Có nhiều tài liệu chứng minh rằng những cải thiện gia tăng về hiệu suất thể thao có thể được tích lũy để tạo nên một đội chiến thắng. Hoạt động khai thác dầu mỏ cũng không ngoại lệ và điều quan trọng là phải tận dụng tiềm năng này để loại bỏ chi phí can thiệp không cần thiết. Bất kể giá dầu là bao nhiêu, với tư cách là một ngành công nghiệp, chúng ta phải đối mặt với áp lực kinh tế và xã hội để đạt hiệu quả cao nhất có thể.
Trong môi trường hiện tại, việc khai thác thùng dầu cuối cùng từ các tài sản hiện có bằng cách tái đưa vào và khoan các nhánh trong các giếng hiện có là một chiến lược thông minh và tiết kiệm chi phí – miễn là có thể thực hiện một cách tiết kiệm chi phí. Khoan ống xoắn (CT) là một công nghệ ít được sử dụng giúp cải thiện hiệu quả trong nhiều lĩnh vực so với khoan thông thường. Bài viết này mô tả cách các nhà khai thác có thể tận dụng lợi thế về hiệu quả mà CTD có thể mang lại để giảm chi phí.
nhập cảnh thành công. Cho đến nay, công nghệ khoan ống xoắn (CTD) đã tìm thấy hai ngách thành công nhưng riêng biệt ở Alaska và Trung Đông, hình 1. Ở Bắc Mỹ, công nghệ này vẫn chưa được sử dụng rộng rãi. Còn được gọi là khoan không cần khoan, mô tả cách công nghệ CTD có thể được sử dụng để khai thác trữ lượng vòng tránh phía sau đường ống với chi phí thấp; trong một số trường hợp, thời gian hoàn vốn của một nhánh mới có thể được đo bằng tháng. CTD không chỉ có thể được sử dụng trong các ứng dụng chi phí thấp mà lợi thế vốn có của CT đối với các hoạt động thiếu cân bằng có thể cung cấp tính linh hoạt trong hoạt động có thể làm tăng đáng kể tỷ lệ thành công cho mỗi giếng khoan trong một mỏ cạn kiệt.
CTD đã được sử dụng trong khoan không cân bằng để tăng sản lượng tại các mỏ dầu khí thông thường đã cạn kiệt. Ứng dụng công nghệ này đã được áp dụng rất thành công cho các bể chứa suy giảm độ thấm thấp ở Trung Đông, nơi số lượng giàn khoan CTD đã tăng chậm trong vài năm qua. Khi sử dụng CTD không cân bằng, nó có thể được đưa trở lại thông qua các giếng mới hoặc giếng hiện có. Một ứng dụng thành công lớn khác trong nhiều năm của CTD là ở Sườn Bắc Alaska, nơi CTD cung cấp một phương pháp chi phí thấp để đưa các giếng cũ vào hoạt động trở lại và tăng sản lượng. Công nghệ trong ứng dụng này làm tăng đáng kể số lượng thùng biên lợi nhuận có sẵn cho các nhà sản xuất ở Sườn Bắc.
Hiệu quả tăng dẫn đến chi phí thấp hơn. CTD có thể tiết kiệm chi phí hơn so với khoan thông thường vì hai lý do. Đầu tiên, chúng ta thấy điều này trong tổng chi phí cho mỗi thùng, ít phải tái nhập thông qua CTD hơn là thông qua các giếng khoan mới. Thứ hai, chúng ta thấy điều này trong việc giảm sự thay đổi chi phí giếng do khả năng thích ứng của ống cuộn. Sau đây là các hiệu quả và lợi ích khác nhau:
trình tự các hoạt động. Có thể khoan mà không cần giàn khoan, CTD cho tất cả các hoạt động hoặc kết hợp giàn khoan sửa chữa và ống xoắn. ​​Quyết định về cách xây dựng dự án phụ thuộc vào tính khả dụng và kinh tế của các nhà cung cấp dịch vụ trong khu vực. Tùy thuộc vào tình hình, việc sử dụng giàn khoan sửa chữa, giàn khoan có dây và ống xoắn có thể mang lại nhiều lợi ích về thời gian hoạt động và chi phí. Các bước chung bao gồm:
Các bước 3, 4 và 5 có thể được thực hiện bằng cách sử dụng gói CTD. Các giai đoạn còn lại phải được thực hiện bởi nhóm đại tu. Trong trường hợp giàn sửa chữa ít tốn kém hơn, có thể thực hiện thoát vỏ trước khi lắp đặt gói CTD. Điều này đảm bảo rằng gói CTD chỉ được thanh toán khi giá trị tối đa được cung cấp.
