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小改变 大不同 SAGD难题迎刃而解

小改变 大不同 SAGD应用难题迎刃而解

蒸汽辅助重力泄油(SAGD)石油圈原创www.oilsns.com

SAGD方法是在储层中钻两口相互平行的水平井,一口井大约距离另一口水平井上方4到6米。从高部位井注入蒸汽,低部位井进行开采由于储层加热而开始流动的原油、沥青、地层水和气以及注入蒸汽凝结后产生的水。石油圈原创www.oilsns.com

蒸汽的热量降低了重质原油和沥青的粘度,使它们向下流动到低部位井筒内。蒸汽和气体的密度比下面的重质原油低因此向上移动,确保蒸汽不从底部生产井中产出。保持注入井和生产井的压力接近储层压力,可以消除所有影响高压蒸汽过程的不稳定问题,保持SAGD平稳生产。在合适的油藏条件下,原始地质储量采出程度甚至可高达70%到80%。

小改变,大不同—贝克休斯RFICD系统

在水平井的生产过程中,最理想的状况是沿水平井的地层出液量均匀,水平井效率在此时最高。但是井下情况复杂,许多原因会引起地层流体流出速率变化,这会造成产量下降、生产周期缩短等问题。很多从业人员进行了改善沿水平井地层液体流出问题相关研究,但是取得的成果有限。

过去的十几年中,越来越多的从业人员选择在水平井完井过程中安装流入控制装置(ICDs)以避免地层液体流出量不均匀的问题。通过相关计算,ICDs按计算结果沿水平井分布,通过控制井下流体进入生产管线的速率来平衡地层液体流出量不均匀的问题。通过使用ICDs,水平井的工作情况有了明显改善。

贝克休斯的改进装置石油圈原创www.oilsns.com

从ICDs的研发开始,其一直作为一种完井工具使用,但是这就造成了对后续井况变化无法及时应对的问题。石油圈原创www.oilsns.com

贝克休斯基于传统的ICDs开发了一种可以用于改进水平井地层液体流入生产管柱不均问题的均衡流入平衡装置(RF-ICDs),这是行业中第一款可以用于生产井的ICDs装置,不需要在完井过程中完成安装。RFICD能够改善水平井液体流入不均匀的问题,提高水平井生产效率,延长生产周期。该装置可以用于多种生产情况,但是其在蒸汽辅助重力泄油(SAGD)系统中使用时效率最高。

SAGD系统在生产过程中可能会出现许多问题,如生产控制缺陷导致的高温蒸汽注入不稳定,由地层结构复杂引起的部分地层段高温蒸汽驱替效率较低,甚至有可能发生高温蒸汽直接进入生产管柱的问题,这些都会降低SAGD系统效率降低、生产周期缩短的问题。

有了RFICDs,以上问题都将被轻松化解。操作人员可以根据情况在SAGD系统中安装一个或多个RFICD装置来平衡井下液体进入生产管线的速率。这样,从业人员有了更多的选择,既提高了效率,又节约了资金。

小改变 大不同 SAGD应用难题迎刃而解

RFICD系统中包含有高温封隔器,可以在温度高达300℃(572℉)的条件下工作,在满足大多数SAGD系统工作要求的同时还能够隔离损坏的地层,防止其对生产系统造成损坏,提高整体采收率。石油圈原创www.oilsns.com

RFICD吸取了上一代ICD装置的诸多优点,弯曲流道设计就是其中的一种。这种弯曲流道通过内壁的摩擦力作用提高了ICD对于井下液体中气体、水和蒸汽的选择性。当气体、蒸汽或水进入ICD时,沿流体流动方向的压差增加,使得非理想组分被阻挡在生产管柱外,有效防止油井见水现象。该过程由ICD装置自动进行,不需要操作人员操作,降低了人工成本。

RFICD系统能够适应多种井下工作条件,根据井下条件的变化,在SAGD井的整个生产周期中都可以使用,能够降低注气/产油比(SOR)的同时最大化油气产量。在选择安装RFICD系统前,操作人员可以根据油藏数据预先对井下情况进行模拟,对RFICD系统进行评估,以便获得最优结果。

RFICD系统本身还具有防堵和自动清洁系统,适合长期使用,有效减少人工干预次数。同时,该系统具有更大的流通面积,降低液体流速,降低摩擦对于装置的破坏作用,提高了系统的稳定性。

应用实例石油圈原创www.oilsns.com

加拿大阿尔伯塔油砂开采井的效率很低,其注入的高温蒸汽沿SAGD注入井分布不均匀,导致井下出现温度过高的过热点,生产管柱效率降低,产量下降。为了提高产量,该油砂井需要改善沿水平井高温蒸汽分布问题,消除过热点。

该生产商选择了RFICD系统,从2013年开始,服务商与生产商根据油藏和现场数据共同设计了RFICD系统的使用方案,其中井下地质条件数据对于分析至关重要。

根据设计方案,RFICD系统的安装非常顺利,效果也非常的明显,产量在一个月之内提高了87%(371桶/天—695桶/天),SOR比也从4.1%下降至了2.8%,该井也成为了该油田效益最高的一口井。一个月后,该井的产量提高了两倍。

贝克休斯超高温ESP系统石油圈原创www.oilsns.com

为了应对井下复杂的条件,SAGD系统井下温度逐渐由180℃提高到200℃,再由200℃提高到220摄氏度,又提高到了250℃,这对于产量的提高有着巨大的好处,但同时对于井下开采设备的要求也更高。石油圈原创www.oilsns.com

更高的温度意味着更加优质的材料,满足ESP高温工作主要存在两个难题:一是要创造出更好的绝缘材料;二是减少由于温度升高、部件尺寸增加造成的磨损。同时,SAGD系统中还存在着温度周期变化、重油中掺杂有蒸汽、高摩擦等问题。

为了保护电机中的磁线圈,贝克休斯采用了全氟烷氧基(PFA)绝缘,泵也选择了特殊合金,电机油也进行了进一步改进。

贝克休斯是第一家能够提供工作温度为250℃电潜泵系统(ESP)的公司,该ESP系统适应更恶劣的工作条件,提高整体的运行时间,减少修井费用。目前该超高温ESP系统已开始大规模应用。

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