Grundlagen der Brunnenvervollständigung

Nachdem ein Bohrloch bis zur Gesamttiefe (TD) gebohrt, bewertet, verrohrt und zementiert wurde, gehen die Ingenieure in die kritische Phase der Bohrlochfertigstellung über. Dieser Prozess beinhaltet die Installation von Geräten zur Optimierung der Produktion, sei es für ein komplexes oder ein einfaches Bohrloch. Die treibende Kraft hinter jeder Fertigstellungsstrategie ist die Gewinnung von möglichst viel Öl aus der Lagerstätte zu vertretbaren Kosten.

Die Entscheidung, ein Bohrloch für die Produktion fertigzustellen oder es zu verstopfen und als Trockenloch aufzugeben, hängt weitgehend von der Formationsbewertung (FE) mithilfe von Bohrlochprotokollen ab. Sobald die FE-Protokollanalyse potenzielle kommerzielle Öl- oder Gaslagerstätten anzeigt, wird eine Stahlverrohrung in das Bohrloch eingeführt und Zement dahinter gepumpt. Anschließend verdrängt der Fertigstellungsingenieur die Bohrflüssigkeit durch eine Fertigstellungsflüssigkeit – typischerweise Süßwasser oder eine formulierte Sole, die nicht mit der Formation reagiert.

Das Hauptziel der Zementierung besteht darin, die Kommunikation zwischen Produktionszonen zu verhindern. Ingenieure führen ein Zementbindungsprotokoll (CBL) durch, um sicherzustellen, dass die Zementummantelung zwischen der Verrohrung und der Bohrlochwand keine Mängel aufweist. Wenn Lücken vorhanden sind, führen sie einen Quetschzementierungsvorgang durch, indem sie die Verrohrung in geeigneten Tiefen perforieren und Zement injizieren.

Zementgebundene Protokolle können schlechte Ergebnisse aufgrund falscher Zementdichte, unvollständiger Schlammentfernung, vorzeitiger Gelierung oder Aushärtung und übermäßigem Flüssigkeitsverlust aus der Zementaufschlämmung erkennen.

Anschließend perforieren Ingenieure das Gehäuse und die Zementhülle in Zonen, die durch FE-Analyse als günstig für den Kohlenwasserstofffluss identifiziert wurden. Perforationen sind Löcher, die durch das Gehäuse gebohrt werden. Typischerweise werden Hohlladungen verwendet, die aus einer Perforationskanone abgefeuert werden, die per Drahtleitung, Rohr oder Spiralrohr transportiert wird. Bei diesen Vorgängen bleiben häufig Ablagerungen zurück, die den Flüssigkeitsfluss behindern können. Um dies zu mildern, pumpen Ingenieure möglicherweise eine schwache Säurelösung, um die Ablagerungen aufzulösen.

Abhängig vom Kenntnisstand über die Formation können die Betreiber einen Bohrlochtest durchführen. Dies erfolgt häufig mithilfe eines Bohrgestängeventils, das an der Unterseite eines Arbeitsstrangs (Rohr oder Bohrgestänge) angeschlossen ist. Das Ventil wird von der Oberfläche aus geöffnet und Bohrlochflüssigkeiten fließen durch einen Abscheider (ein Oberflächengefäß, das Öl, Gas, Wasser und Komplettierungsflüssigkeit trennt). Durch die Messung der Produktionsraten erhalten Betreiber nützliche Informationen über die künftige Bohrlochleistung und Lagerstätteneigenschaften.

Wenn die Formation eine geringe Durchlässigkeit aufweist, können Ingenieure einen hydraulischen Bruch erzeugen, indem sie Wasser und Sand (oder andere Materialien wie Schlamm) unter hohem Druck in die Formation pumpen. Der Druck zerbricht das Gestein und die Aufschlämmung wird in die neuen Brüche gepumpt. Wenn das Pumpen stoppt und das Bohrloch geöffnet wird, fließt Wasser aus und hinterlässt Sand (Stützmittel), um die Risse offen zu halten und einen Pfad mit hoher -Durchlässigkeit für Öl und Gas bereitzustellen.

In schlecht verfestigten Formationen können Sandpartikel in das Bohrloch wandern und Perforationen verstopfen. Um dies zu verhindern, können Ingenieure Chemikalien injizieren, um die Sandkörner zusammenzubinden, oder Sandkontrolltechniken einsetzen – einschließlich verschiedener Sandsiebe und Kiespackungssysteme –, die die Sandbewegung blockieren und gleichzeitig den freien Durchgang der Flüssigkeit ermöglichen.

