页岩气钻井、完井工艺组合介绍(中文)

API 16 ST
工程和作业设计
• 检查井筒几何尺寸 • 检查井况 • 作业前建模 • 管柱设计 • 实时数据采集
工程和作业设计
• 检查井筒几何尺寸 • 检查井况 • 作业前建模 • 管柱设计 • 实时数据采集
力模型
工程和作业设计
• 检查井筒几何尺寸 • 检查井况 • 作业前建模 • 管柱设计 • 实时数据采集
射孔第一间隔
压裂第一阶段
填塞和射孔
压裂期间
重复全部阶段
钻桥塞 连续油管钻桥塞
不压井完井
洗井和初始射孔运行-通过连续油 管进行油管传输射孔 传统填塞和射孔-电缆
连续油管待命，以便处理脱砂
在不压井条件下， 用带压修井机下采 油管柱
连续油管服务
页岩完井工作范围
• • • • 洗井 第一拟处理层的射孔 - 油管传输射孔枪 压裂过程中待命进行冲砂保障 多层隔离的时候，用来钻掉桥塞
寿命
工程和作业设计
• 检查井筒几何尺寸
• 检查井况 • 作业前建模 • 管柱设计 • 实时数据采集
工程和作业设计
• 检查井筒几何尺寸 • 检查井况
• 作业前建模
• 管柱设计 • 实时数据采集
工程和作业设计
• 检查井筒几何尺寸 • 检查井况 • 作业前建模 • 管柱设计 • 实时数据采集
Low Pressure低压? < 3500 PSI High Pressure高压? > 3500 PSI
液压模型
工程和作业设计
• 检查井筒几何尺 寸 • 检查井况 • 作业前建模 破裂/倒塌模型
• 管柱设计
• 实时数据采集
工程和作业设计
• 检查井筒几何尺寸 • 检查井况 • 作业前建模 • 管柱设计 • 实时数据采集
锥形 斜锥 直壁式 定制式
工程和作业设计
材料强度
• 检查井筒几何尺寸 • 检查井况 • 作业前建模 • 管柱设计
使用带压修井的原因
• • • • • • •
需要提升或不压井能力 需要旋转能力 需要紧凑-小的作业空间 需要处理不同的管径 需要大位移井能力 需要液压系统 需要保持不压井
带压修井对传统方法
标准修井机 是 是 可能的油层损害
液压修井机 否 否
额外的压井液成本
是
损失产量的成本
否
应用
• • • • • • 堵井选择 研磨/钻井 打捞 传输工具 封井 放置/回收桥塞 • • • • • • 酸化处理/增产 挤水泥 井控 二次完井 不压井完井 洗井/排液
工程和作业设计
• 选择合适的带压修井设备（不超过下压上提受力极限的 70%） • 为应用设计正确的工作管柱/工具 • 设计正确的流液和泵程序 • 设备设计（防喷器，返排管线，节流管汇等） • 运行程序 • 作业前模型（液压和力学)
作业前建模
• 组合程序能预测所有包含在作业设计的力和液压，并被分 配给顾客和卡德运营 • 服务于双方的最佳利益 1. 提升对顾客的信心 2.提升作业成功率 3.促进安全
大位移井
首要挑战-克服摩擦自锁
起作用的因素：
水平位移段长度 "狗腿"严重度 径向间隙 固定颗粒积聚
自锁探测
管道压力
流速
大位移井
井下牵引工具
降阻剂
井下震击器
大位移井 自锁探测
连接管带压修井 高强度，大外径连续油管 新技术
井下牵引工具
牵引工具类型： •连续夹持（轮子，链子或轨道） •往复把手
Welltec® Coiled Tubing Tractor®
页岩气钻井、完井工艺组合介绍
我们的愿望：无伤害文化
对人员无伤害 对环境无伤害 避免财产损失和浪费 持续改进 以优秀为目标
无伤害文化的原则
• 安全不是静止的，它是个动态的训练：练习的越多，就会 更幸运。
• 伤害和事故并不是不可避免的，却被认为是不可接受的。 • 一个安全的文化和氛围是从上到下贯彻的。
设备作业范围
Midland Kilgore
Broussard
Corpus Christi
设备作业范围
Rock Springs
Fruita
Appalachian
Seminole Vilonia Woodward Elk City McAlester
连续油管创新
• • • • • • 带电缆连续油管 压力传感校准系统 高压旋转设计 专利的高温高压井下连续油管马达 专利的欠平衡连续油管钻井 井下连续油管震击器
QT-800: 屈服强度8万磅/平方英寸 拉伸强度9万磅/平方英寸 QT-900: 屈服强度 9万磅/平方英寸 拉伸强度9.8万磅/平方英寸 QT-1000: 屈服强度10万磅/平方英寸
拉伸强度11万磅平方英寸
QT-1100: 屈服强度11万磅/平方英寸 拉伸强度12万磅/平方英寸
对H2S应用来说钢铁性能是很重要的
钻头重力: 0 lbs
8,934 ft
大位移井实例
#1油井
结果：
自锁深度
案例1：滑动 案例2：降阻剂 8,934 ft 10,395 ft
最大钻头重力
过早自锁 过早自锁
案例3：连续油管震击器
11,053 ft
过早自锁
案例4:连续油管牵引机 (3500 lbf) 案例5：带压修井 (2.875” WS)
在井眼轴向上提供牵引力 必须提供足够的牵引力来克服装载 的摩擦力 （1,700 - 3,500 磅力）能够串联 组合来增加牵引力
Schlumberger MaxTRAC® Tractor
井下牵引工具
限制： 较适用于套管内径一直的井眼 装置能够提供的针对井眼的摩擦力数量 装置能够提供的负起载重的牵引力数量
为什么选择卡德?
