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自動化可大大提高特拉華州的完井效率
2019年12月05日    閱讀量:1124    新聞來源:中國牛涂網-涂料,化工,機械,建材,行業資訊門戶網站  |  投稿

由于西德克薩斯州的運營商Primexx Energy Partners采取了一項激進的計劃來劃定并開發其在里夫斯縣的特拉華盆地面積,該公司已利用新技術來提高完井和增產作業的效率并節省大量成本。唐寧的新型“自由系列”完成系統(FSCS)是幫助Primexx通過將每天的工作臺數增加20%至60%來顯著減少就職天數的關鍵因素,從而顯著降低了成本并節省了時間。


PRIMEXX操作

Primexx是一家私有獨立運營商,專門致力于開發特拉華盆地的Wolfcamp頁巖儲層涂料在線coatingol.com。該公司持有約42,000英畝的土地租賃權,產量為20,000 bopdd和40 MMcfgdd,高于2017年黑石集團(Blackstone Group)的投資啟動開發活動時的500 bopd和2 MMcfgdd。Primexx的鉆探活動使兩到三個鉆機連續運轉,并且至少有一個壓裂機組致力于完井。該公司已安裝了超過400英里的水和天然氣收集管道。兩個水處理設施提供了80,000 bpd的再生水,壓縮站將天然氣輸送到高壓天然氣銷售管道。

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與中部中部盆地相比,特拉華盆地地層需要更高的壓裂壓裂力。壓裂壓力高達13,500 psi,在整個泵送過程中平均至少為10,500 psi。為了控制壓力,Primexx使用額定值為15,000 psi的壓裂煙囪。這種高壓操作是壓裂泵機組的一項苛刻應用,因此保持足夠的泵功率運行以完成每個階段非常重要。對于Primexx,最重要的效率目標是優化壓裂車隊的馬力。


早期技術采用者

Primexx首席運營官Sam Blatt說:“我們是一家只有50名全職員工的小公司,因此我們在采用技術來提高效率方面是一個快速的步伐。” “我們依靠行業合作伙伴,并且在選擇像唐寧這樣的供應商時非常有選擇性,他們選擇了與我們一樣的方法以及對安全性和運營效率的承諾。” Primexx集成服務計劃經理Phillip Douget補充說:“更高的技術具有更高的單價,但它可以創造運營效率,比增加成本節省更多的錢。


為了提高效率,正在進行的工作包括采用拉鏈歧管依次壓裂兩個或更多井。無油(涂有聚四氟乙烯的電纜),可加快電纜運行速度,并且無需加脂拖車;以及集成的可尋址射孔槍系統,無需現場組裝。原位球復合壓裂塞用于消除井底第一階段后的球滴。泵送操作是自動化的,因此計算機可以控制泵的增壓方式,而無需手動操作,從而提高了效率并減少了油耗。該公司還使用創新的水管理,現場基礎設施和水循環利用,在其抽水作業中使用80%的生產和回流水。


2018年,包括公司總裁Brian Wiesner在內的Downing代表向Primexx管理層作了一次演講,展示了Freedom系列完成系統如何顯著改善即插即用完成操作。唐寧表示,他們可以減少通常需要45分鐘才能完成的有線交換。不到五分鐘,同時降低了人員安全風險。”布拉特說。“我們決定在我們的下一口井中使用它。”


到2019年夏季,Primexx在15個單井和多井墊上使用完井系統,其中包括里夫斯縣的5井墊。在每種情況下,FSCS都使Primexx在其即插即用完成計劃上實現了顯著的運營改進。


Primexx鉆井和完井總監James Wilhoit表示:“提高鉆井效率曾經是頭等大事,但是現在,在長水平井的鉆井效率達到極限之前,直到出現一些新技術突破為止。” 完成就是現在要節省的地方。Frac工作每天的費用為60萬至70萬美元。我們最大的挑戰是優化可用功率以連續泵送并盡快完成壓裂作業。” Wilhoit補充說:“即使操作員按階段向泵送供應商付款,每小時的相關輔助費用也很多與設備和人員一起在現場度過。”


完美插入的效率低下

塞孔技術是北美頁巖和致密油層中最普遍的完井方法。該方法提供了使用射孔槍精確確定裂縫位置的能力。在完成過程中調整舞臺間距;在階段之間實現區域隔離;并在水平井中完成一百個或更多階段。


