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贝克休斯发布颠覆性的水泥完整性评价技术

2016-03-24浏览次数:2843   来源:石油机械网
  【石油机械网】15年贝克休斯那些关于钻井的技术
 一、贝克休斯发布颠覆性的水泥完整性评价技术
       贝克休斯发布了一款水泥完整性评价设备——eXplorer:这是油气井水泥完整性评价的一个巨变。现有评价技术都是以声学为基础,已经应用了三十多年,在面临当今的部分挑战时,可能无法提供所需的精确度。贝克休斯这款新的电磁声学技术赋予运营商新的本领,能够直接评价当前所有井筒环境中或水泥混合物中的水泥胶结完整性。

       在做会影响长期油井完整性和环境的关键决策时,上游部门的运营商需要依赖水泥胶结记录的精确度。虽然水泥抗压强度通常被用作水泥质量的一个关键指标,但今天的挑战环境需要更详尽的评估。eXplorer完整性评价技术为运营商提供准确、全面的水泥属性数据,从而让运营商能够做出关键决策,保护其资产,缩减非生产时间,并最大程度地减少必要的补救工作。

       贝克休斯公司设定了提高油井效率、优化开采和提高最终采收率的战略,eXplorer完整性评价技术便是该战略的最新例证。


图 eXplorer水泥完整性评价设备
 
 
       无论井眼中是否存在何种类型流体,Integrity eXplorer™水泥胶结质量评价服务能够获取精确的测量结果,从而提供可靠的水泥胶结质量评价。

      当水泥浆密度降至11ppg以下时,目前测量水泥胶结质量的声波技术的精度就会迅速下降。现有的技术通常把部分胶结或不存在胶结解释为受污染或低密度水泥浆。尽管存在这些挑战,但是为了避免环境风险,作业方还是继续进行不必要的挤水泥补救作业。

       另外,要使用传统技术来评估受污染或低密度水泥,前提是水泥浆的声波阻抗降至读数范围内。对空气填充的井眼,需先加入流体,才可使用声波技术;为检测是否存在微环空,需从套管加压,然后再次进行下入工具测量才能发现是否存在微环空。
eXplorer的特点及优点:
  • 由于使用的专有的电磁-声波换能器感应技术,IntegrityeXplorer服务的可测量范围是行业内最大的,最低可达7ppg,是评估受污染、低密度或泡沫水泥浆的理想技术。
  • Integrity eXplorer服务能在任何井筒流体环境中进行测量,不需要向井筒中添加流体然后再进行评估测试。本项服务直接在套管上产生声波,即使在在空气充填的井筒和气侵泥浆体系中,都可以获得准确的测量结果。
  • 如果要检测是否存在微环空,Integrity eXplorer服务则省去了昂贵且费时的套管加压过程。通过应用行业内独有的感应技术,此项服务能够在单趟下入过程中检测是否存在微环空和水泥胶结质量。
  • 这些传感器安装在专门设计的滑板上,不受工具和套管轻微的偏心影响,确保测井质量,是在大斜度井中进行胶结质量测试的理想选择。
  • 根据Integrity eXplorer服务提供的现场数据, 作业者能够快速确定哪些层位需要长期隔离。

二、贝克休斯发布最新商用钻井液体系NSURE

       在行业情况变差的环境下让开发商采用新的钻井液技术可能是一个挑战。即使是在情况最好的时候,油气行业对于应用创新可能也不是很热情。现在,在一个下滑的市场行情中,开发商甚至似乎更加执着于采用他们知道的已经得到验证的技术。现在,开发商主要关注在降低他们作业中的成本,基本上就是做他们一直在做的事情但是是以更便宜的方式。

      钻井液公司关注的两个重要的领域分别是找到合适的方法来拓宽现有钻井液的温度极限和确保这些钻井液能够符合越来越严格的环境规范,例如欧盟的REACH。 


图 贝克休斯钻井液体系NSURE
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       今年夏天,贝克休斯公司发布了它的最新商用反相乳化钻井液体系即NSURE。温度在40°F到250°F之间时,NSURE具有稳定的流变学性能。贝克休斯公司把这个系统归类为具有稳定流变学特性,意思是它在研发的时候,工程师们同时设置了低温和高温下的流变学特性的具体目标比值。因为NSURE有更稳定的流变学特性,因此它在固井作业方面也表现良好,能够帮助保持要求的摩擦-压力等级。
 