市场上最好的设备？ 行业内最好的人员？ 工程支持 - 区别
问题？
水平段: ~7,340 ft
大位移井实例
#1油井
• 常规滑动 • FR 0.3 • FR 0.25 • FR 0.23 • 轴应力 1700 – 3500 lbf • 地面施加扭矩
• 化学/机械降阻剂
• 震击器 • 连续油管牵引机 • 带压修井 – 2.875”WS
方案1：常规滑动 自锁深度:
大位移井实例 #1油井
•
海恩斯维尔页岩
在侧钻水平井及大位移井中的成功应用
提供连续油管服务和工程设计支持的整套服务
• •
连续油管 液压修井/带压作业
在高压高温条件下，使用辅助式和独立式的带压 作业设备的应用方面有着丰富的经验 为水平井压裂提供提供射孔和封堵 TTS（姐妹公司）提供各种井下工具，利用丰富 的经验和独特的思路，提供各种工程服务和支持 在非常规页岩储层的水平井多分段压裂中具有丰 富经验
Welltec® Coiled Tubing Well Tractor®
化学降阻剂
润滑剂
金属粘着润滑剂可以被放置于井筒几 何尺寸的故障点来降低井眼和连续油 管之间的摩擦系数
机械降阻剂
珠球系统
范例-
非磨蚀性球形颗粒作为轴承， 其尺寸从75 到850微米， 在700 degF保持热稳定， 变形阻力可达到 30,000磅/平方英寸。
电缆服务
在页岩气压裂完井的工作范围
• 初始阶段后的堵塞和射孔
电缆Fra Baidu bibliotek务
感兴趣的领域
• • • • 正确的深度对比 堵塞器选择 射孔密度 射孔相位分布
带压修井服务
页岩气完井工作范围
• 钻掉多层封隔堵塞（为大位移井可选择连续油管） • 完成不压井完井
定义不压井技术
关键词：不压井技术
1:在井口有压力的情况下，下入或者起出油道或钻管的过程 力平衡状态（或者 “轻管柱” 状态）下，需要加下压外力 来阻止管柱从井筒喷出 2:该词通常指使用带压修井机或不压井修井机来开展的服务。
• 电缆
• 井下工具划分
• 增产服务
水平钻井趋势
• 趋势：“水平井”钻井钻机的数量 • 二十世纪九十年代末期，大约40个钻井钻机，6%用于水平 钻井。到2008年5月，用于水平钻井的钻机数量增长至519 个，占总数的28%。最近两年也显示出在水平钻井方面巨 大的上升趋势。
水平钻井趋势
• 水平钻井是目前页岩储层采气的首选开采方法。 • 虽然在页岩中进行水平井钻井和完井仍需要技术的改进， 但是对于美国高速发展非常规资源的来说，这些井已经非 常重要。
Sun Drilling Products – Lubra-Glide “Z” Co-Polymer Beads
连续油管井下震击器
TTS-爬行器
震击器
震击器产生压力脉冲，可以刺激 全部连续油管管柱。通过震击工 具，压力脉冲被转换为轴应力。 这有助于改善重量转移和减少摩 擦，并因此延缓螺旋自锁。
震击器
• 实时数据采集
工程和作业设计
ORION DAS
管柱管理 疲劳分析
力的相互作用
实时作业分析
更安全的操作
大位移井实例 #1油井
目标：水平井中钻掉多个压裂封隔器 套管: 5-1/2” 17 lb/ft (ID 4.892”) 测量深度: 12,695 ft 垂直深度: 4,612 ft 垂直段: ~4,160 ft 造斜段: ~1,190 ft
未检测
< 3,500 lbf
未检测
8,900 lbf
大位移井实例 #1油井
液压模型
环空流体流速必须超过粒子沉降 速度 垂直段 – 2 to 1 造斜段 – 4 to 1 水平段 – 6 to 1
大位移井实例 #1油井
液压模型
环状流速必须超过粒子沉降速 度 垂直段 – 造斜段 – 水平段 – 2 to 1 4 to 1 6 to 1
震击器
对扣油管的带压修井
在大位移井情况下，带压修井是非 常成功的 在多层的水平井压裂过程中，在连 续油管自锁后，用于帮助连续油管 解卡 对扣油管提供更强的机械性能，以 及地面施加扭矩的能力
新技术
旋转连续油管 • 帮助水平运动 • 清除阻碍的碎屑 • 增加钻头上的重力
• 移动鹅颈管减少弯曲同相轴，增加管线
无伤害文化的原则
• 聚焦于风险暴露而非结果，可以提高安全绩效，并有助于 安全绩效管理。
• 员工参与是最基本的，而且会得到鼓励和支持。 • 对于提高安全努力和绩效来说，测量、标准和反馈的可说 明性是必须的。
• 连续油管 • 电缆 • 带压修井
目标
•连续油管服务
•带压修井服务 •电缆服务
页岩气完井服务程序
连续油管大位移井的经验
• • 巴奈特页岩 马塞卢斯页岩
发现于德克萨斯州，经常被称作美国最大 的天然气气田 发现于美国（宾夕法尼亚州）东部阿巴拉 契亚山脉地区 发现于阿克玛盆地的阿肯色州边，是美国 第二大产油的页岩层
•
费耶特维尔页岩
•
巴肯页岩
发现于北美威利斯顿盆地岩层 位于路易斯安那州和东德克萨斯州，并延 伸至阿肯色州