金正纵横：斯伦贝谢井下压裂工具分析

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　　1、Copperhead 可钻桥塞和允许完井液通过的压裂塞

　　Copperhead 型可钻桥塞和允许完井液通过的压裂塞是一个井眼堵塞装置，通常在多级压裂中用于隔离各地层。桥塞有一个坚固的塞芯，它可以保持上下两个方向上的压力。
　　该压裂塞是单程的内部有止回阀的桥塞，它可以在增产后允许压裂液从桥塞下自由流出。Copperhead型阀门可以承受的压力达10000psi(68945kPa)，温度可达350℉(177℃)。
　　该桥塞的组成部分可以被钻成体积较小、大小均匀的碎屑，易于循环出井。这种可钻的桥塞可以通过电缆、连续油管或是螺纹连接油管坐封在其位置上。

　　主要应用于：

　　垂直井、斜井和水平井中;
　　在多级压裂增产中用于地层隔离。

　　优点：

　　消除了预坐封和提供多级反向压力来减少钻机时间和成本。

　　特点：

　　使用非降解性的铝质材料;
　　独特的触发系统可以在多个压力和温度范围内实现较好的密封;
　　专有的滑行设计可以使连接部分不受坚硬的钢质套管的切削或开裂，也防止其在比较软的钢质套管上滑行。
　　备用元件系统可以使橡胶元件固定在其位置，不让它突出来;
　　旋转锁定机理可以在其拆卸时防止自身旋转或是滑动;
　　在多级桥塞钻穿过程中，正向排列的夹紧装置可以防止底部短节旋转到下一级桥塞的顶部;
　　压力达到10000psi(68945kPa)，温度可达350℉(177℃)。

　　应用情况：

　　573个Copperhead快钻桥塞坐封和清除成功率达99%
　　在美国科罗拉多州的Piceance盆地，作业人员从一个井场向地下多个致密气藏钻了多个S形井眼，并使用新型高效的压裂工艺进行完井。这项新工艺涉及重复提供各段较高破裂压力的桥塞，这就要求非常可靠的压裂塞。在这个地区，还有许多作业，包括电缆作业、连续油管作业以及压裂作业，可以在10口不同的井上同时进行。在增产井中，不仅桥塞的过早坐封或是坐封失效会影响到井的作业，撞击效应也会扰乱施工作业的顺序，这样会产生大量的非生产时间和不必要的成本。
　　作业方从几个供应商那里购买的复合桥塞已经下入井内，但是它们在高温高压环境下的性能令人不满意，这是因为它们在作业过程中会产生预坐封或滑动旋转的现象。

　　Copperhead桥塞与其他桥塞的比较：

　　斯伦贝谢公司在两口井中使用非降解性的铝质Copperhead可钻穿及允许液体流过的压裂塞。其作业的性能与同时进行的其他供应商的桥塞进行比较。选择使用Copperhead压裂塞是因为它独特的触发密封系统，它可以承受多级反向压力。更重要的是，它独有的滑动设计使它在清除桥塞过程中不会发生预坐封，旋转紧锁机理可防止其发生滑动。

　　Copperhead压裂塞完美的表现，使它被选为应用在整个项目上：

　　在压裂塞的上部未注入水泥的情况下，Copperhead压裂塞在多次循环中保持压差达到8500psi(58605kPa)，表现完美。更重要的是，测试的8个桥塞在两周的工艺过程中没有发生降解，这是其他竞争者所使用的复合塞所不能相匹配的性能。
　　为了清除桥塞，斯伦贝谢使用 Copperhead单程清塞研磨器来切屑金属，而不是压碎金属，产生体积较小、大小均匀的轻质碎屑，可以被迅速循环出井，钻穿的速率为每个桥塞17分钟。
　　由于节约了大量的时间和成本，经营者在整个Piceance盆地中都使用了Copperhead压裂塞。到目前为止，已经使用近573个桥塞，坐封成功率高于99%，平均钻取速率达到每段塞15分钟～17分钟。

　　2、Diamondback快钻复合压裂塞

　　Diamondback快钻复合压裂塞可以在多级压裂作业中用来隔离垂直井、斜井和水平井。这个桥塞的压力和温度等级分别为10000psi(68948kPa)和275℉(135℃)。
　　泵入的任意剪切环可以最大限度地减少输送桥塞所需的钻井液，刚性滑行密封件和内部的剪切环可以防止其发生预坐封。当桥塞上部的地层被压裂时，通过从地面投入的球可以将单程止回阀关闭。但是，位于桥塞下面的液体是可以自由流出。
　　这个桥塞可以通过电缆、连续油管或螺纹连接管传输坐封。它可以快速钻穿，形成体积较小的碎屑，易于循环出井。桥塞末端特殊的锥形设计可以在钻铣过程防止其发生旋转，这样便减少了钻铣的时间。

