海底完井使偏远地区以及小储层的石油开采成为可能。但其太高的维护成本有可能缩短油井的开采期。“海底油井与其它油井一样,也会出问题,但是要想修理一口海上油井,就需要动用钻机,费用高达每天1百万美元,”Expro Ax-s 技术公司市场销售部经理Matthew Law说,“哪里有采油平台的入口,哪里就需要经常性的修井作业, 正是常规的油井维护提高了油田的可采储量。”
降低深海钻探成本势在必得
英国石油公司、雪佛龙石油公司、埃克森美孚公司、挪威国家石油公司以及壳牌公司都属于致力于将深海油井维修费用降低50%以上,以此来改进油井维护方法的公司。定期进行油井维护能获得多少平均产量,目前还没有公认的行业标准。大家普遍认为,数千座的海底钻井平台的定期修井能够生产出价值数十亿美元的石油。
“提高深海石油开采速度的最大挑战之一是侧钻的费用太高。”壳牌公司的油井执行副总裁Peter Sharpe说。
钻探设备能力巨大,根据一般的近海修井经验,深海油井作业的回报率会有很大波动,一些简单的修井工作可能会产生具大的收益,但是对一些复杂油井故障来说,其处理费用可能要超过收益。大多数油井出现的问题介于这两者之间。
根据北海地区浅水区油井的修井经验,对海底油井进行常规维护能够产生一定收益。修井费用及技术挑战随着水深的加大而增加,在北海地区进行了降低成本方法的试验。如果不能大幅度降低修井费用,那么在10口海底油井上所花费的旨在减少产量递减的维护费用可能会超过在短期内能带来更大收益的深海勘探费用。为降低成本,石油行业正在考虑将成熟的技术和新技术的组合起来使用,把大多数工作集中到用施工船取代钻井设备进行修井。
“费用是一个因素,但是我们这样做也是为了将钻井设备腾出来,以便进行更多的勘探开发工作,” 壳牌公司负责浮动提升装置的油井交货经理Colin Buchan说,“钻井设备应该是设计钻井的复杂机械,不是为修井而设计的。”
世界上没有足够的钻机维护所有的水下采油树。据Quest Offshore 公司统计,1990~2010年,已有近4200套采油树被用于海底完井。预计到2012年要增加400套,而且这一数字将继续稳步增加,到2016年将增加800套。
大部分装置将安装在水下3000英尺或更深处。大部分非钻机设备修井作业都是在水深小于1500英尺的地方进行,只有少数几例作业井位于水下3000英尺。自20世纪90年代,北海石油生产商开始开发新技术,使用以钢缆为动力的机器进行生产井作业。“如果回头想想1994年工作开始时的情景,会发现当时的工具都相当简单。”Buchan说。
油井诊断和维护工作的范围继续发展。用钢丝绳进行的作业范围从诊断井底堵塞物、测定水源到解堵以及堵漏点。
对挪威国家石油公司来说,油井维护已成为它将海上油井最终采取率提高到平均55%的一个主要驱动力。目前该公司有两艘作业船在挪威大陆架上进行全天的小修作业。大部分工作由包括Island Offshore、阿克工程有限公司及 FMC技术公司的北海联盟完成。
现在他们的目标是向深水区进发。壳牌在西非、巴西和美国的四年期项目是运用钢缆进行更多的油井诊断和修井作业,现已启动。这一变化意味着美国石油学会修改了用于修井的提升管的标准(API RP 17G R2011 也称为ISO 13628-7),目的是为用于油井建造和修理工作的作业船上的轻型提升管,无线修井设备以及将液体注入海底油井的挠性油管提供标准,美国石油学会修井工作组主席兼FMC新技术主任Brian Skeels说,“随着更多深海区油田的开发,未来几年,水下修井工作量将会大幅增加。”
负责作业船分类标准制定,挪威船级社移动式近海平台的业务开发经理Tomas Elander Solli说,“常规钻井装置在修井工作中还是起着非常重要的作用。”他进一步指出,今天用于修井的小型作业船还不多,但以后会越来越多。
专注于修井工作赢得回报
降低深海修井费用的第一步是制造专门用于修井的移动船。挪威国家石油公司打算建造被称为B类的新一代浮动修井平台,每一平台都装备有提升管和挠性油管,它能够做钢缆船所不能做的工作。
少数几个在建项目之一是由Helix能源方案集团所制造和运行的Q4000。与Island Offshore一样,该公司也是B类平台的参与开发者之一。Q4000在2010年的美国墨西哥湾马孔多漏油事故的封堵中起了很关键的作用。
