تجزیه و تحلیل جامع تکنیک های تکمیل

پس از دور شدن دکل حفاری، کار حیاتی تکمیل چاه آغاز می شود. این فرآیند یک گمانه خالی را به مجرای ایمن، کنترل شده و کارآمد برای تولید هیدروکربن تبدیل می کند. این شامل تمام عملیات از لحظه ای که سازند تولید کننده برای اولین بار نفوذ می کند تا زمانی که چاه به تولید تحویل داده می شود.

تکمیل چاه فرآیند ایجاد یک مسیر جریان مطمئن و کارآمد بین مخزن و چاه است. این مسیر باید با مشخصات زمین شناسی خاص مخزن و الزامات فنی برای توسعه تنظیم شود.

مراحل اصلی تکمیل معمولاً عبارتند از:

• پوشش:اجرای رشته های پوشش فولادی به داخل چاه برای جداسازی مناطق مختلف زمین شناسی، حمایت از دیواره گمانه و ایجاد یک مانع فشار.
• سیمان کاری:پمپاژ دوغاب سیمان به داخل حلقوی بین پوشش و سازند. سیمان پس از تنظیم، پوشش را در جای خود قفل می کند و ایزوله منطقه ای دائمی ایجاد می کند.
• سوراخ کردن:با استفاده از یک تفنگ سوراخ‌کننده برای ایجاد سوراخ‌هایی از طریق پوشش و غلاف سیمانی، اتصال اولیه سیالات مخزن را برای ورود به چاه ایجاد می‌کند.
• تحریک:برای بسیاری از چاه ها، به ویژه در منابع غیر متعارف مانند شیل، شکستگی هیدرولیکی یک مرحله تکمیل ضروری است. سیال با فشار بالا پمپ می‌شود تا شبکه‌ای از شکستگی‌ها در مخزن ایجاد شود، که توسط موادی مانند ماسه باز می‌شوند تا مسیرهای رسانایی بالا برای نفت و گاز ایجاد شود.

انتخاب روش تکمیل بهینه یک تصمیم مهندسی حیاتی است. یک تکمیل موثر باید چندین هدف اصلی را برآورده کند تا طول عمر چاه و دوام اقتصادی را تضمین کند. باید:

• به حداکثر رساندن اتصال:از بهترین اتصال ممکن بین مخزن و چاه با حداقل آسیب سازند اطمینان حاصل کنید.
• به حداقل رساندن مقاومت جریان:با ورود سیالات به چاه، بیشترین ناحیه ورودی ممکن را برای کاهش مقاومت فراهم کنید.
• اطمینان از ایزوله سازی منطقه ای:مناطق نفت، گاز و آب را به طور موثر مسدود کنید تا از تداخل-جریان متقاطع، مخروطی و{1}}بین منطقه ای جلوگیری کنید.
• کنترل تولید شن و ماسه:از ورود شن و ماسه به داخل چاه جلوگیری کنید که می تواند باعث فرسایش و فروپاشی شود و تولید طولانی مدت را تضمین کند.
• امکان عملیات آینده:با لیفت مصنوعی سازگار باشد و به درمان های منطقه ای آینده مانند شکستگی، اسیدی شدن، تزریق آب یا گاز اجازه دهد.
• برآورده کردن نیازهای مخزن خاص:برای نفت سنگین، باید روش های بازیابی حرارتی مانند تزریق بخار را در خود جای دهد.
• فعال کردن انعطاف پذیری چرخه زندگی:در مراحل بعدی توسعه، امکان حفاری احتمالی جانبی یا حفاری افقی را فراهم کنید.
• مقرون به صرفه باشید-فرآیند باید تا حد امکان ساده و مقرون به صرفه باشد.

چاه تکمیل شده یک سیستم یکپارچه شامل سه بخش اصلی است:

• تجهیزات سرچاهی:مجموعه در سطح، از جمله سر پوشش، سر لوله و درخت کریسمس. عملکرد آن تعلیق پوشش سوراخ و رشته های لوله، مهر و موم کردن فضاهای حلقوی، کنترل تولید، و فراهم کردن دسترسی برای تزریق (بخار، آب، مواد شیمیایی) یا مداخلات است.
• رشته تکمیل:لوله ها (لوله، پوشش) و ابزارهای سوراخ به داخل چاه می روند. پیکربندی خاص بسته به تولید کننده یا انژکتور بودن و روش بالابر مصنوعی انتخابی (مانند پمپ میله ای، ESP، بالابر گاز) بسیار متفاوت است.
• مونتاژ سوراخ پایین-:ترکیبی از ابزارها و لوله‌ها در انتهای رشته، طراحی شده برای مطابقت با روش تکمیل انتخاب شده (به عنوان مثال، یک بسته‌بندی و صفحه برای یک بسته شن).

