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舊平臺被拍死在沙灘上?無隔水管鉆井技術起死回生

第三、四代平臺被拍死在沙灘上?Reelwell無隔水管鉆井技術起死回生

如果鉆井行業的發展遇到阻礙,那么Reelwell公司的無隔水管鉆井技術可能就是打開這扇大門的那把鑰匙。

無隔水管鉆井技術,顧名思義,就是鉆井時可不需使用隔水管,這樣就可以大大降低鉆井平臺的重量。有了這一技術,第三、第四代鉆井平臺(其重量是新型鉆井平臺的一半)就能夠鉆達新型第六代鉆井平臺的鉆深。Reelwell公司的無隔水管鉆井技術是將兩個鉆柱整合到一起進行鉆進的,比如6.625英寸的鉆柱內有一個3.5英寸的鉆柱,換句話說就是在“迷你隔水管”內的“迷你鉆井方式”。鉆井液通過兩個鉆柱之間的環空注入,然后通過內鉆柱返排。

無隔水管鉆井技術

兩個鉆柱上端通過頂驅旋轉接頭連接到頂驅上,下端通過內管閥連接到底部鉆具組合上。這種管中管既能作為鉆柱,又能充當隔水管。鉆井液通過頂驅接頭泵入管中管的環形空間,從鉆頭噴嘴噴出,帶著巖屑向上流入底部鉆具組合與井壁之間的環形空間。因防噴器上方裝有旋轉控制頭封死了管中管與井壁之間的環形空間,上返的鉆井液連同巖屑只得通過雙浮閥進入管中管的內管,上返至地面流量控制裝置。

深水鉆井降本新舉措 無隔水管技術當仁不讓

  • 鉆井液通過雙鉆柱之間的環空流向鉆頭。石油圈原創www.h29736.cn
  • 鉆井液通過雙鉆柱中的內管進行返排。石油圈原創www.h29736.cn
  • 由鉆具組合上部環空中不流動的液體控制著井下壓力。

無隔水管系統組成

雙鉆柱系統(DDS)是一個封閉的循環流動系統。巖屑隨鉆井液通過雙鉆柱中的內管上返至地面,井筒環空內沒有巖屑殘留。石油圈原創www.h29736.cn

雙浮閥(DFV)包括了兩個密封通道,從而實現鉆井過程中的壓力控制和不帶壓的鉆具連接。在雙鉆柱系統(DDS)中可以安裝兩個或多個雙浮閥(DFV)以備不時之需。

頂驅旋轉接頭(TDA)是一個雙旋轉管,它允許鉆桿隨頂驅轉動,使鉆井液從頂驅進入雙鉆柱環空。

地面流量控制裝置(FCU)是一個控制鉆井液流動的閥門,它的作用是在鉆井和鉆具連接過程中保持恒定的井下壓力。流量控制裝置在鉆井液進口和返出口都裝配了壓力和流量傳感器,Reelwell控制臺集成了鉆井設備的井控和監測系統。石油圈原創www.h29736.cn

無隔水管技術優缺點

優點

  • 巖屑在鉆井液的攜帶下通過內鉆柱返回到地面,不會滯留在環空中,可以始終保持井筒清潔,有利于減少井下復雜情況,減少井漏問題;
  • 降低卡鉆的可能性;
  • 實施自動控壓鉆井,提高作業安全性,能夠在異常壓力地層內鉆井;
  • 減少對儲層的傷害,更好地保護儲層;
  • 因不用隔水管而減少了浮式鉆井裝置的承重,即使第三代或第四代半潛式鉆井平臺也能在3000米的深水區鉆井,降低對高性能鉆井平臺的要求,大大降低深水鉆井成本;
  • 通過管中管向井下供電,解決井下儀器和工具的用電問題;
  • 數據傳輸速率高,雙向通訊更暢通。

缺點

  • 管中管比常規鉆桿重,剛性也比常規鉆桿大,不利于定向鉆井;
  • 鉆井液在管內反循環,增加了流動阻力;
  • 內管絕緣層的可靠性和耐久性差;
  • 鉆桿柱處于受拉狀態時內管連接處的密封性得不到保障。