Einzelne-Zonenvervollständigung:Ein Packer dichtet das Fördergehäuse ab und isoliert den Rohrstrang hydraulisch vom Ringraum über dem Packer. Der Ringraum enthält Komplettierungsflüssigkeit mit Korrosionsinhibitoren.

Multi-Zonenabschluss:Verwendet mindestens zwei Packer zur Trennung der Produktionszonen. Flüssigkeiten aus allen Zonen können gemischt werden, oder die oberen Zonen können über Schiebehülsen abgesperrt werden, bis der Bediener feststellt, dass die Mischung optimal ist.

Förderrohre sind die Leitung zwischen der Förderzone und der Oberfläche. Seine Festigkeit, sein Material, sein Gewicht pro Längeneinheit und sein Innendurchmesser werden durch die erwarteten Produktionsraten, die Art der Flüssigkeit, den Druck, die Tiefe, die Temperatur und die Korrosivität bestimmt. Dichtungen (Packer) isolieren Produktionszonen innerhalb des Gehäuse--Rohrrings.

Bei Bohrlöchern mit mehreren Förderzonen treten Flüssigkeiten zwischen oberen und unteren Packern in das Bohrloch ein und strömen durch eine Schiebehülse (ein Ventil, das mechanisch mithilfe einer Drahtleitung oder eines Spiralrohrs geöffnet oder geschlossen wird) in das Rohr.

Fast alle Komplettierungen beinhalten ein unterirdisches Sicherheitsventil, das einige hundert Fuß unter der Oberfläche im Rohr installiert ist. Es schließt das Bohrloch automatisch, wenn das Oberflächenkontrollsystem beeinträchtigt ist, und kann manuell geschlossen werden, um eine Barriere zwischen dem Bohrloch und der Atmosphäre zu schaffen.

Wo Bohrlocheingriffe kostspielig oder problematisch sind, kommen intelligente Vervollständigungen (Intelligent Completions, ICs) zum Einsatz. Zu den ICs gehören permanente Echtzeit-Druck- und Temperatursensoren sowie ferngesteuerte Durchflussregelventile in jeder Formation.

Wenn der Lagerstättendruck nicht ausreicht, um Flüssigkeiten an die Oberfläche zu befördern, müssen Brunnen mit Pumpen oder Gasliftsystemen ausgestattet werden:

• Elektrische Tauchpumpen (ESPs):Verwenden Sie Rotoren und Statoren, um Flüssigkeiten an die Oberfläche zu pumpen.
• Stabpumpen (Saugerstabpumpen):Verwenden Sie zum Heben von Flüssigkeiten eine hin- und hergehende vertikale Bewegung.
• Gaslift:Injiziert Gas in den Gehäuseringraum; Gas dringt unterhalb der Flüssigkeitssäule in den Schlauch ein, verringert die Flüssigkeitsdichte und ermöglicht den Auftrieb zum Anheben von Flüssigkeiten. Das Injektionsvolumen kann durch entlang der Schläuche verteilte Ventile reguliert werden.

In Niederdruckreservoirs kann Wasser oder Gas durch ein Bohrloch injiziert werden, um Öl durch die Formation zu einem fördernden Bohrloch zu drücken. Förderbrunnen können mit Zuflusskontrollgeräten (ICDs) ausgestattet sein, um das Volumen und den Ort des Flüssigkeitszuflusses zu steuern.

Ingenieure berücksichtigen beim Entwurf einer Komplettierung mehrere Faktoren: Art und Menge der zu fördernden Flüssigkeiten, Bohrloch- und Oberflächentemperaturen, Tiefe der Produktionszone, Produktionsrate, Bohrlochstandort und Umgebung. Die Lösungen reichen von einfachen offenen -Bohrlochvervollständigungen (möglicherweise ohne Produktionsrohrstrang) bis hin zu äußerst komplexen multilateralen Bohrlöchern (mehrere horizontale Bohrlöcher oder Bohrlöcher mit hohem-Winkel, die von einem einzigen Hauptbohrloch aus gebohrt werden und jeweils über eine eigene Verrohrung verfügen).

Zu den wesentlichen Elementen für eine optimale Fertigstellung gehören eine zuverlässige Finite-Elemente-Analyse, Daten aus versetzten Bohrlöchern und Flexibilität. Mit verlässlichen Kenntnissen über die Zielzone und darüber, wie nahegelegene Bohrlöcher diese Formationen gebohrt und erzeugt haben, können Ingenieure häufig grundlegende Fertigstellungen vor dem Bohren planen, wobei sie sich darüber im Klaren sind, dass nicht jedes Bohrloch die gleiche Leistung erbringen wird.

Für detailliertere Informationen wenden Sie sich bitte jederzeit an das Vigor-Team, um detailliertere Produktinformationen zu erhalten.