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压裂技术进展或缓解低成本窘境(上)

压裂技术进展或缓解低成本窘境(上)

可溶解压裂球能够避免压裂后的磨铣操作,低成本压裂砂也同样发挥了降低成本的作用。

编译 | 惊蛰 影子

当前,油气勘探与开发公司优先考虑投资非常规资源,服务公司也紧跟风潮,加速推进完井技术发展,以满足开发商不断增长的技术需求。在持续的技术创新中,开发商的态度非常明确,即进一步降低成本是绝对必要的。“情况不再只是新技术可以为运营商带来什么改变,而是它将如何影响桶油成本。”Enventure的销售总监Mark Villarreal说。

为了实现降低成本的目标,许多开发商逐渐开始使用作业区附近的压裂砂进行压裂。 这可以将支撑剂成本降低50%以上。Wood Mackenzie预计美国支撑剂市场的一半已经被作业区附近砂子占据。

对于开发商来说,在作业区附近采购压裂砂有利于降低成本,但对一些压裂砂供应商来说却压力骤增,尤其是那些远离作业区且此前供砂量大的厂商(以美国北方的压裂砂供应商为代表)。Forbes说:“尽管这些公司目前还在向各地的作业现场提供砂子,例如北美的Bakken和Marcellus区块,但可以预见的是,他们即将迎来“寒冬”。

“另外一个开发商逐渐采用的将本方式是完井材料自主采购。在过去几年中,自主采购是一个重大的趋势,而且取得了不错的效果,作业效率、控制能力和成本都得到了优化,越来越多的开发商都更倾向于这种模式。不远的未来,在大多数情况下,压裂公司或许只负责提供压裂泵和作业人员。”

与此同时,另一个新趋势——电动压裂,也正逐渐兴起。开发商发现,通过电力代替柴油驱动压裂设备,能够降低成本、提高效率。无论是压裂时间或是每天的压裂级数,电动压裂都能提高15%-20%的效率。此外,电动压裂还具有设备占地面积小、排放少、噪音低等优势。目前,已经有几家服务商提供电动压裂服务,他们称其为“清洁压裂”。虽然此类设备的投入非常巨大,但这是压裂行业不可避免的趋势,改变正在发生。

优质隔离工具 实现高效产层激活

BHGE推出的OptiStriker跨式封隔器能够隔离特定产层,压裂液和支撑剂的应用针对性更强,对于一次压裂作业中没有完成激活的产层尤其有效。在德克萨斯Ector,开发商利用其进行二次增产作业,利用化学药剂成功激活特定的射孔簇。在这口15级的井中,每个产层都具有一个单独的射孔簇,每个射孔簇的作业压力都不同。

压裂技术进展或缓解低成本窘境(上)

BHGE 的OPTISTRIKER封隔器能够隔离特定射孔簇,更好的完成压裂液和支撑剂部署,对于一次压裂增产作业中无法有效激活的产层非常有效。

此次作业的目标是提高该井产量,开发商怀疑经过多年的生产,每个产层的射孔都已被堵塞。每个射孔簇被注入酚酸混合物30bbl,泵入速率5-8bbl/min,地面泵入压力为5600psi。“在15级射孔簇的激活作业中,增效液体注入速率稳定,没有发生压力剧烈波动,注入都在高压条件下完成,该井增产作业非常成功。”

此次作业使用尺寸为2 7/8-in的OPTISTRIKER,其在每级产层之间的移动耗时仅为16min(平均)。

此外,为了提高压裂作业效率,解决封堵-射孔作业中不同的技术问题,BHGE还推出了SPECTRE分解压裂桥塞和MILLITE轻型压裂桥塞。SPECTRE是一款可自动分解的压裂桥塞,针对低温作业环境设计,在温度低至37°C条件下可用,目前SPECTRE在北美的诸多油田中得到了广泛应用。

压裂技术进展或缓解低成本窘境(上)

