logo
專注油氣領域
與獨立思考者同行

封隔器技術新進展(二)

封隔器技術新進展(二)

從套管完井轉向裸眼完井,級數增加,封隔器的強度和應用能力提升。

來自 | Packers Plus等
編譯 | 白小明

閱讀“封隔器技術新進展(一)”請點擊。

永久解決方案

2005年,TAM率先推出了遇液膨脹封隔器,通常用于非常規油氣井的多級水力壓裂。MrFrisby解釋說,這種封隔器是一種低成本的解決方案,可以確保固井水泥的長期完整性,減輕水層的潛在污染,而這些潛在污染通常是由于建井過程中出現的問題而不是水力壓裂作業造成的。如果油氣井后期生產時,固井水泥相關的第一道防線出現問題,那么封隔器可以阻止地層流體的移動,形成第二道防線。

遇液膨脹封隔器通常與套管一起下入,由于采用了特殊設計的彈性復合材料,因此能夠吸收井內的流體,封隔器的膨脹過程需要幾天的時間。MrFrisby稱,“遇液膨脹封隔器對井眼環境非常敏感,需要進行大量測試,才能準確預測封隔器在特定井眼環境和井筒幾何形狀下的性能。我們的遇水膨脹和遇油膨脹彈性材料,可以應對從低溫、高鹽度到極端地熱等一切環境?!?/span>

TAM有9種彈性復合材料來應對在極端條件,包括極熱和極冷環境,包括一種耐溫高達302℃的復合材料和FastSwell彈性材料,后者適用于膨脹較緩慢的低溫環境,如俄羅斯、西德克薩斯州和泥線附近的深水環境。MrFrisby補充道,“如果我們知道具體的井況,那么我們可以非常準確地預測遇液膨脹封隔器在特定環境中的表現。大部分應用是標準化的,但當我們需要對某個不確定環境下的應用做出準確預測時,對彈性材料進行的大量測試將能幫助我們選擇出合適的封隔器?!?/span>

隨著行業不斷向裸眼完井方向發展,特別是在控砂問題頻發的海上油田,降低封隔器成本并提高封隔器可靠性正變得越來越重要。威德??厣凹夹g總監Randy Simonds解釋稱,“通常,在內徑規則、均勻的套管井內表現良好的封隔器,在粗糙、不均勻,甚至井徑擴大后的裸眼井內無法正常工作。遇液膨脹封隔器正是用來解決這種問題的,但這種封隔器需要幾天的時間才能完全膨脹。在當今注重降本的大環境下,作業公司需要快速解決層間隔離問題?!?/span>

為此,威德福開發了一種機械封隔器,該封隔器設計采用一種自給式密封杯隔離技術,具有強大的密封效果,密封元件可以立即有效地膨脹成不規則且各不相同的水平井眼、裸眼井眼形狀,這些井通常存在頁巖膨脹和其他問題,因而需要隔離。密封杯可以不規則地膨脹,但膨脹力是一定的或是受限的,不會對巖石施加過大的壓力,更不會損壞井筒。

裸眼井隔離

裸眼井封隔器的彈性密封元件設計有獨立的坐封機構,封隔器具有較強的膨脹能力,井筒最大內徑可達9-1/4in以上。這種封隔器可以在無需干預的情況下,泵入射頻識別設備、壓力脈沖或定時器進行坐封,或者在各種環境(最大橢圓度達1.2)下進行液壓坐封。除了層間隔離外,該系統還有另一種封隔器設計,采用這種設計的封隔器可以在單次入井時部署多層礫石充填層和壓裂充填層。

封隔器技術新進展(二)

兩個向外的杯形密封元件可以提供雙向壓力。密封杯單元之間可以下入巖石錨或卡瓦,吃入巖石將封隔器坐封到位。在密封杯下方,有一系列獨立的由機械鎖啟動的支撐元件。支撐桿在不規則的裸眼井內膨脹并形成不同直徑的密封。當密封杯與井眼接觸時,一個離合器式的卡瓦將密封杯固定就位,同時限制施加到地層上的應力。

一旦支撐桿完全展開,封隔器就均勻地坐封在井壁四周。密封杯是張力坐封的,當溫度變化使鋼質零部件膨脹或收縮時,密封杯可保持形狀不變。巖石錨可以吸收載荷,因此封隔器不會移動,這就保證了橡膠不會因為在巖石上來回刮擦而被破壞。密封杯式封隔器在全球范圍內已經入井50多次,作業地區包括西非和亞太地區、墨西哥灣深水區以及中東地區的陸地裸眼井。

如今非常規油氣領域的油井深度不斷增加、水平段長度不斷延長,一些區塊的完井方式也從套管井橋塞射孔完井向裸眼完井轉變,Packers Plus公司始終認為封隔器技術的可靠性至關重要?!皫啄昵?,單級壓裂段長度通常在150~300ft。如今,壓裂段之間的距離最小可為65ft。隨著壓裂級數的增加,我們也將下入更多的工具(包括封隔器)至更深的地層,因此可靠性是一個重要問題,工具必須100%可靠。在Bakken、Niobrara、Permian Basin區塊以及加拿大的深部Duvernay區塊,壓裂級數通常在40~60級,而且這一數字還在增加。當前,為充分采出油藏內的油氣資源,業內正在推動壓裂級數向60~100級發展,并且要求作業幾天內就能完成。

封隔器技術新進展(二)

兩級壓裂的間隔越來越短,破壞巖石的所需壓裂壓力也越來越高,因此業內對15,000 psi Titanium XV系列雙密封元件機械封隔器(主要用于裸眼井)的需求不斷在增加。Themig先生表示,“這些封隔器目前正成功應用于Duvernay區塊,使用后該地區的產油量比Eagle Ford區塊要高,壓裂級數至少需要60級?!痹撾p封隔器僅5ft長,配有2個較短的橡膠元件段,下入過程中摩阻扭矩較小。封隔器之間的加強型液壓投球流通孔可以完成60~100級壓裂,而且可以選擇性進行特定層段的壓裂。

封隔器技術新進展(二)

近日,Packers Plus公司開始對Quadrant系統進行現場測試,該系統使用一個CT下入的開關工具而不是投球來打開封隔器之間的單個或者多個通孔,不受排量限制,壓裂級數無限制。

閱讀“封隔器技術新進展(三)”請點擊。

英文原文請點擊 (展開/收縮)

未經允許,不得轉載本站任何文章:

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。
av无码毛片久久精品白丝,国产成本人h动漫无码欧洲,成人无码影片精品久久久,亚洲一区无码精品网站性色