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巨头出手,海上高温油田终迎随钻测井新套路

巨头出手,海上高温油田终迎随钻测井新套路

不停钻、不降温,200+℃的井下条件完成随钻测井?油服巨头出手,没有什么实现不了。

来自 | E&P
编译 | 张良爽

在海上高温油田钻探时,传统的随钻测井(LWD)工具经常发生故障,作业者可能花费额外的作业时间和费用采取措施降低温度,否则可能无法接收到任何数据。某油服巨头W推出了一项新技术,旨在通过获取可靠的地层数据应对恶劣井况的挑战。

W公司与一家大型勘探开发公司在泰国湾的海上油田合作,设计出一种超高温LWD技术服务。经过两轮开发后,W公司于今年5月的OTC大会上推出了此项名为H的服务产品。该产品能够在温度高达200℃的井况下,提供全面的实时和存储数据,包括伽马射线、电阻率、中子孔隙度、密度以及井筒和环空压力数据。

案例分析

高温高压钻井的极限值被不断刷新。2011年井底最高温度记录是182℃;4年后,该极限值大幅升至213℃,并依然在逐年升高。

在这些油井中,作业者要想维持正常的钻井参数,并获取可靠的裸眼井测井数据,就要面临很高的风险。应对这一难题主要有三个方案:

1.继续钻进,放弃井筒定位,但这样做需要增加一次起下测井电缆,从而增大相关费用;
2.采用降温技术,这样会降低机械钻速,增加成本;
3.放弃具有生产潜能的油藏,这无疑更是损失惨重的。

目前许多有着极端井下温度记录的油井都在泰国湾。为了能在高温井况中获取实时可靠的岩石物理数据,一家大型勘探开发公司找到了W公司作为合作伙伴,共同开发意向新技术。2006年,W公司设计的恶劣环境测井系统(L系统),就是当时第一款能在175℃下进行测井的仪器。

基于W公司已有的LWD技术能力,包括原有的L系统,从电器件到弹性材料,新型H技术中的每一个组分都经过重新设计,在承受超高温度和振动的同时,能够达到最佳的可靠性。该技术的研发小组将项目分成了两个阶段。

第一阶段:开发

在第一阶段,研发小组开发出一个4-3/4英寸的随钻测量系统,通过压力模块化的泥浆脉冲遥测技术,在极端温度下传输测量和工具面的数值。这套系统使用一种定向测量传感器,采用正交安装的三轴加速计和磁力计,提供旋转的倾角和方位。

对于井筒和环空压力测量,石英发送器能够传输决定当量循环密度的数据。这些发送器还可以在连接期间传输泵的最小和最大ECD数据,这对于一些孔隙压力或压力梯度范围较小的油井来说至关重要。此外,该发送器还可以通过获取的样本即时计算出井下差压测量值,因此省去了在地面再次计算的操作。

为了提高高温环境里中子孔隙度测量的可靠性,研发小组设计了发射状安装的氦- 3管,用以测量基质和孔隙流体之间的反应,发射中子,以确定储层的孔隙度。

第一阶段结束时,研究人员完成了一整套伽马射线服务设备,作业者能够将各个油藏模型关联起来,测量页岩容量,并确定在极端环境下的井位。

巨头出手,海上高温油田终迎随钻测井新套路

在泰国湾,W与一家大型勘探开发公司联合设计并现场验证H服务

第二阶段:电阻率与密度系统

在第二阶段,研发团队研发了一个完全补偿的双频率电阻率装置。该装置的特点是在中部安装了两根接收器天线,每根天线上下20英寸、30英寸和46英寸处各装了三个变送器。在2 MHz ~400 KHz的操作区间内,该装置能够提供一系列不同勘查深度和垂向清晰度的曲线。

研发小组还升级了中子孔隙度插入件以实现密度测量。该测量工具的特点是装配有闪烁探测器,能够测量从一个化学源散射出来的伽马射线。这个装置由近、远测量系统组成,包含一个钨屏障,确保伽马射线只发射到地层中。电阻率技术使作业者能够确定碳氢化合物的位置,计算水饱和度,并评估孔隙压力。中子密度技术确定了水饱和度、岩性和孔隙度。

这一阶段的开发成果还包括一个新的预防性维护程序,它可以追踪记录温度和振动频率,并相应地调整维护计划。最终,LWD的管柱成功在200℃温度下运行200小时,在210℃下支撑4个小时,无需采取降温措施,不断获取测井数据,这极大地减少了非生产时间以及在超高温高压环境下钻井的总体成本。

第二阶段结束时,一个完整的极端环境三重LWD系统已完成,并随时准备投入现场使用。 此外,在第二阶段研发时,工程团队还额外设计了一个6-3/4英寸的工具,以使高温LWD能够适用于直径为6~8-1/2英寸的井眼。

海上钻井任务

作为泰国湾海上高温高压钻井深入开发的一部分,该LWD系统已经完成了多个油井的测井。

H系统中的额定高温传感器已累计运行2932个小时,钻进74906米(245754英尺),其中包括在温度高于175℃的环境中运行了947个小时。作业团队完成了37次钻井活动,期间零次工具故障,零次盲向钻进,零次安全事故,非生产时间小于1%。

此外,钻井队钻的每口井都达到了总井深,并且没有使用任何降温措施,比如降低转速和控制机械钻速等。这项技术从总体上减少了28%的钻井时间,平均到每口井即减少了20小时钻井时间,等价于每口井节约15万美元,整个任务总体节约690万美元。

W公司创建的三重LWD系统,能够提供可靠的、高质量的油藏特性数据;定位地层中的产油带;能在世界温度最高的井下进行实时钻井调整。总结一句话就是,H LWD服务不仅能够提供可靠的高温高压井的测井数据,它还解除了额外起下井或采取降温措施的需求。

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