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提速降本又一利器 Varel帶來全新IMax鉆頭

提速降本又一利器 Varel帶來全新IMax鉆頭

孕鑲金剛石一般配合渦輪鉆具使用,主要針對硬地層、研磨性地層,可顯著提高單只鉆頭進尺、機械鉆速,綜合降低每米成本。Varel公司的孕鑲金剛石鉆頭由設計者、現場工程師等共同參與,采用專利化軟件設計,可針對特定應用量身定制,已在多地創造了記錄。

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IMax和IMax+鉆頭在硬地層、研磨性地層鉆速更快、使用壽命更長。金剛石孕鑲胎體鉆頭可以針對特定應用情形的需要,靈活選擇調整材料和設計。在極富挑戰性地層的應用總能取得理想效果。

IMax鉆頭切削結構是針對地層量身定制的圓柱形熱壓塊(HIP)?;旌香@頭IMax+設計引入PDC切削齒,這保證在由軟到硬過渡的地層鉆井時的關鍵性因素—耐久性。

IMax+混合設計,效果更佳

IMax+采用了帶優質Vulcan PDC切削齒的混合設計,有兩種切削結構。這種鉆頭設計特別適用于膠結不強的砂巖或者從軟地層過渡到更硬或者研磨性更強的地層。采用IMax+鉆頭鉆井可以優化性能,避免因更換鉆頭而進行起鉆,減少非生產時間。

PDC齒安裝在HIP塊的表面可以增加切削地層的能力,隨著井深更深,地層變得更硬、研磨性更強,PDC齒逐漸磨損從而暴露更多的HIP切削結構。

設計優化 選材精良石油圈原創www.h29736.cn

金剛石和胎體至關重要

高性能的IMax 和IMax+鉆頭的研發是基于最新的設計、材料和制造技術,在此基礎上,Varel公司嚴格挑選金剛石材料保證鉆頭的每個部分采用同樣尺寸和質量的金剛石材料。

制作過程中金剛石壓成小球,這一過程可以避免金剛石不規則聚集,減少金剛石含量較低的面積,使胎體材料內有更均質的金剛石分布。同時這也改善了金剛石/胎體膠結,使得在鉆頭鉆進過程中磨損更均勻。

Varel公司同樣也堅持嚴格HIP塊挑選程序,HIP塊是鉆頭的切削元件,燒結過程以降低孔隙度。之后利用Varel公司的專利軟件—SPOT鉆頭設計程序—計算模擬,將加工完成的HIP塊放置在鉆頭刀翼的合理位置。HIP塊的合理放置可以改善液流,利于更好地清洗鉆頭冠部和整體冷卻效果。然后鉆頭經過一個的可控狀態滲透過程,利用可控溫度環境降低氧化和石墨化,改善鉆頭磨損特性和耐久性。

最佳的水力設計參數石油圈原創www.h29736.cn

為了取得最優的水力參數,Varel孕鑲鉆頭設計經過了大量的計算流體動力學(CFD)評估,確保配置合理,避免鉆硬地層、研磨性地層發生鉆屑的重復研磨和重復循環問題。極為精密復雜的CFD過程能夠識別和避免可能的靜止區域,最終得到的水力參數配置可改善清潔效率、切削結構的冷卻和ROP,同時HIP塊的分布也改善了液流。

簡潔、易理解的命名方式

Varel孕鑲鉆頭命名以VI開頭,后綴DGX用以描述其鉆頭特征。例如,型號為VI1213DGX的鉆頭,有12刀翼,13mm直徑的HIP塊。

DGX后綴中,D指保徑塊中含插入的齒,G指TSP保徑特征,X指含碳化鎢減震片。IMax+使用同樣的規則,只是多了符號“+”,即增強功能型(混合型)。因此型號為VI+613DGX的鉆頭代表Varel混合孕鑲鉆頭,含6刀翼,13mmPDC齒,DGX特征含義同普通的IMax鉆頭。

設計軟件石油圈原創www.h29736.cn

該公司在IMax鉆頭的設計過程中使用先進的分析工具。SPOT鉆頭設計程序可以為鉆頭設計者、現場工程師及其他相關者提供協同平臺,共同完成用于特定鉆井情況、系統,提供性能表現優異、穩定性好的特殊鉆頭設計。通過采用先進的算法、巖石力學分析和豐富的現場操作和使用數據,SPOT程序分析大量數據來完善設計。

連同Varel公司的GeoScienceTM巖石分析程序,SPOT可以針對任何井眼軌跡和BHA,分析鉆頭的特征、尺寸改變將如何影響穩定性、漂移、DLS能力和振動控制。設計團隊在設計過程中可以自主選擇最合適的材料、切削結構等,因此針對具體應用問題總能實現最佳的設計方案。

應用案例

在玻利維亞首次應用中,高性能IMax孕鑲金剛石鉆頭便創造紀錄

在玻利維亞某地區的鉆井作業中,由于地層很硬、研磨性很強、ROP受限、鉆頭磨損很快,因此開發商決定采用Varel 6″(153.25 mm)孕鑲金剛石鉆頭,型號VI1213DGX,創造了進尺和ROP的新紀錄,實現了小井眼井段鉆進每米成本最低。

VI1213DGX孕鑲鉆頭設計配套渦輪鉆具使用,適用于砂巖和石英巖地層。本次應用目的是從測深5,206 m(17,080 ft)開始,盡可能提高進尺,同時保證較快的ROP。

鉆頭單趟進尺430 m(1,410 ft),與上之前的操作(6″ 鉆頭)相比,進尺增加120%。平均ROP為2.43 m/h(8 ft/hr),比以前最快的ROP提高了30%。

IMax鉆頭的單趟表現超過之前現場應用過所有的6″(153.25 mm)鉆頭的表現,創造了新的進尺和ROP記錄,每米鉆進成本最低。后由于MWD時間到期而起鉆,鉆頭評級為2-2-WT-A-X-I-BT-DTF,可再次入井。

全新的5-5/8″ IMax鉆頭在阿曼創造紀錄

型號為VI1213G的5-5/8″ (142.875 mm)IMax鉆頭在阿曼Mushwar油田取得了驕人成績,鉆進地層含研磨性砂巖、粉砂巖、頁巖、沉積石英巖和石灰巖,進尺249m(837ft)。這是同井類似鉆頭進尺的6倍,ROP的3倍。

新紀錄:在阿爾及利亞6″ IMax鉆頭比鄰井鉆頭進尺更多鉆速更快

在阿爾及利亞研磨性Silurian-Gedinian砂巖,一只Varel 6″(153.25 mm)VI1213G鉆頭進尺309m(785ft),超過表現最好的鄰井鉆頭,進尺多了7%,ROP快了8%。鉆頭不僅性能超過了所有其他鉆頭,而且起出后的磨損程度比其他鉆頭的平均磨損程度還好,冠部均勻磨損。

關于Varel公司

Varel International Energy Services公司主要分為三個部分:油氣業務(Varel),礦產業務和井下產品,該公司1947年成立,總部位于Texas。該公司生產的鉆頭在業內享有盛譽,質量出色。井下產品部門主要提供各種管材,旨在提高固井和套管完整性。

來自/Varel ? ? 譯者/白小明 ? ? 編輯/Lemon

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Demons
石油圈認證作者
畢業于中國石油大學(北京),化學工程與技術碩士,長期聚焦國內外石油行業前沿技術裝備信息,具有數十萬字技術文獻翻譯經驗。如需獲取更多技術資料,請聯系Demons(QQ2582825239;微信15810965891)
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