石油圈
本期技術專題，石油圈將帶來TerrAdapt自適應鉆頭、井下數據“高速公路”—有線鉆桿技術以及XR-Perf擴展電纜射孔系統三項鉆完井技術，針對不同的井下環境，分別給出了相應的解決方案。
來自 | Baker Hughes等
編譯 | 二丫
在油氣田的開發勘探過程中，鉆井是十分重要的手段，起著至關重要的作用。常言道：“鉆頭不到，石油不冒”，鉆井在石油行業中的作用可見一斑。而鉆井作為開發勘探中的重要一環，如何制定合適的鉆井技術、完井方法，如何提高勘探成功率等問題則是至關重要的。
自適應鉆頭
鉆井過程中，鉆頭需要鉆穿不同地層。當地層巖性發生變化時，鉆進速度會隨之變化，容易引起鉆頭的黏滑振動，甚至引起鉆頭和井下BHA組件的失效，導致由于井底復雜事故造成的鉆井成本增加和效率降低。通常，ROP 主要通過控制鉆壓WOB和旋轉速度RPM來實現，即分別通過大鉤載荷、鉆柱旋轉，或者控制井底馬達轉速來實現，但這些控制手段對于井底鉆頭都具有一定的滯后性。
早在20世紀80年代，國外的研究人員就發現了鉆柱的黏滑現象，并對其進行了較為深入的研究，也有了較為成熟的成果。2007年，Jaggi等通過油田案例研究，首先提出較小的切削深度可以減弱鉆頭的黏滑振動；2010年，Ledgerwood等提出黏滑是引起鉆頭破壞的重要原因；2011年，貝克休斯公司的J.R.Jain等針對鉆頭設計對黏滑的影響進行了研究，證明鉆頭設計對鉆井系統的黏滑影響非常大。
DOC通常被定義為在一次旋轉中鉆齒咬入地層的軸向距離?？刂艱OC能消除鉆頭黏滑振動，形成高質量光滑井眼，避免切削齒過早失效，延長鉆頭使用壽命。鉆頭切削深度控制DOCC（DepthofCutControl）技術在引入之初是為了減震，而隨著固定齒PDC鉆頭的發展，面臨著用單一鉆頭完成一口井不同井段鉆進（同時滿足在一些井段需要消除黏滑而在一些井段則要求高鉆速的要求）的挑戰，因此，合理的應用DOCC技術優化鉆頭鉆進性能，成為各大公司關注的焦點。
貝克休斯近日推出了業內首款自適應鉆頭—TerrAdapt?自適應鉆頭，它通過自身的自動化控制來減小井下故障的發生頻率，大大提高鉆井的經濟效益。搭配業內首個自調整切割深度控制元件，TerrAdapt鉆頭可以根據其正在鉆進的地層具體情況來調整自身的攻擊性，從而減少振動、粘滑效應和沖擊荷載。從作業者的角度看，這就意味著更快更平穩地鉆進以及更長的工具使用壽命，可顯著減少非生產時間。
有線鉆桿技術
隨著MWD、LWD、SWD等隨鉆測量技術的發展，井下隨鉆測量參數越來越多，然而泥漿脈沖發生器等方式不能實現實時傳輸隨鉆測量數據，并且只能單工通訊，下行指令傳輸困難，成為進一步提高整個系統控制水平和閉環實現的瓶頸。有線鉆桿傳輸隨鉆測量數據速率高達20000ibts/s，與地質導向、隨鉆地震、井下動態診斷等新技術結合，可大大提高復雜地質條件下導向鉆井的水平，滿足了實時閉環監控要求。
自2006年以來，有線鉆桿（WDP）技術在全世界的應用已經超過了175口井。通過搭建一個高速遙測網絡，WDP已經成為了一項可靠且極富競爭力的技術，能夠讓作業公司更加高效地實現鉆井作業，并節省時間。自2014年以來，馬士基的Intrepid自升式平臺一直使用WDP。
在開發挪威北海的一個油田時，作業公司遇到了如下困難：不穩定的頁巖和膠結疏松的砂巖造成井眼不穩定，泥漿密度窗口較窄（需要密切關注等效循環密度和井眼清潔），油藏垂向厚度較窄。作業公司采用WDP技術解決上述了難題。
擴展電纜射孔系統
射孔是利用高能炸藥爆炸形成射流束射穿油氣井的套管、水泥環和部分地和井筒之間的油氣流通道的工藝。射孔主要包括三種方式：電纜射孔、油管輸送射孔和過油管射孔。其中，電纜射孔是在下入完井生產管柱前，用電纜下入套管射孔槍，利用油氣層頂部的套管短節，進行射孔深度定位，用電雷管引爆射孔槍。在井筒液柱壓力高于地層壓力的條件下射開生產油氣層。
XR-Perf*擴展電纜射孔系統，集成了數個業內最新的先進研發成果，包括超高強度電纜和設備、爬行器傳輸工具以及一些射孔附件，由斯倫貝謝全球專家網絡提供支持，目的是打破傳統射孔受井斜和復雜井眼軌跡的限制。尤其是針對使用較長、較重射孔工具串的作業，XR-Perf射孔系統采用電纜高效完成射孔，擺脫了常規的鉆桿傳輸射孔。
在巴西的一口深水井中，作業者使用XR-Perf*擴展電纜射孔系統中的Tuffline18000符合電纜實現預期目標，總作業時間比鉆桿傳輸縮短30小時，節省100萬美元成本。另外，在北海的一個井斜86°、長度27.4m層段，XR-Perf也實現了成功應用。
未經允許，不得轉載本站任何文章：
