加利福尼亚海岸地区的延伸井的3层智能完井的回收的管理.docx

摘要一个独立的操作员在加利福尼亚海岸成功的在RockyPoint油田的延伸井(ERD)中完成了3层智能完井。目前，两人修井作业已经在油田中进行了五次部署，其中三个完全可以随时使用。 Rocky point油藏是高度断裂碳酸盐岩油藏并且出水非常的快速。所以，井眼中的带状隔离带的完成是非常至关重要的。在生产期，有两个井并没有完成要求的带状隔离带由于水侵程度的低声。因此，操作员决定收回这些完井设备去实施尾管固井修理作业。这些三层完井是由31/2-in的可回收、可开关、多位置的流动控制阀所控制，与专用的监测压力和温度的计量器一起工作。每一个生产带由三个便携式多级可回收生产封装器割隔离。取回这些完井设备的有：n 深度切削工具的流体传输能力（由于ERD的断面特征）n 切削目标的精准定位（+/- 6 in at 18,000 ft MD）n 为所有的控制/电力线服务并且提升三个封隔器进入同一个圈闭n 在修井的两周内修正并且重新运作完井设施这篇论文描述了通过泵送电缆往封隔器之上的定位器断面运送总成的爆破喷射牙轮钻头的可行性。这种方式可以进行简单并且经济有效的修井，避免了昂贵的牵引器活化活着缠绕式油管。经验和教训显示了完井部件是如何被割裂作业和再完井之前对于它们翻新的延伸。这篇论文同时识别了一些对于智能完井设计参数的修改（例如控制阀到封隔器之间的最小距离），这些修改将在以后的安装中用到。引言尽管智能完井工业已经成熟（五百多次成功安装），但是对于那些复杂系统的回收管理仍然经验有限。这篇论文强调了方法论和步骤，并且结合ERD井的智能完井回收中的经验教训。由于井下外加应力被彻底的减小因此加大了成功回收上提释放驱动器的难度，所以ERD井的回收工作比较复杂。Rocky point油田坐落在加利福尼亚海峡西北部6英里。从地质学上来说，Rocky point油田由一系列的复杂断裂背斜组成，倾向西北、东南。这个油藏由高度断裂的含油孔段正常加压。油藏从岩石学上来说非常复杂，由含钙硅酸盐和硅酸盐粘土玻璃体组成。渗透率几乎来自于天然裂缝而基质岩石几乎没有有效的贡献。油藏是由巨大的活动含水层提供持续的压力；油水接触不同的断块。 Rocky point油田的开发计划包括在Hidalgo、Harvest和Hermosa平台上共钻8口偏斜井。在这些偏斜井中实行智能完井的主要目标是，在最小化修井的同时控制产水能力和最大化来自每个4区之上的产量。其他井的目的如下：n 从直到由强力水驱油带动的4个油层联合高端断裂砂岩上的强制基础设施中提供经济合作生产。n 安装和操作维护简便n 对于要求使用寿命和最小化成本的可靠设计n 最大化强水驱高度断裂油藏的采收率n 最大化早期产量n 最小化早期见水的可能性n 通过切断或通过带状压力控制进行压降试井选择性的控制每个层的见水n 最大化81/2”井孔的产油指数n 最小化修井作业n 保持产层隔离带之间足够的平均值n 最小化这种完井新技术对于Point Arguello的资产风险最初的3层智能完井是在Operators Hidalgo C-13生产井上完成的。带状隔离带使用两个3-1/2”流体开关控制阀和一个3-1/2”可变流体控制阀（有一个由拥有切断释放结构的7”英尺整体便携封装器提供环空隔离带）。监控各个层是通过上部两个携带一个读取环空状态的石英仪表和一个在低层段的石英环空的双重测量仪表来进行的。井深使用9-5/8” 43.5#套管下至19,442ft。7”尾管与尾管顶端封隔器一起悬挂。检修范围检修目标如下：1. 牵引存在的完井设备。2. 测量井底，以确定产水量。3. 制定计划，以确定和完成生产层间的带状隔离带。4. 按照要求进行再完井。为了全面的了解工程施工和检修计划的影响和冲突，需要执行一个分离的生产分析，以收集和分析数据，从而确定水流入的潜在可能。这些数据可能给牵引现存完井或者对计划有所帮助，例如再完井的仪器结构的方案。