マレーシア沖の自律流入制御装置で石油生産を最適化

高度な坑井完成は、不均質な炭酸塩層に置かれた場合に薄い油縁を生成しながら、ガスの突破を緩和する効果的な方法であることが証明されています。さらに、自律流入制御装置（AICD）の適用が、地質学的および動的な貯留層の不確実性に対する一種の保険として機能し、予想される石油生産プロファイルのリスクと変動を軽減することが、いくつかの研究で証明されています。

サラワク・シェル・バハッドは2019年から2020年にかけて、マレーシアのサラワク州沖合の薄い油縁炭酸塩層の中央ルコニア州で開発キャンペーンを実施した。水平の約 6,000 フィートの開発井は、岩石の性質が異なるさまざまな地質層と交差し、その結果、坑井に向かって不均一な貯留層の流入が生じることが予想されました。これらの油井からの石油生産は、初期のガスと水の突破により深刻な影響を受けることが予想されていました。

初期のガス生産のリスクを回避してオイルリムを生産するために、世界的な生産最適化専門家である Tendeka は、坑井の水平部分に沿った貯留層境界面の下部完成設計に FloSure AICD を組み込みました。この技術はアクティブな流量制御装置として、坑井に入る流体の特性と坑井を通過する流量に応じて可変流量制限を提供し、ガスのコーニング/カスプのリスクの管理に役立ちます。次に、上部完成品に組み込まれた自然現場ガスリフトによって、流体が表面まで持ち上げられます。この分野では 3 段階の開発が計画されており、現在までに 2 段階が完了しています。

最初の AICD 完成品は 2008 年にノルウェーに設置され、2013 年にトロール分野に広く導入され、非常に有望な結果が得られました (SPE 159634)。ただし、アジア太平洋地域とこの種のアプリケーションの両方にとって、その使用は比較的新しいものです。

貯留液の流入のバランスをとる標準的な ICD と同様に、FloSure AICD は、不要な流出液の生成をその突破前に遅らせます (積極的な解決策)。ただし、ブレークスルーが発生すると、この装置は、ガス (軽油用途) や粘性油製造時のガスと水 (反応性溶液) など、粘度の低い望ましくない流出物の生成を制限します (OTC 30403、OTC 30363、SPE 193718) ）。

この装置は、流体の特性と流体を通過する流量に応じて、可変の流量制限を提供します。流れは、本体の上部プレートにあるノズルを通ってデバイスに入ります。これがディスクに衝突し、ディスクと天板の隙間から放射状に広がり、天板を回り込んで本体の複数の吐出口から排出されます（図1）。

デバイスの全体的な形状は、これらの力を効果的にバランスさせ、流体に依存した望ましい圧力降下を生み出す能力にとって重要です。

フィールド A では、デバイスの性能を潜在的な井戸流量に適合させるために 7.5 mm AICD バルブを採用しました。油、水、およびガスの粘度は、ダウンホール流動条件でそれぞれ 0.40 cP、0.27 cP、および 0.018 cP です。

デバイスは、下部完成品の一部として配備されるか、バルブがベースパイプまたはスクリーンセクションに取り付けられている既存の井戸に後付けされます。下部の完成品は複数のコンパートメントまたはゾーンに分割されており、各ゾーン内に 1 つ以上のデバイスがあります。坑井内で使用される区画の数は、貯留層の岩石の不均一性、貯留層の自然な区画化、不要な流出物の突破のメカニズム、および坑井の状態によって異なります。

フィールド A 用に選択されたサンドスクリーンジョイントには、図 2 に示すように 150 ミクロンのプレミアムメッシュが組み込まれています。リザーバーからの流路は矢印で示されています。

成功するには、AICD アプリケーションのいくつかの基本原則を理解する必要があります (SPE 173841)。

油/水用途の場合、その違いは主に流体の粘度に基づきます。石油/ガス用途の場合、違いは粘度と密度の両方に基づいています。

油田 A での最適化された石油回収を確実にし、初期のガス突破による主要な脅威を軽減するために、オペレーターは AICD 完成の適用について広範な評価を実行しました。このパフォーマンスモデルは、オペレーターの社内動的シミュレーションソフトウェアに初めて実装されました。図 3 は、フィールド A 条件での単相 AICD 性能曲線を示しています。

フィールド A のウェルの下部完成品は 5 1/2 インチで完成しました。 AICD ライナーと膨潤性パッカーにより、ゾーンの隔離と流入制御を実現します。 OLGA シミュレーションで実行された坑井流れシミュレーションでは、有望な結果が示されました。これは、6,000 フィートの水平セクション全体が先端セクションまで完全に荷降ろしでき、坑井の生産に貢献できることを示唆しています。 AICD の完成設計を最適化するために、フロントエンドのエンジニアリング設計プロセスが採用されました。これは、ガス生成を制限して GOR を削減し、ガスコーニング前の初期流動期間中に石油生成を可能にするために十分に堅牢である必要がありました。

