Pruebas de extensión de amarre de dos puntos y sistemas de producción temprana
Para evaluar científicamente el desarrollo de los campos petroleros, reducir los riesgos de desarrollo de los campos petroleros marinos y evitar errores y pérdidas económicas causadas por la falta de datos de prueba en los planes generales de desarrollo y los planes de diseño de ingeniería, es necesario formular planes de desarrollo de campos petroleros y planes de ingeniería antes de realizar pruebas extendidas para verificar aún más el modelo del yacimiento, calcular la capacidad de producción real del campo petrolero, comprender la tendencia creciente del agua (gas), dominar las propiedades físicas y fluidas del yacimiento y determinar las características dinámicas del yacimiento, el mejor método de producción y la tecnología de producción de petróleo aplicable. Teniendo en cuenta la explotación de campos petroleros marginales y pozos petroleros dispersos, se incluye en la agenda la construcción de un sistema de prueba de extensión costa afuera multifuncional, fácil de operar, flexible, adaptable a diferentes condiciones del mar, desmontable y reutilizable y de producción de prueba temprana ( Figura 11-1, 11 -2
Figura 11-1 Diagrama esquemático de la prueba expandida y sistema de producción de prueba temprana "I"
Figura 11-2 Diagrama esquemático de la prueba expandida y sistema de producción de prueba temprana
Primero, el proceso principal del sistema de prueba expandido
Las instalaciones de proceso de superficie de los sistemas de producción de prueba expandida y de prueba temprana dependen de la presión y la producción del pozo de prueba y, en general, utiliza tecnología de separación de dos etapas debido a la continuidad. Durante la prueba, el petróleo crudo producido se transporta al camión cisterna, por lo que está equipado con una bomba de transferencia de petróleo externa, un sistema de seguridad contra incendios y un sistema de alarma de seguridad. El flujo del proceso terrestre de la prueba de expansión y el sistema de producción de prueba temprana se muestra en la Figura 11-3.
Figura 11. -3 Diagrama de flujo de prueba extendida
La prueba extendida y temprana. El sistema de producción de prueba se ha utilizado con éxito en muchos yacimientos petrolíferos, como la bahía de Bohai y la cuenca de la desembocadura del río Perla. El sistema fue aprobado por el gobierno popular chino el 4 de enero de 2001. y los derechos de propiedad intelectual nacionales de China otorgaron patentes de invención. >
En segundo lugar, la aplicación de nuevas tecnologías en pruebas ampliadas y sistemas de producción de prueba temprana
(1) Las pruebas ampliadas optimizan Jinzhou 9- 3 Principales parámetros del plan general de desarrollo del campo petrolero
p>El campo petrolero Jinzhou 9-3 está ubicado en la Bahía de Liaodong del Mar de Bohai. Es un campo de petróleo pesado de tamaño mediano descubierto en 1991. El plan general de desarrollo del campo petrolero se completó en junio de. El año siguiente, aprobado por el departamento, el número total de pozos planificados es 68 y se construirán una isla artificial y dos plataformas. El campo petrolero producirá 81 × 104 m3 de petróleo anualmente durante el período de producción estable y acumulado. La producción de petróleo en 15 años será de 604 × 104 m3, la inversión en el diseño básico del proyecto fue grande, los resultados de la evaluación económica fueron deficientes y el plan no se pudo implementar. La evaluación, la adquisición sísmica tridimensional y la interpretación fina se llevaron a cabo en la parte principal del campo petrolero de 1992 a 1995, y en Jinzhou se perforaron los dos pozos de evaluación 9-3-7 y 9-3-8D, especialmente la expansión. La prueba y la prueba de producción temprana de Jinzhou 9-3-8D durante 109 días obtuvieron parámetros de yacimiento relativamente precisos y, en base a esto, se revisó el plan de desarrollo, se optimizaron y modificaron para permitir que el desarrollo del campo petrolero alcance las ganancias. estándares estipulados por CNOOC China El campo petrolero se desarrolló oficialmente a fines de 1997 después de haber sido archivado durante 8 años
1. Seleccione de acuerdo con el entorno marino donde se encuentra el campo petrolero y los requisitos de extensión. Prueba del sistema.