Giải pháp tốt nhất ở Bắc Mỹ thường là thực hiện các bước 1, 2 và 3 trên một số giếng với giàn khoan sửa chữa trước khi triển khai gói CTD. Hoạt động CTD có thể chỉ kéo dài từ hai đến bốn ngày, tùy thuộc vào sự hình thành mục tiêu. Do đó, khối đại tu có thể theo sau hoạt động CTD, sau đó gói CTD và gói đại tu được thực hiện đồng thời.
Tối ưu hóa thiết bị được sử dụng và trình tự các hoạt động có thể có tác động đáng kể đến tổng chi phí hoạt động. Nơi tìm thấy khoản tiết kiệm chi phí phụ thuộc vào vị trí hoạt động. Một số nơi khuyến nghị làm việc không cần khoan với các đơn vị sửa chữa, trong những trường hợp khác, sử dụng các đơn vị ống cuộn để thực hiện tất cả các công việc có thể là giải pháp tốt nhất.
Ở một số địa điểm, sẽ tiết kiệm chi phí hơn khi có hai hệ thống hồi lưu chất lỏng và lắp đặt hệ thống thứ hai khi giếng đầu tiên được khoan. Gói chất lỏng từ giếng đầu tiên sau đó được chuyển đến giếng thứ hai, tức là bằng gói khoan. Điều này giúp giảm thiểu thời gian khoan cho mỗi giếng và giảm chi phí. Tính linh hoạt của ống mềm cho phép lập kế hoạch tối ưu để tối đa hóa thời gian hoạt động và giảm thiểu chi phí.
Khả năng kiểm soát áp suất vô song. Khả năng rõ ràng nhất của CTD là kiểm soát chính xác áp suất giếng khoan. Các đơn vị ống cuộn được thiết kế để vận hành không cân bằng và cả khoan không cân bằng và không cân bằng đều có thể sử dụng van tiết lưu BHP làm tiêu chuẩn.
Như đã đề cập trước đó, cũng có thể nhanh chóng chuyển từ hoạt động khoan sang hoạt động kiểm soát áp suất vượt mức sang hoạt động kiểm soát áp suất thấp. Trước đây, CTD được coi là hạn chế về chiều dài ngang có thể khoan. Hiện tại, các hạn chế đã tăng lên đáng kể, bằng chứng là dự án gần đây trên Sườn Bắc Alaska, dài hơn 7.000 feet theo hướng ngang. Điều này có thể đạt được bằng cách sử dụng các thanh dẫn liên tục quay, các cuộn dây có đường kính lớn hơn và các công cụ có tầm với xa hơn trong BHA.
Thiết bị cần thiết cho đóng gói CTD. Thiết bị cần thiết cho đóng gói CTD phụ thuộc vào bể chứa và việc có cần lựa chọn mức giảm hay không. Những thay đổi chủ yếu xảy ra ở phía hồi lưu của chất lỏng. Có thể dễ dàng đặt một kết nối phun nitơ đơn giản bên trong máy bơm, sẵn sàng chuyển sang khoan hai giai đoạn nếu cần, hình 3. Máy bơm nitơ dễ dàng huy động ở hầu hết các địa điểm tại Hoa Kỳ. Nếu cần chuyển sang hoạt động khoan thiếu cân bằng, cần có kỹ thuật chu đáo hơn ở phía sau để cung cấp tính linh hoạt trong vận hành và giảm chi phí.
Thành phần đầu tiên hạ lưu của ống ngăn phun trào là ống phân phối tiết lưu. Đây là tiêu chuẩn cho tất cả các hoạt động khoan CT được sử dụng để kiểm soát áp suất đáy lỗ. Thiết bị tiếp theo là bộ chia. Khi làm việc trên tình trạng mất cân bằng, nếu không lường trước được việc rút nước, thì đây có thể là một bộ tách khí khoan đơn giản, có thể bỏ qua nếu tình huống kiểm soát giếng không được giải quyết. Nếu dự kiến ​​rút nước, có thể xây dựng bộ tách 3 pha hoặc 4 pha ngay từ đầu hoặc có thể dừng khoan và lắp đặt bộ tách hoàn chỉnh. Bộ chia phải được kết nối với các pháo hiệu đặt ở khoảng cách an toàn.
Sau bộ tách sẽ có các bể chứa được sử dụng làm hố. Nếu có thể, đây có thể là các bể nứt vỡ hở đơn giản hoặc các trang trại bể chứa sản xuất. Do lượng bùn nhỏ khi lắp lại CTD nên không cần máy lắc. Bùn sẽ lắng xuống trong bộ tách hoặc trong một trong các bể nứt vỡ thủy lực. Nếu không sử dụng bộ tách, hãy lắp các vách ngăn trong bể để giúp tách các rãnh đập tách. Bước tiếp theo là bật máy ly tâm được kết nối với giai đoạn cuối cùng để loại bỏ các chất rắn còn lại trước khi tuần hoàn. Nếu muốn, có thể bao gồm một bể trộn trong hệ thống bể/hố để trộn một hệ thống dung dịch khoan không có chất rắn đơn giản hoặc trong một số trường hợp, có thể mua dung dịch khoan đã trộn sẵn. Sau giếng đầu tiên, có thể di chuyển bùn đã trộn giữa các giếng và sử dụng hệ thống bùn để khoan nhiều giếng, do đó chỉ cần lắp đặt bể trộn một lần.
