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防砂技术新进展助力完井作业降本增效

防砂技术新进展助力完井作业降本增效

对于完井防砂技术趋势,威德福有话说。

来自 | E&P
编译 | 张玉亭

对于小斜度井眼,完井方式选择管内砾石充填,进行单层或多层逐层砾石充填的作业模式已经持续了很长时间。目前,作业者追求的是更长的生产寿命周期以及更高的产能。这一需求使得很多开发难度更大的油气藏得到了广泛开发,此类油气藏具有位置更偏远、井深更大(包括深水超深水油气藏)、井斜角更高以及裸眼段和分支段长度更大等特点。

尽管当前油气藏的开发难度增大了,但是作业者仍然要求完井作业的效率要更高,并且投产时间也要更快。这就促使服务商努力缩短投产之前的工程时间,主要方式包括缩短工程安装时间、降低修井和中间干预作业需求以及降低非生产作业时间(NPT),所有努力和措施的目标只有一个:降低费用支出和桶油成本。

防砂技术面临的挑战

对于复杂油气藏的开发往往需要面对更高水平的风险因素,包括更高的出砂风险。出砂问题是最主要的风险因素之一,出砂会降低生产井产能,缩短井眼寿命,并且会冲蚀井下设备,上述风险直接导致并推动了对成本更高的生产系统和地面处理装置的需求。对于出砂问题,行业内目前最需要解决的最主要挑战是如何确保防砂措施的长期可靠性。对于水下生产系统来说,出砂绝对是零容忍的,而出砂问题又是水下生产系统几乎肯定会遇到的一个问题。

目前,世界范围内出砂问题已经造成了多大达数千口井的关井,对生产的干扰并导致了后续的修井作业,从而产生了巨额的经济损失。特别是对于那些地处偏远或者采用水下生产系统的油气藏,出砂之后需要进行的冲砂、维修和恢复生产作业,难度非常大,并且作业费用极其昂贵。由于防砂技术的缺失或者防砂作业的失败,出砂问题的困扰一直持续了很长时间。石油行业必须设计并使用更加可靠的防砂技术才能应对当前的出砂问题。

防砂新技术

威德福研发了多项防砂新技术,能够克服作业者面临的很多困难,即使在最严苛的环境下,也能帮助作业者简化作业流程、提高防砂可靠性、节省作业时间并降低费用支出。这些技术完全能够在智能完井作业中进行使用,代表了未来防砂系统和先进完井技术的发展方向。

一趟多层裸眼砾石充填技术

WFX0砾石充填系统是一套达到了API/ISO V0气密密封等级的完整砾石充填系统,包含一趟多层裸眼砾石充填装置,在完井管柱方面,采用单一充填位置进行充填作业。

该系统采用模块化设计,能够根据用户需求特别定制,融合了多项先进完井技术,具备可靠的气密密封性能,可实现可靠的储层分隔效果。

在墨西哥湾,某作业者需要对一口超深井进行完井,每趟井下作业耗时多达12小时。钻井船每天的平均作业费用却远远超过了100万美元,还不包括大量作业支持船的服务费用。由于作业费用昂贵,作业者需要将原来的套管完井方案变更为裸眼完井方案,以降低作业费用和井下作业趟数。

最终,TerraForm裸眼封隔器被选中。作业过程中,在坐封顶部封隔器之前,每个裸眼储层段都安装一个TerraForm封隔器,这样既能实现储层的层位分隔,也保障了完井管柱在井眼中的居中并且牢牢锚固不动,最终为用户节省了2000万美元的费用支持。

自抑制防砂筛管

MazeFlo筛管是威德福与Exxon Mobile合作开发的自抑制防砂技术,能够有效防止由于筛管冲蚀破坏造成的防砂失效。

最近,该筛管在尼日利亚一口海上水平井中进行了应用,该井一开始正常生产,然而之后却发生了出砂问题,并导致了关井停产。作业者需要一种不需要额外中间干预作业支持的防砂补救措施,同时还要能够在一定内径尺寸的尾管中下入,能够下入满足产能要求的足够大尺寸的油管。该井沿4-1/2in内径的水平尾管共下入了50根筛管单根,包含150个筛管单元。修井之后,该井成功恢复生产,产出流体中不含地层砂和地层水。天然气产量稳定维持在修井前水平,原油产量增至原先产量的三倍。

自动流入控制装置

长水平段井眼能够有效增加油藏产能,然而油藏非均质性以及地层压力、饱和度和渗透率沿井眼的不均匀分布,都会导致地层水和气的突进,进而引起出砂增加以及原油减产等问题。

威德福公司开发了一套与常规ICD筛管不同的自动流入控制装置(AICD),不但能够延缓地层水或气的突破,还能降低产出流体中地层水或气的比例,并且不需要进行中间干预作业。流体流经AICD筛管时产生的压降取决于流体的粘度和流动性。AICD筛管具有主动流动阻尼功能,对于像地层水或气这样的低粘度流体会主动升高流动压降,对于粘度较大的原油则会主动降低流动压降。其结果是,即使在地层水或气发生突破之后,仍然能够保持较好的产能。采用AICD技术能够实现原油产量和井眼寿命的最大化。

智能完井技术的潜力

如今,整个石油行业都认识到使用智能完井技术能够让作业人员在地面通过控制管线或TEC管线对井下工具进行远程控制。通过远程监测获得井下数据信息的技术的发展成为智能完井技术发展的关键推手。收集不同种类以及更大量的实时油藏信息后,作业者便能够更全面地了解井下情况,并针对出砂问题做出更加灵活快捷的决策,进而能够在不进行中间干预作业或者费用高昂的修井作业的情况下,延长井眼寿命。

目前,OmniWell油藏监测等先进光学监测技术,能够深入井眼直接与储层和砂岩表面接触安装。即使对于水下环境中经常遇到的高温高压、震击、振动等井下情况,该系统也能获得高可靠性的油藏数据。

获得实时监测数据之后,下一步就是在不进行地面电缆作业的情况下进行防砂和完井设备的控制了。未来的智能完井技术不仅能够发现井下问题,还能够在无人介入的情况下实现自动解决井下问题。

结论

目前油藏开发的难度日益增加,完井面临的挑战也越来越大,要保障长期高产难度越来越高。然而幸运的是,行业在如何进行出砂管理以及如何消除出砂影响并避免防砂失效甚至关井等方面的认识正在不断进步,市场上不断涌现的新技术便清晰印证了这一点。未来完井技术发展的方向将是更加智能的完井技术,能够更好地保护井眼免受出砂问题的困扰,同时还能尽量地减少人为干预次数,节省大量的作业时间和费用。

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