可行的解决办法可能牵涉到可以用风险和成本与牵引现存完井进行对比的抽吸处理。这些研究同样可以收集足够的数据，对类似水节流处理或与稳定完井的再完井成本的问题的成功解决做出贡献。两项活动的工作焦点需要同时贯彻执行，并且在项目管理策略的引导下有序的进行。初期工作包括：a) 修井作业准备要能够提供如下的服务和成果1. 决策流程/树状图表DRA）和修井作业的风险分析（完井回收选择和风险）。2. 修井步骤的准备（回收和完井的再运行，包括完井过程中可能发生的意外的应急措施）3. 确定回收来的仪器的可否再使用程度和确定每个再完井方案所要求的仪器。4. 设备后勤工作的调整的计划。5. 预先安排好设备的采购，重开和调整的日程。6. 为了协助再完井设计和二次作业（产品分析），要求对井的结构数据进行回顾（包括定向勘察，裸眼测井，钻井表格，套管统计，钻井液仪器清单，水泥胶结曲线，水泥量曲线，水泥浆工作报告）b) 产品分析范围的形成1. 分析来自C13的可用生产数据2. 比较酸化增产措施执行前后的C13生产数据。3. 准备鉴别平面图和进行鉴别分析。4. 评价干扰堵水方案（下套管或确认修井的必要性）5. 绘制决策流程/树状图表（措施的成功几率和潜在成本）与再完井进行对比。整修/更换每一个完井设备都需要进行整修或者更换的评估。在一些情况下整修的花费要超过更换的花费，也有可能反过来。下面的表格列出了需要更换的完井部件和可以整修的完井部件。需要更换的部件多空隔离带封隔器 7”*3.5”这个封隔器属于cut to release封隔器，意味着封隔器的轴柄的作用是释放封隔器并且与替换封装联合作用，这就意味着修正这个封隔器是十分不经济的。多孔生产封隔器 7”*3.5”这个封隔器属于cut to release封隔器，意味着封隔器的轴柄的作用是释放封隔器并且与替换封装联合作用，这就意味着修正这个封隔器是十分不经济的。3-1/2”旋转接头对这个部件进行维修是十分不经济的。3-1/2”线路保护装置从海中回收一部分的保护装置可能性是不大的，但是经验告诉我们80%的保护装置是需要换的。4-1/2”线路保护装置从海中回收一部分的保护装置可能性是不大的，但是经验告诉我们80%的保护装置是需要换的。水力控制线由于控制线情况的不确定性和无法进行完善的测试工作，所以建议对所有的控制线进行更换。电力线连接处电力线路连接要求在各个测量计之间拥有有效的连接。这一区块的更换和整修都是十分的不经济的。管路电力线由于仪器线路状况的不确定性和无法进行完善的测试工作，所以更换的时候需要更换所有的仪器线路。需要整修的部件可回收套管底面安全阀要求更换所有的弹性体、进行最终验证测试并且重新认证。气举心轴系统进行螺纹检测和容器检测。阀门的检测和更换，更换密封部位，进行阀门安装，阀门的启动和功能性测试。3-1/2可回收套管（开关和无级控制）更换所有弹性体，进行功能性测试和最终验证测试。监测系统-计量器和心轴进行螺纹检测。进行功能测试和线头的重新调整和校准。管线附件进行螺纹检测和液压测试。修井作业目标目标是通过电缆测井中运行的一个爆炸性喷射牙轮切削每一个封隔器心轴来释放三个放置在Hidalgo智能完井中的生产/隔离多孔封隔器。在每个封隔器之上，完井设计包括2.813”接头配置文件以有效的定位和切削每个目标。从定位器到目标窗口，每一个封隔器都有一段额外的长度（已知）。为了最小化切削每一个封隔器的运行时间，同位底层目标被定义去遵循切削目标，对于所有的三个封隔器，使得相同的工具可以进行表面装置的放置。目标侧孔的切削长度为19.6 in.。放射性分体标签是位于喷嘴接头底部的定位器的一部分和每一个封隔器的顶部计量器的一部分，以通过放射性来准确的确定他们的位置，作为爆炸性喷射牙轮井底钻具总成的一部分运行。作为参考，封隔器和定位器剖面安装在如下深度：l 低位封隔器顶端19,243 ft MD隔离封隔器l 中位封隔器顶端19,073 ft MD隔离封隔器l 上部封隔器顶端18,658 ft MD生产封隔器定位器轮廓顶端离目标封隔器的距离在22.7 22.9 ft之间。