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Fishbones神奇短節工具 竟讓“壓裂”淪為增產備選措施

Fishbones神奇短節工具 竟讓“壓裂”淪為增產備選措施

Fishbones公司Fishbones短節可通過自帶的條狀噴管噴射酸液,對碳酸鹽巖油藏進行改造,Dreamliner短節可利用條狀噴管的小鉆頭對砂巖油藏進行改造。與常規壓裂方式相比,可謂優勢多多。

Fishbones公司發明了一項噴酸技術,該技術能在不進行常規壓裂作業的情況下對碳酸鹽巖油藏進行增產。Jennifer Pallanich聲稱,現在這家公司已經將這項技術成功應用于砂巖油藏的增產。

Fishbones噴酸增產系統屬于一種裸眼完井技術,該項技術通過酸蝕碳酸鹽巖形成一系列長達40英尺的通道或者通孔,將井和油藏連通起來。該技術因其與眾不同的可傳輸酸液的條狀噴管而享有盛譽。

Fishbones公司北美的區域經理Kevin Rice說道:“我們研創的這一增產系統的最基本技術就是用酸來酸蝕碳酸鹽?!?/span>

Rune Freyer研發出Fishbones增產技術,并創立了自己的公司(位于挪威),且用這項技術來命名。另外,Easywell公司也是他創立的,在2005年,為了出售他發明的膨脹封隔器技術,他將這家公司賣給了哈利伯頓。

Fishbones短節石油圈原創www.h29736.cn

每個Fishbones短節都與40英尺長的尾管相連并下入井內,每個短節帶有四根40英尺長的鈦合金條狀噴管,總長為43英尺的管柱可以在鉆井現場進行組接。在酸化作業開始前,破裂盤會蓋住條狀噴管的噴嘴,因此液體循環時不會破壞條狀噴管的噴嘴。

當短節下到井下所要求的位置時,通過液壓系統激活條狀噴管。條狀噴管穿過短節上按特定角度定做的孔洞,通過頂部的噴嘴將酸液噴入碳酸鹽地層。Rice說:“這樣,油流通道就產生了?!?/span>

噴入地層并溶解巖石的液體一般為濃度為15%的鹽酸,在持續4~5個小時的泵注過程中,所有短節的條狀噴管將同時推入油藏。

一個Fishbones短節可以產生4個分支條狀噴管,該公司專有的SimFish模擬器可以幫助作業者確定最佳的分支噴管的數量。每個短節還有兩個生產閥門,允許油氣流入尾管。

“在超過五六個小時的時間內,這些噴管同時都在創造大量的油流通道”,Fishbones的首席執行官Eirik Renli說。

Rice認為:基于一般的泵注要求,實施增產作業時采用300個分支或者75個短節是上限。

Fishbones短節要求的排量為8~12桶/分鐘,其向條狀噴管提供的壓力為3500psi。Rice說,“該增產措施最讓人贊嘆的地方在于,其與傳統的增產方式相比,所需要的地面動力要低得多。采用該增產措施僅需要處理幾千加侖的增產液,而不是幾百萬加侖?!?/span>

Renli說,因此,作業的成本和時間都會降低。他說:“該增產措施同樣需要用酸,但從環境的角度來看,增產液體使用量會大大降低,而且作業所需的時間和設備也會大大減少,因此,作業者可無需使用傳統的壓裂方式?!?/span>

Fishbones神奇短節工具 竟讓“壓裂”淪為增產備選措施

由于條狀噴管和產生的油流通道的長度不超過40英尺,只要確定好位置,噴酸時就可以避開含水層和氣層。當條狀噴管完全伸展出去后,即完成增產作業,就可以開始進行生產。

Renli說:這項技術可以控制酸液的分布范圍,防止分支的延伸量超過40英尺,從而避免了對周圍層位的影響。

Fishbones短節可使用5 ?”的下放工具下入8 ?” 的裸眼井眼中,也可使用4 ?”的下放工具下入6”~6 ?” 的裸眼井眼中。該技術適用于生產井和注水井,也可用于蒸汽輔助重力卸油的井中。

Fishbones短節現場測試石油圈原創www.h29736.cn

由BP、Statoil、Eni、Total、Hess、Maersk、 Dong、 ConocoPhilips 和丹麥北?;鸾M織組成的Joint Chalk Research集團為噴射系統在碳酸鹽巖油藏的第一次現場測試提供了經濟支持。Fishbones公司和JCR集團經過研究,最終將德州幾口低風險和低成本的陸地井作為現場試驗點。

2014年4月,Fishbones短節在Austin Chalk進行了第一次現場測試。在試驗中,該公司在一口產量只有1.5桶/天的20年的老井中下入了15個Fishbones短節,制造了60個新的分支通道。

此次測試的目的在于建立該增產系統的機械完整性,作業者已經計劃在實施此次增產措施之后進行封井并棄井。

Rice說:“這是一口老的裸眼井,井眼軌跡復雜,我們不得不開動轉盤轉動十個小時才能到達井底。工具到達井底之后依然有效,能夠按照預期計劃進行作業。要知道,確保工具的經久耐用對我們來說確實是一個艱難的挑戰?!?/span>