راهنما متداول ترین انواع تکمیل را شرح می دهد که هر کدام دارای برنامه ها و محدودیت های خاصی هستند.

1. تکمیل سوراخ شده

این روش پرکاربردترین روش در سطح جهانی است (تقریباً 90 درصد چاه ها). این شامل اجرا و سیمان کردن پوشش در سراسر منطقه تولید و سپس سوراخ کردن آن است.

• سوراخ شدن پوشش:چاه تا عمق کل حفر می شود، پوشش تولید سیمان شده است و منطقه سوراخ شده است. این امکان تکمیل انتخابی فواصل، جداسازی مناطق مشکل ساز (آب، گاز) و تسهیل تحریک چند ناحیه ای را فراهم می کند.
• سوراخ شدن آستر:در چاه های عمیق تر رایج است. حفاری در بالای مخزن متوقف می شود، پوشش میانی تنظیم شده است. یک قطعه کوچکتر مخزن را سوراخ می کند و یک آستر سیمانی قبل از سوراخ شدن از محفظه میانی آویزان می شود. این هزینه را کاهش می دهد و امکان حفاری مخزن را با سیال سازگارتر فراهم می کند.

2. تکمیل سوراخ را باز کنید

فاصله مخزن بدون پوشش یا لاینر باقی می ماند و سطح سازند را کاملاً در معرض دید قرار می دهد.

• رویه:پوشش درست بالای مخزن تنظیم و سیمان شده است. سپس یک قطعه کوچکتر از مخزن سوراخ می کند و آن را باز می گذارد.
• مزایا و محدودیت ها:حداکثر نوردهی و بهره وری بالقوه بالا را فراهم می کند. با این حال، استفاده از آن بسیار محدود است. برای مخازنی که نیاز به تحریک دارند (مانند شکستگی) یا جایی که شیل ها می توانند از بین بروند، نامناسب است. زمانی که در کربنات های شایسته رایج بود، به دلیل نیاز به کنترل منطقه ای بهتر، تا حد زیادی با تکمیل های سوراخ دار جایگزین شده است.

3. تکمیل کنترل شن و ماسه

برای چاه هایی که در سازندهای تثبیت نشده یا ضعیف است که در آن تولید شن و ماسه یک خطر است ضروری است. روش های اصلی شامل تکنیک های مکانیکی و شیمیایی است.

• تکمیل آستر شکافدار:یک آستر با شکاف های از قبل برش{0} در سراسر منطقه قرار داده شده است. شکاف ها به گونه ای طراحی شده اند که اجازه عبور ذرات کوچکتر را می دهند و در عین حال ذرات بزرگتر را که یک "پل شنی" پایدار در خارج از لاینر تشکیل می دهند، حفظ می کنند. عرض شکاف، تعیین شده توسط اندازه دانه سازند، حیاتی است. یک محدودیت کلیدی این است که فرزها معمولاً حداقل عرض شکاف را 0.5 میلی متر تعیین می کنند. ‌رویه:یک روش ترجیحی شامل قرار دادن پوشش میانی بالای مخزن، سوراخ کردن ناحیه پرداخت، و سپس اجرا و آویزان کردن آستر شکافدار است. این سازند را از آسیب سیمان محافظت می کند و در صورت نیاز امکان بازیابی لاینر را فراهم می کند.

• تکمیل صفحه (به عنوان مثال، سیم-صفحه نمایش پیچیده):یک صفحه نمایش که اغلب از سیم فولادی ضد زنگ پیچیده شده در اطراف یک لوله پایه شکافدار ساخته شده است، در طول فاصله تولید اجرا می شود. سیم پیچیده{1}دقیق یک شکاف یکنواخت (به کوچکی 0.12 میلی متر) ایجاد می کند که ماسه سازند را مسدود می کند. صفحه‌های سیمی{4}}مقاومت در برابر خوردگی بالا، سطح جریان ورودی زیاد دارند و برای طیف وسیع‌تری از اندازه‌های ماسه نسبت به آسترهای شکافدار مناسب هستند. پیشرفت‌های مدرن شامل صفحه‌های{6}}برش لیزری با مقاومت بالا در برابر فروپاشی است.

