
哈里伯頓推出的井壁監測礫石填充系統安裝有濕式光纖對接器以及可180°旋轉的萬向軸,壓力等級達10000psi,在行業技術發展中,具有里程碑式的意義。
來自 | Halliburton
編譯 | 錢佳成
哈里伯頓井壁監測(SFI)礫石充填系統使用貫穿井壁的光纖系統對生產層進行實施監控。在產層完井的中下部完井管柱中,大多數都包含篩管,且這類完井通常分成兩部分施工。第一部分為使用服務工具下入下部管柱進行礫石充填作業,第二部分是將上部完井管柱回接至下部完井管柱上。為了使光纖能在兩部分完井管柱中得到聯通,作業人員需要在系統中引入濕式光纖鏈接系統。
這種完井井下工具解決方案可被用于礫石充填或擠壓充填完井,也可以用于其它任何需要兩次下鉆才能下入的完井方式,包括優質篩管完井等。
井壁監測礫石充填系統由以下幾部分組成:
1.錨定/勺子狀上部接口總成安裝了濕式光纖對接器,能夠在將油管錨定的同時為井下濕式光纖對接提供導向和緩存;
2.可180°旋轉的萬向軸,能導向錨定,使其在與勺子狀上部接口對接的同時,不會旋轉上部油管;
3.產層封隔器尺寸9-5/8in,重量47-53.5磅。同時帶有含5in密封筒的液壓坐封封隔器。封隔器帶有光纖旁通并且有很高的壓力等級;
4.帶有光纖槽和蓋板的充填滑套;
5.作為防砂篩管,PetroGuard線纜和電纜系統配有保護電纜和電纜通道,能夠快速鎖緊或打開保護卡子;
6.可以選擇帶有活動光纖的長行程伸縮節(LSOTJ),對部完井工具進行回接。
產品特點
1.可使用于礫石充填/擠壓充填;
2.整套系統有10000psi的壓力等級;
3.可以使用1/4in的光纖;
4.可使用3個濕式光纖連接器;
5.可使用溫度分部傳感器(DTS)/陣列溫度傳感器(ATS);
6.內置防雜質系統;
7.在下入過程中,表現為全自動機械光纖對接系統;
8.完全可復位系統,可以使光纖在無需起出管柱的情況下實現多次連接。
應用范圍
1.為防砂井提供溫度分布傳感器和離散傳感器的關鍵技術解決方案;
2.該方案不僅限于光纖井下對接,也可以用于電纜和液壓系統的井下對接。
技術點評
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在信息全球化發展的今天,石油行業也正在進行一次信息化的變革。而信息化發展的關鍵之一在于關鍵信息的采集技術的發展?,F有的信息采集方案對井下工具的信息傳輸通道的完整性要求非常高,在穿越封隔器或尾管掛時,稍有不慎就會造成信號丟失;而在信號丟失后,只有重新將井下工具起出來并重新連接傳輸通道,才能讓傳感器恢復正常的工作狀態。而分成兩次下入的防砂完井管柱,僅憑借現有的技術更是無法實現儲層信息的實時監控。針對智能完井用戶的這一痛點,哈里伯頓研發制造成功了這一套井壁監測礫石充填系統。
本套系統是油氣行業內世界上首套采用濕式對接技術的光纖井下對接系統。在上部完井和下部完井完全分開下入的情況下,使用這種工具仍然能保證下部完井管柱部署的傳感器正常工作,同時還可以實現多次連接,方便油氣井日后的修井和換泵作業。這套系統在工具配套上也做的相當全面:
1.可180°旋轉的萬向節對接接頭大大方便了地面人員的操作,使地面人員在無需頻繁轉動管柱的前提下順利對接下部工具。這一特點在對接口處于大斜度時尤為重要,能夠大大縮短作業時間,提高作業的成功率;另外,這一結構也使得在上部完井中下入井下安全閥成為了可能。由于控制管線的限制,配有井下安全閥的上部完井管柱無法旋轉,而這套萬向節系統很好地解決了這個問題,有效保證了上部完井工具的結構完整性。
2.帶光纖穿越的長行程伸縮節(LSOTJ)使得管柱在對接過程中試插的次數降到了最低。在保證光纖對接成功率的同時,可有效地降低地面作業因配管所產生的額外工作量,使作業在一種更有效、更簡單的流程下進行。這樣不但提高了工具對接的可靠性,還在一定程度上降低了作業的風險,也弱化了對地面作業人員經驗的依賴。
3.可穿越光纖的尾管懸掛器和特制的篩管可以在保證光纖安全的前提下快速部署井下傳感器。10000psi 的壓力等級可以滿足大多數的作業需求,在一些需要擠壓充填甚至小型壓裂的區塊也可以順利使用和部署。
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另外,這套工具對整個行業的意義其實并不止是實際上看起來的那么簡單。從行業角度來看,如果井下濕式對接工藝成熟,許多行業難題,包括深井的電控安全閥、深井分層開采及流量控制等,都可以通過這種技術來實現!從這點上來講,哈里伯頓的這套井壁監測礫石充填系統,對整個行業的發展有著一種里程碑式的意義。
The Sandface Instrumentation (SFI) Gravel Pack system provides real-time production monitoring across the sandface via fiber optics. In most sandface completions, the lower completion contains the screens and the completion is performed in two stages. The service tool string is run first to perform gravel pack operations and the second stage mates the upper completion string to the lower completion. To deploy fiber optic in a two-stage completion, a wet-mate connector system is required.
This complete downhole tool solution can be used in gravel or frac pack applications as well as any two-trip configuration, such as standalone screen type completions.
The SFI Gravel Pack system consists of:
1.Anchor/scoop head assembly that houses the wet-mate connectors and anchors the tubing assembly in place – also proves orientation and cushions wet-mate contact;
2.180-degree swivel for the orientation of the anchor into the scoop head without rotation of upper tubing;
3.Sandface packer: 9 5/8-in. 47-53.5 lbs x 5-in. bore hydraulic-set packer with cable bypass and high frac rating;
4.MCS closing sleeve with cable groove and cover;
5.PetroGuard? Line and Cable system (LCS) as sand screens with protective line and cable channel featuring quick lock and release clamp;
6.An optional Long Space-Out Travel Joint (LSOTJ) with fiber optic to ease the space-out of uphole tubing assembly into the sandface assembly.
Features
1.Gravel pack/frac pack;
2.10,000 psi frac rating;
3.1/4in. fiber-optic line;
4.Three pin wet-mate connector;
5.Distributed temperature sensing (DTS) /array temperature sensing (ATS) readings;
6.Built-in debris protection;
7.Fully autonomous mechanical operation (run-in-hole);
8.Fully resettable system allows fiber to be connected and reconnected many times without tripping to surface.
Applications
1.Solution for key challenges in fiber-optic architecture for DTS and discrete sensor applications in sand control type completions;
2.Not limited to fiber-optic connectors and can be used for electrical and hydraulic connections.
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