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可回收膨胀桥塞:高效深水修井新趋势

可回收膨胀桥塞:高效深水修井新趋势

随着深水开发进程的推进,常规修井工具开始显得力不从心,非常规手段或成“新常态”。

来自 | E&P
编译 | 白小明 影子

随着墨西哥湾(GoM)深水油田进入开发成熟期,对油井修井作业和修井作业的需求正变得愈加频繁。由于下入井内的完井工具的复杂性,上述作业也非常复杂。为了应对这些日益严峻的挑战,必须采用非常规的工具和方法。最近英国石油公司在Atlantis深水油田的修井作业中就遇到了这种情形,他们成功采用了非常规的深水技术来解决复杂的井筒挑战。

Atlantis油田位于新奥尔良以南约241km的墨西哥湾深水区(水深超过2,133m),主要目标层为中新世储层,垂深范围4,876~5,486m。早期完井设计采用了单一尺寸井筒概念,消除了油管柱内的流动限制以提高生产能力。这种设计避免了使用各种工作筒,包括连接在生产封隔器下部用于油井修井的常规工作筒。

在一次修井作业期间,有2口采用单一尺寸完井方式的井需要更换上部完井管柱。在起出上部完井管柱之前,需要隔离储层。但是如果生产封隔器下方没有工作筒,则无法使用常规方法在生产封隔器下方坐封桥塞。

选择机械桥塞

在隔离储层之前,必须使用插入式开关工具将地面控制井下安全阀(SCSSV)打开并锁定,以便在井筒更深处进行修井作业。然而,下入的开关工具在井筒中造成了一个物理限制。因此,需要一个物理隔离设备通过开关工具的内径限制,然后坐封在生产封隔器下方的油管内。这种要求将技术选择局限在了具有高膨胀比的机械桥塞上(如外径小但可在大内径的油管中膨胀坐封的设备)。

所选的机械式桥塞技术是可回收膨胀式桥塞(RIBP),它是符合这种修井作业要求的唯一可用产品:

1.最大外径小到足以通过4-in 内径限制;
2.可在4.67-in内径内坐封;
3.可采用电缆传输;
4.71℃时的最小压差等级为5,000 psi;
5.能够正反双向保持压力;
6.可通过钢丝或电缆回收;
7.可通过3.688-in的内径限制回收。

膨胀技术在深水海底修井中的应用对Atlantis项目来说并不常见。作业人员对计划使用的RIBP历史成功数据进行了检查。该检查主要针对与计划使用具有相同尺寸的RIBP。统计分析表明,使用RIBP的成功率很高。

油井修井

两口井的修井流程涉及一系列步骤,包括通径、打开SCSSV并锁定、坐封RIBP、移除上部完井设备、重新下入新的上部完井设备、清理RIBP以上的井筒、回收RIBP并确认新安装的上部完井工具的完整性。但重点还是与RIBP有关的操作。

可回收膨胀桥塞:高效深水修井新趋势

近期Atlantis油田修井作业中的目标井,包含各种完井设备。

RIBP采用电缆传输,使用从地面连接到海底油管悬挂器的水下坐封管柱进行操作。在操作期间,水下坐封管柱内填充有基油,完井管柱内填充有井筒流体。由于上述流体配置,RIBP的安装操作相当于在坐封管柱压差外大于内的环境中进行。

RIBP校深并坐封到位后,对控压设备以高于地面压力8,000 psi的压力进行了试压。在正压试压后,泄压并保持井筒处于原始地面压力下。然后地面泄压,从而使RIBP经受负压测试载荷。正负压测试均成功,证实了RIBP的完整性。这非常重要,因为在修井作业期间,设备会暴露在几种不同的压力载荷环境中。

除了在修井过程中遇到的载荷之外,由于恶劣的天气条件,在修井作业期间,其中一口使用RIBP进行油藏隔离的井必须暂停作业。为了实现等停,作业人员对坐封在深处的RIBP进行了压力测试,使其能够保证36天的机械隔离。

成功回收上部完井设备并安装新设备后,便可从井中回收RIBP。最终,整个RIBP总成被成功回收,没有丢失任何组件。但是在第一个RIBP应用中,RIBP总成的上部部件略有下移,这主要是由于RIBP需要通过内径为3.688-in的工作筒,这是新上部完井管柱中的最小内径限制。

经验教训

这种高膨胀比RIBP在各种条件下都能成功发挥作用。

尽管压力和温度不同,但在修井作业期间,桥塞成功地隔离了储层。在新的完井油管安装后,可将它作为过油管式机械桥塞,用于SCSSV、生产封隔器和生产油管的功能验证和测试。在修井作业期间,RIBP也成为其中一口井等停时机械封隔的一部分,并在下入井筒数周后,通过了3.688-in的工作筒内径限制而成功回收。

RIBP执行了多项功能,两口水下油井修井作业的结果都令人满意。第一次修井作业中,RIBP的总体使用时间(从坐封到回收)为22天,第二次修井为64天。

可回收膨胀桥塞:高效深水修井新趋势

上述为第一口井中坐封22天后回收的桥塞。

虽然在修井作业期间隔离储层的RIBP总体使用是成功的,但在作业执行过程中也吸取了一些小教训:

1.下部坐封的RIBP之上的碎屑管理对于回收操作至关重要。使用有效的清理技术防止垃圾沉积并合理计划清理操作对于成功回收至关重要;
2.在解封和回收操作期间,应保留足够的时间,使已膨胀组件收缩。

具有高膨胀比和高压差等级的可回收桥塞在深水作业中并不常见。由于不断增长的深水海底修井作业需求,人们对它的使用兴趣正变得越来越普遍。这种环境需要具有高性能和功能的可靠技术。上述RIBP的成功应用为修井作业人员提供了支持信息和依据,也为将来使用该技术提供了研究案例。

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