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雪佛龙联手威德福 共克高温高压钻井难题

雪佛龙&威德福联手 共克高温高压钻井难题

由于勘探领域的扩大和井深的不断增加,高温高压钻井作业随之普及。高温会对钻井液性能和井下及井口设备、工具、仪器的密封件、软管等造成严重的损害;高压则会给设备、工具、仪器仪表和高密度钻井液的选用、配制及维护带来更高的要求。然而,雪佛龙已想出了应对之策,有效解决高温高压钻井的各种问题。石油圈原创www.oilsns.com

位于Pattani盆地的钻井作业面临着许多挑战。泰国湾的海上天然气储层井深达到了3354米(11000英尺),地温梯度高达3.2℃/100英尺(30米)。泰国的雪佛龙公司等行业巨头已开始在泰国湾北部地区进行油气开发,该地区井底温度较低,但是作业较简单的井很快便面临了被废弃的问题。石油圈原创www.oilsns.com

众所周知,泰国湾地区气藏开发往往是昙花一现,该地区开发初期产量很高,但是产量很快便急剧减少。由于开采速度直接影响到运营商收益的最大化,因此钻井作业通常采取提高转速和机械钻速等积极性策略。准确的地层评价以及实时地质导向数据对于该地区的高效布井和完井作业起到了决定性作用。

满足油田的需求

大多数商业化的随钻测量和随钻测井仪器规格为175摄氏度(347华氏度)和30000psi(206.8MPa)。计划在Pattani盆地南部区块实施钻井作业,该地区的井底温度为200摄氏度(392华氏度),雪佛龙公司意识到需要更高性能的仪器来满足当前市场开发的需求。之前雪佛龙公司就与威德福公司(Weatherford)进行过合作,面临该问题开发商们也开始接洽这个潜在的合作伙伴。石油圈原创www.oilsns.com

2014年5月,雪佛龙公司与威德福公司签订了合作协议,致力共同研发一套可以在泰国湾这种极端条件下进行随钻测井和收集地质导向数据的仪器。经过9个月的研究和现场测试,威德福公司与雪佛龙公司研制出一种极限热波(HEX) 工具。

全套的HEX仪器采用了威德福公司HEL MWD系统中高温/高压技术,包括用于地质导向的方位传感器、伽马射线、钻孔/环空压力(BAP)传感器以及中子孔隙度测量工具。其它高温额定传感器正在研发当中,一旦研制完成便会直接用于HEX系统工具。所有用于该技术的设备均要经过特殊的标准校正,能够承受200摄氏度、30000psi以上的高温高压工作环境,单次作业时长达200小时。

现场生产情况

2015年2月,首次将HEX工具投入到油田现场作业中。威德福钻井服务公司的工作人员将HEX应用到雪佛龙公司正在海上作业的高温高压油井中。HEX装置上的高温额定传感器连续运行1650个小时,对整个开发过程中的实时数据进行收集记录。在每次作业中,钻井作业人员根据实时导向探测数据能够有效控制钻井作业到达作业总深。由BAP传感器传输的实时数据可以使钻井作业人员随时监控钻井动态。雪佛龙公司和威德福公司共同对从导向工具和BAP传感器中记录的数据进行研究,以提高后期作业中的安全性能和效率。此外,中子密度和伽马射线测量工具提供了有效的用于地层评估的数据。石油圈原创www.oilsns.com

为了减少随钻测量过程中起下钻的总次数,雪佛龙公司通过减少温度调节的时间需求来节省整体作业时间。在现场极限压力和温度条件下对工具进行测试时,作业人员在将其下到井底完成作业前,需要频繁的将工具串部分或全部起出进行冷却。

在对22口井的作业过程中,威德福公司整体钻井进尺45806米(150282英尺),其中温度超过175摄氏度的钻井进尺达5744米(18844英尺),并且没有任何起下钻作业用于井底工具的冷却。

HEX工具提供的第三种节省时间的方法,使威德福公司作业过程中保持了最优的钻井参数。由于HEX装置中仪器的耐久性和实时监控井底环境的能力,在钻遇高温高压层位时,作业人员不需要采取降低转速或是调节机械钻速的措施。

综合考虑以上因素,威德福公司采用HEX技术后平均每口井钻井及测井时间为6.2天,作业人员历时1218小时共计25次起下钻过程中共完成了22井次作业,并创造了仪器零失效、零盲钻、零安全事故以及零非生产时间的记录。综合钻井时间、设备及人员成本,HEX技术为雪佛龙公司共节省各项费用4百万美元。石油圈原创www.oilsns.com

继续革新、创造价值

这次合作的价值并不仅局限于一口井或是一个油田节约了多少资金。威德福钻井服务公司副经理Etienne Roux说道,“我们与雪佛龙泰国分公司的合作只是威德福公司顺应市场需求而进行内部革新的一个案例。当运营商们了解到我们现有产品无法解决新的或不同寻常的技术挑战时,我们抓住这一机会来使我们的技术达到新的水平。我们希望可以将HEX技术在全球范围内高温高压油田得到推广应用,从而帮助我们的客户实现复合资产价值的最大化。

威德福公司和雪佛龙公司当前进入了合作协议的第二阶段,对其它工具进行研发从而确保LWD三大组合技术在极端环境下得以应用。这些正在研发的工具在技术上实现了功能互补,并预计将在2016年第三季度进行现场试验。

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