        最初该钻井液设计用于挪威海上生产,具有全世界最严格的环境标准。由于对环境的适应性和灵活性,NSURE可用于全球各地海上钻井作业。

       早期在现场试验过程中,该钻井液呈现抗重晶石沉积的能力。测试前,运送钻井液去钻机的作业船因为凶险的海上环境,经过14天都不能将钻井液成功送至钻机。然而,最终送达时该钻井液密度仍保持在11.2 lb/gal。此次测试经历无意间验证了其抗重晶石沉积的能力。

      未来贝克休斯公司将努力提高一些现有的钻井液的温度极限。公司正在开展LATIDRILL钻井液高温版本的研究和开发,目前这种钻井液工作的温度最高是275°F。该水基钻井液使用的成分少以方便钻上部井眼时候的使用,无需添加一系列增粘剂和钻井液漏失添加剂。该体系主要用于非常规产层和水平井、斜井和大位移井。贝克休斯公司正在研究更新该体系钻井液,使其能够在温度高达350°F下使用。

      贝克休斯还在考虑拓展MPRESS的性能。该体系是一反相乳化钻井液(IEF),陆上作业时用来提高钻井液流速。根据公司所说,该钻井液作业最高温度275°F,目前正在研究将工作温度提高到350°F。

三、贝克休斯公司引进深锤整合完井和生产系统

     为了回应行业内对于超深水完井和生产能力的需求,最近贝克休斯公司引进了它的深锤整合完井和生产系统。


图 深锤整合完井和生产系统
 
 
系统设计
       完全组装好后,这个深锤系统包括了智能生产能力,一个上部完井系统,一个隔离装置和一个下部完井系统,并且这个系统与用于增加采收量的海底增产工具是完全可兼容的。

       这个系统是专门为以下情况设计的,如高温高压,极限增产能力和对于井周期超过二十年的井进行高速和高产量生产的情况,并且该系统已经通过了测试。

       下部完井工具下入到井眼中只需要一趟下入并且以性能优秀的压裂充填系统为特点,该系统可以支持在极端的速度,压力和温度下的运作。压裂充填系统是设计用来在深水应用中,增加系统可靠性和简化其操作的。选择性转换装置允许隔离装置的下部,能够在任何套筒打开之前下入和用到下部完井中,这样可以使流体向地层的漏失量降到最小。此外,还包含一个机械阻挡装置,用以维持上部完井系统安装过程中井控的可靠度。

      下部完井系统是一个独特的新的进展,我们改进了它的操作性能也得以改进。传统系统的压差等级是10,000psi到12,000psi,而深锤系统的下部完井压差等级却是15,000psi。这为开发商额外提供了能力,可以更大程度地从储层开采,安全并可靠地采出所有的油气。比如,如果储层压力是25,000psi,油气产出是靠自喷,那么压力可以降低到10,000psi,或者可以通过实施人工举升来开采。

       还应考虑最大化增产能力。下三叠系地层的渗透率非常低,因此需要对地层实施较高的增产速度才能使它们有产能。使用传统的完井系统可以泵送两百万到三百万磅的支撑剂来对井实施压裂增产,但是新系统的能力可以运送五百万磅支撑剂,或者每层一百万磅,最大速度可以达到每分钟五十桶。市场上没有任何其它系统可以支持这样的速度和体积,而这对于最大化储层的连通性和渗透率是至关重要的,并最终影响最优的油气采出。

       下部完井系统的最小生产管柱内径还是5-1/4英寸,这是行业内高压8-1/2英寸通径的完井情况下最大的尺寸。这个系统能够以最大速度为每天三万桶的速度生产几十年。

       考虑到井控,在系统内部建立隔离装置。隔离装置下入井眼以后,形成一种阻隔,这样能允许安全地配置上部完井。这个系统的智能生产能力能够实施远程监察和控制。将基于光纤的分布式温度感应器装置进入下部完井系统来监测压力和温度。

       下部完井系统可以使用智能井系统阀来实现选择性流动控制。对两层合采具有流动控制能力。比如,检查到某一产层出水,可以限制这些产层的流量并同时继续保持其它产层的生产,这能够提高最终采收率。

        这个系统还包含化学注入能力以减少可能发生的影响流动保障的问题,比如沥青沉淀和结垢。所有部件都具有15,000psi的压差压力等级,以确保井的生命周期内具有可靠的操作。

       贝克休斯公司预估深锤系统能够将下三叠系的采收率提高2%。换句话来说,以目前的每桶五十美元到六十美元的油价来计算,在井的生命周期内,这将产生四十亿到五十亿美元的额外收入。