Các biện pháp phòng ngừa đối với dung dịch khoan. Có một số lựa chọn dung dịch khoan phù hợp với CTD. Điểm mấu chốt là sử dụng các chất lỏng đơn giản không chứa các hạt rắn. Nước muối ức chế với polyme là tiêu chuẩn cho các ứng dụng áp suất dương hoặc áp suất được kiểm soát. Dung dịch khoan này phải có giá thành thấp hơn đáng kể so với dung dịch khoan được sử dụng trên giàn khoan thông thường. Điều này không chỉ giúp giảm chi phí vận hành mà còn giảm thiểu mọi chi phí liên quan đến tổn thất bổ sung trong trường hợp xảy ra tổn thất.
Khi khoan thiếu cân bằng, đây có thể là dung dịch khoan hai pha hoặc dung dịch khoan một pha. Điều này sẽ được xác định bởi áp suất bể chứa và thiết kế giếng. Dung dịch một pha được sử dụng để khoan thiếu cân bằng thường là nước, nước muối, dầu hoặc dầu diesel. Mỗi loại trong số chúng có thể được giảm trọng lượng thêm nữa bằng cách đồng thời phun nitơ.
Khoan không cân bằng có thể cải thiện đáng kể hiệu quả kinh tế của hệ thống bằng cách giảm thiểu hư hỏng/bẩn lớp bề mặt. Khoan bằng dung dịch khoan một pha thường có vẻ ít tốn kém hơn lúc đầu, nhưng người vận hành có thể cải thiện đáng kể hiệu quả kinh tế của họ bằng cách giảm thiểu hư hỏng bề mặt và loại bỏ kích thích tốn kém, điều này cuối cùng sẽ làm tăng sản lượng.
Ghi chú về BHA. Khi lựa chọn cụm lỗ đáy (BHA) cho CTD, có hai yếu tố quan trọng cần xem xét. Như đã đề cập trước đó, thời gian xây dựng và triển khai đặc biệt quan trọng. Do đó, yếu tố đầu tiên cần xem xét là chiều dài tổng thể của BHA, hình 4. BHA phải đủ ngắn để có thể xoay hoàn toàn qua van chính và vẫn giữ chặt bộ đẩy ra khỏi van.
Trình tự triển khai là đặt BHA vào lỗ, đặt kim phun và bộ bôi trơn lên lỗ, lắp ráp BHA vào đầu cáp bề mặt, thu BHA vào bộ bôi trơn, di chuyển kim phun và bộ bôi trơn trở lại lỗ và xây dựng kết nối với BOP. Phương pháp này có nghĩa là không cần triển khai tháp pháo hoặc áp suất, giúp triển khai nhanh chóng và an toàn.
Cân nhắc thứ hai là loại hình thành được khoan. Trong CTD, hướng mặt của công cụ khoan định hướng được xác định bởi mô-đun dẫn hướng, là một phần của BHA khoan. Người định hướng phải có khả năng điều hướng liên tục, tức là xoay theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ mà không dừng lại, trừ khi giàn khoan định hướng yêu cầu. Điều này cho phép bạn khoan một lỗ hoàn toàn thẳng trong khi tối đa hóa WOB và phạm vi tiếp cận ngang. WOB tăng giúp khoan các cạnh dài hoặc ngắn dễ dàng hơn ở ROP cao.
Ví dụ ở Nam Texas. Hơn 20.000 giếng ngang đã được khoan tại các mỏ đá phiến Eagle Ford. Vở kịch này đã diễn ra trong hơn một thập kỷ và số lượng giếng cận biên cần P&A đang ngày càng tăng. Vở kịch này đã diễn ra trong hơn một thập kỷ và số lượng giếng cận biên cần P&A đang ngày càng tăng. Hãy chắc chắn rằng bạn có thể đạt được điều đó, và bạn có thể làm điều đó, требующих P&A, увеличивается. Mỏ dầu này đã hoạt động trong hơn một thập kỷ và số lượng giếng cận biên cần P&A đang ngày càng tăng.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 là một công cụ hỗ trợ đắc lực. Месторождение активно действует уже более десяти лет, и количество краевых скважин, требующих P&A, увеличивается. Mỏ dầu này đã hoạt động trong hơn một thập kỷ và số lượng giếng ngang cần P&A đang ngày càng tăng.Tất cả các giếng được định sẵn để sản xuất Eagle Ford Shale sẽ đi qua Austin Chalk, một hồ chứa nổi tiếng đã sản xuất ra một lượng hydrocarbon thương mại trong nhiều năm. Một cơ sở hạ tầng đã được đưa vào sử dụng để tận dụng bất kỳ thùng bổ sung nào có thể được đưa ra thị trường.
