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深水钻井降本新举措 无隔水管技术当仁不让

深水钻井降本新举措 无隔水管技术当仁不让

Reelwell的无隔水管钻井技术使用双钻柱系统替代了隔水管在深水钻井中的作用,由6.625英寸的钻柱及内部的3.5英寸钻柱组成。这项无隔水管钻井技术,降低了对高性能深水钻井平台的依赖,使旧式钻井平台在深水钻井中重新得到使用,节约了成本。同时,该系统还能提高钻井效率,降低钻井事故的风险,减少储层伤害,提高采收率。

如果钻井行业的发展遇到屏障,那么Reelwell公司的无隔水管钻井技术可能就是打开这扇大门的那把钥匙。

当前非常引人关注的一项技术就是挪威Reelwell公司的RDM无隔水管钻井技术。这项技术研发于2004年,它将双钻柱整合到一起,即6.625英寸的钻柱内有一个3.5英寸的钻柱,换句话说就是在“迷你隔水管”内的“迷你钻井方式”。石油圈原创www.oilsns.com

钻井液通过双钻柱之间的环空向下流动,然后通过内钻柱向上返排。RDM无隔水管钻井技术,顾名思义,就是钻井时可不需使用隔水管,大大减少钻井平台的重量。有了这一技术,旧型第三、第四代钻井平台(其重量是新型钻井平台的一半)就能够达到新型第六代钻井平台能够钻达的深度。

Reelwell钻井技术

Reelwell钻井技术基于双钻柱的使用,使泥浆通过双钻柱之间的环空向下流动,并通过内钻柱上返到地面。

双钻柱的上端通过顶驱旋转接头连接到顶驱,下端通过内管阀连接到底部钻具组合上。这种管中管既充当钻柱,又充当隔水管。钻井液通过顶驱接头泵入管中管的环形空间,从钻头喷嘴喷出,带着岩屑向上流入底部钻具组合与井壁之间的环形空间。因防喷器上方装有旋转控制头,将管中管与井壁之间的环形空间封死,上返的钻井液连同岩屑只得通过双浮阀进入管中管的内管,上返至地面流量控制装置。

深水钻井降本新举措 无隔水管技术当仁不让

a.钻井液通过双钻柱之间的环空流向钻头。石油圈原创www.oilsns.com

b.钻井液通过双钻柱中的内管进行返排。石油圈原创www.oilsns.com

c.由钻具组合上部环空中不流动的液体控制着井下压力。

无隔水管技术的主要优点

1.岩屑在钻井液的携带下通过内钻柱返回到地面,不会滞留在环空中,可以始终保持井筒清洁,有利于减少井下复杂情况,减少井漏问题;
2.降低卡钻的可能性;
3.实施自动控压钻井,提高作业安全性,能够在异常压力地层内钻井;
4.减少对储层的伤害,更好地保护储层;
5.因不用隔水管而减少了浮式钻井装置的承重,即使第三代或第四代半潜式钻井平台也能在3000米的深水区钻井,降低对高性能钻井平台的要求,大大降低深水钻井成本;
6.通过管中管向井下供电,解决井下仪器和工具的用电问题;
7.数据传输速率高,双向通讯更畅通。

无隔水管技术的主要缺点

1.管中管比常规钻杆重,刚性也比常规钻杆大,不利于定向钻井;
2.钻井液在管内反循环,增加了流动阻力;
3.内管绝缘层的可靠性和耐久性差;
4.钻杆柱处于受拉状态时内管连接处的密封性得不到保障。

无隔水管系统的组成

双钻柱系统(DDS)是一个封闭的循环流动系统。岩屑随钻井液通过双钻柱中的内管上返至地面,井筒环空内没有岩屑残留。石油圈原创www.oilsns.com

双浮阀(DFV)包括了两个密封通道,从而实现钻井过程中的压力控制和不带压的钻具连接。在双钻柱系统(DDS)中可以安装两个或多个双浮阀(DFV)以备不时之需。

顶驱旋转接头(TDA)是一个双旋转管,它允许钻杆随顶驱转动,使钻井液从顶驱进入双钻柱环空。

地面流量控制装置(FCU)是一个控制钻井液流动的阀门,它的作用是在钻井和钻具连接过程中保持恒定的井下压力;流量控制装置在钻井液进口和返出口都装配了压力和流量传感器;Reelwell控制台集成了钻井设备的井控和监测系统。石油圈原创www.oilsns.com