フィールド A は、2 年間にわたってフェーズ 1 とフェーズ 2 の 2 段階で開発されました。フェーズ 1 油井の 1 つのルックバック分析が完了し、掘削前の予測生産パフォーマンスを掘削後のモデル (初期生産データで調整) と比較し、段階的にガスとしてのスタンドアロンのスクリーン生産パフォーマンスの予測と比較されました。突破します。

図 4 は、LWD ログに基づいた坑井に沿った貯留層の透過率を示し、図 5 は坑井に沿ったガスの漸進的な破過の流体飽和プロファイルを示しています。

この分析は、石油生産を維持しながら坑井からの GOR を管理する AICD 完成設備の能力を実証し、各開発段階に必要な完成設備在庫の基礎を提供します。

貯留層セクションを掘削する前に、坑井建設の予測（方向計画）に基づいて坑井内流れモデルが構築されました。貯留層の特性の最良の推定は地質モデルに基づいていました。貯留層セクションの掘削が進むにつれて、坑井流れモデルは LWD と方位調査からの岩石物理学データで定期的に更新され、非生産的な貯留層、流出、循環喪失ゾーンなどの潜在的な問題を予測するために AICD 完成のかなりの部分が強化されました。全深度 (TD) に達する前に。

TD では、坑井内流量モデルを使用して AICD 完成設計をさらに最適化し、将来のガス突破シナリオを補正し、坑井の生産性を予測しました。これは、完成作業の準備として坑井の清掃と調整が行われている間に実行されました。

リグの効率は、TD までの掘削中にリアルタイムデータを使用して実行される事前モデリングによって支援されました。これにより、掘削底穴アセンブリが地表に戻るまでに集計を完了することができました。

AICD ライナーを使用してホールを走行する前に、ホールの状態が良好であることを確認するために、ホールのクリーニングとチェックトリップを実施しました。重量ドリルパイプと通常のドリルパイプ構成は、表面でストリングを回転できるようにするためのスイベルツールとともに使用されました。これにより、セットダウン重量が増加し、ホール内でのランニングが容易になりました。 AICD バルブには破片バリアとしてシュラウドがあり、そのため外径が 5.5 インチよりわずかに大きくなっていました。チューブの直径。 8.5 インチではホールでは、各チューブ接続部にスウェルパッカーとセントラライザーを備えた TD への展開に問題はありませんでした。

完成品の搬送のロードマップを予測するために、掘削中にトルクと抗力のモデリングが実行されている間、摩擦係数が監視されました。これらのアクションの結果、AICD チューブ継手は目標の TD まで正常に搬送されました。

薄いオイルリムの生産者の予想通り、ガスのブレイクスルーは生産から数か月後に発生しました。井戸 A2 ではガスの破過が徐々に観察され始め、GOR が増加するにつれて、ドローダウンは最終的にドローダウン限界に近づきました。この坑井の AICD 完成時の圧力降下は、静的坑井モデリングに基づいて計算され、推奨圧力降下である 600 psi に対して約 700 psi でした。 600 psi を超える圧力降下では、侵食による AICD バルブの劣化が予想されます。

油井 A の生産はガスに制約があるため、油層管理戦略を満たし、油層エネルギーを節約するために、油田での石油生産を最大化するには、GOR の低い坑井からの生産が好まれました。しかし、GOR が最も低い油井であるにもかかわらず、A2 油井の生産はドローダウンと AICD 差圧制限内に制限する必要があり、その結果、油田での石油生産を増加する機会が失われました。

坑井 A1 では、ガス生産は生産後 2 か月以内に急激に増加し始めました。ガス流量が増加するにつれて、坑井の生産性は、初期の生産性指数 50 ～ 100 bbl/日/psi から、その後数か月で 20 bbl/日/psi 未満に大幅に低下しました。これは、AICD バルブがガスの流入を制限するために移動する際に、バルブ全体の圧力降下がさらに寄与するためと考えられます。ただし、各坑井について 2 ～ 4 週間ごとに頻繁に坑井テストが実行され、動的モデルの履歴一致により、生産率がほぼ予想どおりであることが示唆されました。

上述のような従来の生産性指数の計算は、AICD などの流量制御装置を使用して完了すると、良好なパフォーマンスを示す優れた指標にはならない可能性があることに注意してください。

下部坑井における流量の寄与を理解し、動的貯留層と坑井モデルの両方を校正するために、フィールド A の多数の坑井でダウンホール生産検層が計画されました。運用上の問題にもかかわらず、検層は坑井 A1 で正常に実行されました。

生産検層の結果は、坑井および動的モデルのシミュレーションと比較されました。図 6 に見られるように、AICD が機能していることが証明されました。 AICD が失敗すると、流量が大幅に増加しますが、これはロギング結果からは確認できませんでした。