La profundidad del agua del campo petrolero Jinzhou 9-3 es de 6,5 ~ 10,5 metros y el nivel promedio del mar es de 2,03 metros. El propósito de la prueba de extensión de Jinzhou 9-3-8D. El pozo es comparar los resultados de DST del pozo exploratorio y el pozo de evaluación para averiguar la relación entre DST y e DST. La prueba extendida seleccionada y el sistema de producción de prueba temprana son una plataforma de perforación autoelevable + amarre de dos puntos + almacenamiento de petróleo. barco + camión cisterna.
La plataforma de perforación autoelevable se ha convertido en una plataforma de perforación, una plataforma de operación integral para pruebas extendidas y producción temprana. El petróleo crudo producido durante el período de prueba extendido se transporta a. el barco de almacenamiento de petróleo a través de una manguera aislada flotante flexible de 3" con cierta resistencia, y luego transportado fuera por el camión cisterna. El camión cisterna atraca con el buque de almacenamiento de petróleo. Para facilitar la transferencia de petróleo con mangueras flotantes y el atraque del buque cisterna, el buque de almacenamiento de petróleo adopta un sistema de amarre de dos puntos con boya submarina.
2. Ampliar las nuevas tecnologías utilizadas en las pruebas y los primeros sistemas de producción piloto.
Las nuevas tecnologías utilizadas en este sistema incluyen: sistema de amarre de boya submarina de dos puntos; ancla de succión de doble tubo; dos petroleros utilizan un sistema de amarre de dos puntos para el atraque en alta mar y se utilizan mangueras flotantes; para pruebas de expansión costa afuera, etc.
(1) Sistema de amarre de dos puntos de boya submarina
Este sistema se utiliza para amarrar barcos de almacenamiento de petróleo y está amarrado en el mar para operaciones de almacenamiento de petróleo a largo plazo. Su sistema de amarre incluye: la parte aérea incluye cadenas de fricción y líneas de amarre de nailon, y la parte submarina incluye principalmente boyas, cadenas de amarre y anclas de cemento (anclas de gravedad de presión negativa). Consulte la Figura 11-4.
El sistema tiene las características de estructura simple, fácil fabricación, instalación y uso, seguridad, confiabilidad, fácil operación, reutilización, baja inversión, resultados rápidos y buena resistencia a la intemperie. Esta tecnología recibió una patente de "Modelo de Utilidad" de la Oficina de Patentes de la República Popular China el 23 de octubre de 1999.
(2) Ancla de succión de doble tubo
De acuerdo con el hecho de que el agua de mar en el área del mar donde se encuentra el pozo Jinzhou 9-3-8D es poco profunda, la superficie del suelo Es suave y duro, y la resistencia al corte rápido está dentro de los 3 m por debajo de la superficie del lodo. Tiene las características de 4 ~ 8 kpa y la resistencia al corte rápido de 6 ~ 20 kpa dentro de los 3 ~ 6 m.
Se adoptaron dos nuevas medidas técnicas durante la instalación del ancla de succión, a saber, una bomba de inyección de agua integrada con control remoto, un sistema de válvulas y un sistema de monitoreo en tiempo real del estado de hundimiento del ancla para garantizar el buen progreso. de la operación de construcción (Figura 11-5).
Esta tecnología ha obtenido una patente de "modelo de utilidad".
(3) Dos petroleros utilizan un sistema de amarre de dos puntos para atracar y transportar petróleo en el mar.
El petróleo crudo producido durante las pruebas de extensión en alta mar y la producción de prueba inicial debe transportarse a camiones cisterna de almacenamiento, y los camiones cisterna deben atracar en los camiones cisterna de almacenamiento cuando se exporta petróleo crudo. Cuando el transporte de petróleo crudo se encuentra con condiciones marítimas severas, el camión cisterna debe separarse del camión cisterna de almacenamiento cuando la tensión del amarre del camión excede el valor permitido.
El método de atraque de los petroleros marinos se muestra en la Figura 11-1 arriba. Esta tecnología es la primera de su tipo en China.
Figura 11-4 Esquema de amarre submarino de dos puntos tipo pontón.
Figura 11-5 Diagrama esquemático de la estructura de anclaje de succión de doble tubo
(4) La manguera flotante se utiliza para pruebas de extensión en alta mar.
