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新技术让套管回收不再如此艰难

新技术让套管回收不再如此艰难

在北海的注水泥弃井作业中运用套管回收Toolbox系统,使作业效率提升了35%。

来自丨E&P
编译丨TOM

20世纪90年代引入的先进定向钻井技术使海上钻井蓬勃发展。目前这些井已达到其寿命的中晚期,业内正面临如何处理这些井的难题。因此业内不断研发出新的井下技术,以优化复杂井与简单井的修井与弃井作业。

井下新技术能取得成功的关键在于套管回收。当需要重新利用井口槽时,可以移除套管,从这个平台钻出新的侧钻井眼;当需要注水泥暂时性或永久的弃井时,可以回收套管,然后在井中注入水泥,形成耐久的屏障。

然而,套管回收作业非常耗时,特别是对于复杂的海上油井。在海上进行起下与套管回收的作业时间占弃井作业总时间的70%。对于这些费时的作业,节约时间就能大幅降低作业成本。

时间成本高的原因在于工具的功能过于单一,比如套管切割器与套管打捞矛。当这些功能单一的传统工具运用于切割与打捞作业时,要按照先切割后打捞的顺序,这就需要多趟起下钻才能完成整个作业。

然而多趟的起下钻会给切割与打捞带来风险。许多因素会导致套管在起出时遇阻。固井水泥、地层变化以及套管损坏都会对回收套管作业造成负面影响。最终,当利用顶驱回收切割下来的一段套管时,在提活套管前是无法知晓所需的拉力。

如果顶驱能够提供的拉力不足,且尝试提活不成功,则需将套管切割成较短的段,从而降低摩阻与打捞重量。然而,利用常规工具进行此作业,则又多需要两趟起下套管切割器与套管打捞矛。若是在复杂井中,更需重复多次尝试提活与重新切割,才能移除套管。

 在海上复杂井中作业时,这些问题与时耗会被进一步放大。但目前越来越多的海上复杂井需要进行套管回收作业,这些井更容易发生卡套管并且起下的深度更深。因此作业者对于套管回收新技术有两个方面的需求:一是通过将切割与打捞作业整合在一趟钻具中,节约时间;二是新技术需要提供智能、灵活的功能,以适应井下的各种挑战。

设计成果

Ardyne公司推出的套管回收Toolbox产品包含了切割与打捞两套系统,分别为TRIDENT系统与TITAN系统。这两套系统都是从单趟套管回收作业开始,然后通过附加的功能进行区分,可以实现井口槽回收或是注水泥弃井作业,而且每套系统都针对回收作业的不同部分进行了优化。

TRIDENT系统是一种转盘驱动的单趟套管回收系统,该系统集成了多种节省起下次数的功能,包括用于正负压测试的一体式张力封隔器,以及液压激活的打捞矛,还能够下入并安装桥塞,或是在切割与回收套管前钻水泥塞。TRIDENT还具有内置的附加功能,包括切割显示功能、避免切屑进入井控设备的切屑管理系统、可用于9.625in与10.75in锥形套管的打捞矛、以及用于被切割套管环空循环的封隔器。

TITAN系统将井下液压动力工具与单趟套管切割和回收相结合。TITAN系统极强的井下适应性,使其能够在具有挑战性的井况下最大化的回收套管。该系统的提升能力可达1.8 MMlb,而且单趟中能实现可重复的、靠谱的套管切割,因此极大降低了作业风险。

新技术让套管回收不再如此艰难

可重复性是关键

单趟切割与打捞提高了作业效率,不仅如此,TRIDENT系统与TITAN系统还具有额外的功能,以避免计划外的起下钻,使系统能够应对突如其来的井下状况。该套系统的可重复性是实现井下适应性的关键。在套管卡住的情况下,两套系统都可以重新定位,并进行额外的切割,而不用起出来更换钻具组合。

为了实现这些重复切割,TRIDENT系统在切割套管时进行锚定,这样能够使刀具集中并能够增加切割时的稳定性。这也降低了钻柱的振动,从而延长刀具的寿命与效率,使切割作业具有可重复性。

在半潜式钻井平台进行切割作业时,因为切割器在整个作业过程中锚定在同一位置,因此无需海上的旋转接头。钻机补偿器承受了大部分的起伏,但剩余的钻柱移动由TRIDENT锚定器承担,确保切割器保持在正确的深度以完成切割。

TRIDENT系统的额定压力为3000psi,它非常适用于需要进行压力测试的井口槽回收或注水泥弃井(例如测试水泥塞)作业。系统中的组件能够承受两侧的压差,因此该系统可用于正负压测试。

TRIDENT封隔器在套管切割完成后也可以置于井下,并且可以尝试通过环空进行循环,以确保套管回收作业前,密封组件与井口下方的任何浅层气或任何其他环空气体都已经被循环出去。当TRIDENT锚定以及环空清洁后,井下钻具组合位于切割点处,还可以尝试提活套管,以确认其是否被切割开。

提高效率

TRIDENT系统与TITAN系统所带来的技术进步,证明了作业者能够将套管回收项目作为利益价值增长点。在2017年夏季进行严格的北海现场测试之后,Ardyne公司的单趟切割打捞系统已经累计作业30次,并在2018年有更多的作业计划。

在最近的注水泥弃井作业中,Ardyne公司的套管回收Toolbox系统被动员到北海的弃井作业,该作业计划切割与回收9.625in和13.375in套管。综合考虑起下次数与适应性强、可重复作业的井下技术,该系统单次作业就节约了一天的工期,而常规作业时间为3.5天,相当于作业效率提升了35%。尽管2018年的重点是在全球范围内商业化应用该套单趟切割打捞系统,但Ardyne公司仍然致力于研发Toolbox的新功能与新技术,包括振动辅助切割与打捞、钻穿水泥能力以及套管凿孔器。

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