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连续油管—尾管系统快速修复断裂管柱

连续油管-尾管系统快速修复断裂管柱

将连续油管与威德福的MetalSkin膨胀尾管系统使用可以快速解决尾管断裂、泄漏问题,该系统隔离性能可靠,作业快速,能够大幅减少作业时间,提高作业效率。

来自 | E&P
编译 | 张德凯

Marcellus页岩区位于宾夕法尼亚州东北部,某开发商计划对一口天然气井进行30级压裂,但在第12级压裂段完成后发生了套管完整性下降的问题。作业人员认为是井底某段套管发生了泄漏,造成井筒完整性下降,剩余的18级压裂工作不能继续进行。

该开发商需要一个能够在短时间内解决套管泄漏的方案,由于井下压力高达10000psi,所用工具的压力承载能力也必须高于10000psi,确保作业过程稳定安全。

最初,该开发商打算使用修井机进行套管修补作业,但是由于该井处于山腹,作业面积严重受限,若使用修井机就要大量移除现有生产设施,另外在作业完成后还需要重新激活压裂段,作业难度很大,且需耗费大量时间。考虑到时间、物流及成本因素的限制,开发商放弃了修井机方案。

之后该开发商还考虑使用挤水泥方案来隔离套管泄漏段,但是该方案需要进行测试、钻井等作业,耗费时间太多;此外,该方案也无法保证10000psi高压下的作业稳定性。

新型方案

鉴于以上方案不能满足作业需求,开发商开始考虑使用连续油管进行套管完整性修复作业。相比于传统的修井机单根油管连接作业方式,CT能够大幅减少作业时间,可连续下入井中,无需对接等作业,效率非常高;修复作业完成后,CT能够快速从井筒内移出。此外,CT的配套设备体积远远小于修井机,机动性更好,对井场作业面积要求低,无需移除现有泵等设备。

威德福的作业团队首先利用测井电缆进行了井径测量,结果显示,套管损坏是完整性降低的主要原因,与预期结果相符。修复作业在井口压力4000psi条件下进行,需要配合使用润滑密封进行压力隔离。

通过与开发商的密切合作,作业团队确定了高压套管修复方案,需要进行现场压力润滑密封控制。同时,该方案还包括促进CT作业顺利进行和提高设备安全性、作业人员安全的相关措施。

作业团队使用了规格为4-1/4in×5-1/2in(内径×外径)的MetalSkin裸眼井高压尾管系统进行泄漏套管修复。该系统使用尾管或金属保护层隔离套管与射孔区,隔离效果稳定可靠。与智能持续一段时间的短期修复作业不同, MetalSkin为金属管膨胀系统,其设计目的就是高效隔离目标段,避免重复的修井工作。

连续油管-尾管系统快速修复断裂管柱

图1.MetalSkin 使用金属层密封、隔离受损段,提供永久的隔离保护。

与常规的跨式隔离、尾管方案相比,裸眼井尾管系统MetalSkin对套管的内径影响最小,意味着套管的内径可保持最大,这对于后期的钻井、完井、生产、注入作业以及产量最大化都有重大意义。MetalSkin的安装只需一趟下钻即可完成,同时无需任何水泥作业,不产生钻井碎屑。

MetalSkin尾管系统设计优异,能够承受井底高压,提供强劲的抗钻柱破损、塌陷能力。膨胀尾管本身被一层橡胶体包裹,将套管壁与尾管之间的缝隙完全填充,确保密封性最佳。由于橡胶材料具有一定的弹性,所以尾管覆盖的区域都与套管保持完美的接触,套管与尾管相互支撑,从而增强了尾管的抗压能力。

作业流程

MetalSkin的常规安装都在修井机上进行,为了满足开发商减少作业时间的要求,作业团队使用CT进行尾管系统的安装,满足压力10000psi的强度要求。服务商与开发商紧密合作,在CT下入井前,确保尾管系统MetalSkin与润滑密封安全连接。

裸眼尾管系统和润滑密封的长度合计为36.5m,为了避免作业中损坏膨胀尾管系统,作业管串上安装了开合接头等保护装置,在提拉、移动尾管的过程中,保护接头会提供抗弯曲保护,防止尾管过度弯曲损坏。

作业团队将润滑密封联结至井口后,将CT、膨胀尾管下入井中制定深度,从地面施加一定的液压激活尾管的膨胀工具,锚定,尾管开始膨胀,随后进行的液压循环逐步完成尾管的整体膨胀。相比于同类产品的投球密封、加压作业方案,MetalSkin的膨胀方式更加适合此次作业。

与常规管串不同,CT是一根连续的油管,中间并没有管径变化的连接点:投球无法固定在指定作业点,因此增加了作业难度和复杂程度,还不能进行后续的循环作业。

连续油管-尾管系统快速修复断裂管柱

图2.在进行了12个井段的压裂作业后,由于套管泄漏,无法进行后续的压裂作业。通过CT下入的MetalSkin裸眼井尾管系统快速的将泄漏尾管隔离,后续的压裂作业得以完成。

尾管下入后,井口压力降低至2500psi,证明膨胀尾管已完全将泄漏套管隔离,待尾管完全膨胀后,将膨胀压力泄出,将作业管串提出井筒。套管修补段通过了30min的10000psi测试,确定套管完整性得到恢复。

作业结果表明, CT与膨胀尾管结合是一种非常快速、有效的套管修复手段。在作业完成后,洗井、压力测试等作业在24h内完成,由于MetalSkin的使用过程中没有挤水泥等作业,修复完成后无需钻出操作,只需将CT提出井筒,即可快速投入后期的压裂作业。剩余的18级压裂作业采用桥塞—射孔方案完成,排除套管泄漏造成的工期延误外,压裂时间减少了两天。最终,在完井完成后,该井的生产能力达到预期目标。

应用拓展

近期,CT与膨胀尾管结合的方案在其他作业中也取得了应用:Alaska的一家开发商使用CT在大位移分支井中成功安装了多节点膨胀尾管。随着该系统在不同作业中取得成功应用,CT—膨胀尾管被证明是一种可靠、常规的作业方案,有望改变常规作业方式。

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二丫
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(北京),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。如需获取更多技术资料,请联系二丫(QQ295900524;微信13132550596)

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