Para evitar eficazmente que el petróleo crudo producido durante las pruebas de extensión en alta mar y la producción de prueba temprana contamine el medio marino, el petróleo crudo producido debe transportarse de manera segura a barcos de almacenamiento de petróleo anclados en las cercanías. Dado que el buque de almacenamiento de petróleo está expuesto a cambios irregulares en el viento, las olas y las corrientes, si se utiliza para el transporte un oleoducto submarino rígido con un tubo ascendente, no puede adaptarse a los cambios irregulares del buque de almacenamiento de petróleo anclado. Además, los oleoductos que transportan petróleo crudo deben tener cierta resistencia y ser fáciles de liberar y recuperar. En la actualidad, se selecciona una manguera flotante flexible con una resistencia de 5t para pruebas de extensión en alta mar y producción de prueba temprana. Esta es la primera vez en China.
3. Ampliar resultados de pruebas y aplicaciones.
Del 23 de junio al 9 de octubre de 1995, Jinzhou 9-3 Oilfield realizó 109 días de pruebas DST y pruebas retrasadas, incluidos 40 días de pruebas retrasadas, con una producción acumulada de petróleo de 15.200 toneladas. En la etapa inicial de producción, la producción de un solo pozo fue de 140 m3/d, lo que fue significativamente mayor que la producción del pozo Jinzhou 9-3-1 y el pozo Jinzhou 9-3.2, que fueron la base del plan de desarrollo general inicial. . Consulte la Tabla 11-2.
Tabla 11-2 Tabla comparativa de productividad integral del campo petrolífero Jinzhou 9-3
Los resultados de las pruebas de extensión del pozo Jinzhou 9-3-8D resuelven el problema de la productividad del pozo petrolero, que es un Un factor importante en el plan general de desarrollo del campo petrolero. Comprender los parámetros importantes permite aumentar la productividad promedio de un solo pozo al preparar los planes de desarrollo. Al ajustar los parámetros y volver a optimizar el plan de desarrollo, el índice de producción diaria previsto de un solo pozo ha aumentado en aproximadamente 40 m3 en comparación con la producción diaria promedio de un solo pozo en el plan de desarrollo general original. En el plan recomendado optimizado, el número total de pozos de desarrollo se reduce de 68 en el plan original a 44, y el número de plataformas se reduce de 3 a 2. La producción acumulada de petróleo en 15 años fue de 706,9×104m3, lo que mejoró enormemente los beneficios económicos del desarrollo de campos petroleros. Consulte la Tabla 11-3.
Tabla 11-3 Comparación de los principales indicadores de desarrollo del campo petrolífero Jinzhou 9-3
Según los parámetros de evaluación económica de China National Offshore Oil Corporation en 1997, los ingresos internos después de impuestos de la empresa La tasa de rendimiento es del 15% y el campo petrolero cuatro años después de su puesta en funcionamiento, el beneficio total después de impuestos alcanzará los 89,1 mil millones de yuanes. Los resultados del análisis de sensibilidad muestran que el proyecto tiene cierta capacidad para resistir riesgos. El 11 de junio de 1997 comenzaron oficialmente las operaciones de perforación de pozos de desarrollo de yacimientos petrolíferos.
(2) La prueba de extensión proporciona una base de datos importante para el desarrollo económico y efectivo del campo petrolero Liuhua 11-1.
El campo petrolífero Liu Hua 11-1 está ubicado en la cuenca de la desembocadura del río Perla en el Mar de China Meridional. Es una trampa estructural anticlinal de arrecifes. El yacimiento petrolífero fue descubierto en marzo de 1987. El petróleo crudo es un petróleo pesado de alta densidad y viscosidad. El tipo de yacimiento es un típico yacimiento masivo de agua de fondo. Las reservas geológicas de petróleo del campo petrolero son 2,3 × 108 m3. Es el campo petrolero más grande desarrollado en la cuenca de la desembocadura del río Perla en el Mar de China Meridional. La profundidad del agua en la zona del mar donde se encuentra el campo petrolero es de 310 m. Los frecuentes tifones, los fuertes monzones invernales y las olas y corrientes internas únicas en el Mar Meridional de China crean condiciones marinas complejas en la zona marítima donde se encuentran los campos petroleros.