無隔水管技術工藝價值

  • 降低常規作業的成本和非作業時間;
  • 通過優化井的設計來提高采收率,延長油田的開采壽命;
  • 控制當量循環密度,使之時刻保持與靜壓力梯度相接近;
  • 增加套管的可下入深度;
  • 良好的井眼清潔效果,且無需使用海底泥漿回收系統,大大簡化了鉆井作業,可用于深水、超深水鉆井作業;
  • 降低扭矩、摩阻和套管磨損;
  • 提高水平井鉆進長度。石油圈原創www.h29736.cn

鉆井平臺的春天

由于鉆井液返排需通過一個封閉的環形高壓系統,所以Reelwell系統有助于減少一些常規鉆井中可能出現的問題。Reelwell系統不需要任何地面加壓設備,可以在控壓鉆井和欠平衡鉆井之間切換,這使深水鉆井更加安全。并且該系統更為輕便,一個21英寸的隔水管每米需阻隔約1000kg(2200磅)的流體,而Reelwell鉆井技術能夠將其降低到每米50kg(110磅)。

Reelwell公司CEO Jostein Aleksandsersen說:“最主要的就是重量問題,這些額外重量的主要作用就是處理流體,而Reelwell則降低了對高性能鉆井平臺的需要,因為該技術省去了大量的隔水管?!?/span>

“過去60年來,隨著作業水深的增加,鉆井平臺的規模也在逐漸擴大?!盇leksandersen說:“我們一直在思考如何能夠增加鉆井作業水深并減小鉆井船的規模?!?/span>

該技術通過雙鉆柱的內管將巖屑傳輸到地面,這意味著鉆桿本質上充當著隔水管的作用。此外,地面上不再需要加壓設備,提高了鉆井平臺的安全性。

Aleksandersen說:“超大深水鉆井平臺的主要作用就是對隔水管和通過隔水管的流體進行處理,一般隔水管系統重量達1000kg,而這個雙鉆柱系統大約每米重50到70kg。這項技術能夠支持小型鉆井平臺進行深水作業,無需使用大型鉆井平臺?!?span style="color: #ffffff;">石油圈原創www.h29736.cn

Reelwell技術憑借該業界認可的高壓深水鉆井系統,成為2013年海洋技術會議(OTC)上的15個最受關注新技術獎獲得者之一。石油圈原創www.h29736.cn

Reelwell已經將這套無隔水管系統推出市場,使各大鉆井公司能夠更好地利用舊鉆井平臺,而不是為了使用重的隔水管去建造新的鉆井平臺,這樣一來,鉆井公司就能夠重新改造舊的鉆井設備,從而節約建設成本。

Aleksandersen說:“我們將這項技術推向市場,是因為這是一個機會。如果審視一下當前深水鉆井的現狀,我們會發現,現在的第六代鉆井平臺并沒有足夠的能力應對目前深水鉆井出現的各種困難。將無隔水管鉆井系統投向市場以后,我們就可以依靠較低性能的鉆井平臺進行作業,而無需購買那些最新的鉆井平臺?!?/span>

現場應用情況

無隔水管系統在Nabors97號陸地鉆井平臺上進行了測試。測試區域為British Columbia東部由殼牌公司開發的加拿大Groundbirch油田,使用鉆桿為8.75英寸和6.625英寸的雙鉆桿。Reelwell公司表示,與常規帶隔水管的鉆井系統相比,無隔水管系統的鉆速更快。

2014年,BG巴西公司首次將RDM無隔水管鉆井系統應用到了海上平臺,進行了2300米的深水鉆井作業。

Aleksandersen說:“英國石油公司公司和巴西石油公司在2015年底或2016年初時,已經為巴西Santos盆地的項目訂制了RDM無隔水管鉆井系統。我們相信這會改變整個深水鉆井行業?!?/span>

來自/Reelwell ? ?譯者/Jon Snow?? 編輯/張永君

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白礬
石油圈認證作者
畢業于中國石油大學(華東),油氣井工程碩士,長期聚焦國內外石油行業前沿技術裝備信息,具有數十萬字技術文獻翻譯經驗。
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