盡管首選,但傳統的即插即用方法效率極低,并且需要人員在紅色區域中高空工作。傳統的有線工具部署涉及三個步驟。首先,壓裂樹上的工作閥由紅色區域操作員手動關閉。有線操作員拿起噴槍組件,將其懸掛在壓裂頭和紅色區域操作員上方。接下來,紅色區域操作員安裝電纜潤滑器,使用后側泵對其加壓。然后對壓裂鐵進行壓力測試,如果成功,則打開工作閥,然后將電纜工具放下井中。此過程需要30到45分鐘。如果測試不成功,則需要更多時間來發現并修復熨斗中的泄漏。


穿孔后再拉動電纜工具同樣耗時,大約需要30至45分鐘。每個階段。紅色區域的操作員手動關閉工作閥,松開注油器,放出壓力。(在此步驟中,關閉鋼絲繩上的閥門會切斷鋼絲繩,從而導致昂貴的捕魚工作和至少一天的非生產時間或NPT。)如果需要一個球,紅色區域的操作員將其扔到拭子閥,然后安裝壓裂頭蓋。然后對壓裂鐵進行壓力測試,如果成功,則紅色區域操作員手動打開拭子閥,使球下降到井眼并落入壓裂塞上,開始進行壓力抽送。


布拉特說:“壓裂作業和電纜作業之間浪費了很多時間。” “每口井總共要花費幾天的時間,并且一年中總共要浪費數周的時間。”


完成系統創新


圖1的FS完成系統(FSCS)旨在極大地提高即插即用操作期間處理電纜工具的效率和安全性。該系統位于壓裂頭和潤滑器之間,由多腔閥,快速連接閂鎖和自動落球器組成。液壓致動閥產生三個腔室,這些腔室可通過計算機從控制室進行遠程操作。快速連接的閂鎖使潤滑器可以連接至壓裂樹,而無需人員在紅色區域中進行高空工作。此外,控制室還包括一個液壓潤滑單元,該潤滑單元可遠程潤滑拉鏈歧管閥,從而進一步減少了紅色區域的操作。


在完井的每個階段,多室閥均能平衡地面/潤滑器和油井之間的壓力,并使電纜輸送的工具(必要時還包括球和筒夾)進入加壓的井眼。FSCS使用井中的流體實現一致的均衡,并且不需要后泵,如圖2所示。


使用FSCS,可以在不打開和關閉閘閥的情況下在井中進出電纜工具。這樣可以節省閘閥的磨損,顯著降低維修成本,并減少潤滑脂需求。另外,由于FSCS為井控提供了雙重屏障,因此可以從壓裂頭上卸下一個液壓閥,從而降低了高度并降低了煙囪的成本。


沒有操作壓力,幾乎消除了閘閥故障。更換閘閥會導致12個小時的NPT。Downing報告說,FSCS已經完成了4,500多個階段,而壓裂煙囪卻沒有閘閥故障。


使用FSCS時,無需像使用閘閥控制井壓那樣在級間對壓裂鐵減壓。由于壓裂鐵不需要重新加壓,因此無需測試,可節省至少30分鐘。每個階段,使抽水在下一階段迅速恢復。另外,由于壓力循環的這種減少,壓裂鐵泄漏顯著減少。


使用新系統,在油井抽油時,潤滑器可以同時連接到快速連接的閂鎖上。在該階段完成增產過程后,潤滑器將達到油井壓力的均等值,然后降低鋼絲繩以固定塞子并打入下一階段。這樣可以進行連續泵送,并顯著減少了級間時間。


與30至45分鐘相比,FSCS將電纜轉換時間縮短至三分鐘或更短。使用傳統方法,在50口井上可以節省數天的時間。快速的電纜交換可在拉鏈壓裂面上實現連續抽水操作,從而幫助Primexx實現其目標,即最大化井墊上可用的壓裂馬力。


完成五口井


在2019初夏,Primexx使用了Freedom Series系統,同時在Reeves County墊子上將5口井拉了拉鏈。將五個FS完井系統連接到井架上的五個井口(圖3)。鉆這些井以達到TVD約10,200英尺的目標區域,并放置10,000英尺長的支管。然后,每個井平均完成50個階段。井的增產措施使用了光滑的水壓裂,每級約有500,000 lb的沙子,抽水速度高達85 bpm。


