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StayTrue技术有效提高钻头整体性能

StayTrue技术有效提高钻头整体性能

StayTrue技术通过凿形钻头设计,减少了横向振动、钻头回旋等井下功能障碍。在特拉华洲盆地等区块的试验结果表明,运用此技术的钻头钻速更快、钻距更长。

来自 | Baker Hughes
编译 | 张领宇

StayTrue™技术通过更有效的钻头设计,在速度和耐久性上实现改进,同时扩大平滑钻眼窗口,在硬质地层的表现也毫不逊色。

尽管横向振动和钻头回旋等井下功能障碍在作业过程中往往很难判断,但其着实是造成钻头性能不稳定、效率降低、增加成本的重要因素。当遇到这种问题时,作业者通常有两种选择:

1. 增加额外的切削齿,延长钻头的寿命和连续性能,但这样会大大降低钻速;
2. 减少切削齿的数量,获得更好的性能、更快的钻速,但这样又会导致钻头寿命严重受损。

StayTrue技术采用独特的凿形设计布置,无需在钻头寿命和钻速间左右为难。相反的,它可最大化减小井下功能障碍,使钻头的寿命更长、速度更快,同时降低成本。

传统的方法强调解决井下功能障碍所产生的影响。StayTrue技术与之不同,它所强调的是未雨绸缪,即在功能障碍发生前就提前阻止其发生,使钻头能够平稳地钻进不断变化的地层中。

StayTrue技术使钻头处于中心处,振动减少40%,同时也减少了钻头回旋的可能,使井筒保持平滑且尺寸均一。基于其特有的凿形结构,钻头的耐久性可达圆锥形切削齿的两倍。

案例1:德克萨斯州,特拉华州盆地

操作人员在特拉华州盆地进行层间页岩、石灰岩、砂岩(含硬白云石和黄铁矿)钻孔时遇到了钻头不稳定、钻进效率低的问题。在此之前,钻进8-3/4in井眼英寸需要至少两个钻头,不仅成本有所增加,耗时也随之增长。

基于该区块的地质情况以及可见的钻头损坏,操作者认为,地层转变会引发横向振动和冲击负载。

作业者选择使用一款融合了新型StayTrue技术的7刃Talon Force PDC™钻头。该钻头可以一趟钻轻松达到8-3/4in,超出传统PDC钻头的偏移量达2,540英尺(774米),平均钻速也从72英尺/小时增加到101英尺/小时(22米/小时~31米/小时)。

为了进一步验证StayTrue技术的有效性,作业者在Talon Force钻头运行中加入了MultiSense™测量模块。模块收集的数据显示,此次钻进的平滑钻井时间增加了42%。

StayTrue技术有效提高钻头整体性能

MultiSense 系统在帕米亚盆地临井收集的钻头数据显示,采用StayTrue技术的8-3/4in七刃PDC钻头,有效减少了横向振动,使平滑钻井比例达到70%。而未采用StayTrue技术的钻头则会出现钻井不平稳、钻头过早损坏等问题。

通过减少横向振动,操作人员能够在具有挑战性的过渡地层多钻66%的岩石厚度,且平均钻速加快了40%。尽管钻进深度比临井的标准PDC钻头更大,但运用了StayTrue技术的钻头,其钝化程度却与临井相当,这无疑表明,通过平滑钻井,StayTrue技术提高了钻头的耐久性,延长了钻头寿命。

案例2:俄克拉荷马州,SCOOP页岩

位于俄克拉何马SCOOP页岩层的作业人员,在钻一个极具挑战性的垂直段时需要减少钻头数量。12-1/4in井段需要钻过Hogshooter地层,到达操作者的目标位置—Woodford页岩产出层。但众所周知,Hogshooter地层地质坚硬,同时具有高强度的砂岩、石灰岩和白云石,往往会引起钻头的过早损坏。

在仔细研究了钻井计划后,贝克休斯团队推荐作业者使用具有StayTrue技术的七刃切削齿Talon Force PDC钻头。

StayTrue技术有效提高钻头整体性能

MultiSense™系统在帕米亚盆地临井收集的钻头数据显示,采用StayTrue技术的8-3/4in七刃PDC钻头,有效减少了横向振动,使平滑钻井比例达到70%。而未采用StayTrue技术的钻头则会出现钻井不平稳、钻头过早损坏等问题。

在作业中,对比井需要使用至少两个常规钻头,而Talon Force钻头一趟钻即平滑穿过Hogshooter地层,并达到目标井深。相比较于临井,除了缩短了钻头的运行时间(12小时,超过40,000美元)之外, StayTrue技术还在不牺牲平均钻速的前提下增加了142%的钻进深度。钻完该井后,Talon Force钻头的钝化情况与常规钻头相比也有了显著的改善。

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