圖1中,相比于井下直接測(cè)量的張力數(shù)據(jù)(橙色),地面電纜張力測(cè)量結(jié)果(藍(lán)色)不能準(zhǔn)確反映井下實(shí)時(shí)作業(yè)情況。
針對(duì)上述問題,油氣行業(yè)井下傳送工具的領(lǐng)導(dǎo)者迅速轉(zhuǎn)變觀念,通過深入細(xì)致的研究,提出了具有前瞻性的技術(shù)方案。他們將井筒的預(yù)先模擬與方案設(shè)計(jì)有機(jī)結(jié)合,綜合分析模型預(yù)測(cè)出的摩阻、沖擊力與粘附力,優(yōu)選出最佳的工具串組合。
這些預(yù)測(cè)的數(shù)據(jù)可用于選配不同的井下工具,例如滾輪、震擊器、張緊裝置以及測(cè)量工具等。此外,井下工具串的測(cè)量結(jié)果可用來核實(shí)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)的有效性,同時(shí)還能評(píng)價(jià)作業(yè)方案。
設(shè)計(jì)這些定制解決方案的目的是成功下入井下工具。最重要的是,它能確保安全可靠的傳送井下工具,并可通過測(cè)量結(jié)果驗(yàn)證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。這種前端方法為作業(yè)人員提供最高質(zhì)量的數(shù)據(jù),以在井的整個(gè)生命周期內(nèi)做出關(guān)鍵的作業(yè)決策。
美國陸上油田在射孔與泵送作業(yè)方面已取得很大的進(jìn)展,有效的井下傳送作業(yè)對(duì)于他們來講至關(guān)重要。針對(duì)這一問題,業(yè)內(nèi)研發(fā)了許多先進(jìn)的井下工具,確保工具能夠安全傳送至井底,采集到可靠的井下數(shù)據(jù),從而核實(shí)射孔與泵送作業(yè)的有效性。井下傳送作業(yè)一個(gè)重要的組成部分就是作業(yè)前方案設(shè)計(jì)與張力模型軟件。這種具有專利權(quán)的模擬軟件對(duì)于優(yōu)化工具串組合、成功完成射孔與泵送作業(yè)起著決定性作用。
新技術(shù)新工具
電纜張力監(jiān)測(cè)裝置可以最大限度提高電纜作業(yè)效率,把風(fēng)險(xiǎn)降至最低。它能夠?qū)崟r(shí)測(cè)量電纜張力數(shù)據(jù),避免不確定性,提高作業(yè)者控制風(fēng)險(xiǎn)的能力。對(duì)于大斜度井與水平井,保持電纜張力在安全范圍內(nèi)非常不易,因?yàn)榈孛鎻埩y(cè)量并不考慮摩阻的影響。
如果電纜張力很小,就會(huì)松弛,從而釋放扭矩,導(dǎo)致電纜損壞。相反,如果電纜張力很高,在下井過程中電纜薄弱點(diǎn)就會(huì)斷裂。
通過井下張力測(cè)量裝置,可以實(shí)時(shí)掌握井下作業(yè)動(dòng)態(tài),如橋塞座封與射孔。相比地面測(cè)量結(jié)果,井下測(cè)量更可靠。這些新型張力測(cè)量工具擁有穩(wěn)定可靠的設(shè)計(jì),且易于在現(xiàn)場(chǎng)使用。其中一些設(shè)計(jì)還提供即插即用的兼容性,保證很多服務(wù)公司可以直接使用,無需其他額外的輔助工具。
圖2. 測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)證實(shí)橋塞座封良好。
近期業(yè)內(nèi)研發(fā)出新型丟手工具,在工具串遇卡時(shí),通過專門設(shè)計(jì)的雷管引爆接頭,使其與管柱分離。這種接頭強(qiáng)度高,可安裝于管柱串的任何部位,包括安裝在射孔槍以下,與震擊器連接。利用這些先進(jìn)的丟手工具,可確保每次都能將管柱從井筒取出。
新設(shè)計(jì)的單次高強(qiáng)度震擊器可單次震擊射孔管柱。在水平井段,無法準(zhǔn)確獲取張力數(shù)據(jù),利用高強(qiáng)度震擊器可以提高作業(yè)的安全性。如果需要破壞坐封失敗的剪切銷釘,或需要震擊遇阻的射孔槍,這些震擊器都能起到保險(xiǎn)作用。
新型震擊器可將能量儲(chǔ)存于一個(gè)真空腔內(nèi),通過一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)引爆器釋放能量。井筒內(nèi)的流體壓力會(huì)將震擊器的活塞加速上行(沿著上部工具串),并產(chǎn)生撞擊。巨大的震擊力可使上部管柱上行。這種新式震擊器確保每次都能取出射孔管柱。
設(shè)計(jì)的新型滾輪可用于降低摩阻,便于工具進(jìn)入大斜度井段。在井斜角最大87°、井深超過7620米的情況下,滾輪可成功將工具串傳送至預(yù)定位置。它可以安裝于管柱的任何位置。先進(jìn)的滾輪設(shè)計(jì)能夠?qū)⒐苤稣,避免與井筒接觸產(chǎn)生摩擦力,更易下入至深層井段。
滾輪主體部分圍繞芯軸旋轉(zhuǎn),芯軸與管柱主體部分連接,保證滾輪自由旋轉(zhuǎn)。如今的滾輪本體形狀設(shè)計(jì)很獨(dú)特,它能保證滾輪時(shí)刻朝向油管的低部位。并且,滾輪尺寸與連接方式更加多樣化,能夠適應(yīng)不同的管柱組合與井筒需求。
作業(yè)后分析
油氣行業(yè)有一個(gè)目標(biāo):在作業(yè)完成后能夠更好的驗(yàn)證作業(yè)管柱下入深度。所有涉及井下作業(yè)的設(shè)備都能通過作業(yè)過程中測(cè)量的數(shù)據(jù),核實(shí)驗(yàn)證作業(yè)管柱的下入深度。這種驗(yàn)證實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的反饋循環(huán),這對(duì)于更好掌握每口井生命周期內(nèi)的作業(yè)生產(chǎn)情況非常重要,并能為將來的作業(yè)提供指導(dǎo)。
這項(xiàng)新技術(shù)的一個(gè)長期目標(biāo)是提供一套可靠的井下工具傳送方案,為油氣行業(yè)上游相關(guān)客戶提供技術(shù)指導(dǎo),幫助他們降低作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)、提高作業(yè)效率、降低作業(yè)成本并提高作業(yè)安全性。為了獲得最優(yōu)效果,該技術(shù)能夠不斷吸收作業(yè)過程中的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)。
在油氣行業(yè)的低迷時(shí)期,一些擁有大量現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人才離開了這個(gè)行業(yè),因?yàn)樘嗟钠髽I(yè)都關(guān)注于降低成本與裁員上面。然而,一些服務(wù)公司與勘探生產(chǎn)公司已經(jīng)開始投入大量資金用于科技研發(fā),開發(fā)出了新型傳送工具與最佳的作業(yè)方法,開啟了井下工具傳送的新篇章。
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