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强度翻倍、重量仅三成!ComTrac让射孔作业足够“刚”

强度翻倍、重量仅三成!ComTrac让射孔作业足够“刚”

Archer利用其复合碳材料技术,实现了大型射孔枪的部署,进一步完善了射孔作业。

编译 | 二丫

利用特有的ComTrac复合碳材料技术,Archer在无钻机干预作业研发中逐渐深入,取得了许多成果。ComTrac是一种半刚性的电缆,可以为新井和老井的射孔作业带来可观的益处。在实际应用中,ComTrac与井下牵引装置一起部署,截至目前,其已经在水平井中完成了数百米的射孔作业。

要完成高效的射孔作业,必须要在射孔枪长度和下入次数之间进行权衡。较长的作业管串只有通过钻机才能实现,成本极高,而使用电缆则无需在现场安装钻机,但由于电缆的物理强度限制,射孔枪又不能过长。

由于传统编织电缆电缆头结构方式的限制,其可以承受的冲击载荷非常有限,极易发生故障的风险,这就限制了可用炸药的最大重量。如果射孔位置位于水平段,射孔作业就需要井下牵引器的辅助,这可以进一步减少电缆上的有效载荷。

ComTrac的强度是传统电缆的两倍,重量却仅有前者的三分之一,若其与低摩擦系数和刚度管串结合,即可以使用大规格的射孔枪。

案例研究

最近的应用案例突出了ComTrac系统在节约时间和降低成本方面的特点。

一口水平井需要重新射孔,以最大限度地提高生产率,考虑到井的历史数据以及随着开采进行油气枯竭导致的井筒连通性降低,射孔作业存在一定难度。

为了确定射孔作业的确切区域,在井筒中每间隔约300米(984英尺)进行饱和度测井。 由于测井速度小于0.6米/分钟(2英尺/分钟),每次操作都需要数小时才能完成,而且由于饱和度测量严重依赖统计数据,必须进行多次重复测量,需要耗费大量时间。

由于ComTrac刚性大,带动测井工具运动一致,可实现精确控制的测井速度,意味着数据质量显著提高,所需的测量次数减少,节省了超过24小时的作业时间。

如果使用传统的电缆和牵引器,需要四次下钻作业才能完成设计的射孔作业。而采用了用ComTrac系统后只许下钻两次,将时间缩短一半。射孔枪长度超过30米(98英尺),一次下入即成功完成射孔,并且没有对ComTrac系统造成任何损伤。此次作业结果证明,该系统能够输送大型射孔枪,并且射孔作业的弹道冲击对其几乎无影响,这位更大型射孔作业的进行奠定了基础。

在另外一次作业中,主要限制因素不是ComTrac或牵引器的应用,而是钻机高度无法满足井下压力要求。专用于描述ComTrac的模拟软件为后期作业建立了标准流程。

针对目标井况,同时将BHA考虑在内,设计了可以输送至目标段的最长射孔枪。由于不受钻机高度限制,模拟结果显示该井中可以使用长射孔枪和重型下入管线抵达目标产层。

在证实射孔作业可以进行后,之后的问题就是减少下钻次数,节约作业时间。在实际作业中,如果射孔处在欠平衡状态(即射孔枪发射前,油藏压力超过井筒内压力),近井筒区域的油藏受到的损害最小,井筒清洗更容易,产能也随之提高。

但欠平衡射孔也有缺点,在射孔枪点火时,会产生一个油藏向井筒的高压波。如果使用常规的电缆,尤其是在水平井射孔中,存在着射孔枪爆炸的风险。这对于作业来说非常危险,可能会造成电缆断裂或打结,导致卡钻,进行昂贵的打捞作业。甚至,如果电缆断裂为多股,打捞难度将翻倍提高。ComTrac是一种刚性电缆,其在射孔作业中爆炸的风险极低,这意味着该工具支持欠平衡射孔,同时风险大幅降低。

射孔弹指向

另外一个在射孔中直接影响油藏产能的问题,就是射孔弹相对地层的方向。通过使用射孔弹载体,优化其在射孔枪上的布局,可实现射孔弹的方向控制。随后,如果能控制射孔枪的方向,那么就能实现射孔弹相对于地层的方向控制。在水平井中,这可以通过在射孔枪底部增加质量,利用偏心重量实现射孔枪定向。一般这类射孔枪的质量非常大,传统的钢丝绳不够坚固,其应用一般只能通过使用钻机和管串进行。而ComTrac系统的特性恰恰能满足上述要求,这也就意味着,即使没有钻机,利用ComTrac也可以实现定向射孔。

根据模型测试结果,预计ComTrac系统可以将长度140m、重量7275 lb的射孔枪放置于预定深度。为了合理利用这次机会,完井中使用了井下钢丝防喷阀,在带压条件下也可进行工具下入和提出。最后,在长达830m的水平段内(最大角度92°),通过五次下钻,完成了超过400m的射孔作业,其中第一次射孔为欠平衡作业。作业管串包括牵引器、深度补偿器、释放装置、减震器、方向调整装置,工具串长度15.6m,加上射孔枪,总长度达到了105m。

相比之下,如果此次作业采用常规技术,至少需要下钻18次。随着应用逐渐展开,ComTrac系统在提高油藏产能、降低作业成本方面,正在创造着一个又一个记录。

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