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德国策勒公司完成高造斜率旋转导向系统实验
综合实验过程
       高造斜率旋转导向系统的综合实验已经在位于德国策勒的公司技术?#34892;?#23436;成,以确保该系统与底部钻具组合其他模块的完美对接。该实验包括两个阶段:第一阶段,基于计算机的模拟系统,将真正的井下电子工具与所设计的转向单元连接。第二阶段,底部钻具组?#31995;?#24037;具串安置在一个流动回路中,使用真正的泥浆泵将水流过这些工具,模拟操作环境。

      综合实验的目的是检测新型高造斜率旋转导向系统与目前井下工具组件,地面采集系统,软件,遥测技术和新型高造斜率旋转导向固件的兼容性。额外的实验旨在证明设备对转向响应,方向测量和转向轴承受力的精度和能力。

      在综合实验期间,经过对问题分析核验,该产品的研发团队?#34892;?#24515;进行现场试验。

第一次现场试验

       与以往不同,高造斜率旋转导向系统项目的研发计划不包括在公司的实验井中进行内部实验。在成功的综合实验以后,新型高造斜率旋转导向系统立即部署在顾客的商业钻探设备上,更换井下钻具组合,按计划设计斜井段的井眼曲率为3°/100ft。在全球首次部署中,新型6-3/4-英寸高造斜率旋转导向系统在?#31243;?#38463;拉伯一个8½英寸的井中?#32654;?#38075;穿垂直井段,斜井段,并在水平段着陆。在两个过程中,根据客户要求,两种不同的随钻测量工具被成功安放。每个过程均用马达辅助推进。第二个底部钻具组合包括三种随钻测井服务(方位电阻率测井、中子测井、密度测井)。

       这个高造斜率旋转导向系统在所选择的环境中具有很好的性能。井的垂直段非常?#20445;?#22312;钻遇斜井段之前,磁场方向正好是4度。当在直井段?#20445;?#22312;第一个过程中的平均机械钻速为70英尺/小?#20445;?#22312;第二个过程中为54英尺/小?#20445;?#20013;靶位置与客户要求的一致,在测深10500英尺(垂深8966英尺),井斜角为86.57度的位置。试验是并行的,第一次井场试验刚结束,第二次井场试验就在美国加利福尼亚开始。新型的HBS旋转导向系统在井眼稠密的萨姆岛导群上钻8¾英寸的井眼,为了规避井眼碰撞的风险,需要较高精度的井眼轨迹控制技术。在钻至测深6709英尺,平均机械钻速为93英尺/小时。由HBS旋转导向系统钻开的井眼质量极好,所以作业者非常自信地取消了原定的通井计划。(图1)


图1  高造斜率旋转导向系统在美国加利福尼亚第一次应用的井深剖面
 
 
       第一次的两个实验结果?#32654;次?#39640;造斜率旋转导向系统优化钻头选型和钻井?#38382;?/span>

图 设备图
 
 
      非旋转套筒是PDC轴承的特点并放置中级电子设备。无磁钻铤是一个整体,没有内部线路或者是模块连接。初始电子设备安装在无磁钻铤下部的探测器中。
 
表 提供6 3/4英寸旋转导向系统服务概述
 
 
       一个中东地区的作业者在极其松软的砂?#19994;?#23618;面临钻井挑战。地质?#26800;?#27604;?#38505;?#20855;有潜在的不确定性和错误。作业者的目的就是尽快窄储层窗口钻井和对井评估,误差只允许比设定轨迹高3英尺或低2英尺,横向偏差为33英尺。这个作业者还想再裸眼井中运用同一套底部钻具组合裸眼侧钻,最大限度的连通油藏。

        为了充分满足顾客要求,提前制定综合钻井方?#31119;?#23558;新型高造斜率旋转导向系统应用在这口井中。钻头和底部钻具组合均被充分分析和优选。结果是,3600英尺的水平井段上钻开2个侧钻井。裸眼侧钻非常顺利,只用了50分钟。整个钻井时间分为2部分,包括侧钻,用了不到19小?#20445;?#20004;个侧钻井均100%中靶,井眼轨迹也与设计的相同。