定位器轮廓底部离目标封隔器的距离在19.8 - 20.0 ft之间。封隔器的倾角大概为80o安全预防措施为了成功的完成智能完井的回收工作，安全操作和员工的训练十分重要并且对于所有牵涉到部分的知识是否全面也很重要。这是第一次智能完井修井作业对于项目中的操作人员。回收方法选择 Hidalgo平台上智能完井的成功回收依赖于三个多空消减释放封隔器的安装是否成功。切削方式限制了传输的方式，并且每一种方法都需要进行谨慎的评估。切削方式爆破喷射切削（EJC）爆破喷射切削用一个圆形的射孔弹去击打出一个放射性的喷射聚焦以刺穿地层造成套管壁。温度的限制取决于雷管和爆炸在温度下的限制。 EJC方式要求运输和使用中爆破的正常运行。如果计划使用这个方法，爆破专家必须进行远程指导或者直接进驻工作站去处理爆破工作。研磨喷射切削这个方法通过直接的作用于悬浮于胶质的旋转高压，和高速的旋转作用于套管壁。这个方法使用挠性套管去传递动力。机械研磨机械切削是一种使用卓越的打捞工具配合消减释放封隔器一同工作的方法。这种方法运用锋利的带刃工具旋转切削目标壁以达到目的。化学切削冶金和有效的化学过程能够保证化学切削效果的理想。化学切削的最高操作温度为300 F。三溴化物在310-320 F时会发生爆炸。集中化的管理非常重要，如果切削失败，第二次切削将无法作用于同一区域，因为化学污染将使第二次反应无法进行。由于这个原因，化学切削并不鼓励作为消减释放方法对于消减释放封隔器。传输方式很多种方法都适用，并且每种方法和切削工具的配合作用于C13井都考虑在内。平直管线平直管线与EJC方法的兼容性非常的好。但是对于高井斜井的适用性同于电缆，并不是很好。它更适用于无井斜的井。电缆电缆能够与EJC和化学方法很好的工作。但是高度井斜的井操作起来非常的困难，并且要求电缆牵引机或其他的困难测井情况的仪器将切削管住弄到需要的位置。电缆这一方式使用时需要注意的是定位的精确，意味着需要在下入电缆头部和定位心轴之后提供一个通路使线缆到达点火机构。挠性管挠性管搭配研磨喷射切削和机械切削的效果非常好。挠性管能够将切削管住输送到高度井斜的井中。挠性管可以与标准平直管线设备一起使用。与挠性管使用的最优先的准备是一个方便限制。挠性管要求供给要能够允许切削过程产生的返回液流在直径较小的管道中流动，以防流体越级进入储层。铰链管直线型的铰链管能够传递和操作机械和研磨喷射切削，进入斜度较低的井。铰链管对于井口和井底的操作有很好的控制，并且能够很好的传输从地面上而来的转动和扭矩。需要注意的是，铰链管与挠性管相同，需要考虑到液流回流在较小生产套管中的影响。铰链管可能是现有的最好在大直径管中的传递的方式和设置在密封桶闸门上面的方式。回收方式的选择所有的回收方式都会被充分的进行研究，并且通过一个树状分析工具决定使用的方法。通过树状分析法得出的结论是建议使用爆炸喷射切削，通过设置在跨越封隔器切削目标并且定位驱动的帮助下完成。（定位驱动位于每一个封隔器之上的定位器总线）。定位器工具和切削总成的最开始传输方式为线缆。选择线缆作为传输方法就要求将井下钻具总成泵入，以将他穿过井中的S型剖面，最大井斜为82o。一个列联的1 3/4”挠性管绕线架和单元时刻准备着以防线缆的泵入没有成功的将切削井下钻具总成送入最深的钢板网封隔器处。 C13 ERD井的传输方式的选择是建立在计算机模拟、仪器的可使用行和成本比对的基础上完成的。最初的对于挠性管和线缆的计算机模拟显示，重量较小的下入在尝试定位低位的大部分封隔器的过程通过挠性管可以完成。这并不能使运用挠性管成为最好的选择，因为无法确定井下钻具总成是否达到定位器或者只是简单的由于摩擦阻力而停止。如果应用一些减少挠性管和井壁之间的方法成功的话，选择挠性管应该是可行的。线缆模拟显示，只有重力的话不足以将井下钻具总成传如此长的距离并且有也很难传送穿过高井斜的井口部分（82o）。然而，线缆方式的优越性在于可以使用泵入杯以帮助将井下钻具总成传送到最大井深处。