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Cameron打通压裂“经络” 充分调用压裂资源

Cameron打通压裂“经络” 充分调用压裂资源

水力压裂是油气开发的神器,但在现有的压裂作业模式下,压裂作业队伍和压裂设备大部分时间处于空闲状态,造成了压裂资源的极大浪费。油服巨头Cameron的压裂管汇系统克服了上述缺点,极大的提高了压裂资源的利用率,在低油价的今天,可谓意义巨大。

对于单井完井作业而言,作业所需的昂贵资源在大部分时间是处于空闲状态。封隔桥塞的下入和固定、射孔枪在两个射孔点之间的切换、电缆和射孔枪传输器的复位、封隔井中防喷管等所有作业,会导致压裂作业队伍和压裂设备的利用效率低下,从而造成巨大的资源浪费和高昂作业成本。

水力压裂设备和压裂技术人员的费用十分昂贵,估计最高占一口井总成本的30%。

压裂管汇与T型接头和阀门配合使用,其可安装在压裂泵输出泵头的下端,也可安装在每一台压裂树上端。从压裂管汇的主管线开始,压裂专用供液管线安装在每口井上部的弯头上。

采用这样的安排方式,压裂管汇可快速封隔已经完成压裂的井段和需要修井(下封隔桥塞和射孔)的井段,并使下一压裂循环的压裂液进行转向。另外其利用控制阀门提高液体转向速度,无需手动调节,降低了安全方面的风险。

压裂管汇的这种使用方式被称为“拉链式压裂”,从第一口水平井的趾端压裂到最后一口水平井的跟端压裂的整个过程中实现了压裂设备和压裂作业队伍的连续利用。因此,压裂资源的利用效率有了质的飞跃,油气井的整体经济效益也有了质的提高。

压裂管汇设计

为满足井口的各种安装需求,该压裂管汇可以根据实际需求进行自由组合和安装。压裂过程中的需求变化主要有压裂泵的泵注能力、压裂管线的公称尺寸、压裂树的公称管径大小等。

压裂管汇的常规组件包括短管、三通、四通、闸阀和弯头等。为了适用不同压裂作业的井数量和井距、压裂管线的布置、想要实现的压裂规模等,可以按照不同的配置方式安装这些组件。另外,Cameron公司(现为斯伦贝谢旗下子公司)还为压裂管汇配备了确保阀门安全使用的安全梯和工作台。

Cameron公司的压裂管汇采用模块化、灵活多变的设计方式,能够衍生出大量的不同形式的管汇组合。管汇的每个部件可以垂直排列或者水平排列,甚至可以以任何角度来排列,一般有一到两个闸阀(通常为两个)。每次运行时可通过中央控制面板激活其中一个闸阀,从而能够远程快速控制的压裂管汇,而第二个闸阀一般为手动闸阀,可作为备用阀门。

特点和优势

1.提高了操作的安全性能:流线型的管汇设计降低了井场管线的杂乱程度。液压驱动闸阀允许远程操作,可避免操作人员接触潜在的高压管线;
2.增加了每天压裂的层/段数:允许多井同时连续作业,提高了泵注机组的利用率;
3.操作方便:液压阀可远程控制管汇阀门,使流体按照预定管线流动;
4.减少了起、下工具的次数:这种管汇设计方式可同时控制多口井中的液体流动情况,压裂段与段之间的切换作业无需起、下工具;
5.减少了停泵时间:对一口井进行压裂作业的同时,其他井可进行电缆下桥塞作业;
6.减少了多重压裂所需的管线:泵注设备为单入口式,可明显减少泵注所需的管线数量。

产品规格

1.最大作业压力:15000 psi;石油圈原创www.oilsns.com
2.最高作业温度等级(API):P+ U;石油圈原创www.oilsns.com
3.产品规格等级:PSL-1、-2、-3;石油圈原创www.oilsns.com
4.公称管径尺寸:71/16英寸、 51/8英寸、41/16英寸。石油圈原创www.oilsns.com

单线技术

该单线技术在许多方面具有重大升级:

1.相对于可选择的传统压裂作业方式,该技术更具成本效益;
2.组装迅速,降低了作业费用和非生产时间;
3.显著降低了工作场地中设备的杂乱程度;石油圈原创www.oilsns.com
4.配备有传统工具所用的标准法兰,无需使用大锤,不存在潜在的冲击破坏。

压裂阀

压裂作业环境之恶劣正如其名。引入“拉链式压裂”后,安装在压裂管汇上的闸阀可提供持续服务,该阀可以在连续数天甚至数周的时间内,在高压控制、大液流量、磨蚀性较强的压裂液的恶劣作业环境下保持良好性能。

特点:

1.可使压裂设备受腐蚀和侵蚀的程度达到最小;
2.CRA嵌入基座凹槽和环槽以提供额外保护;
3.“零倾斜角”的导流孔可以减轻湍流引起的严重侵蚀作用;
4.含有用于冲洗和润滑阀体内腔的两个油嘴。

案例研究

背景介绍

随着水平井和水力压裂技术的联合使用,油气行业爆发了“页岩气革命”。然而,压裂施工队伍和施工设备的高昂成本却大大影响了其利润和经济效益。在压裂作业中,若不能充分利用压裂施工队伍和施工设备会是以一种巨大的资源浪费,并将产生高昂的成本。
挑战

英国哥伦比亚省东北部进行压裂作业的油服巨头Cameron公司为应对上述挑战,提出了一种更好地利用昂贵的增产设施的方法,从而能够增加每天的压裂次数。若使用现在已有的常规压裂方法,平均每天可以压2段,每段的填砂量为200吨。

解决方案

这种压裂管汇设计方式实现了压裂施工人员和压裂机组的持续利用。其可以通过提前连接管汇出口和多个压裂树的弯头(即改变管汇的输送方向)来实现,因此就可交替完成多口井的封隔桥塞的下入和新压裂层段的射孔作业。

结果

每天的压裂完井作业可达到4层/段,每段的填砂量为200吨。压裂段与段之间的切换时间降至了最短。

这种管汇设计方式高度模块化,极易适应不同井场的总体布局。也可迅速更换阀门和部件来进行离线修理。为了便于运输和提高作业安全性,管汇橇装还配备了工作台和扶手。

总体而言,Cameron公司的压裂管汇在施工运营和经济效益上已经取得了一定成功。设备的耐磨损或抗腐蚀性能显著增强,压裂1500多段以后的设备磨损量也极其微小。

译者/辜富洋 编辑/魏亚蒙

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柠檬
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。如需获取更多技术资料,请联系我们。