前沿技术 | 智能型电缆井下动力作业平台ReSOLVE iX

前沿技术 | 智能型电缆井下动力作业平台ReSOLVE iX


智能型电缆井下动力作业平台

ReSOLVE iX

随着钻完井技术的进步,采用智能完井组件的超深超长大位移井和水平井数量在逐渐增多,如果出现任何井下故障影响生产,采用传统方式的干预作业,或不能到达预定深度(譬如连续油管会自锁)或作业能力不足,作业成功率低,作业效率差。智能型电缆井下动力作业平台应运而生。

智能型电缆井下动力作业平台由模块化的工具组成,提供实时监测、动态控制及动作确认,确保井下作业成功。利用井下传感器监测工具的活动情况和作业进度,同时控制工具以获得较好的效果。采用智能型电缆爬行器传输,可以到达大位移井和水平井内任何位置,完成一些列复杂作业。

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斯伦贝谢ReSOLVE系统组成  

01

强力锚定和线性驱动工具

强力锚定和线性驱动工具将可控的轴向力施加到完井组件(如滑套等)上完成移位或开关等动作。

锚定工具的张开范围从仪器外径到套管近2in [5cm],可精确施加高达150,000lbf [667,230N]的锚定力,所用的低应力锚爪可以减少对套管的伤害。锚定后线性驱动工具可以多次收放,能够对完井组件施加高达40,000lbf [177,928N]的控制力。通过持续测量位移量和施加力量的大小,可确认操作是否完成。

02

智能移位工具(SST)

智能移位工具(SST)一次下井可完成多次移位操作,可完成单个或多个完井组件的作业。

SST与强力锚定和线性驱动工具组合,通过测量施加力量的大小和位移确认是否达到预期目的。作业时对SST施加作用力使其滑键径向伸出,工具沿井筒表面搜寻,一旦滑键与完井组件的键槽啮合,锚定工具将ReSOLVE iX平台固定在井中,然后线性驱动工具伸缩以移动组件完成指定动作。完成后SST滑键完全缩回,仪器可继续在井内进行其他作业。

03

机械式液压坐封工具

机械式液压坐封工具由液压驱动,坐封力高达78,000lbf [347,000N],用于坐封桥塞和封隔器作业。

施工时无须使用炸药,从而大大降低作业风险、简化物流管理。另外,可以在下井前对其进行地面性能测试,以提高作业成功率。

04

磨铣工具

磨铣工具可铣削碎屑、结垢、油管阻塞、桥塞和地层隔离阀(FIV)。

磨铣工具须与TuffTRAC iX套管井爬行器组合实现自动驱动钻进,并在磨铣工具的旋转钻头咬合障碍物时阻止 ReSOLVE仪器旋转。与传统的无传感器的铣磨工具不同,可以通过实时监控充分了解磨铣工具的性能状态,同时动态控制钻速和钻压。Mill Optimizer 磨铣地面控制系统通过自动调节钻压以保持恒定的钻速,还可通过协调控制爬行器和磨铣工具,提高磨铣效率并防止失速。

05

主动式碎屑清理工具

主动式碎屑清理工具可以有效地吸收和清理井筒内的碎屑,为其他作业提供方便。

该工具使用井下泵来产生井筒流体的局部循环并收集沉降的碎屑。井下泵同时具备吸收和喷射功能,可以根据需要用于疏通收集筒的进水口或搅动沉淀的碎屑,如果仪器串埋入碎屑中也可以用来释放工具串。其碎屑收集筒通过重力分离和过滤方式来滤除和捕获流体中的碎屑,避免工具串上提过程中丢失碎屑。该工具能够实时监测收集筒充满状态,通过调整泵速或启动喷射,优化碎屑收集效率。


案例分析

墨西哥湾一口8445m超深开发井,采用智能完井实现多层开采,下入两个地面液压控制的滑套以尽量避免干预作业,因为深水干预作业费用非常昂贵。但完井后滑套似乎卡住,无法正常投产。地面上仅能测量泵送液压体积和井下压力,以验证滑动套管是否正常工作。作业者不知道井下故障的根本原因或程度,怀疑滑套无法移动。

由于该井内的最大外径限制为2.56英寸,斯伦贝谢建议采用配置有锚定-线性驱动器和智能移位工具(SST)的2.125英寸ReSOLVE iX服务进行干预,以锁定并打开滑套。这串工具能够控制和监视锚定、线性执行器伸展和缩回运动,以及移位的过程,具有精确到毫米的分辨率。

首先,将仪器串下入井中并置于第一个滑套下方,然后展开线性驱动模块,在搜寻模式下打开SST移位键,以观测油管内内径变化并找到滑套的移位键槽。之后,增加SST移位键径向力并保持,锚定模块打开,开始缓慢启动滑套,从ReSOLVE iX井下压力读数,确认套管已完全打开,然后将移位键完全从滑套上脱开,可以观察到井下压力意外增加,表明滑套已关闭。由于滑套无法保持打开状态,ReSOLVE iX服务切换为诊断模式,SST再次抓住移位键槽,开始从地面液压控制系统操作打开滑套,线性驱动器在不产生任何力的情况下读取滑套位移,读数显示总运动距离为8.5英寸,占到完全打开位置的总位移量17英寸的53%。执行相同的操作,诊断第二个滑套也有故障,不能完全打开。

通过ReSOLVE iX进行的井下测量和干预,作业者能够了解滑套的行为状态并实时做出明智的决策。作业者选择剪切掉两个滑套,使两个层重新投入生产,将来再进行干预,这避免了6,000万美元的修井作业。


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