În operațiunile de foraj vertical de puțuri, incidentele, cum ar fi abaterile excesive de înclinare a găurii, ratarea traiectoriei în afara zonelor țintă și operațiunile costisitoare de deviere rămân provocări persistente în industria petrolului și gazelor. În mod tradițional, echipele de teren atribuie adesea aceste defecțiuni erori operaționale, cum ar fi greutatea excesivă pe burghie, alimentarea neuniformă a conductelor sau orientările nealiniate ale feței sculei. Cu toate acestea, rapoartele de incidente din mai multe regiuni de operare dezvăluie un model consistent: aceiași foratori realizează traiectorii pe deplin conforme atunci când operează în regimuri optimizate de parametri. Problema nu este eroarea umană, ci absența unui cadru sistematic de control al parametrilor care integrează în mod corespunzător proiectarea ansamblului de fund, măsurarea în timpul utilizării forajului și optimizarea parametrilor de foraj.
Înțelegerea mecanicii abaterii
Înclinarea găurii nu are loc instantaneu; se acumulează progresiv pe măsură ce forajul avansează prin diferite tipuri de formațiuni și litologii. Factorii principali de abatere includ forțele naturale de deviere a formațiunii, unde în formațiunile de scufundare cu unghiuri de scufundare care depășesc 10 grade, bitul tinde să se deplaseze de-a lungul direcției normale a planului stratului. Formațiunile moi-dure intercalate exacerbează acest efect, deoarece burghiul forează de preferință straturile mai moi. Statisticile de la mai multe blocuri indică faptul că, la intervale cu scăderi de formare de 15 până la 30 de grade, unghiul găurii crește cu 2 până la 4 grade la 100 de metri forați fără măsuri de atenuare. Sinergia WOB-RPM suboptimă agravează și mai mult această problemă, deoarece greutatea excesivă pe burghiu induce flambajul șirului de foraj și forțe laterale crescute care împing burghiul de pe verticală.
Forțe de formare naturală: Unghiurile de înclinare peste 10 grade provoacă o derivă progresivă de 2 până la 4 grade la 100 de metri.
Dezechilibru WOB-RPM: WOB excesiv induce flambaj, în timp ce RPM ridicat declanșează vârtejul șirului.
Rigiditate BHA: stabilizatorii uzați care depășesc un spațiu liber de 3 mm îndepărtează punctele critice de pivotare.
Selectarea BHA potrivită: Pendul vs.-Gaura completă
Alegerea configurației incorecte a ansamblului de fund duce la rezultate contraproductive ale controlului traiectoriei. Pendulul BHA utilizează gravitația pentru a genera o forță de restabilire a pendulului care împinge burghia spre partea inferioară a găurii, contracarând deformarea-indusă de formare. Această configurație este ideală pentru forțe de formare moderate cu unghiuri de înclinare sub 20 de grade și este deosebit de eficientă pentru corectarea înclinării existente deja dezvoltate. Performanța optimă necesită un control strict WOB între 60 și 80 kN, abaterile în afara acestei ferestre reducând eficiența pendulului cu până la 40 la sută.
În schimb, orificiul complet-sau BHA împachetat folosește trei până la patru stabilizatori strâns distanțați pentru a centraliza șirul de foraj și pentru a bloca eficient traiectoria pe loc. Deși acest ansamblu este excelent pentru menținerea unghiului în secțiuni verticale și tangente, nu poate corecta abaterea existentă. O capcană critică și frecvent observată în câmp este implementarea unui ansamblu complet-găuri pentru a stabiliza o sondă deja deviată, care blochează efectiv eroarea și previne orice corecție naturală. Practica corectă impune utilizarea secvenţială a unui ansamblu pendul pentru corecţia activă, urmată de un ansamblu complet-găuri pentru stabilizarea pasivă odată ce verticala este restabilită.
MWD: De la măsurarea reactivă la controlul proactiv
În timp ce sistemele de măsurare în timpul forajului sunt acum echipamente standard pe majoritatea platformelor, utilitatea lor este adesea limitată la validarea post-foraj sau la ceea ce operatorii numesc autopsie a sondei. Schimbarea industriei trebuie să se îndrepte către monitorizarea-în timp real și predicția tendințelor. Citind datele de înclinare și azimut la fiecare 3 până la 5 metri în timpul forajului, echipajele pot trasa tendințele de abatere și pot interveni atunci când severitatea doglegului se apropie de 0,5 grade la 30 de metri, prejudiciând cursele de corecție majore care ar costa 12 până la 24 de ore de timp. În secțiunea de construcție, orientarea feței sculei trebuie verificată la fiecare 0,5 până la 1 metru de avansare, deoarece un singur grad de eroare de orientare se poate traduce la 2 până la 3 metri de deplasare orizontală la adâncimea zonei țintă.
Optimizarea ferestrei de operare WOB-RPM
Ajustările unui-parametru, cum ar fi creșterea vitezei de rotație numai pentru a îmbunătăți rata de penetrare, sunt în general ineficiente în traiectorii de sonde complexe. Operatorii trebuie să identifice un punct favorabil cuplat în care atât ROP, cât și stabilitatea traiectoriei coexistă simultan. Aceasta implică creșterea progresivă a WOB în pași de 10 kN în timp ce se monitorizează tendințele de înclinare a MWD pentru a identifica limita superioară înainte ca deviația să înceapă să se accelereze. În secțiunile de construcție în care traseul puțului trece de la verticală la deviat, fereastra de operare se îngustează semnificativ. Cele mai bune practici din industrie sugerează reducerea WOB la 70 până la 80% din limita secțiunii verticale și scăderea simultană a vitezei de rotație cu 10 până la 15% pentru a menține un control fiabil al traiectoriei.
Concluzie: construirea unui sistem de control în buclă închisă-
Controlul eficient al traiectoriei se bazează pe un ciclu închis-buclă de optimizare a parametrilor, monitorizare-în timp real și acțiuni corective în timp util. Un operator care a implementat un sistem de avertizare structurat în trei-culori bazat pe pragurile de severitate dogleg și-a crescut ratele de atingere țintă de la 78 la sută la 96 la sută și a eliminat complet incidentele de avertizare într-o perioadă de șase-luni.
Pentru mai multe informații, contactați China Vigor la info@vigorpetroleum.com sau sunați la +0086 29 81161513.
