При операциите по сондиране на вертикални кладенци, инциденти като прекомерни отклонения на наклона на отвора, пропуски на траекторията извън целевите зони и скъпи операции по странично пробиване остават постоянни предизвикателства в нефтената и газовата индустрия. Традиционно полевите екипи често приписват тези повреди на оперативни грешки като прекомерно тегло на свредлото, неравномерно подаване на тръбата или неправилна ориентация на повърхността на инструмента. Докладите за инциденти от множество работни региони обаче разкриват последователен модел: едни и същи сондажи постигат напълно съвместими траектории, когато работят при оптимизирани режими на параметри. Проблемът не е човешка грешка, а липсата на систематична рамка за контрол на параметрите, която правилно да интегрира дизайна на монтажа на дъното на дупката, измерването по време на сондажното използване и оптимизирането на параметрите на сондирането.
Разбиране на механиката на отклонението
Наклонът на отвора не възниква мигновено; той се натрупва прогресивно с напредването на сондажите през различни видове образувания и литологии. Основните двигатели на отклонението включват естествените сили на отклонение на формацията, където в потъващи формации с ъгли на наклон над 10 градуса долото има тенденция да се отклонява по нормалната посока на равнината на пласта. Наслоени меки-твърди образувания изострят този ефект, тъй като свредлото преференциално пробива по-меките слоеве. Статистиката от множество блокове показва, че в интервали с наклон на пласта от 15 до 30 градуса, ъгълът на отвора се увеличава с 2 до 4 градуса на 100 пробити метра, без да са налице мерки за смекчаване. Неоптималната синергия на WOB-RPM допълнително усложнява този проблем, тъй като прекомерното тегло на свредлото предизвиква изкривяване на сондажната колона и увеличени странични сили, които изтласкват свредлото от вертикалата.
Естествени формационни сили: Ъгли на наклон над 10 градуса причиняват прогресивно отклонение от 2 до 4 градуса на 100 метра.
Дисбаланс на WOB-RPM: Прекомерният WOB предизвиква изкривяване, докато високите RPM задействат завъртане на струната.
Твърдост на BHA: Износени стабилизатори, надвишаващи 3 mm хлабина, премахват критичните точки на въртене.
Избор на правилния BHA: махало срещу пълен-отвор
Изборът на неправилна конфигурация на модула на дъното на дупката води до контрапродуктивни резултати от управлението на траекторията. Махалото BHA използва гравитацията, за да генерира възстановяваща сила на махалото, която избутва свредлото към долната страна на отвора, противодействайки на образуването-предизвикано отклонение. Тази конфигурация е идеална за умерени формационни сили с ъгли на наклон под 20 градуса и е особено ефективна за коригиране на съществуващ наклон, който вече се е развил. Оптималната производителност изисква строг контрол на WOB между 60 и 80 kN, като отклоненията извън този прозорец намаляват ефективността на махалото с до 40 процента.
За разлика от това, пълният-отвор или опакованият BHA използва три до четири близко разположени стабилизатора за централизиране на сондажната колона и ефективно фиксиране на траекторията на място. Докато този монтаж е отличен за поддържане на ъгъл във вертикални и допирателни секции, той не може да коригира съществуващото отклонение. Критична и често наблюдавана клопка на полето е разполагането на пълен -сглобен отвор за стабилизиране на вече отклонен сондаж, което ефективно заключва грешката и предотвратява всяка естествена корекция. Правилната практика диктува последователното използване на комплект с махало за активна корекция, последван от монтаж с пълен-отвор за пасивна стабилизация, след като вертикалата бъде възстановена.
MWD: От реактивно измерване към проактивен контрол
Въпреки че системите за измерване по време на сондиране сега са стандартно оборудване на повечето платформи, тяхната полезност често е ограничена до валидиране след-пробиване или това, което операторите наричат аутопсия на кладенци. Промяната в индустрията трябва да премине към-наблюдение в реално време и прогнозиране на тенденции. Чрез четене на данни за наклона и азимута на всеки 3 до 5 метра по време на сондиране, екипажите могат да начертаят тенденции на отклонение и да се намесят, когато тежестта на изкривяването достигне 0,5 градуса на 30 метра, предотвратявайки големи корекционни проби, които биха стрували 12 до 24 часа време за монтаж. В секцията за изграждане ориентацията на челната страна на инструмента трябва да се проверява на всеки 0,5 до 1 метър напредване, тъй като една степен на грешка в ориентацията може да доведе до 2 до 3 метра хоризонтално изместване на дълбочината на целевата зона.
Оптимизиране на работния прозорец на WOB-RPM
Корекциите на един-параметър, като например увеличаване на скоростта на въртене само за подобряване на скоростта на проникване, обикновено са неефективни при сложни траектории на кладенци. Операторите трябва да идентифицират свързана добра точка, където ROP и стабилността на траекторията съществуват едновременно. Това включва постепенно увеличаване на WOB на стъпки от 10 kN, докато наблюдавате тенденциите на наклона на MWD, за да идентифицирате горната граница, преди отклонението да започне да се ускорява. В строителни секции, където траекторията на кладенеца преминава от вертикална към отклонена, работният прозорец се стеснява значително. Най-добрите практики в индустрията предполагат намаляване на WOB до 70 до 80 процента от ограничението на вертикалната секция и едновременно с това намаляване на скоростта на въртене с 10 до 15 процента, за да се поддържа надежден контрол на траекторията.
Заключение: Изграждане на система за управление със затворен{0}}контур
Ефективният контрол на траекторията разчита на затворен-цикъл на оптимизиране на параметри, наблюдение в реално{1}}време и навременни коригиращи действия. Един оператор, внедряващ структурирана три-цветна предупредителна система, базирана на прагове за сериозност на изкривяването, повиши целевите нива на попадение от 78 процента на 96 процента и елиминира напълно инцидентите със странично отклонение в рамките на шест-месечен период.
За повече информация, моля, свържете се с China Vigor на info@vigorpetroleum.com или се обадете на +0086 29 81161513.
