Хорошо известно, что постепенные улучшения спортивных результатов могут привести к созданию команды-победителя. Нефтедобывающая промышленность не является исключением, и важно воспользоваться этим потенциалом, чтобы избежать ненужных затрат на вмешательство. Независимо от цен на нефть, наша отрасль сталкивается с экономическим и социальным давлением, требующим максимальной эффективности.
В современных условиях извлечение последней баррели нефти из существующих месторождений путем повторного ввода в эксплуатацию и бурения ответвлений в существующих скважинах является разумной и экономически эффективной стратегией – при условии, что это можно осуществить экономически эффективно. Бурение с использованием гибких труб (CT) – это недооцененная технология, которая повышает эффективность во многих областях по сравнению с традиционным бурением. В этой статье описывается, как операторы могут воспользоваться преимуществами повышения эффективности, которые может обеспечить CTD, для снижения затрат.
Успешный вход на рынок. На сегодняшний день технология бурения с использованием гибких труб (CTD) нашла две успешные, но разные ниши на Аляске и Ближнем Востоке (рис. 1). В Северной Америке эта технология пока не получила широкого распространения. Также известная как бесбуровое бурение, технология CTD описывает, как она может использоваться для извлечения запасов, обходных трубопроводов, с низкими затратами; в некоторых случаях срок окупаемости новой ветки может измеряться месяцами. Технология CTD может использоваться не только в недорогих приложениях, но и благодаря своему преимуществу для операций с пониженным давлением обеспечивает операционную гибкость, которая может значительно повысить вероятность успеха каждой скважины на истощенном месторождении.
Технология CTD используется в бурении с пониженным давлением для увеличения добычи на истощенных традиционных нефтегазовых месторождениях. Это применение технологии очень успешно реализовано на низкопроницаемых, падающих пластах на Ближнем Востоке, где количество буровых установок CTD постепенно увеличивалось в последние несколько лет. При использовании CTD с пониженным давлением его можно повторно запускать как в новые, так и в существующие скважины. Еще одно крупное успешное многолетнее применение CTD — на Северном склоне Аляски, где технология CTD обеспечивает недорогой метод повторного ввода в эксплуатацию старых скважин и увеличения добычи. В этом случае технология значительно увеличивает количество баррелей, доступных для производителей на Северном склоне.
Повышение эффективности приводит к снижению затрат. Метод CTD (гибкие трубы) может быть более экономически выгодным, чем традиционное бурение, по двум причинам. Во-первых, это отражается на общей стоимости барреля, поскольку при использовании CTD требуется меньше повторных проходов, чем при бурении новых скважин. Во-вторых, это связано со снижением вариабельности стоимости скважины благодаря возможности адаптации к гибкой трубе. Вот различные преимущества и выгоды:
Последовательность операций. Возможно бурение без буровой установки, с использованием CTD-трубопроводов для всех операций или с комбинацией буровых установок для капитального ремонта скважин и гибких труб. Решение о способе реализации проекта зависит от доступности и экономической целесообразности поставщиков услуг в данном районе. В зависимости от ситуации, использование буровых установок для капитального ремонта скважин, установок для каротажа и гибких труб может обеспечить множество преимуществ с точки зрения времени безотказной работы и затрат. Общие этапы включают:
Этапы 3, 4 и 5 можно выполнить с использованием комплекта CTD. Остальные этапы должны быть выполнены бригадой по капитальному ремонту. В случаях, когда использование буровых установок обходится дешевле, выход обсадных труб может быть выполнен до установки комплекта CTD. Это гарантирует, что оплата за комплект CTD будет произведена только тогда, когда будет обеспечена максимальная стоимость.