无隔水管技术的工艺价值

1.降低常规作业的成本和非作业时间;
2.通过优化井的设计来提高采收率,延长油田的开采寿命;
3.控制当量循环密度,使之时刻保持与静压力梯度相接近;
4.增加套管的可下入深度;
5.良好的井眼清洁效果,且无需使用海底泥浆回收系统,大大简化了钻井作业,可用于深水、超深水钻井作业;
6.降低扭矩、摩阻和套管磨损;
7.提高水平井钻进长度。石油圈原创www.oilsns.com

钻井平台的春天

由于钻井液返排需通过一个封闭环形的高压系统,所以Reelwell系统有助于减少常规钻井中可能存在的问题。Reelwell系统不需要任何地面加压设备,可以在控压钻井和欠平衡钻井之间切换,这使深水钻井更加安全。并且该系统更为轻便,一个21英寸的隔水管每米需阻隔约1000kg(2200磅)的流体,而Reelwell钻井技术能够将其降低到每米50kg(110磅)。

Reelwell公司CEO Jostein Aleksandsersen说:“最主要的就是重量问题,这些额外重量的主要作用就是处理流体,而Reelwell则降低了对高性能钻井平台的需要,因为该技术省去了大量的隔水管。”

“过去60年来,随着作业水深的增加,钻井平台的规模也在逐渐扩大。”Aleksandersen说:“我们一直在思考如何能够增加钻井作业水深并减小钻井船的规模。”

该技术通过双钻柱的内管将岩屑传输到地面,这意味着钻杆本质上充当着隔水管的作用。此外,地面上不再需要加压设备,提高了钻井平台的安全性。

Aleksandersen说:“超大深水钻井平台的主要作用就是对隔水管和通过隔水管的流体进行处理,一般隔水管系统重量达1000kg,而这个双钻柱系统大约每米重50到70kg。这项技术能够支持小型钻井平台进行深水作业,无需使用大型钻井平台。”石油圈原创www.oilsns.com

Reelwell技术凭借该业界认可的高压深水钻井系统,成为2013年海洋技术会议(OTC)上的15个最受关注新技术奖获得者之一。石油圈原创www.oilsns.com

Reelwell已经将这套无隔水管系统推出市场,使各大钻井公司能够更好的使用他们的旧钻井平台,而不是为了使用重的隔水管去建造新的钻井平台,这样一来,钻井公司就能够重新改造旧的钻井设备,从而节约建设成本。

Aleksandersen说:“我们将这项技术推向市场,是因为这是一个机会。如果审视一下当前深水钻井的现状,我们会发现,现在的第六代钻井平台并没有足够的能力应对目前深水钻井出现的各种困难。将无隔水管钻井系统投向市场以后,我们就可以依靠较低性能的钻井平台进行作业,而无需购买那些最新的钻井平台。”

无隔水管技术的应用情况

无隔水管系统在Nabors97号陆地钻井平台上进行了测试。测试区域为British Columbia东部由壳牌公司开发的加拿大Groundbirch油田,使用钻杆为8.75英寸和6.625英寸的双钻杆。Reelwell公司表示,与常规带隔水管的钻井系统相比,无隔水管系统具有超强的钻速。

2014年,BG巴西公司首次将RDM无隔水管钻井系统应用到了海上平台,进行2300米的深水钻井作业。

Aleksandersen说:“英国石油公司公司和巴西石油公司在2015年底或2016年初时,已经为巴西Santos盆地的项目订制了RDM无隔水管钻井系统。我们相信这会改变整个深水钻井行业。”

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