       高造斜率旋转导向系统创造了在极松软地层区块侧钻精确中靶的新纪?#36857;?#20808;前在?#20204;?#22359;需要2天才能完成钻井作业,由于?#20204;?#22359;的极松软地层,所以钻遇靶区也是一个挑战。尽管在松软地层,应用高造斜率旋转导向技术能增强导向能力,优化井眼布置。
在应用中,高造斜率旋转导向技术服务能减小井眼布置风险,节约钻井时间。作业者的目标是尽可能的高效钻井,高造斜率旋转导向技术和钻头优选结合,实现了平均机械钻速800英尺/小时。在如此快的钻速下钻遇致密带的确是一个挑战;高造斜率旋转导向系统的新型设计和较大的旋转力,确保方向控制稳定性。高造斜率旋转导向系统的设计和钻头、钻井?#38382;?#30340;优选,确保作业者高效成功钻进。这次作业的结果是,高造斜率旋转导向系统改变了作业者关于该系统在挑战性如此大的环境下钻进能力的看法。

案例
       在此案例中,美国德克萨斯州的作业者面临一个?#37327;?#30340;现实,在砂?#19994;?#23618;的致密层(1—3英尺)钻两口侧钻井,并且尽可能贴近储层的顶部。那些井只利用了方位伽马射线对地层分析,但是在特殊情况下,所测量的地层方位电阻率中的高方位电阻率曲线被用作确定目的层的顶部。第一口井应用传统导向马达与随钻测量中的方位伽马测井和方位电阻率测井相结合。第一口侧钻井的结果如下:
完成该井段需要12天3个流程
井在地质?#26800;?#30528;陆
滑动抵消地层影响
在滑动间隔没有获得随钻测量数据
偏离?#26800;?#27178;剖面大约288英尺
在天然疏松砂岩中的方向控制存在问题


图 示意图
 
 
       从钻第一口井时应用导向马达和随钻测量获得的油藏日?#23613;?#26174;著的区间在区域外。

       在第二口井中,应用高造斜率旋转导向系统提高性能,结合在先前钻井中使用的随钻测量技术,使井眼轨迹最大限度地在油藏内部。结果显著提高。运用随钻方位伽马测井和方位电阻率测井确定目标砂岩。成功进入目的层并按设计钻过盖层。最薄的盖层没有确定。进入目的层,方位伽马曲线增加,另外方位电阻率从400kHz轻微减小。视倾角接近90.4°,通过控制钻井使倾角为90.36°,高造斜率旋转导向系统立即作出反应。以90.36°的井斜角钻至盖层底部,所钻测深接近300英尺。

       井眼轨迹开始轻微向上运动接近基部,当?#20801;?#26497;化角振幅从2MHz的相位电阻率增加,伴随着轻微增加的是400KHz的电阻率衰减。当向前钻井,机械钻速间歇式减小,?#20013;?#30340;极化角振幅,表明接近盖层的基部。作为回应,在视倾角为90.0°?#20445;?#30446;的层倾角降至89.6°。我们成功钻进并钻至目的深度。

      第二个侧面的亮点:
整个钻井过程一次完成
与前一个侧钻井相比,钻井时间节省6.3天
在地质靶区着陆
侧钻井100%在目的层
随钻方位伽马测井、随钻方位电阻率测井和油藏导航服务是成功不可分割的部分
连续的连续随钻测量数据(无滑移)确保检测地层界线
高造斜率旋转导向系统减小狗腿角,使井眼光滑
这个案例阐述了如何将高造斜率旋转导向系统,随钻方位伽马测井,随钻方位电阻率测井和油藏导航服务结合,高效的实现井眼的优化。底部钻具组合从盖层的基部贯穿整个侧面,厚度不足1英尺。利用高造斜率旋转导向系统能使最理想的储层得以显露,确保精确方向控制,在储层?#27573;?#20869;布置靶区和在边界线内精确中?#23567;?/span>


图 示意图
 
运用HBR RSS和LWD的油藏导航日?#23613;?br /> 侧钻井井眼100%在储层内部并且在所要求的盖层窗口的1—3英尺内。

结论
       随着对改进储层出露和地质导向功能增加的需求,能够收集地层评价信息的实用性多用途钻井工具,对于满足作业者应对复杂环境的挑战和增加收益是非常必要的。高造斜率旋转导向系统和储层导航服务相结合为作业者提供了一个应对挑战的平台。

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(来源:)

京公网安备 11010602006044号

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