PLT で解釈された結果は、坑井に沿った総炭化水素と水の寄与からの動的モデルと一致しています。坑井で観察された高い GOR は、図 7 に示すように、AICD が高ガス区画を阻止できなかったというよりはむしろ、貯留層の挙動によって引き起こされた可能性があります。

これにより、同じ尖塔内の井戸の将来のコーニング挙動を理解する動的モデルの能力に対する信頼が得られます。 PLT はまた、完成した 6,000 フィートの水平セクションのほぼすべてがモデルどおりに流れに寄与していることを確認しました。

設置および運用段階でのいくつかの運用上の課題や制約にもかかわらず、AICD の完成は、不均質な炭酸塩層に位置する薄いオイルリムのアプリケーションを生成しながら、ガスの破過を緩和する効果的な方法であることが証明されています。

ガスブレークスルーを管理するためのより従来型のスライド式サイドドア (SSD) 完成と比較して、6 つの坑井での AICD 完成によるコスト削減は、資本費と運営費で 2,000 万ドルを超えると推定されています。さらに、AICD の完成により、SSD 完成時の場所と遮断ガスの突破口を特定するための介入に関連するリスクが回避されます。

このプロジェクトは、AICD テクノロジーの応用に対してペトロナス 2019 COMSTEC Completions Award を受賞しました。

フィールドAで回収される最終埋蔵量の最大値は、今後数年以内に評価される予定です。

フェーズ 1 およびフェーズ 2 油井の生産パフォーマンスの設置後のレビューが実行されました。これには、1 つの油井での PLT の実行も含まれます。これは、これらの坑井の性能を正確にモデル化できることを実証しただけでなく、AICD の完了が、長い水平方向のすべての油層品質間隔からの生産寄与を確保し、ガスが発生する間隔からの遊離ガス生産を制限するのに効果的であることも実証しました。 -キャップ突破。

他の高度な完了アプリケーションと同様に、プロジェクトの成功と達成される価値は、綿密な準備によって強化されます。これには、完成設計、運用計画、サイト統合テスト、ポンプ輸送される化学物質との適合性チェック、および不測の事態に備えた潜在的な問題の予測のための、広範囲にわたる貯留層と坑井の性能モデリングが含まれます。このプロセスには、石油エンジニア、坑井建設エンジニア、プロジェクトエンジニア、掘削請負業者、サービスおよび機器プロバイダーからなる統合チームの参加が不可欠です。

SPE 159634 RCP バルブを使用した自律流入制御によるトロールでの石油生産量の増加（Statoil ASA の Martin Halvorsen、Geir Elseth、および Olav Magne Nævdal による）。

OTC 30403 中国沖合の薄い重油貯留層にある RCP 自律流入制御装置を備えたよく詰まった砂利の石油生産を増加させながら砂生産管理を行う CNOOC China Ltd.-深センの Shuquan Xiong、Fan Li、Congda Wei、および Donghong Luo 氏による; そしてモジタバ・モラディ、テンデカ。

OTC 30363 マレーシア、ペトロナス・カリガリ社のフジアナ・ツシミン氏、ラティフ・リヤント氏、ノルバイズラ・アフマド・タジュディン氏による薄い油縁貯留層における自律流入制御装置による石油生産の強化 BHD; モジタバ・モラディ氏、ラーム・マリムトゥ氏、マイケル・コノプチンスキー氏、テンデカ氏。

SPE 193718 自律流入制御装置を使用した重油井の生産の最適化Mojtaba Moradi、Michael Konpczynski、Ismarullizam Mohd Ismail、および Tendeka BV の Iko Oguche 著。

SPE 173841 流入制御装置を使用して貯留層の不確実性を管理しながら生産プロファイルを改善ヘリオットワット大学の Mojtaba MorradiDowlatabad と Faraj Zarei (CMG Europe) が完成。およびベーカー・ヒューズ社のモルテザ・アクバリ氏

SPE 205407 AICD 完成による環状相分離 - 井戸の流れ性能と不要な流出物の制御への影響 Michael R. Konpczynski および Mojtaba Moradi、Tendeka 著。

SPE の Mojtaba Moradi は、アバディーンの Tendeka の主任貯水池エンジニアです。彼はヘリオットワット大学で石油工学の博士号を取得しています。彼は欧州地球科学者・技術者協会 (EAGE) の会員です。

SPE の Michael Konpczynski は、ヒューストンの Tendeka で地下エンジニアリングのディレクターを務めています。彼はトロント大学で機械工学の学士号を取得しています。彼はアルバータ州専門技術者地球科学者協会 (APEGA) の会員です。

Thanushya Krishnan 氏 (SPE) は、シェルマレーシアの生産技術者です。彼女は石油とガスの分野で 10 年近くの経験があり、マレーシアとロシアの現場で働いています。彼女はマレーシアのペトロナス工科大学で化学工学の学士号を取得しています。

Harwinder Kaur Sandhu は、シェルマレーシアの完成エンジニアです。彼女はマレーシアのテナガ国立大学で機械工学の学士号を取得しています。