可以使用电缆牵引作为另一个方案。为了选择更快和更经济的泵入线缆井下钻具总成的方法，牵引的方式是作为应急方案而存在的。另一个排除牵引方式作为最初的方法的原因是，对于牵引系统与电力释放断路驱动器（ERD）和电力点火头的结合作用的可靠性的不确定。是否使用电力释放断路驱动器决定于S型井身和从井底拉出线缆所涉及到的摩擦力的大小，出于可能增大传统机械紧急断路器的剪切力的原因。 修井的执行 在修井的执行和海上准备的采购期间，下列仪器需要到位： 管路回收安全阀保护套管 线缆单元用最小20,000 ft 7-46XS缆线 2.75”爆炸喷射钻具，传动比为38的喷射钻具 装备于高温高压钻具上的外径为2.00的震动替代品 扶正器 逆电流器 配适器 目标选择性定位工具（为喷嘴剖面准备） 电子点火头 电子释放断路器 伽马射线、PPL、套管接箍定位器测井工具 泵入心轴一般的拉起操作准备在离岸之前就已经完成了（例如将井下控制阀工具拉到需要的位置）。无级井下阀门放置在较低的底层设置在全开的状态以控制井。记录的井下的参数（温度，井底压力）作为操作的基础数据。井下压力计量器应该用于监控封隔器切削时的井眼状况。井的压力和各个控制线的量都需要清楚并且记录下来，优先级在确保每个封隔器切削控制线完整之后。两个上部开关流体控制阀是当线缆切削工具泵入井下时的应急策略。阀门使得要求的泵入速度得以实现以确保放置设备的正确位置。为了具体的量化泵入速度以放置工具，必须对油藏的受量能力和与线缆切削管住的前室的限制进行连续的监控。每分钟5桶的注入量是确保不会影响油藏造成断裂的理想的注入速率，并且能有效的使得工具穿过ERD井剖面的高斜度地层。操作总结切削操作是分步骤进行的。最开始先进行虚拟执行，以鉴别泵入操作的是否有效。在这期间，GR-CCL和整流罩工具联合与喷嘴剖面定位工具、分隔器和虚拟喷射切削工具同时运行。泵入步骤的其中一个风险在于额外的泵入力可能导致井下钻具总成（BHA）在从4-1/2”部分调整到3-1/2”的过程中脱落。通过用整流罩测量流体泵入速率，线缆操作人员可以了解当泵入减弱到3-1/2”区块时的循环压降延迟。模拟运行的另一个目的是，验证定位器剖面可以简单的鉴别出来，并且确保足够的泵入压力可以通过各个剖面（即便是ERD井的S型井眼）。在模拟运行时，另BHA自由落下至3,600ft处。在这一深度开始泵入以携带BHA。41/2 ”管路部分的泵入速率为4 BPM，保持300 psi的注入压力。进行测井以观测流体速度的降低，在工具到达管路交合处（31/2”，15,283ft处）。BHA拉起到15,100ft处，并且泵入速度逐渐降低（从3 BPM降到2BPM再降到0BPM）。之后BHA以1BMP的泵送速度穿过交合处。这一速率一直保持到17,000ft的深度。到达位置后泵入停止，工具由于自由落体的缘故而停下。BHA停止在18,290ft处，经过低位封隔器和定位剖面。之后BHA被牵引穿过封隔器和剖面。在牵引过程中检测封隔器的放射性标签。定位器引线被切断同时BHA被牵引至17,900ft处。BHA再次下入井中，并且放置在位于18,228ft的定位剖面。之后，这个模拟BHA被牵引穿过其他的上部封隔器和剖面，并且每次都落在剖面上，一个在17,691ft另以个在17,248ft的位置。在模拟运行时，封隔器和定位器中的放射性标签由自然伽马测井（GR）识别，对于是否落在需要的剖面也是这么识别。线缆在地面上就做上标记以记下每个分体标签的位置。之后的运行就使用真正的2.75”爆破喷射切削工具，目标如下：低位封隔器顶部位于18,219.92ft MD- 定位器剖面顶端距离封隔器目标22.8ft- 定位器剖面底端距离封隔器目标20.2ft中位封隔器顶端位于17,682.41ft MD- 定位器剖面顶端距离封隔器目标21.7ft- 定位器剖面底端距离封隔器目标20.2ft低位定位器顶端位于17,238.12ft MD- 定位器剖面顶端距离封隔器目标22.8ft- 定位器剖面底端距