En la primera ronda de evaluación integral en abril de 1994, se supuso que se utilizarían dos plataformas fijas para perforar 68 pozos verticales para el desarrollo de campos petroleros. Después del cálculo económico, se consideró que los beneficios económicos eran bajos y se propusieron dos sistemas de producción básicos: ① camisa de aguas profundas convencional más plataforma de boca de pozo con patas tensoras para perforar 60 pozos horizontales ② sistema de producción de amarre de plataforma integral de barco flotante cilíndrico para perforar 30 pozos horizontales; pozos. Se espera que la inversión en el desarrollo de campos petroleros alcance entre 800 y 654,38 mil millones de dólares estadounidenses, y sus beneficios económicos finales aún no son obvios.
Para reducir los riesgos de inversión, reducir los costos de desarrollo y buscar métodos de desarrollo rentables, decidimos elegir pozos verticales convencionales (Pozo Liu Hua 11-1-3) y pozos inclinados de gran ángulo que Se han perforado pozos en diferentes partes del arrecife del campo petrolero (pozo Liu Hua 11-5) y pozo horizontal (Liu Hua 16544). Para profundizar aún más la comprensión de las características del yacimiento, los tipos de yacimiento, las propiedades de los fluidos y la productividad del pozo petrolero del campo petrolero Liuhua 11-1, determinar la actividad del agua del fondo, las condiciones de formación del cono de agua y los factores de control, y determinar la productividad inicial del yacimiento. pozo de petróleo y sus cambios con los cambios en el contenido de agua, llevar a cabo pruebas de tecnología de producción de campos petroleros, revelar posibles contradicciones en el desarrollo de campos petroleros y encontrar formas de desarrollar efectivamente el campo petrolero.
Plataforma de perforación semisumergible + sistema de amarre + camión cisterna flotante de producción y almacenamiento + camión cisterna lanzadera para pruebas extendidas y sistemas de producción temprana. El sistema de producción se muestra en la Figura 11-2 anteriormente en esta sección.
1. Principales tecnologías utilizadas en los sistemas de prueba ampliados y de producción inicial.
A. Una plataforma de perforación semisumergible modificada con funciones de perforación, terminación y reparación, así como la bomba sumergible eléctrica. proporciona el equipo necesario de generación y distribución de energía, junto con el sistema de amarre de gran capacidad, para garantizar que la plataforma de perforación semisumergible esté permanentemente amarrada en el sitio en condiciones climáticas extremas que ocurren una vez cada siglo.
B. El buque flotante de producción y almacenamiento se transforma a partir de un petrolero y tiene la capacidad de producir petróleo crudo, procesar y almacenar aguas residuales e instalar el equipo necesario para las pruebas. Se instala una torreta en la proa del petrolero. Un extremo de la cadena del ancla está atado a la torreta del petrolero y el otro extremo está atado al ancla de gravedad del submarino.
c, es decir, los buques cisterna están atracados en serie en buques flotantes de producción y almacenamiento. El sistema de descarga de petróleo incluye equipos de medición, tuberías, mangueras flotantes, tuberías de descarga de agua de mar, sistemas de elevación de mangueras y sistemas de cables.
D. Utilizar un sistema de amarre con anclaje por gravedad.
2. Análisis de los resultados de las pruebas extendidas
A. Los resultados de las pruebas extendidas muestran que la productividad de diferentes tipos de pozos es significativamente diferente. Debido a que el espesor de la capa de petróleo perforada por pozos horizontales y pozos muy inclinados es 13,5 veces y 5,0 veces mayor que el de los pozos verticales convencionales, equivale a crear una grieta larga en la capa de petróleo, expandiendo la superficie de contacto entre el pozo de petróleo y el capa de petróleo y reduciendo la resistencia a la filtración cerca del pozo, mejorando la productividad del pozo de petróleo. La producción media diaria de petróleo de los pozos horizontales es 2,6 veces mayor que la de los pozos verticales convencionales.
B. La velocidad de ascenso del agua de fondo horizontal es mucho más lenta que la de los pozos verticales convencionales. Debido a los cambios en los métodos de conificación del agua del fondo, los pozos horizontales y los pozos muy desviados han cambiado del cono puntual al cono lineal en forma de "cresta". Además, el pozo de producción es largo y la intensidad de producción de petróleo por unidad de longitud es pequeña, lo que aumenta la eficiencia del barrido de petróleo. Los fondos de los dos tipos de pozos anteriores están lejos de la interfaz agua-petróleo. Los resultados muestran que la tasa de crecimiento diario del contenido de agua en pozos horizontales es de 0.265438±0%, que en pozos muy desviados es de 0.89% y que en pozos verticales convencionales es de 65438±0.45%.
