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该系统破解井筒复杂流体分析难题

该系统破解井筒复杂流体分析难题

新型随钻测量工艺让工程师快速获取地层流体参数,降低钻井风险和成本,提高作业效率。

来自丨贝克休斯
编译丨葡萄

随着钻井作业向深层边缘的油藏推进,流体分析服务必须提高探测能力,为此,贝克休斯推出了FASTrak Prism随钻流体分析服务系统。

FASTrak Prism服务利用先进探测设备,包括新的可视近红外光谱仪和荧光光谱仪,能够实时分析油藏流体特征。这项新技术已帮助多家作业者在钻井过程中做出正确的决策、避免了作业风险、提高了作业效率。

实时多相流特征

这套服务是在FASTrak框架下开发的,而FASTrak是2014年推出的行业内首个用于商业的随钻流体取样服务,当时该技术用于实时分析体相流体特征以及为地面流体详细分析取样,以便优化完井和生产方案设计。

新一代流体分析技术包括了新的探测设备,其中包括可视近红外光谱仪,该设备可以彻底实时分析清楚流体特征。它通过多通道光密度和荧光测量可以定量分析出含油气水的多相流体的组分构成。同时,它也能够测量分析PVT参数,包括流体密度、溶解气油比和流体压缩性,并提供一定的测量冗余,让作业者对测量结果更加信服。

与其他随钻测量技术相配合,液体分析设备将流体信息实时传至地表,技术人员应用软件对数据进行分析,提高了钻井控制质量和数据测量质量,使决策更快更准确。

例如,实时PVT数据让作业方知道完井层位和目前钻遇的层位。随钻分析能力可以实时提供地层流体数据,这样便于对钻井方位实时微调,从而确保井身轨迹随时在最佳层位上钻进,或者让作业方知道是否需要对钻井方位进行矫正。

该工具的探头一般位于钻头以上15m-30m的位置上,且在其他随钻测量工具的下部。这样可以保证有足够的时间在钻穿目的层段过程中,分析评价核磁共振、电阻率和孔隙度数据并借此优化钻进方位,确保在最佳的目的层位。这种钻进方式减少了钻井泥浆对地层的污染,降低了钻井成本,这也意味着在设置探头的两小时内,使取得的样品污染程度更低。

该系统破解井筒复杂流体分析难题

取样质量高、取样量大

对于多数油田开发决策过程,所需要的信息量要远比实时流体信息数据量大得多。作业方们一般需要对10升或更多的来自不同层位的流体样品进行分析,以便更清楚的了解油藏特征、提高完井工艺和地面施工设计以及优化作业流程。

以前的随钻测量工具在钻井过程中,可以成功取得高质量的流体样品,而现在新的流体分析工具同样能够获得相同质量和样品数量的地层流体样品,用于开展实验分析。

在一次取样操作过程中,设备的探测装置会持续测量流体的性质,同时监测流体污染程度。一旦确定了流体的质量,设备会在每趟作业中自动收集12升单相流体样品并保存于16750ml的采样罐内,并随后送至地面进行分析评价。12升的流体为最大取样量,在每趟作业中配备的多数取样罐,其所取样品都可帮助作业方更快的做出开发决策,降低成本。

降低作业风险和时间

新的随钻测量手段适合于海上井、陆上大斜度和大位移水平井以及所有其他取样时间长、风险大的井。例如,电缆测试和取样工艺通常需要在钻柱取出后才能下入工具测量地层压力和流体性质。在水平段较长的深井,电缆工具需要通过钻杆传输测井,施工管柱长、风险大、费用高。而在深海环境,在钻井和测试的中间阶段,井眼数日处于裸露状态,加大了井身完整性风险。

而新的测试手段则让作业方能够快速识别产层特征、保持钻进同时快速获取流体样品。由于这些工作都是依靠同一钻柱完成的,因此上述电缆测井相关的风险和时间都可以消除。

电缆测井后,在下套管或完井之前,作业方通常还需要重新调整泥浆。但是这种新的随钻取样分析技术可以保证泥浆已经调整好,一旦钻柱从井筒中取出,作业方可以立即下套管或完井,节省了时间,降低了作业成本。

该系统破解井筒复杂流体分析难题

产量优化

自从今年年初引入该工艺以来,已在海上开展了应用。海上测井费用高,对高效率低风险的测试需求更加迫切。

最近作业方在非洲沿海利用该工艺辅助完钻一口深层大位移井,该井贯穿两个不同的油藏。此类作业,准确的流体性质分析对于优化完井设计和评价每个油藏的产量都是非常必要的。

对于每个油藏,作业方需要质量较高的单相流体样品和地层压力测试,同时避免长时间钻进和钻杆输送电缆取样风险。任何方案都必须与地质导向工具相匹配,也要与井下数字式小井眼扩钻工具相匹配。

BHGE技术人员与作业方人员合作设计了一套综合地层随钻评价方案。随钻取样设备根据作业方要求对每个油藏采样,同时完成33个地层压力测试。

该井钻遇至目标测量深度,斜度为90°。在扩眼至9½英寸之前,所有测试都是在8½英寸井眼内完成的。随钻取样设备收集到流体样品,并调试了井下流量计,定量分析出每个油藏的产量情况。

新的测量设备并不与地质导向工具互相干扰,而且能够准确钻遇至目的层,增大与油藏的接触面积。同时与命令式数字扩眼器的作业互不干扰,扩眼作业在钻井作业中同时完成。

该工艺节省钻井时间48小时,同时产量超过初期目标30%以上。

设置取样记录

正在澳大利亚海岸开发一个新油田的作业方,需要提高流体取样量,以便进行详细的地球化学分析,保证完井、地面设施和管道设计的可靠性。冶金工艺如果选择失误,有可能增加流体腐蚀完井和地面设施的可能性,引起成本增加,同时带来HSE风险。

第一批井斜度最高为80°,作业方估计需要取样20升用于PVT分析。在对油藏特征、产量目标和完井难点讨论之后,BHGE团队建议应用他们的随钻取样分析工艺。该工艺不仅可以比其他随钻取样工艺多取4倍多的样品数量,而且能够避免差压卡钻风险。

为了节省测量分析时间,作业方和技术支持方联合设计了取样方案,将两口井的取样量最大化。该方案需要在取样位置耗时两小时,然后通过复位探头和调整井下钻具组合降低卡钻风险。

最后取样量共计26升,其中第一口井取样12升,第二口井取样14升,超过了要求的20升取样量。这预示着该取样工艺创造了一个新的世界纪录,其他工艺需要至少四趟管柱才能完成同样的取样量。

较大的取样量可以让作业方测试和筛选相关材料,确保完井和地面设备的安全性。尽管取样时间较长,井斜较大,但是并没有差压卡钻问题发生。

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