　　主要应用于：

　　垂直井、斜井以及水平井中;
　　在多级压裂增产中用于隔离地层;

　　优点：

　　刚性滑行密封件以及内部剪切环可以防止预坐封，最大限度地减少了风险及维修工作的相关费用;
　　泵送入井下的剪切环可以使输送桥塞的液体使用量最少，这样便减少了成本和对环境的影响;
　　在桥塞的末端复合材料的使用及特殊锥形的设计，可以在钻铣过程中防止其发生旋转，减少钻铣的时间;

　　特点：

　　温度和压力等级分别达到275℉(135℃)和10000psi(68948kPa);
　　可以使用电缆、连续油管及螺纹连接管传输;
　　快速钻铣成小碎屑，易于循环出井。

　　 Diamondback复合压裂塞规格参数

　　

　　应用情况：

　　使用复合压裂塞可以减少Endeavor天然气公司德克萨斯东部项目的时间及降低成本

　　挑战：

　　在水平井压裂桥塞射孔作业中减少成本和提高效率。

　　解决方案：

　　使用Diomondback*压裂塞来最大限度地减少过早坐封，在不发生滑行的情况下保持有效地密封，减少钻铣的时间和产生的碎屑。

　　结果：

　　通过防止过早的桥塞坐封，在指定深度保持有效地密封，使成本降为最低。同时，也使平均钻铣的时间降低了80%。

　　Endeavor天然气公司想要最大限度地减少桥塞坐封失效的发生

　　水平井和增产技术的发展使德克萨斯东部的Woodbine油田的每口井的产量从50～75bbl/d(桶/天)增加到500～1000bbl/d。累计的产量体积也增加了10倍，原油从以前平均40000桶增加到425000桶。随着产量的指数倍增长，在该地区的Endeavor天然气公司和其他作业公司一样，都想通过更快更安全的完井技术来最大效率的使用资源，最大限度地降低成本，同时使非生产时间最小化。
　　Endeavor天然气公司选择桥塞射孔压裂方法。因此，该公司需要一个可靠耐用的桥塞，来最大限度地降低预坐封的风险，维修的费用及耽搁的非生产时间，而且要易于钻铣，所有的这些均不能改变公司压裂和钻铣的程序。寻找一个恰当的桥塞对实现这些目标至关重要。因为桥塞坐封失效会增加压裂成本，增加了电缆传输的停工时间以及调动连续油管设备来钻铣过早坐封的桥塞。
　　Endeavor天然气公司由于使用其他公司的桥塞引起了一些过早的坐封，这是由于桥塞以较快速度下入井时遇到障碍物(通常中砂塞)引起的坐封失效，还要将它们取出井外。该公司想要最大限度地减少此类事故的发生，也想减少钻铣的时间(每段桥塞时间为40～60分钟)。

　　根据过去所创造的记录选择了坚固耐用的Diomondback复合压裂塞

　　斯伦贝谢公司提议使用Diomondback复合压裂塞，它在保持密封和减短钻铣时间的方面保持着很好的记录。该桥塞的特殊的设计来防止过早坐封的发生，它们是由复合材料做成的，可以在钻铣过程中消除很多关于妨碍返排的问题。更重要的是，它们可以被钻铣成体积较小、大小均匀的碎屑物，这样就很容易地循环出井。

　　桥塞表现良好，钻铣的时间也大大减少：

　　电缆传输公司下了21个斯伦贝谢公司提议使用Diomondback复合压裂塞，这期间只遇到三个问题，而这三个问题都未引起桥塞的过早坐封，在把它们钻铣出井时也未发生任何问题，这样便省去了昂贵的干预成本。其中两个是由于的钻铣出井时失败，随后重新下入新桥塞。还有一个由于砂屑原因而停止下放，另外18个桥塞保持较好的密封，也未发生滑动。重要的一点是，与其他公司钻铣时间(60分钟)相比，Diomondback复合压裂塞钻铣的时间每段只有12分钟，平均下来每段23分钟，提高了50%～80%。而且，所有的Diomondback桥塞都是一次下钻完成的。

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admin 发表于 2013-1-15 23:57
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