C. Las reservas de control de inundaciones de agua de diferentes tipos de pozos son obviamente diferentes. De acuerdo con los resultados del cálculo de las curvas de impulsión de agua de cada pozo, la reserva máxima de control de impulsión de agua en pozos horizontales es de 93,7×104m3, seguida de 26,5×104m3 en pozos inclinados de alto ángulo y la reserva de control de impulsión de agua en pozos verticales convencionales. es sólo 12,6×104m3.
3. Principales conocimientos adquiridos a partir de pruebas extendidas.
Debido a los atributos naturales del campo petrolífero Liuhua 11-1 y los requisitos únicos para la producción de alta velocidad, es inevitable que se formen conos de agua con anticipación, el contenido de agua aumentará rápidamente y la producción inicial disminuirá. rápidamente y la diferencia de presión de producción será grande.
B. Con tecnología avanzada de producción de petróleo, los pozos horizontales y los pozos muy inclinados aún pueden lograr una alta producción de petróleo incluso cuando el contenido de agua es alto.
C. En condiciones de producción con una gran diferencia de presión, la capa vertical relativamente densa del depósito no es suficiente para bloquear eficazmente la conificación del agua del fondo. Las exitosas pruebas de expansión de tres pozos de diferentes tipos en el yacimiento petrolífero Liuhua 11-1 proporcionaron una base importante para el desarrollo eficaz del yacimiento petrolífero.
Debido a que los pozos horizontales no sólo pueden aumentar la producción de un solo pozo y frenar el ascenso del agua del fondo, sino que también tienen costos de perforación que son sólo 1,9 veces mayores que los de los pozos verticales convencionales, el uso de pozos horizontales para el desarrollo puede reducir los costos de inversión y desarrollo.
3. Aplicación exitosa de sistemas de prueba de producción temprana en perforación, producción y pruebas.
El campo petrolífero Caofeidian 1-6 está ubicado en el oeste de la bahía de Bohai. Es un campo petrolífero en una colina enterrada compuesto de granito mixto con fracturas desarrolladas. Desde marzo de 1993 hasta febrero de 1994, el pozo Caofeidian 1-61 realizó múltiples pruebas DST y obtuvo un flujo de petróleo de alto rendimiento. Para comprender mejor la productividad de los pozos petroleros y verificar las reservas geológicas de petróleo del campo petrolero, se adoptó un sistema temprano de prueba de petróleo (Figura 11-6) desde septiembre de 1994 hasta octubre de 1994, y * produjo 15649 m3 de petróleo crudo.
Figura 11-6 Diagrama esquemático del sistema de producción de prueba inicial que respalda la ingeniería para las pruebas de producción durante la perforación.
Esta es la primera vez que el sistema de prueba de producción se utiliza en pozos de exploración y evaluación en el Mar de Bohai, y ha tenido éxito en la perforación, producción y pruebas. Debido a su amplio rango de aplicaciones, este sistema de producción de prueba puede desarrollarse y probarse a gran escala en áreas marinas poco profundas. Es totalmente adecuado para la producción de prueba de varios yacimientos de petróleo y gas en el Mar de Bohai. Instalación y reubicación sencilla de equipos y reutilización.
(1) Principales innovaciones tecnológicas del sistema
Para lograr el propósito de perforar, producir y probar al mismo tiempo, el campo petrolífero Caofeidian 1-6 probó el auto- elevación del barco de perforación en voladizo durante el proceso de prueba de producción. Se han llevado a cabo modificaciones y desarrollos funcionales para que el barco de perforación no solo pueda servir como plataforma operativa para las instalaciones de producción y pruebas, sino que también conserve la función de operación de perforación de la plataforma de perforación original. Al involucrar muchas tareas y especialidades técnicas, las dificultades encontradas son aún mayores, especialmente cuando se realizan múltiples tareas al mismo tiempo. En el proceso de resolver diversas dificultades técnicas, este sistema es el primero de su tipo en el país y en el extranjero. El 5 de abril de 2001, esta tecnología obtuvo una "patente técnica" por parte de la Oficina de Propiedad Intelectual de la República Popular China.
