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哈里伯顿推出BACE漂浮接箍

哈里伯顿推出BACE漂浮接箍

BACE漂浮接箍可经济有效地保障大斜度井或长水平井的套管下入。

来自 | 哈里伯顿

目前非常规油气井开发通常设计长水平段来最大化暴露储层。然而,在一些情况下,作业者在大斜度井或水平井下入套管发现由于套管与地层之间的摩擦阻力超过套管悬重或者套管的屈曲载荷,阻碍套管下入或导致套管变形。特别当井筒清洗不彻底,大量岩屑沉积到井筒的低侧,进一步增大套管下入时与地层之间的摩阻,使套管无法下入到设计深度。

为了减少套管下入过程中与地层表面之间的过度摩阻以延伸水平段的长度,工程师开发了一种漂浮技术,在套管串底部保留一段空气柱或者低密度液体,使得套管下入过程中可以一定程度地漂浮在井筒液体里,套管悬重减少从而减少摩阻,帮助套管顺利下入到设计深度。浮力腔体的长度以及内装流体可以根据不同井况通过软件模拟分析摩阻扭矩,进行定制化设计。

哈里伯顿推出BACE漂浮接箍

图1 软件模拟结果显示套管过早屈曲不能下入到设计深度

哈里伯顿推出BACE漂浮接箍

图2 同等情况,添加一段5500ft空气浮力腔体模拟结果

套管漂浮概念

在1980年代,美国西海岸的一个作业者设计出一种将套管“漂浮”在井筒的方法。套管漂浮利用在套管底部制造一段空气腔体。空气腔体为套管提供浮力从而减少套管悬重,从而减少套管与井筒壁之间的摩阻。

在套管漂浮技术早期的开发过程中,曾利用可回收式封隔器密封空气腔体以上的套管。在套管下入设计深度进行固井作业前,需要回收封隔器。这种方式同时也有一定弊端,一是回收井下封隔器的过程增加了现场时间和作业成本,二是回收井下封隔器时井筒处于静止状态,钻井液发展胶凝强度,使得在循环和固井过程中顶替钻井液难度增加。从开发至今,漂浮技术经历了多次优化改善,经实践证实的漂浮技术帮助作业者不断增长水平段设计长度同时不断开发完善漂浮工具。

钻井成本随着设计的不断改善而持续降低,最新一代哈里伯顿BACE漂浮接箍是漂浮技术的一个突破性产品,在全球已得到广泛应用,尤其在北美大陆的页岩气井固井作业上的应用,从2014年至今已有超过500例5-1/2英寸的BACE漂浮接箍应用记录。

哈里伯顿BACE漂浮接箍与Super Seal II扶箍扶鞋配合使用时可在套管串底部提供有效可靠的圈闭空气或低密度液体腔体,借此浮力减少摩阻避免屈曲或遇卡,辅助套管下入。主要特点如下:

1. 哈里伯顿BACE漂浮接箍 -专利权
2. 可按不同套管尺寸,磅级,钢级和扣型进行定制
3. 全通径-下入套管完成固井作业后不影响套管内径
4. 本体完整无孔洞
5. API套管和优质套管均适用
6. 不增加起下作业次数
7. PDC 可钻
8. 破裂膜压力等级
    -3,500 psi
    -5,000 psi
    -6,000 psi
    -8,000 psi
    -根据客户需求定制开发更高压力等级
9. 可与以下工具同时使用
    -防转胶塞
    -平底胶塞
    -分级箍
    -趾端滑套
10. 尾管下入同样适用

设计特点及作业程序

BACE漂浮接箍设计包括一个全径外壳带有可定制压力的破裂膜,套管下入(如图3)到设计深度后,加压剪切破裂膜,腔体中的气体或者低密度液体可向上迁移或者被循环出井筒(如图4)。然后投入释放胶塞泵送顶替到漂浮接箍位置(如图5),剪切固井销钉上部组件向下滑动释放筒夹机制,BACE内部组件被释放胶塞向下推动直到坐落到浮箍顶部(如图6)。然后可按正常程序进行固井作业,释放固井底塞,泵送水泥,释放顶塞,进行顶替完成固井作业(如图7)。顶替完成后,漂浮接箍本体外壳保持全通径以及完整性,被顶替到扶箍顶部的内部组件PDC可钻。

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图3 套管随BACETM漂浮接箍一起下入

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图4 压力破裂膜破裂后气体/低密度液向上运移或循环出井筒

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图5 顶替释放胶塞到漂浮接箍

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图6 释放胶塞和BACETM漂浮接箍内部组件被推动顶替到浮箍上

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图7 水泥泵送顶替程序

应用案例

案例1:大位移井下入9-5/8in套管,沙特阿拉伯

作业者挑战

1. 9-5/8’’套管下入设计井深16671’ MD / 4481’ TVD (5083m MD / 1366m TVD);
2. 9-5/8’’套管需同时使用分级箍进行双级固井作业;
3. 截至当时是沙特最大斜垂比井,9-5/8寸套管下入面临挑战。

解决方案

使用哈里伯顿BACE漂浮接箍辅助套管下入,通过软件模拟优化漂浮接箍安放位置设计。

结果

1. 9-5/8寸套管在漂浮接箍辅助下成功下入到设计井深;
2. 成功应用第一个漂浮接箍和分级箍配合使用案例;
3. 9-5/8寸套管的成功下入避免下一级7寸尾管作业,为作业者节省大量的作业成本和时间;
4. 在BACE工具附近成功进行冲洗划眼等作业。

案例2 :尤蒂卡页岩,俄亥俄州,美国

作业者挑战

1. 作业者在同区块进行两口相似设计的大位移水平井作业;
2. 其中一口井生产套管下入过程中在距设计井深852米处遇阻不能继续下入,套管下入用时5天;
3. 第二口井生产套管下入急需有效解决方案。

解决方案

1. 进行软件模拟,原始套管方案只能下入至距离井底1677米处;
2. 使用哈里伯顿BACETM漂浮接箍辅助套管下入。

结果

在三天之内成功下入生产套管至设计井深 (与第一口井对比,5天时间只能下入到距离设计井深852米处)。

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