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水泥惨遭淘汰?看WAB环空封隔颠覆固井老套路

水泥惨遭淘汰?看WAB环空封隔颠覆固井老套路

Welltec环空封隔器(WAB)是一款设计独特的全金属可膨胀封隔器,具有很高的膨胀比和高δP性能。该封隔器可用于封隔套管与套管、套管与裸眼段之间的流动,保证固井质量,防止地面环空压力增大,同时也可实现油藏分区、封隔油藏的功能。石油圈原创www.oilsns.com

Welltec公司对WAB进行了测试,采用尺寸为9-5/8”的WAB于13-3/8”的套管中膨胀。WAB在加压的氮气中膨胀,并承受着轴向载荷和温度的周期变化,整个测试过程中未发生任何泄漏。在许多全球生产商代表以及Welltec员工和管理人员的见证下,整个测试成功通过了ISO/API标准。

“获得这项资质是WAB取得一系列成功后的又一重大进步,”完井部副经理Paul Hzael表示:“另外,我们还将WAB整合成了油井的首道屏障,在无水泥完井中完成油藏分区隔离等作业。”

工程部副经理Ricardo Reves Vasques表示:“当然,要通过这些测试不是那么容易。我们花了将近三年的时间来研究,一直相信这项技术可以达到这一高标准,所以我们从未想过不放弃。”

WAB作为新型、可膨胀金属环空封隔器,其性能在过去的四年里得到了长足的提升,为Flex-Well完井概念的实现打下了基础。

应用案例1

作业背景石油圈原创www.oilsns.com

在位于挪威油田的许多油井中,9-5/8”与13-3/8”套管柱之间的环空突然出现了地面压力升高的情况。经认定,压力升高的原因是在13-3/8”套管鞋下面的部位存在一个含气层。很明显,对于油公司而言,在油井的生命周期内防止环空窜流以及对屏障进行简单易行的检查是首要任务。

为了消除地面环空压力,作业者在过去的数年内尝试了多种方法,包括单级固井、第二级固井、外部套管封隔器和尾管回接等,但无一例外都失败了。

环空封隔器WAB在很多油藏区域中成功实现了区域分隔,因此Welltec公司认为WAB具有防止环空窜流的潜在作用。

油公司的油井完整性管理队伍对WAB进行了仔细的审核,确保该系统不仅能够满足他们公司自己的标准,还符合挪威石油标准化组织Norsok D10中的指导意见。与此同时,尺寸为12-1/4” 的WAB成功通过了更严格的质量审查,将质量认证标准的等级从ISO 14310 V3提高到了V0。

作业过程石油圈原创www.oilsns.com

WAB外径小,下放灵活,同时还具有可在低扭矩和摩阻下进行旋转的强大能力,且不会对固井作业产生影响。模拟评价证实,采用WAB的初次注水泥作业风险很低。作业者将12-1/4”的WAB作为9-5/8”套管柱的一部分下放到了井下5,210 英尺 (1,588米)处,这样WAB的位置就靠近了13-3/8”套管的套管鞋处。

初次注水泥作业的重点是要在9-5/8”的套管鞋处完成高质量固井作业,水泥返高的深度要处于12-1/4” WAB所在位置范围内。固井作业完成,胶塞产生碰撞,由地面施加额外的压力使WAB产生膨胀。井内的压力逐步增加到5,072 psi (345 bar), WAB发生液压膨胀,整个作业无损套管完整性。

通过对13-3/8”×9-5/8”环空进行地面压力测试,WAB作为首道屏障的可靠性得到了确认。测试所施加的压力等于13-3/8”套管鞋下方的地层破裂压力梯度再加上1,030 psi (70 bar),维持该压力十分钟,检测WAB屏障的封隔性。石油圈原创www.oilsns.com

作业成果

此次作业的成功意味着,WAB成为了除水泥以外的另一种作为完井首道屏障的可行方法。目前,WAB已通过测试检验并取得了相关资格,因此无需提出特殊申请即可将WAB作为首道完井屏障使用。第一次作业成功完成后,WAB又在另外两口井中得到了实施,第四口井正在计划中。

WELLTEC 环空封隔器在开窗侧钻固井中的使用

应用案例2

作业背景

一口生产井发生了严重的沉积物聚集,导致在投入生产后的几天内就丧失了产能。后期移除水垢的补救措施非常成功,但是非常不幸的是,油井重新投入生产后不久,垢很快又聚集起来了,导致井再一次停产。油公司分析认为,水垢主要形成于产层上部的一个地层,并向下窜流而引起聚集。

为了避免水垢污染产层,油公司决定对油井实施侧钻。但是由于结垢层的性质使然,要想通过水泥固井封隔该层非常困难。

油公司决定采用Welltec的环空封隔器(WAB)来保证井筒完整性,预防固井环空窜流。作业的基本策略是结合水泥和WAB两种方法,将问题地层与产层分隔开来。在需要进行封隔的位置,将WAB膨胀进尚未凝固的水泥中去。石油圈原创www.oilsns.com

最初的作业计划是在预测的结垢层下方堆放三个WAB进行封隔。但是当钻到完钻深度时发现只需要两个WAB即可实现封隔。

第一个成功下放的WAB,其顶部位于10,273 英尺 (3,131.18 米) MD处,第二个位于10,199英尺(3,108.65米) MD处。两个WAB都是在水泥固井完成后,通过对10 3/4” x 9 5/8″的套管柱施压完成安装的。

作业成果石油圈原创www.oilsns.com

WAB本来是为了当固井质量不佳时能够独立完成地层封隔而设计的,但这次却作为水泥固井的一个补充方法成功应用,让公司对WAB的封隔能力更具信心

WAB之所以在这里得到了成功应用,还得益于其牢固的结构和小巧的外径。这使得WAB可以很容易地通过侧钻窗口。WAB与水泥固井的配套使用,消除了固井质量不过关而必须重钻或再次侧钻的风险。整个施工时间周期很短,油公司对施工的过程和效果都非常满意。

这是WAB在开窗侧钻大位移井段中的首次应用。该井重新开井生产后,结垢问题没有再次发生,说明水泥/WAB双保险解决方案取得了成功,油井的稳定生产得到了更多保障。

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来自/Welltec 译者/周诗雨 编辑/Leia

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