В Северной Америке наилучшим решением обычно является выполнение этапов 1, 2 и 3 на нескольких скважинах с использованием буровых установок для капитального ремонта скважин до начала работ по установке CTD-системы. Работы по установке CTD-системы могут длиться от двух до четырех дней, в зависимости от целевого пласта. Таким образом, после установки CTD-системы может последовать ремонтная блокировка, и затем работы по установке CTD-системы и ремонтная блокировка выполняются одновременно.
Оптимизация используемого оборудования и последовательности операций может существенно повлиять на общую стоимость работ. Места, где можно сэкономить, зависят от местоположения объекта. В некоторых случаях рекомендуется использовать бесбуровые работы с применением установок для капитального ремонта скважин, в других – оптимальным решением может быть использование установок для работы с гибкими трубами.
В некоторых регионах экономически целесообразно иметь две системы возврата жидкости и установить вторую одновременно с бурением первой скважины. Затем жидкость из первой скважины перекачивается во вторую скважину с помощью бурового комплекта. Это минимизирует время бурения каждой скважины и снижает затраты. Гибкость гибких труб позволяет оптимизировать планирование для максимизации времени безотказной работы и минимизации затрат.
Непревзойденные возможности контроля давления. Наиболее очевидное преимущество CTD — это точный контроль давления в скважине. Гибкие трубные установки предназначены для работы в условиях пониженного давления, и как при пониженном давлении, так и при бурении в таких условиях в стандартной комплектации могут использоваться дроссели BHP.
Как уже упоминалось ранее, также возможен быстрый переход от буровых работ к работам с контролируемым избыточным давлением, а затем к работам с недостаточным давлением. В прошлом считалось, что возможности бурения с помощью CTD-инструментов ограничены по длине горизонтального участка. В настоящее время ограничения значительно возросли, о чем свидетельствует недавний проект на Северном склоне Аляски, протяженность которого в поперечном направлении превышает 7000 футов. Этого можно достичь, используя непрерывно вращающиеся направляющие, катушки большего диаметра и инструменты с большей длиной в компоновке бурового инструмента.
Оборудование, необходимое для установки CTD-системы. Необходимое оборудование для установки CTD-системы зависит от месторождения и от необходимости выбора режима понижения давления. Изменения происходят в основном на обратной стороне потока жидкости. Простое соединение для впрыска азота легко устанавливается внутри насоса, готовое к переключению на двухступенчатое бурение при необходимости (рис. 3). Азотные насосы легко мобилизуются в большинстве регионов США. Если возникает необходимость переключения на бурение с пониженным давлением, требуется более продуманная инженерная разработка на обратной стороне для обеспечения эксплуатационной гибкости и снижения затрат.
Первым компонентом после противовыбросового устройства является дроссельный коллектор. Это стандартное устройство для всех операций бурения с использованием конусной арматуры, применяемое для контроля забойного давления. Следующим устройством является разветвитель. При работе в условиях избыточного давления, если снижение давления не ожидается, можно использовать простой газоотделитель, который можно обойти, если ситуация с контролем скважины не решена. Если ожидается снижение давления, можно с самого начала установить трехфазные или четырехфазные разветвители, или же бурение можно остановить и установить полноценный разветвитель. Разветвитель должен быть соединен с сигнальными факелами, расположенными на безопасном расстоянии.
После сепаратора будут установлены резервуары, используемые в качестве котлованов. По возможности, это могут быть простые открытые резервуары для гидроразрыва пласта или парки резервуаров для добычи. Из-за небольшого количества осадка при повторной установке CTD нет необходимости в виброситах. Осадок осядет в сепараторе или в одном из резервуаров для гидроразрыва пласта. Если сепаратор не используется, установите в резервуаре перегородки, чтобы помочь разделить канавки переливного порога сепаратора. Следующий шаг — включить центрифугу, подключенную к последней ступени, для удаления оставшихся твердых частиц перед рециркуляцией. При желании в систему резервуар/котловина может быть включен смесительный резервуар для смешивания простой системы бурового раствора без твердых частиц, или в некоторых случаях можно приобрести предварительно смешанный буровой раствор. После первой скважины должна быть возможность перемещать смешанный раствор между скважинами и использовать систему бурового раствора для бурения нескольких скважин, поэтому смесительный резервуар нужно устанавливать только один раз.
