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封隔器技术新进展(一)

封隔器技术新进展(一)

从套管完井转向裸眼完井,级数增加,封隔器的强度和应用能力提升。

来自 | Packers Plus等
编译 | 白小明

就在几年前,将60个封隔器下入井内简直是天方夜谭。而如今,为了满足非常规井(致密油气和页岩油气、深水和超深水开发)以及日益恶劣的作业环境的需求,国内外取得了一系列的创新成果,而封隔器技术为了应对面临的诸多挑战,也随着行业发展的趋势不断演化,研究范围也在不断扩大。

随着非常规油气领域的井深度的增加、水平段的延长,压裂级数的增多以及固井完整性要求的升高,封隔器设计和相关井下服务和产品(如阀门、通孔和滑套)也在蓬勃发展。

Packers Plus能源服务公司的CEO Dan Themig表示,“近年来行业在相关领域取得了长足的进步。曾经,没有人相信我们可以将5个封隔器下入井内。而如今,压裂级数的要求不断增加,需要将更多的封隔器下入井内,5级远远不够。几乎所有的区块都要求压裂20级以上。”Packers Plus是将封隔器用于裸眼井以及多级完井系统的先行者,而这些系统也越来越多地应用到北美的非常规油气行业中。

封隔器在油田作业中发挥重要作用的时间已经超过了75年,早期的机械设计主要用于密封两个套管之间或套管与井筒之间的环空,目前使用的仍然十分普遍。随着封隔器技术的不断发展,为解决更具挑战的应用难题或服务有特别要求的小众市场,普通膨胀式和遇液膨胀封隔器技术相继问世,为各种井下应用场合提供了快速、定制化的解决方案。据TAM国际公司技术副总裁Ray Frisby表示,该公司拥有近50年研发膨胀式和遇液膨胀式封隔器技术的经验,一直是推广封隔器技术的领头羊,能够帮助作业公司减小风险,降低成本和提高产量。

TAM于1968年开始制造膨胀式封隔器,并不断进行改进,这项技术对保障水泥环完整性至关重要。MrFrisby称,“随着作业公司钻井深度的增加,作业环境越来越复杂,固井作业面临的挑战越来越多,因此我们也将继续推动相关技术的发展,确保井筒长期的完整性。”

永久下入的套管环空封隔器,作为套管串的一部分与套管一起下入井内,用于隔离固井作业期间可能有液体流出的地层或漏失地层,否则之后油气井可能会出现井筒完整性问题。膨胀式封隔器遇井液膨胀,可以下入到套管井或裸眼井内,能够提高固井质量。MrFrisby称,去年,TAM为一家大客户研发并检验合格了一套22in膨胀式套管环空封隔器和固井阀,用于解决深水油田的浅层气问题。

他补充道,膨胀封隔器也经常用于测试、层间隔离或补救作业。对于钻井作业,膨胀封隔器通常下入到裸眼井中,然后回填进行侧钻。类似地,生产作业中使用膨胀封隔器可以防止地层水侵入到产层。

MrFrisby继续表示,“我们已经开发了多种膨胀和下入方式,包括采用钢丝下入封隔器。不过,通常还是采用管柱下入封隔器,我们也设计了一种可靠的下入和坐封方式,这种方式不需要管柱、连续油管(CT),甚至是电缆。”这种系统通常与TAM的高扩展膨胀封隔器系列一起使用,可以通过生产油管下入,可以膨胀到原始外径尺寸的3倍,给作业公司提供了常规修井机作业的替代方案。

封隔器技术新进展(一)

TAM公司跨越式双膨胀封隔器系统可以隔离不同层段,用于酸化、测试、压裂,重新建立现有裂缝的连通性,以及分析裸眼和套管井环境下二次压裂的经济性。MrFrisby指出,“我们已经下入跨越式膨胀封隔器数许多次了,而且单次入井可以坐封100次以上。这种多次坐封的功能使作业公司可以处理较薄的产层,进而提高油气井的整体产量,或者选择需要重新完井或重新压裂的候选井。”

阅读“封隔器技术新进展(二)”请点击。

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白矾
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。