BHGE的 SPECTRE压裂桥塞可完全溶解,专门针对低温作业环境,温度可低至37°C.在Permian地区,其累积节约磨铣/清洗时间27个小时。

“直到2018年,业内才出现了一款集合化学、合金学和橡胶学的压裂桥塞,其能够满足低温、低盐度的作业环境,目前主要应用与Permian地区。”

在Permian的一次作业中,开发商在一口井中使用了49个SPECTRE桥塞。在压裂作业完成后一天,连续油管作业确认43个桥塞已经完全降解。剩余的6个桥塞平均每个磨铣时间仅为30秒,与其它两个临井作业相比,SPECTRE为开发商节约了将近27个小时的作业时间。

MILLITE轻型压裂桥塞也即将投入应用,其采用了特殊合金技术,重量要比重型卡瓦式复合压裂桥塞轻70%左右。“MILLITE长度仅为13in,是当前市场上最短的桥塞之一。”

压裂技术进展或缓解低成本窘境(上)

MILLITE压裂桥塞要比常规复合桥塞轻70%左右,其长度仅为13in,是业内最短桥塞之一。在最近的一次应用重,MILLITE的下入速率达到750 ft/min,所有22个桥塞都无需磨铣清除。

另外,MILLITE桥塞采用了耐磨设计,具有防预置功能,即使下入速率很高也可发挥作用。“在以往的作业中,许多桥塞在下入过程中接触砂子或在套管接箍变形段(由于扭矩过大)会提前预置,即发生变形或分解等问题。我们进行了多次测试,结果表明MILLITE不会发生这种问题。”

MILLITE还具有另外一个优点,可以降低马达故障几率。在以往的作业中,桥塞的不完全磨铣会造成井下磨铣马达故障,而更换井下作业工具组合会浪费大量时间和成本。

在Colorado的一次作业中,开发商在一口量深10,800 ft、垂深4,400 ft井中使用MILLITE。在此次封堵-射孔完井计划中,共使用22个MILLITE桥塞,由于其具有耐磨、防预置特性,下入速度高达750 ft/min。压裂完成后,所有22个桥塞都顺利磨铣,没有发生马达故障,节约了增产作业时间,连续油管循环清洗时间降至最低。

目前,MILLITE已经广泛用于Permian, Eagle Ford, Haynesville, Mid-Continent, Marcellus和DJ Basins等地区。

拥抱可溶解技术带来的红利

相比于低迷时期,虽然油价在2018年有所反弹,但开发商并没有放弃控制开发成本。“各大开发商正努力提高工作效率,希望在不影响运营的情况下降低成本,”Halliburton非常规完井经理Todd Broome表示。

在这样的大环境下,许多在之前不愿接纳可溶解技术的公司现在也开始进行此类技术应用尝试。其它少数尝到过甜头的公司现在已经将其作为一种常规工具。

Halliburton的Illusion Spire可溶解压裂桥塞技术建立在常规Illusion压裂桥塞基础之上,但是总长度减小了32%,内径增加了45%,泵入效率更高,回流效果更好。

压裂技术进展或缓解低成本窘境(上)

与常规Illusion桥塞相比,Halliburton的新一代Illusion Spire可溶解桥塞技术尺寸缩短32%,内径增加45%,泵入效率更高,回流效果更好。

该桥塞的核心优势是可溶解,无需磨铣即可自行消失。“在射孔作业完成后,通常要进行洗井,将井筒中残留支撑剂、压裂砂等移除。在Illusion Spire的帮助下,开发商无需进行桥塞磨铣作业,整体作业进程推进更快。在长水平井作业中,不能在井筒底部向钻头施加太大的作用力,可溶解技术的优势就显得非常重要。”

Illusion Spire可溶解桥塞目前已经广泛用于Northeast,Permian,Mid-Continent和南德克萨斯等地区。Halliburton表示,利用该桥塞,每级作业可节约15-20min时间,另外每口井还会节约半天的泵入时间和3,000-5,000 bbl的压裂液。

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