Khoan phấn ở Austin có liên quan nhiều đến lãng phí. Các thành tạo than đá bị nứt nẻ, và có thể xảy ra tổn thất đáng kể khi vượt qua các vết nứt lớn. Bùn gốc dầu thường được sử dụng để khoan, vì vậy chi phí cho các xô bùn gốc dầu bị mất có thể chiếm một phần đáng kể trong chi phí của một giếng. Vấn đề không chỉ là chi phí cho chất lỏng khoan bị mất, mà còn là những thay đổi trong chi phí giếng, cũng cần được tính đến khi lập ngân sách hàng năm; bằng cách giảm sự thay đổi trong chi phí chất lỏng khoan, các nhà khai thác có thể sử dụng vốn của mình hiệu quả hơn.
Dung dịch khoan có thể sử dụng là nước muối không chứa chất rắn đơn giản có thể kiểm soát áp suất giếng khoan bằng van chặn. Ví dụ, dung dịch nước muối KCL 4% có chứa xanthan gum làm chất làm dính và tinh bột để kiểm soát quá trình lọc sẽ phù hợp. Trọng lượng của chất lỏng là khoảng 8,6-9,0 pound cho mỗi gallon và bất kỳ áp suất bổ sung nào cần thiết để tạo áp suất quá mức cho thành tạo sẽ được áp dụng cho van chặn.
Nếu xảy ra mất mát, có thể tiếp tục khoan, nếu mất mát ở mức chấp nhận được, có thể mở van tiết lưu để đưa áp suất tuần hoàn gần hơn với áp suất của bể chứa hoặc thậm chí có thể đóng van tiết lưu trong một khoảng thời gian cho đến khi mất mát được khắc phục. Về mặt kiểm soát áp suất, tính linh hoạt và khả năng thích ứng của ống cuộn tốt hơn nhiều so với giàn khoan thông thường.
Một chiến lược khác cũng có thể được cân nhắc khi khoan bằng ống xoắn là chuyển sang khoan không cân bằng ngay khi một vết nứt có độ thấm cao được vượt qua, điều này giải quyết vấn đề rò rỉ và duy trì năng suất của vết nứt. Điều này có nghĩa là nếu các vết nứt không giao nhau, giếng có thể được hoàn thành bình thường với chi phí thấp. Tuy nhiên, nếu các vết nứt được vượt qua, đội hình được bảo vệ khỏi thiệt hại và sản lượng có thể được tối đa hóa bằng cách khoan không cân bằng. Với thiết bị phù hợp và thiết kế quỹ đạo, có thể di chuyển hơn 7.000 feet tại Austin Chalka.
tổng quát hóa. Bài viết này mô tả các khái niệm và cân nhắc khi lập kế hoạch cho các chiến dịch khoan lại chi phí thấp bằng cách sử dụng khoan CT. Mỗi ứng dụng sẽ hơi khác nhau và bài viết này sẽ đề cập đến những cân nhắc chính. Công nghệ CTD đã phát triển, nhưng các ứng dụng đã được dành riêng cho hai lĩnh vực cụ thể đã hỗ trợ công nghệ này trong những năm đầu. Công nghệ CTD hiện có thể được sử dụng mà không cần cam kết tài chính cho một hoạt động dài hạn.
tiềm năng giá trị. Có hàng trăm nghìn giếng khai thác cuối cùng sẽ phải đóng cửa, nhưng vẫn còn khối lượng dầu và khí thương mại phía sau đường ống. CTD cung cấp một cách để hoãn việc giải phóng và đảm bảo dự trữ bỏ qua với chi phí vốn tối thiểu. Các thùng phuy cũng có thể được đưa ra thị trường trong thời gian rất ngắn, cho phép các nhà khai thác tận dụng giá cao trong nhiều tuần thay vì nhiều tháng và không cần hợp đồng dài hạn.
Cải thiện hiệu quả có lợi cho toàn bộ ngành, cho dù đó là số hóa, cải thiện môi trường hay cải thiện hoạt động. Ống cuộn đã đóng vai trò trong việc giảm chi phí ở một số khu vực nhất định trên thế giới và giờ đây khi ngành công nghiệp đang thay đổi, nó có thể mang lại những lợi ích tương tự trên quy mô lớn hơn.