于临时层位封隔,都采用了可回收封隔器上相似的卡瓦和密封部件。1990年代,复合材料被引入,使得桥塞的磨铣更加简单方便,尽管还有其他很多优化设计也被应用到压裂桥塞的制造当中,但是大多数压裂桥塞还是没有摆脱之前铸铁桥塞的影子,在作业中仍然存在很多问题,如下放速度慢、泵送用水量大、提前坐封、存在一定的承压破坏风险以及磨铣时间长等。

Downhole Technology(井下技术公司)采用了一种新的桥塞设计方案和PnP完井作业方法, 桥塞下入速度更快,泵送用水消耗更少。Boss Hog压裂桥塞的长度和重量为常规压裂桥塞的一半,压力等级可达15000psi,由长丝缠绕复合材料(常规压裂桥塞一般采用复合材料薄板或者挤塑板)加工而成;采用模块化设计,组件数量远少于之前的压裂桥塞;在磨铣过程中,长丝缠绕复合材料被磨铣成像毛发一样的细小碎屑,更易于返排至地面。

Boss Hog压裂桥塞的特殊之处还包括采用了整体式复合上卡瓦,该卡瓦使用的是低碳钢卡瓦牙,而不是常规的钨钢或者不锈钢卡瓦牙,能够有效防止套管损伤。同时采用了铸造合金下卡瓦,承压等级可达15000psi,在移除过程中,可磨铣为细小颗粒碎屑。

该桥塞还包含了一种流体推进部件(Heli-Seal系统),能够极大地提高泵送效率,Heli-Seal系统在泵送过程中保持打开状态,能够捕捉泵送水,并安全推进桥塞以超过1,100 ft/min的速度下入井眼,而泵送用水量仅为常规桥塞的50%。

射孔之后,下一步作业一般是泵送投球至桥塞球座,然后再进行压裂作业。新型投球就位桥塞在每级作业中能够节省超过30min的投球就位时间,并且不需要泵送,节约了大量的泵送水;同时也避免了投球泵送过程中,对上一级作业已经充填就位完毕的支撑剂造成移位的风险。此外,采用此类桥塞在压裂作业之前还能够进行压力测试,并在压裂作业过程中,对初始泵注的成簇支撑剂进行破解,而采用常规压裂桥塞则一般无法做到这一点。与一般的球阀不同的是,如果射孔枪点火失败,该桥塞的投球还可返排至地面。在泵压低和投球返排能力弱的情况下,还可采用可溶解投球,避免进行TCP或者回收作业。

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