• تکمیل بسته شن:این یک روش بسیار موثر برای تولید شن و ماسه شدید است. یک صفحه در سوراخ چاه قرار داده می شود و شن دانه بندی شده به طور خاص به داخل حلقۀ بین صفحه و سازند (سوراخ باز) یا پوشش (سوراخ محفظه) پمپ می شود. بسته شن به عنوان یک فیلتر عمل می کند، ماسه تشکیل را در جای خود نگه می دارد در حالی که اجازه می دهد مایعات آزادانه جریان پیدا کنند.

انواع:می‌توان آن را در سوراخ باز (که برای بسته‌های ضخیم‌تر نیاز به زیر-آب‌بندی نیاز دارد) یا داخل سوراخ محفظه‌ای (پس از سوراخ کردن با-چگالی و قطر بزرگ{2}}شات) انجام داد.

عوامل حیاتی برای موفقیت:

اندازه شن:معمولاً 5-6 برابر اندازه دانه متوسط ​​(D50) ماسه سازند انتخاب می شود.

کیفیت شن:باید استانداردهای سختگیرانه API را برای یکنواختی سایز رعایت کند (اندازه بزرگ<0.1%, undersized <2%), strength (crush resistance), sphericity, roundness (>0.6) و حلالیت اسیدی (<1%).

انتخاب صفحه:شیار صفحه باید کوچکتر از کوچکترین سنگریزه باشد (معمولاً 1/2 تا 2/3 کوچکترین اندازه شن) تا بسته را حفظ کند. یک جدول تطبیق مشترک ارائه شده است.

• پیش{0}صفحه‌های بسته بندی شده:جایگزینی ساده‌تر و کارخانه‌ای{0}}که در آن سنگریزه بین دو صفحه هم‌مرکز بسته می‌شود. در حالی که نصب آسان تر و هزینه کمتری دارند، اما معمولاً نسبت به یک بسته شن کامل کارایی و دوام کمتری دارند، زیرا در درجه اول از ورود شن و ماسه به لوله جلوگیری می کنند تا اینکه سطح سازند را تثبیت کنند. آنها هنوز هم معمولاً استفاده می شوند، به ویژه در چاه های افقی.
• تحکیم شن و ماسه شیمیایی:این روش شامل تزریق مواد شیمیایی (مانند رزین ها) به سازند برای اتصال دانه های شن و ماسه به یکدیگر و ایجاد یک توده مناسب و قابل نفوذ است. می توان آن را به عنوان "دیواره گمانه مصنوعی" با استفاده از مخلوطی از عامل تحکیم کننده، تخلخل و مواد پروپانت یا به عنوان یک درمان تحکیم خالص استفاده کرد.

قابلیت کاربرد:در درجه اول برای مناطق منفرد و نازک (حدود 5 متر ضخامت)، نه برای فواصل طولانی یا لایه های ضخیم مناسب است.

انواع:سیستم های مختلفی وجود دارد، از جمله دوغاب سیمان، رزین فنولیک، شن پوشش داده شده با رزین، و ادغام{2}درجای فنل{2} فرمالدئید. هر کدام دارای مزایا، محدودیت‌ها و کاربرد خاصی در مورد دمای سازند و اندازه دانه‌های ماسه هستند.

• کنترل شن و ماسه ترکیبی:این رویکرد روش های مکانیکی و شیمیایی را برای افزایش قابلیت اطمینان در چاه های پیچیده با هدف اثربخشی طولانی تر اما با افزایش پیچیدگی عملیاتی ادغام می کند.
•  

تکمیل چاه یک فرآیند مهندسی پیچیده و چند مرحله‌ای-است که بهره‌وری، ایمنی و عمر عملیاتی چاه را تعیین می‌کند. انتخاب روش صحیح-از تکمیل سوراخ‌دار با کاربرد جهانی گرفته تا تکنیک‌های تخصصی کنترل شن و ماسه مانند بسته‌های شن{3}}نیازمند درک عمیق زمین‌شناسی و چالش‌های تولید مخزن است. یک چاه با موفقیت تکمیل شده به طور یکپارچه مخزن را با سطح یکپارچه می کند و از اولین روز تولید تا روزهای پایانی آن، بازیابی ایمن، کارآمد و حداکثر هیدروکربن را تضمین می کند. برای اطلاعات دقیق تر، لطفاً برای اطلاعات دقیق تر محصول با تیم Vigor تماس بگیرید.