“在马孔多事故中,如运用钻井装置,则需数天甚至数周的时间进行作战计划的改变以及重新配置,而用Q4000则缩短了时间。”Helix公司负责油井施工的美国商务经理Kurt Hurzeler说,“从电缆到试井钢丝到挠性油管操作能力的提升使效率提高了40%。”
“另一举措是设计了用于打井、修井与小型钻井船尺寸差不多的Skandi Aker,该设备有望将修井费用降低至使用钻井装置修井的60%。”Aker Solutions公司的技术副总裁Erik Norbom说。
“随着工程量的增加,我们期待着能够证明我们高效率完成工作,”Norbom说,“我们的市场及技术将会引起更多人的关注。”
少花费多办事
钢缆设备研发商们向用户证明,用小型近海施工船进行深海修井作业,所需费用只占钻井装置修井费用的一小部分。据RPSEA统计,目前有15家公司正在开发电缆修井设备。在过去的十多年里,这些设备一直为深海修井新技术的发展起着支持作用。
运用钢丝绳起下的工具进行解堵花费仅为运用钻井装置的三分之一,一些公司已经制造出能够进入油井、进行一系列诊断测试和修井工作的电缆系统,Blue Ocean, Expro 及FMC就在其之列。Blue Ocean在为ATP油气公司两口位于墨西哥湾的油井进行钢丝电缆修井过程中创造了3000英尺的井深记录。在一个油层射孔,磨掉一段100英尺长的管,将一个套筒滑入井内后,井的油气产量上升,含水下降。
墨西哥湾事故使作业者对海上油井作业的各个方面更加谨慎,更注重安全审查,并导致墨西哥湾钻井工作暂停,由此油井修井作业市场此刻也发生了较大的改变。在海上钻井暂停期间,出租钻机的公司一直忙着进行修井作业。
去年Blue Ocean承接了Trendsetter工程公司的咨询业务,Trendsetter是处理井喷防堵罩阀的主要供应商,该公司的设备能够达到美国政府为钻井装置所制定的所有安全标准。
潜在客户比较关心的是钢缆修井的安全性可以与带有提升器的钻井装置相比吗?Blue Ocean营运经理Ian Still指出,钢缆不能像提升管一样传输烃类,他反问道:“难道无提升管装置不是更安全吗?”
降低修井费用的新方式
随着钢丝绳起下设备的应用范围不断增加。华大公司的目标是让油井管理者相信多数海底油井作业都可以,而且不用钻井装置就可以完成。
但是,对一个长期以来都用带提升管的钻井装置进行深海油井作业的行业来说,这些推广电缆设备修井新技术的公司正努力改变大家认为提升管是修井必备的观念。
“将会有降低修井费用的新技术的出现,”Helix 的Hurzeler说,“我们将会进行一些施工操作,希望它们能够提供油井诊断信息,但不可能完全达到我们的总体目标。”
无提升管方法有一定的局限性,钢缆不能将泥浆排空,但配备有提升管作业船的限制因素则是它的费用。“目前70%的海底修井工作可以成功地用钢丝绳起下设备来完成,”FMC的Skeels说,“为了确保成功,一些客户宁愿选择费用高的作业方式,但是最后发现费用太高难以承受。”
那些认为小型修井船有一定前景的人正在寻找能够输送液体提升管的替代方法。创新家们推行更小型的作业船,制造一个不需笨重的钻井平台或钻井船的提升管来进行修井是他们的最终目标。FMC,Expro以及与正与贝克休斯公司合作的Blue Ocean正在寻找新方法,用挠性油管而不是在提升管中运行油管来传输原油,从好的一方面看,不论是韧性,还是强度,油管都能够受得住液体的侵蚀。但必须把油管用一艘在波浪中忽沉忽浮的船拉紧。如果突然发生变动而调整失败,就会扣住油管。而小型船比大型船的稳定性差,这就增加了挑战。
为了达到目标,诺地勒国际公司正在走另条一路径即用举着沉重的油管柱、充满空气的浮舱支撑提升器,就像是拴在一根绳子上的一个气球。该公司正在为继续开发研究使用提升管进行一系列海底作业而向RPSEA寻求经费。
对大多数公司来说,向深海油井作业新方法的转变一直都很缓慢。随着新的深海机械设备投入市场,需求供不应求。要想稳定地工作,油井作业行业就要效仿挪威国家石油公司。该公司与客户签有长期合同,它的作业船只每年有300多天忙于工作。“当一口井出了故障,油井管理者就想到修井,”FMC的Skeels说, “否则,他们不想动用修井船。”
采用相对成本较低的修井方式虽然不能带来快速盈利,但是因为可以保证油田上更多的油井在转动生产,这样,公司的盈利随着修井进展会逐渐增加。