Las principales innovaciones tecnológicas son las siguientes.
1. Transformar y desarrollar las funciones operativas de los buques de perforación voladizos autoelevables.
Se ha diseñado y modificado todo, desde el diseño de la cubierta del barco de perforación, la división de áreas funcionales, el suministro eléctrico, de agua, electricidad y petróleo, la verificación y control de carga hasta diversas operaciones auxiliares relacionadas.
Se reorganizó y diseñó toda la cubierta de operaciones del buque de perforación, se dividieron diferentes áreas funcionales y áreas a prueba de explosiones, y se verificaron las cargas y funciones diversas condiciones de trabajo, producción de petróleo y condiciones de prueba. diseño e instalación del sistema. Además, se planificaron y verificaron las condiciones de generación de energía, suministro de energía, calefacción, suministro de gas, suministro de agua y alojamiento del personal, y también se diseñaron y organizaron las operaciones de atraque y izado.
2. Construya una plataforma de boca de pozo sencilla de dos pisos.
Utilizando los elevadores de 30" del pozo Caofeidian 1-6-1 y del pozo Caofeidian 1-6-2DS, se construyó una plataforma de boca de pozo simple de doble capa. Además, la plataforma elevadora de boca de pozo del barco de perforación sirve como un preventor de reventones La plataforma operativa cumple con los requisitos para la instalación y operación de preventores de reventones de perforación, cabezales de pozos de producción y preventores de reventones de prueba.
Estructuralmente, el refuerzo de conexión lateral de los elevadores de los dos pozos y el refuerzo de conexión lateral del barco de perforación se adoptan para permitir que la plataforma cumpla con los requisitos de seguridad para la perforación y las pruebas de producción de petróleo. Al mismo tiempo que se realizaba la extracción de prueba de Caofeidian 1-6-1, se llevaron a cabo operaciones de perforación en el pozo Caofeidian 1-6-2DS, y la profundidad final del pozo (desviación del pozo) superó los 3.000 metros.
3. Estructura de la cadena de producción
Para cumplir con los requisitos de producción, pruebas y seguridad, de acuerdo con las especificaciones técnicas, se instalan en la boca de pozo una bomba eléctrica y un árbol de Navidad. boca de pozo de petróleo. La sarta de tuberías en forma de Y se utiliza para instalar bombas eléctricas sumergibles y válvulas de seguridad subterráneas. Durante el proceso de prueba real, se llevaron a cabo varias pruebas de presión y producción, pruebas de recuperación de presión de cierre y muestreo de propiedades físicas de alta presión.
4. Proceso de tratamiento de petróleo y gas e instalaciones de transporte de petróleo
Adoptar el diseño más simple y hacer que el proceso de tratamiento de petróleo y gas cumpla con los requisitos de prueba, medición, transporte y otras operaciones. y cumplir con los requisitos de las normas de seguridad de producción Diseñar e instalar equipos relevantes para que el proceso y las instalaciones tengan funciones tales como detección de fugas, alarma y parada de emergencia.
(2) Ampliar la aplicación de los resultados del sistema de prueba.
1. Modificar el índice de producción de petróleo del pozo en base a la prueba DST.
El pozo pasó dos pruebas de pozos del sistema y el índice promedio de producción de petróleo es de 529 m3/MPa.d, que es aproximadamente 1/3 ~ 1/2 menor que el valor calculado de la prueba DST.
2. Determinar un sistema de trabajo y resultados razonables.
Al determinar un sistema de trabajo razonable para el pozo en función de los cambios en las diferentes boquillas y la producción de petróleo, la boquilla debe estar por debajo de 18,26 mm y la salida debe controlarse en alrededor de 530 m3/d.
3. Demostrar la interfaz agua-petróleo y las reservas geológicas de petróleo.
Utilizando los datos de la prueba de extensión, se calculó que la interfaz petróleo-agua era de 2946 metros (la interfaz petróleo-agua determinada previamente era 2900 metros y 2950 metros), y se calcularon las reservas geológicas del campo petrolero. ser 400 × 104 ~ 420 × 104 t, lo cual es consistente con El resultado del cálculo del método de volumen original de 431 × 104 t es muy cercano.