抽水承包商為每支車隊提供了15輛抽水車的車隊,外加兩臺備用泵作為后備。在該項目中,該墊被分成兩組井(分別具有3井和2井),并由兩個壓裂機組和兩個提供即插即用服務的電纜單元提供服務。對每個井組都使用拉鏈壓裂歧管進行完井后,幾乎連續對井進行增產,以降低總體成本,并盡快使整個井架投入生產。


兩個FS控制室用于遠程操作兩個井組上的閥門和閂鎖。使用兩個拉鏈歧管,在泵送每個階段之后,將泵送的流體重定向到其他井中,交替刺激各個階段,以便對所有五個井依次執行拉鏈壓裂操作。可以在每臺井中的一口井中進行電纜作業,而在另一口井中進行抽井。


Wilhoit說:“如此高效的電纜運行使壓裂機組人員比以往任何時候都更加重要,以保持泵處于運行狀態。” “使用FSCS,控制NPT的壓力從電纜和即插即用操作轉移到抽水機組。當一臺泵壞了時,他們必須打開一個備用件,而不是停下來修理出現故障的單元。” Wilhoit說。在沒有FSCS的作業中,階段之間通常需要一個小時或更長時間來排查問題和維護泵。有了FSCS,就沒有這種延遲,只要有足夠的馬力,壓裂車隊就可以連續抽水。每個車隊就地安裝了17臺泵,壓裂處理需要15臺泵,使出現故障的泵脫機,并激活備用泵以達到所需的功率,而不會中斷操作。


為了充分利用簡化的即插即用操作,重要的是要有受過良好培訓的人員,他們要緊密合作。Wilhoit指出:“這是一個復雜的操作,每個井口都配備有計算機,專用設備,拉鏈歧管和FSCS系統。” “每個人都必須保持在同一頁面上,以避免混淆。抽水機,電線和FS機組一直通過無線電保持通訊,并且沒有人進入紅色區域或在未與公司人員通關的情況下調整閥門。只要每個人都經過適當的培訓,我們就可以不斷地前進。新系統減少了現場人數,降低了我們的成本和出錯機會。”


階段效率的顯著提高

自從采用FSCS系統以來,Primexx在壓裂增產效率方面取得了顯著改善。FSCS系統完全改變了即插即用的過程。在以前的油井上,在使用FS系統之前,我們的電纜過渡時間為45分鐘到1小時,” Phillip Douget說。“使用FSCS,需要3到5分鐘。”


Wilhoit指出,自從FSCS系統推出以來,壓裂閥的維護成本已經降低,并且無需更換壓裂煙囪閘閥。通過消除在刺入潤滑器時人員在高空工作的需要以及通過消除進入紅色區域以打開和關閉壓裂煙囪閘閥的需要,提高了安全性。


“在過去,我們曾使用其他系統將潤滑器閂鎖在壓裂煙囪上,” Wilhoit補充說,“但是它們是FSCS閂鎖高度的兩倍,并且需要更長的時間進行連接。與其他系統不同,FSCS提供了雙重屏障來控制油井,因此我們可以在油井壓裂后將潤滑器放在壓裂頭上,從而可以快速開始下一階段的電纜作業。這樣就可以節省一個階段幾分鐘的時間,而那段時間加起來了。”


最重要的是,FSCS已將刺激效率提高了多達60%。根據Douget的說法,“我們已經從使用FSCS系統之前的每天3.75步增加到單井每天5.0步,以及使用FSCS的拉鏈壓裂每天的6.0+步。”


布拉特說:“有了FSCS系統,我們每天可以使更多的階段破裂,每天可以刺激更多的外側腳。” “而且由于我們在現場的時間減少了,所以我們以更低的成本完成了油井。”


Primexx希望繼續與Downing合作,從而提高效率。Phillip Douget說:“我們意識到FSCS并不是一個靜態系統,它將繼續發展。” “我們鼓勵唐寧與我們的電纜和泵送供應商進行討論,討論系統和操作程序方面的改進,以進一步提高效率。” 


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