      贝克休斯下一代超深水系统甚至能提供更高的压差等级,并且将会加入公司先进的井下电潜泵技术来进一步提高油气采收率。

特点和优势
基于系统的集成设计和测试
- 避免了使用多供应商工具的集成问题
单程,多层下部完井
- 使用大体积量的支撑剂,保证了很高的增产速度,最高可达五层
- 获得了最大的储层连通性,甚至在低渗透率地层中也是如此
- 支持下坐重量以增加可靠程度
- 减少作业时间
 行业最大生产管柱内径
- 使生产速度最高可达每天三万桶
15,000psi差压等级
- 支撑高温/高压环境的作业
- 使储层泄油达到最大化
化学注入阀
- 可以送入化学物质,以保证流动保障
监测和控制能力
- 可以对储层进行积极的管理
液体漏失控制系统
- 在上部完井系统安装中,可以提供可靠的井控能力


表 系统参数
描述 数值
套管尺寸 8.5英寸(216毫米)通径
防砂系统井眼尺寸 5.250英寸
温度等级 65-300华氏度(18-149摄氏度)
储层压力 25,000 磅/平方英寸(1724巴)
差压 15,000磅/平方英寸(1034.2巴)
生产速度 30,000桶/天(2068巴)
井增产-压裂钻孔数值 5,000,000磅(344738巴)
井增产-流动速度 50+ 桶/分钟

四、贝克休斯推出两大全新IntelliFrac技术

    两大全新IntelliFrac技术让压裂设计与执行的效率有了显著改善。

    贝克休斯旗下公司Magnitude推出两大新产品——IntelliFrac™ VSP增强版监测技术和IntelliFrac重新完井技术。

    全新的IntelliFrac™ VSP增强版微地震监测技术将垂直地震剖面法(VSP)与延时定量VSP分析和传统的微地震测量技术整合,推进改良版压裂设计发展,帮助优化实时压裂应用,并实现比仅运用微地震测量所得更准确、更深远的裂缝测绘。此外,将通过该技术采集的准确事件位置和量级与专利未决的横波衰减层析成像(SWAT)分析结合,还可以通过裂缝密度的改变,更好地确定水力压裂处理效率。

    IntelliFrac重新完井技术将微地震衰竭区测绘技术与先进的贝克休斯完井与压力泵技术结合,来设计和执行有效、高效的重复压裂处理,这种重复压裂处理以井筒沿线未衰竭区域为目标,并意在分隔这些区域。利用IntelliFrac重新完井技术,操作工可以避免重复刺激几乎没有剩余油气可供开采的油藏区,从而减少再增产成本,同时还能优化重复压裂作业带来的潜在采收。

    利用全新的IntelliFrac VSP增强版监测技术,可以为客户有效提供一种先进的手段,来量化增产处理的有效性此外,IntelliFrac重新完井技术还将通过避开衰竭油藏区,刺激那些还剩余大量才量可供开采的区域,帮助运营商最大化他们的投资回报率。更重要的是,它让“泵送后祈祷”的重复压裂成为过去。

五、贝克休斯推出高温高压环境专用V1-额定隔离阀

       贝克休斯进行了Vault隔离阀的商业发布。该隔离阀在井眼中提供了一个达到ISO质量水平的屏障,以帮助低位完井、并将油井建设过程中价格极高的钻井液损失降至最低。该阀门的高温高压等级、耐碎设计、以及能够执行多个开启/关闭周期的能力提高了运行的可靠性及灵活性。

图 设备图
 
 
Vault 隔离阀主要为防砂应用而设计
       Vault 隔离阀主要为防砂应用而设计,并可以在下套管井眼及裸井眼内使用。额定温度达400°F (200°C),密封总成及井控耐压达15,000 psi。阀门配置的大碎片收集箱保证了即使在阀门顶部积累了大量碎片的情况也能够进行无障碍的开启和关闭,从而保证了干涉的最小化。

      使用远程可复位式液压站可根据需要对Vault 隔离阀进行多次开启,以避免在费用高昂的海上作业状况下进行多次往返。使用转位工具可轻易开启或关闭该阀门。
当Vault 隔离阀与具有气密滑套的贝克休斯SC-XP压裂充填系统一起使用时,则不再需要一根内部钻具,从而更进一步提高了效率、降低了成本。

       Vault 隔离阀是贝克休斯对提高油井效率、优化生产、及提高最终开采量这一发展战略的最新发展。

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