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筒夹开关式滑套应对多级水平井作业挑战

筒夹开关式滑套应对多级水平井作业挑战

页岩热潮的开启得益于技术创新的应用以及降本的实现来增加估算最终储量(EUR)。这些创新包括将滑套引入到多级水平完井中。

来自 | E&P
编译 | 白小明 影子

最近,滑套也被作为固井套管串的一部分下入井内。在固井过程中,投顶塞通过滑套内径(ID),将球座清理干净。在该过程中,滑套被打开,增产压力施加在通孔上,穿透套管外水泥层,使压裂处理液直接通过滑套。与裸眼井应用一样,固井滑套允许在打开的通孔处开始单点进入增产作业。

对于连续油管(CT)开关的滑套应用,在每个单独打开的滑套通孔处都可进行单点进入增产作业,由于无需电缆桥塞和射孔,减少了2次作业间的等停时间。当然,对于CT应用,泵送增产液的流动通道是CT外部和尾管内径之间的环空。相比于全尺寸内径尾管的流动面积,CT应用的流动面积减小了,这可能限制增产作业期间的泵送排量。而且CT和尾管壁之间的摩擦将限制分支井眼中能够到达滑套的最远距离。

与CT系统一样,投球系统也能够通过滑套的开孔进行单点进入压裂作业,而且由于无需坐封桥塞和射孔等电缆作业,减少了泵送操作之间的等停时间。但是,这种系统也存在一些独有的限制因素。最初,球和球座以1/4-in的尺寸增量渐变,而球座内径尺寸的减小很快缩减了可下入分支井眼的滑套数量。随后,设计逐步改进,引入了更多尺寸的球座内径以及可在给定的增产作业级开关具有相同内径的多个滑套的方法。在一些设计中也引入了磨铣球座内径的能力。投球系统最多可以进行多达50级的压裂,但对随着行业对更长分支井眼的需求不断增长,带来了新的挑战。

解决设计挑战

Stage Completions公司的新型筒夹开关式滑套压裂系统—SC Bowhead II解决了传统单点进入系统的潜在设计限制,可应用于裸眼井或套管井。滑套仅有一个移动部件,与套管或尾管作为整体下入井内,提供多种剖面长度的内部构造。将顶部带有一个可溶解球且具有匹配剖面的筒夹总成泵入井中,筒夹将通过所有滑套内径而不会啮合,直到到达与其具有相匹配内部剖面的滑套。

筒夹开关式滑套应对多级水平井作业挑战

SC Bowhead II是一种单点进入系统,专为套管井和裸眼井应用而设计。

此时,筒夹将与滑套中的匹配剖面啮合,然后可施加套压使滑套向下移动并锁定到位,露出滑套的通孔。打开的通孔位于球和筒夹之上,为增产作业提供启动点。由于独特的座架设计,很小的压差就可将可溶解球冲离球座,而筒夹则保持锁定在阀壳中。

在每一级压裂期间,筒夹可使尾管上至井口保持全通径,从而减小摩擦压力和泵送时间。压裂后,每个筒夹都具有同样的大内径从而使返排液量最大化,无需井筒干预。大内径通道使从水平段始端到尾端的井筒清理工作顺利进行,不受连续油管或油管尺寸的限制。不过,筒夹的大内径要比尾管的通径略小。如果需要尾管保持单一全通径,可随时用CT回收筒夹,滑套还可重新关闭用于堵水或后期的再压裂作业。

单点技术的未来

现场整理的数据表明,单点进入完井技术为注重创新的钻井公司带来了技术优势。单点进入技术旨在通过可控和可预测的方式有效地设计和优化油气井。

SC Bowhead II是一个突破传统单点进入压裂系统限制、满足设计变更需求的单独系统,它可通过各种方式帮助那些严格控制成本底线的作业公司降低水力压裂作业的成本。作业公司称其在泵送操作期间实现了更好的实时控制,更精确的压裂建模已经转化为了改进的生产效果,最终实现了全面降本。

筒夹开关式滑套应对多级水平井作业挑战

SC Bowhead II是一个可溶解球和筒夹开关式压裂滑套系统。

Eagle Ford页岩的一家作业公司表示,他们使用116个SC Bowhead II筒夹开关式固井滑套完成了一口大位移井。在这套额定压力为15,000 psi的系统部署和安装过程中,作业公司通过将SC Bowhead II阀门预先连接到套管接头上来提高效率,操作人员可以更安全地在钻台上操作设备,缩短了安装时间和压裂级之间的间隔。

在另一次水力压裂作业中,作业公司使用Bowhead系统压裂了117层,仅用了创纪录的160小时,以4.7 ppg的最大含砂浓度和42 bbl/min的平均排量,将11.6 MMlb压裂砂和361,000 bbl液体准确泵送就位。公司认为作业的成功得益于使用了筒夹和可溶解球来打开滑套,压裂过程无需使用CT或电缆。

当要求较高的泵送排量时,Bowhead系列产品可以保证作业管串沿整个井筒保持相同内径,这有助于维持较高的排量和更高的加砂浓度。此外,压裂处理过程中,不使用CT和球座会减少摩擦,最多可减少60%的压裂作业所需功率。最终,作业公司通过成功优化每级压裂提高了效率,并增强了作业公司压裂油藏的能力。

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