Archer利用其復合碳材料技術,實現了大型射孔槍的部署,進一步完善了射孔作業。
編譯 | 二丫
利用特有的ComTrac復合碳材料技術,Archer在無鉆機干預作業研發中逐漸深入,取得了許多成果。ComTrac是一種半剛性的電纜,可以為新井和老井的射孔作業帶來可觀的益處。在實際應用中,ComTrac與井下牽引裝置一起部署,截至目前,其已經在水平井中完成了數百米的射孔作業。
要完成高效的射孔作業,必須要在射孔槍長度和下入次數之間進行權衡。較長的作業管串只有通過鉆機才能實現,成本極高,而使用電纜則無需在現場安裝鉆機,但由于電纜的物理強度限制,射孔槍又不能過長。
由于傳統編織電纜電纜頭結構方式的限制,其可以承受的沖擊載荷非常有限,極易發生故障的風險,這就限制了可用炸藥的最大重量。如果射孔位置位于水平段,射孔作業就需要井下牽引器的輔助,這可以進一步減少電纜上的有效載荷。
ComTrac的強度是傳統電纜的兩倍,重量卻僅有前者的三分之一,若其與低摩擦系數和剛度管串結合,即可以使用大規格的射孔槍。
案例研究
最近的應用案例突出了ComTrac系統在節約時間和降低成本方面的特點。
一口水平井需要重新射孔,以最大限度地提高生產率,考慮到井的歷史數據以及隨著開采進行油氣枯竭導致的井筒連通性降低,射孔作業存在一定難度。
為了確定射孔作業的確切區域,在井筒中每間隔約300米(984英尺)進行飽和度測井。 由于測井速度小于0.6米/分鐘(2英尺/分鐘),每次操作都需要數小時才能完成,而且由于飽和度測量嚴重依賴統計數據,必須進行多次重復測量,需要耗費大量時間。
由于ComTrac剛性大,帶動測井工具運動一致,可實現精確控制的測井速度,意味著數據質量顯著提高,所需的測量次數減少,節省了超過24小時的作業時間。
如果使用傳統的電纜和牽引器,需要四次下鉆作業才能完成設計的射孔作業。而采用了用ComTrac系統后只許下鉆兩次,將時間縮短一半。射孔槍長度超過30米(98英尺),一次下入即成功完成射孔,并且沒有對ComTrac系統造成任何損傷。此次作業結果證明,該系統能夠輸送大型射孔槍,并且射孔作業的彈道沖擊對其幾乎無影響,這位更大型射孔作業的進行奠定了基礎。
在另外一次作業中,主要限制因素不是ComTrac或牽引器的應用,而是鉆機高度無法滿足井下壓力要求。專用于描述ComTrac的模擬軟件為后期作業建立了標準流程。
針對目標井況,同時將BHA考慮在內,設計了可以輸送至目標段的最長射孔槍。由于不受鉆機高度限制,模擬結果顯示該井中可以使用長射孔槍和重型下入管線抵達目標產層。
在證實射孔作業可以進行后,之后的問題就是減少下鉆次數,節約作業時間。在實際作業中,如果射孔處在欠平衡狀態(即射孔槍發射前,油藏壓力超過井筒內壓力),近井筒區域的油藏受到的損害最小,井筒清洗更容易,產能也隨之提高。
但欠平衡射孔也有缺點,在射孔槍點火時,會產生一個油藏向井筒的高壓波。如果使用常規的電纜,尤其是在水平井射孔中,存在著射孔槍爆炸的風險。這對于作業來說非常危險,可能會造成電纜斷裂或打結,導致卡鉆,進行昂貴的打撈作業。甚至,如果電纜斷裂為多股,打撈難度將翻倍提高。ComTrac是一種剛性電纜,其在射孔作業中爆炸的風險極低,這意味著該工具支持欠平衡射孔,同時風險大幅降低。
射孔彈指向
另外一個在射孔中直接影響油藏產能的問題,就是射孔彈相對地層的方向。通過使用射孔彈載體,優化其在射孔槍上的布局,可實現射孔彈的方向控制。隨后,如果能控制射孔槍的方向,那么就能實現射孔彈相對于地層的方向控制。在水平井中,這可以通過在射孔槍底部增加質量,利用偏心重量實現射孔槍定向。一般這類射孔槍的質量非常大,傳統的鋼絲繩不夠堅固,其應用一般只能通過使用鉆機和管串進行。而ComTrac系統的特性恰恰能滿足上述要求,這也就意味著,即使沒有鉆機,利用ComTrac也可以實現定向射孔。
根據模型測試結果,預計ComTrac系統可以將長度140m、重量7275 lb的射孔槍放置于預定深度。為了合理利用這次機會,完井中使用了井下鋼絲防噴閥,在帶壓條件下也可進行工具下入和提出。最后,在長達830m的水平段內(最大角度92°),通過五次下鉆,完成了超過400m的射孔作業,其中第一次射孔為欠平衡作業。作業管串包括牽引器、深度補償器、釋放裝置、減震器、方向調整裝置,工具串長度15.6m,加上射孔槍,總長度達到了105m。
相比之下,如果此次作業采用常規技術,至少需要下鉆18次。隨著應用逐漸展開,ComTrac系統在提高油藏產能、降低作業成本方面,正在創造著一個又一個記錄。
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