Rice說:“在實施Fishbones短節噴射增產措施之后,這口井的生產能力大大提高,該井的產能提高到了11桶/天,并持續了18個月?!?/span>

Rice說:此次測試證明,該增產措施所用工具可以安全地下入井底。

Rice說:“此次測試強有力的證明了:該方法的增產效果非常有效、非常明顯,并有可能讓老井獲得重生?!?/span>

在2015年7月,Fishbones公司在德州Buda地層中用相似的方式應用了這一系統。在5小時的泵注過程中,使用15個Fishbones短節再次制造出60個新的分支通道。

Rice說:“此次應用使井的產量獲得了巨大的提高,改造后第一個月內的產量是改造之前的6倍?!?/span>

Rice說:“這是在碳酸鹽環境中的又一個非常成功的應用案例。此次應用讓我們堅信,這項技術完全適用于油田作業服務?!?/span>

Fishbones短節也曾在印度尼西亞和中東進行應用。在印度尼西亞,將該噴射系統用在了煤層氣井,Rice說,該系統的應用效果完全超過了作業者的預期。在中東,首次使用了打撈籃來打撈尾管內殘留的鈦合金噴管,Rice 說:“本次作業非常成功,尾管內殘余的噴管完全可進行回收?!?/span>

Renli說,目前其它井也計劃使用該增產系統,主要為中東碳酸鹽巖油藏的井。

Dreamliner短節石油圈原創www.h29736.cn

全球有45%的油氣產量來自碳酸鹽巖,45%來自砂巖,還有10%來自頁巖。Fishbones公司的噴酸技術解決了碳酸鹽巖油藏的開采問題,但該公司仍想為砂巖油藏提供一種增產措施。在由Eni公司、Statoil公司和Lundin公司支持的聯合工業項目中,該公司同挪威創新署(Innovation Norway)共同研發出了Dreamliner短節。

Renli說:“我們不可能用酸液來溶解砂巖,由于砂巖顆粒太大,因此也不適合進行噴射作業?!?/span>

Rice 說:“Fishbones噴酸作業在增產改造方面是非常有效的,但是,如果油藏不是碳酸鹽巖油藏,不能用酸來溶解巖石,那么又該如何制造同樣的分支通道呢?我們最終決定用鉆進的方式來制造分支通道?!?/span>

在考慮了多種可能性之后,該公司決定對原噴酸系統進行細微調整,即將條狀噴管進行鉆進作業而不是噴射酸液。

Dreamliner短節采用的是同樣的條狀噴管系統,雖然只有三根條狀噴管,但是每個噴管頂部都安裝了一個小型鉆頭,并安裝在Dreamliner短節內。

Fishbones神奇短節工具 竟讓“壓裂”淪為增產備選措施

只要尾管和Dreamliner短節安裝到位,循環尾管內流體就能轉動短節中的渦輪,從而帶動小型鉆頭旋轉,最終推動小型鉆頭鉆出小的分支通道。

跟Fishbones噴酸系統一樣,Dreamliner系統所有分支通道的鉆進都是同時進行,在四五個小時的時間內,每個短節都可以鉆出三個細長的分支通道。

據Rice介紹,如果其中一個小型鉆頭停止工作,其它的鉆頭還能繼續獨立鉆進,直到鉆進長度達到40英尺。

Dreamliner短節現場測試石油圈原創www.h29736.cn

為了達到大約10英尺/小時的目標鉆進速率,現場作業前使用巖心樣品對Dreamliner系統進行了鉆進測試,以確定最佳排量和鉆壓。

2015年7月,在靠近挪威的屬于Statoil公司Smorbukk South區塊的一口井上,Dreamliner短節進行了第一次現場試驗。為保證小型鉆頭在油層中穿行并避開附近的氣層,作業時共下入了48根Dreamliner短節。在大約5小時的泵注過程中,總共制造了144個分支通道,而且整個作業僅需要鉆井泵,不需要增加別的泵注設備。

Fishbones公司在長度超過2012米(6600英尺)的裸眼段下入了48根Dreamliner短節,該井總測深為6546米(21474英尺)。然后僅用鉆井泵循環泥漿超過6個小時就鉆出了144個條形通道,在主井眼周圍形成了放射狀的分支通道。本次作業的主要目標是在不影響目標砂巖下部滲透率更高的氣層的情況下,采用Dreamliner短節與油藏進行連通。

據Statoil公司稱,Smorbukk South Extension項目的油氣都蘊藏在孔隙度變化比較大的油藏中,實施壓裂作業的難度較大。Statoil公司稱:實施本次增產措施后,到目前為止,取得的增產效果還是比較樂觀的。

Renli說:“利用Dreamliner短節,作業者能從油藏中獲得多少更多的產量取決于油藏性質,每口井的增產效果都有所不同?!?/span>

來自/Upstream ?譯者/鄭斯赫 ?編輯/魏亞蒙

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檸檬
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。如需獲取更多技術資料,請聯系我們。
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