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连续油管欠平衡钻井 采出最后一滴油(上)

连续油管欠平衡钻井 采出最后一滴油(上)

连续油管欠平衡钻井技术能够帮助已钻井采出更多油气资源,降低作业的不可预测性与经济风险,提高产量和效率。

来自 | World Oil
编译 | 张毅

人们都有一种损失规避心理,也就是人们害怕损失胜过于渴望得到。在油气行业,资金投入很高,发生事故又可能引发极为严重的后果,加之成本已经确定但收益并不确定,进一步强化了上述倾向。因此,我们是通过成本来评价工作的,而不是通过潜在收益。举例来说,钻井作业经常以“每英尺钻井成本”来衡量,而不是“每桶成本”。然而这样做,可能导致无法从将利润最大化。

多年来,损失规避心理导致油气行业习惯于推迟新技术的引入,哪怕是新技术的好处显而易见。定向钻井、连续油管欠平衡钻井就是其中两个优势众多但被束之高阁的技术。20世纪90年代阿拉斯加、2005年左右沙特阿拉伯开展了一些长期项目,还有一些其它的相对短期的项目,作业区域分布于陆上和海上。长期性能表现证明,这些项目十分成功。亏损项目是无法持久的,尽管有成千上万的枯竭井非常适合连续油管欠平衡钻井,然而直到今天,这项技术尚未成为主流。

曾几何时其它新技术也被同样看待。但今天,没有人再怀疑水平钻井技术。事实上,一些年轻钻井工程师认为钻水平井是钻井的唯一方式,这也是可以理解的。尽管20世纪90年代早期就已经引入水平钻井技术,但直到2010年这项技术才真正实现飞跃,今天,77%的高产井是水平井。连续油管技术在可靠性与服务质量方面已有了长足发展,并且现已成为主流技术。

市场处于低谷时才能激发新技术的应用。繁荣期间,成本增加,并不会促进新技术的引入,原因在于,节省的成本会被增长的价格所淹没。因为新技术有一个共同的特征,就是新技术的投入要高于被替代的产品,然而产量的提升会使得这部分投入变得十分有意义。但如果仅考虑日费,通常没有财务人员会主张引进新技术。所以,我们在评价新技术时要全面地评估成本,权衡利弊。

注:损失规避是指相同的一样东西,人们失去它所带来的痛苦要大于得到它所带来的快乐。因为我们更在乎“失”,我们也就有意无意地尽量避免“失”。

产量被忽视

目前对已钻井进行修井增产是比较普遍的选择。修井作业至少能够确定产层是否连通,这对新井来说也是一个较大的风险。对于直井,一种可行的修井方法是在生产套管上开孔,然后欠平衡条件下用连续油管钻水平段。有时此技术能够将产量提高5%。

定向连续油管钻井技术结合了水平井、欠平衡钻井技术与连续油管技术的优点。使用连续油管主要是带压作业的需求,因为在欠平衡钻井中准确维持压力对产层至关重要,所以连续油管是开展欠平衡钻井的理想技术。事实上,也只有连续油管才能保证作业过程中始终维持负压,因为连续油管在作业过程中不需要停下来连接管柱。

欠平衡钻井的优势主要包括钻进速度更快、漏失更少、压差卡钻几率更低,另外,特别重要的一点是不会伤害产层。问题的减少意味着作业风险的降低,而这也是影响经济效益,也就是作业效率,最主要的因素。

然而,连续油管欠平衡钻井对于大多数人来说既陌生也更为复杂。所以自然会在问“收益有多少”之前问“成本多少钱?”,然而第一个问题才应该是重点所在。很多时候由于上述原因,经济效益就被忽略掉了。

幸运的是,有一种相对直接的方法能够公正地评估修井作业是否具有经济价值,这种方法会综合最重要的成本因素和收益进行评价。只有同时考虑到成本与未来的收益,才有可能知道回收成本的周期,以及回收后的利润,这样才能得出项目实际的IRR(内部收益率)。上述问题能够用一个简单的电子数据表模型解决,它能够协助我们在把重点放在投入回报上。

前瞻性模型

该模型基于以下四种因素:①相较于直井,预测水平井将获得更高产量;②油价;③修井总成本;④油井产量递减曲线。

增产。采油指数是指单位生产压差的油井日产油量,也称比采油指数,用以比较不同油井的生产能力,它是表示油井产能大小的重要参数。水平井与储层接触的面积更大,因此水平储层的采油指数更高。水平井的另外一个优点是:在初期径向流阶段,可以利用PIF(Productivity Improvement Factor,产能改善因子)比较同一储层的水平井与直井的初始产能。PIF定义为:

连续油管欠平衡钻井 采出最后一滴油(上)
其中:L为储层长度;h为储层高度;kh为储层水平渗透率;kv为储层垂直渗透率。

假设水平渗透率等同于垂直渗透率,储层厚度为40英尺,长度为400英尺,那么PIF为10。当然这仅是基于历史数据的理论值,考虑到水平钻井本身存在的不确定性,特别是第一次钻水平井,通常PIF在3~4之间。

即使PIF假设实施欠平衡钻井后并未增产。但欠平衡或平衡钻井能够大幅提高钻速,这也就缩短了钻井时间。而连续油管钻井非常适合欠平衡钻井。

油价应基于最佳推测。油价是变量,与收益以及可承受的风险挂钩。毫无疑问,油价越高,投资回收期越短,而低油价则会延长回收周期。假如你能够准确预测未来油价变化,那么你就会知道得到的收益会随着时间的推移而发生变化。所以,在大多情况下,短期收益是决定是否进行油井干预作业的决定性因素。

油井干预作业总成本。这是一个定值。钻井过程中还能保持生产,采用提高产能的技术仅仅是个开始,还需要考察这项技术是否在该井的成本承受范围之内。

因为受经济性影响,有些油井并不适合进行油井干预作业。了解经济允许范围内可投入的最高成本才能决定是否进行干预作业,后续才是与相关服务公司接洽。无限制的成本是不现实的。

递减曲线。每口井都不尽相同,但相同的是所有井生产后产量都会递减。所以,在比较计算过程中,明确递减曲线的精确公式并不十分重要。对比计算的主要目的是避免过高或过低评价随时间变化的收益。第一年后,根据递减曲线,产量以指数方式降低到某一比例,这已经是最好的情况了,但根据已有的现场数据可知,曲线也极有可能发生变化。

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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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