Меры предосторожности при использовании буровых растворов. Существует несколько вариантов буровых растворов, подходящих для CTD-бурения. Главное — использовать простые жидкости, не содержащие твердых частиц. Ингибированные рассолы с полимерами являются стандартными для применения в условиях избыточного или контролируемого давления. Такой буровой раствор должен стоить значительно дешевле, чем буровой раствор, используемый на обычных буровых установках. Это не только снижает эксплуатационные расходы, но и минимизирует любые дополнительные затраты, связанные с убытками в случае аварии.
При бурении с пониженным давлением может использоваться либо двухфазный, либо однофазный буровой раствор. Выбор зависит от пластового давления и конструкции скважины. В качестве однофазного раствора для бурения с пониженным давлением обычно используется вода, рассол, нефть или дизельное топливо. Вес каждого из них может быть дополнительно снижен за счет одновременного впрыскивания азота.
Бурение с пониженным давлением может значительно улучшить экономические показатели системы за счет минимизации повреждения/загрязнения поверхностного слоя. Бурение с использованием однофазных буровых растворов часто кажется на первый взгляд менее затратным, но операторы могут значительно улучшить экономические показатели, минимизируя повреждение поверхности и исключая дорогостоящую стимуляцию, что в конечном итоге увеличит добычу.
Примечания к компоновке бурового инструмента (BHA). При выборе компоновки бурового инструмента (BHA) для установки CTD необходимо учитывать два важных фактора. Как упоминалось ранее, особенно важны время сборки и развертывания. Поэтому первым фактором, который следует учитывать, является общая длина компоновки бурового инструмента (BHA), рис. 4. Компоновка бурового инструмента должна быть достаточно короткой, чтобы полностью перекрывать главный клапан и при этом надежно фиксировать эжектор на клапане.
Последовательность развертывания включает в себя: установку компоновки бурового инструмента в скважину, размещение инжектора и лубрикатора над скважиной, сборку компоновки бурового инструмента на головке наземного кабеля, втягивание компоновки в лубрикатор, перемещение инжектора и лубрикатора обратно в скважину и соединение с противовыбросовым устройством. Такой подход исключает необходимость использования поворотной платформы или системы сброса давления, что делает развертывание быстрым и безопасным.
Второй важный фактор — тип буримого пласта. В CTD-бурении ориентация забоя инструмента направленного бурения определяется направляющим модулем, который является частью буровой компоновки. Ориентатор должен уметь непрерывно перемещаться, то есть вращаться по часовой или против часовой стрелки без остановки, если это не требуется буровой установкой направленного бурения. Это позволяет пробурить идеально прямую скважину, максимально используя осевую нагрузку и боковой радиус действия. Увеличение осевой нагрузки облегчает бурение длинных или коротких участков скважины с высокой скоростью проходки.
Пример Южного Техаса. В сланцевых месторождениях Игл-Форд пробурено более 20 000 горизонтальных скважин. Разработка месторождения ведется уже более десяти лет, и количество малорентабельных скважин, требующих консервации и ликвидации, постоянно растет. Разработка месторождения ведется уже более десяти лет, и количество малорентабельных скважин, требующих консервации и ликвидации, постоянно растет. Месторождение активно существует уже более десяти лет, и количество малорентабельных скважин, требующих P&A, увеличивается. Разработка месторождения ведется уже более десяти лет, и количество малорентабельных скважин, требующих консервации и ликвидации, постоянно растет.该戏剧已经活跃了十多年，需要P&A 的边缘井数量正在增加。 P&A 的边缘井数量正在增加. Месторождение активно существует уже более десяти лет, и количество краевых скважин, требующих P&A, увеличивается. Разработка месторождения ведется уже более десяти лет, и количество горизонтальных скважин, требующих консервации и ликвидации, постоянно растет.Все скважины, предназначенные для добычи сланцевого месторождения Игл-Форд, будут проходить через меловые отложения Остин, хорошо известный пласт, который на протяжении многих лет обеспечивает добычу углеводородов в промышленных масштабах. Создана инфраструктура для использования любых дополнительных объемов нефти, которые могут быть выпущены на рынок.
