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OptiDrill实时钻井突破盐膏层单趟钻进3100m大关

OptiDrill实时钻井突破盐膏层单趟钻进3100m大关

在智能化的风潮中,一种高效的智能化钻井服务软件应运而生。盐膏层单趟钻进3100m?OptiDrill做到了。

来自 | Schlumberger
编译 | 白小明

OptiDrill*实时钻井智能化服务用于管理各种井下工况和BHA动态数据,该服务将井下和地面数据集中显示在现场的显示屏上,为作业人员提供可操作的信息,以减轻作业风险和提高效率。远程专家也可以同步解释这些数据,与现场钻井团队合作共同提高作业性能。

量化风险并管理各种井下工况

OptiDrill服务通过提前检测机械钻速(ROP)的限制因素和钻井危险,帮助用户降低作业风险,并提高钻井性能。实时运动检测以及钻头加压信息,可以帮助现场钻井团队主动管理钻井参数。OptiDrill服务可为司钻如何减轻井下复杂动态工况的影响提供即时指导。事件发生前的提前干预通常会减轻事件的严重性,保护BHA并延长钻头的单趟进尺。

减轻冲击和振动,最大限度地提高钻井效率

OptiDrill服务可以探测到钻头涡动、跳钻和粘滑运动及其严重性。在下面的例子中,你将看到一套大尺寸BHA在穿过地层边界时遇到了严重的钻头反向涡动现象。OptiDrill的服务短节检测到了这种井下运动,实时显示在现场的显示屏上,并推荐了减缓措施。

OptiDrill实时钻井突破盐膏层单趟钻进3100m大关

A.井下工况的模拟动画,通常提示需要即刻采取措施保护BHA寿命;
B.振动类型和振幅的变化情况,以帮助调整钻井参数;
C.减缓措施指南;
D.量化用于早期识别井下异常工况的的钻压和扭矩传递信息;
E.计算等效循环密度(ECD)和井下机械比能(DMSE),主要用于理解井眼清洁和钻井效率趋势。

管理钻井参数,延长扩眼器的使用寿命

在随钻扩眼应用中,OptiDrill服务通过对比采集扩眼器下方的井下测量数据和地面测量数据,持续预测扩眼器所需的钻压。在下面的例子中,BHA正在通过强度有明显差别的两个地层的交界面。司钻正在使用预测的扩眼器钻压值,扩眼器位置的可视化可以帮助司钻主动管理地面钻压,使扩眼器的钻压保持在可接受的范围内。

OptiDrill实时钻井突破盐膏层单趟钻进3100m大关

A.地层中扩眼器位置的可视化显示,可以帮助司钻确定扩眼器上钻压变化的原因;
B.通过主动管理地面钻压和转速,从而预测扩眼器上的钻压来延长扩眼器的寿命。

专家解释团队提供随钻支持

OptiDrill服务的数据传输至地面可供井队使用,也可以由远程专家进行解释。专家与钻井团队合作,共同降低钻井风险,提高钻井性能并保证井眼质量。

井眼质量监测

为了利于下套管,该服务使用弯曲力矩数据来探测微小的狗腿度和井眼螺旋。实时井眼质量测井数据可以用于评估井眼随时间变化的稳定性。

钻井性能提升

除了钻井效率信息的现场可视化,以及缓解BHA振动的即时指导外,该服务还将远程解释分享给钻井队,以帮助确定最佳的地面参数。

风险缓解

自动快速事件检测算法用于监测堵水眼和钻具刺漏的早起征兆。利用地面和井下测量数据,OptiDrill服务可连续计算扭矩和摩阻,以获得井眼摩擦系数,用于早期识别卡钻趋势。

通过钻后分析来优化后期作业

OptiDrill服务记录了低频和高频数据,可用于钻后分析以评估钻井系统的性能。这些信息为未来的钻井设计提供了宝贵的参考。这些记录方式信息的主要应用包括:

1.验证和校准钻井模型;
2.丰富地层可钻性知识;
3.优化BHA设计和钻头选择;
4.评估钻井技术的性能。

OptiDrill实时钻井突破盐膏层单趟钻进3100m大关

使用地面和井下转速的钻后可视化信息来评估一套地面控制系统的有效性,以进一步减小粘滑现象。该图由OptiDrill服务记录的高分辨率(50 Hz)数据创建而成。

应用案例

为深水井节约了中间18in尾管,冲击和振动在预测范围之内

挪威国油在安哥拉境内Jacare油田的盐下地层完成了首口直探井后,计划在后续井中不再下入中间18in尾管。为了实现这一目标,需采用18-1/8in钻头一直钻至下一开次的设计完钻井深。这就要求在最短的时间内钻穿盐层,并扩眼至21in,最好是一趟钻完成以避免盐层蠕变。如果井段延长,18-1/8in井眼将从2555m钻至5647m,并在4350m(即原来18-1/8in的最初完钻井深)穿过一个硬夹层。

根据第一口井的钻井资料,挪威国油预计在中硬盐层将遇到冲击和振动,这将对BHA性能产生不利影响。在第一口井作业中,这一现象导致进行了两趟钻。夹层可能会对扩眼器的钻压控制带来困难,导致切削结构出现早期破坏。

使用OptiDrill服务来增强BHA性能

OptiDrill服务可以提供井下钻井机械和动态测量数据,在井队现场显示屏展示,以用于决策优化。当然,这些信息也可以由钻井团队进行远程解释。

随着获取的井下工况信息越来越多,挪威国油可以优化钻井参数,提高ROP,降低风险,延长切削结构的寿命。为了改进振动管理并优化钻头和扩眼器钻压的分布,斯伦贝谢公司建议由来自其子公司Geoservices的一位钻井分析师来远程解释相关数据。BHA包括PowerDrive X6 RSS和Rhino系统,以保证井眼垂直,并将18-1/8in井眼扩大至21in。

单趟钻在盐膏层钻进3100m,为挪威国油节省了10天作业周期

使用OptiDrill服务和相关配套技术和服务,Statoil在作业中精准地使用了经过优化的最佳钻井参数,这提高了BHA性能,使Statoil能够以30m/h的创纪录ROP钻穿安哥拉盐膏地层,并创造了该地层单趟钻最长进尺记录。此外,钻进期间井眼保持垂直,扩眼过程中切削齿也未出现先期损坏。

Statoil钻井工程师Marcel Emile Ngueguim表示,“我们成功实现了单趟钻穿3100m盐层,避免了下入中间尾管,从而节省了大约10天的作业周期。当作业者需要准确信息来提高钻进性能和钻头寿命时,特别是在地层较硬或是在研磨性地层的深水应用中,我们推荐使用OptiDrill服务;另外在需要精确评估钻头和扩眼器钻压分布的扩眼应用中,也强烈推荐使用该服务。”

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