Бурение в меловых отложениях в Остине сопряжено с большими потерями. Карбоновые формации трещиноваты, и при пересечении крупных трещин возможны значительные потери. Для бурения обычно используется буровой раствор на нефтяной основе, поэтому стоимость потерянных ведер бурового раствора может составлять значительную часть стоимости скважины. Проблема заключается не только в стоимости потерянного бурового раствора, но и в изменении себестоимости скважин, что также необходимо учитывать при составлении годовых бюджетов; за счет снижения изменчивости стоимости бурового раствора операторы могут более эффективно использовать свой капитал.
В качестве бурового раствора можно использовать простой бессолевой рассол, который позволяет контролировать давление в скважине с помощью дроссельных клапанов. Например, подойдет 4%-ный раствор KCl, содержащий ксантановую камедь в качестве связующего вещества и крахмал для контроля фильтрации. Вес раствора составляет примерно 8,6-9,0 фунтов на галлон, а любое дополнительное давление, необходимое для создания избыточного давления в пласте, будет подаваться на дроссельный клапан.
В случае утечки бурение может быть продолжено; если утечка приемлема, дроссель может быть открыт для приближения циркуляционного давления к пластовому давлению, или же дроссель может быть закрыт на некоторое время до устранения утечки. С точки зрения регулирования давления, гибкость и адаптивность гибких труб значительно превосходят возможности обычных буровых установок.
Еще одна стратегия, которую можно рассмотреть при бурении с использованием гибких труб, — это переход к бурению с пониженным давлением сразу после пересечения высокопроницаемой трещины, что решает проблему утечек и поддерживает продуктивность трещины. Это означает, что если трещины не пересекаются, скважину можно закончить в обычном режиме с низкими затратами. Однако, если трещины пересекаются, пласт защищен от повреждений, и добычу можно максимизировать за счет бурения с пониженным давлением. При наличии соответствующего оборудования и правильной траектории бурения на месторождении Остин-Чалка можно пробурить более 7000 футов.
Обобщить. В этой статье описываются концепции и соображения, которые необходимо учитывать при планировании недорогих работ по повторному бурению с использованием компьютерной томографии (КТ). Каждое применение будет немного отличаться, и в этой статье рассматриваются основные соображения. Технология КТД достигла зрелости, но ее применение было ограничено двумя конкретными областями, которые поддерживали эту технологию на ранних этапах ее развития. Теперь технологию КТД можно использовать без финансовых затрат на долгосрочные работы.
Потенциал роста. Сотни тысяч действующих скважин рано или поздно придется остановить, но за трубопроводом по-прежнему находятся коммерчески значимые объемы нефти и газа. Технология CTD (Continuous Deployment Development – ​​транспортировка в обводные каналы) позволяет отсрочить выбросы и обеспечить наличие запасов в обходных каналах с минимальными капиталовложениями. Кроме того, бочки с газом могут быть доставлены на рынок в кратчайшие сроки, что позволяет операторам воспользоваться высокими ценами в течение нескольких недель, а не месяцев, и без необходимости заключения долгосрочных контрактов.
Повышение эффективности приносит пользу всей отрасли, будь то цифровизация, улучшение экологической обстановки или совершенствование производственных процессов. Гибкие трубы сыграли свою роль в снижении затрат в некоторых регионах мира, и теперь, когда отрасль меняется, они могут обеспечить те же преимущества в более крупных масштабах.