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五大油服的旋转导向系统大比拼(一)

五大油服的旋转导向系统大比拼

本文结合Nabors Drilling Solutions、NOV、Halliburton、Schlumberger和Baker Hughes公司专家们的解答,给大家介绍旋转导向技术的最近进展情况。

来自 | E&P
编译 | 葡萄

如今的旋转导向技术发展目标主要有一个:以低成本钻出高质量井眼。一些服务公司通过开发更加耐用的钻井工具,延长在恶劣环境下的钻进时间,从而降低成本,而有些公司则通过去除一些次要功能来降低成本。同时,还有些公司期望利用实时监测和数据分析来提高机械钻速,且不会产生破坏性振动。很多油服公司也在研究旋转导向钻井技术,期待能将他们自己的钻井装置、相关软件和控制装置整合到一起。

无论采取什么样的办法来降低旋转导向钻井成本,所有的公司都试图提高机械钻速,减少停钻时间,这样他们才能在成本压力下获得更大的投资回报。不过,这对于旋转导向钻井技术提供商来说具有一定压力,这也是各服务商自行业低迷时期来所努力的方向,即提供最优价值的旋转导向技术。

本文结合Nabors Drilling Solutions、NOV、Halliburton、Schlumberger和Baker Hughes公司专家们的解答,给大家介绍旋转导向技术的最近进展情况。

旋转导向技术亮点

(1)旋转导向技术和钻井平台及软件的集成化处理使得钻井工作流发生新变化,同时降低钻进成本。

(2)单独机械改造不能缓解钻进振动问题,旋转导向技术配合实时模拟和测量系统可以识别钻进中的偏差。

(3)通过提高钻井工具的耐磨性和消除非必要的传感器进一步降低钻井成本。

Nabors通过集成化改进钻井工作流

旋转导向系统和钻井平台及软件的集成化处理更新了钻井工作流,实现了低成本钻井。通过井筒内放置工具,Nabor公司将很快推出新的旋转导向系统,该系统可用于第三方钻井平台或者直接配合公司内Directional-Ready钻井平台使用,它包括了集成化的设备和仪表,使得测量更逼真,钻井时精准达到长水平段的目的层。

五大油服的旋转导向系统大比拼

Nabors公司的RigWatch Navigator软件可实现井眼的设计和实钻3D可视化。钻工可看到钻井目的层和钻头距目的层的位置。

Nabors公司在挪威利用新的旋转导向技术试钻了一些井,目前正在Okla Catoosa地区利用自己的平台试验该技术。自从2014年开始,公司一直研制新的旋转导向技术,使其造斜速率达到15º/100英尺,该体系旋转导向方式并非推靠式和指向式,而是采用持续定向控制技术,旋转导向系统包括近钻头倾斜装置、定向传感器和井下闭环控制模块。近钻头传感器直接向地面反馈钻进数据,在很高的机械钻速下,自动调整确保定向装置在合适的位置。

为了降低磨损和减少工具维修,Nabors设计的旋转导向系统没有外部滑动块,它通过涡轮提供动力,而非电池,防止更换电池时不得不取出工具。

将旋转导向系统提前运送至井场,提前和公司的专利仪器、设备监测和数据采集软件连接到一起,便于钻工下入井内。

Nabors公司开发出软件应用系统用于优化旋转导向性能,其中的REVit软件可用于任何旋转导向系统,降低钻井过程中的粘滑振动问题,缓解损坏钻柱谐振,而钻柱谐振会降低机械钻速,还会因MWD和钻头损坏影响钻进轨迹。基于顶驱加速器上钻柱的异常谐振感应,我们的控制软件会通过控制空心轴移动来消除或破坏钻柱振动,从而减弱一定转速下施加在钻柱上的高扭矩和钻头上的重量,消除粘滑振动可以延长钻头寿命,降低非生产时间。

借助于Nabors公司的RigWatch系统,承包商可以从休斯敦的RigLine全天候远程操作中心监测旋转导向系统作业过程,并且只需一个定向井钻工,就能监督四到五个钻台作业,并为井场的钻工提供专业指导。这样让具有丰富经验的钻工同时远程监控多口井钻井作业有助于承包商扩大作业规模,让有能力的人同时管理多个钻台,也将会缓解因升级改造而带来的人力资源问题。

NOV的VectorEDGE

虽然旋转导向系统上的传感器能够提供控制导向操作所需的数据,但这也意味着成本的增加,当在陆上易于钻进的水平段进行作业时,承包商们可能并不需要这样的设备。意识到这一点后,NOV有针对性的开发用于非常规井钻进的旋转导向系统,即VectorEDGE系统,它消除了近钻头传感器和内置MWD装置,使旋转导向系统成本缩减了一半。

五大油服的旋转导向系统大比拼

VectorEDGE通过钻杆旋转代替水力泥浆接收下行指令。系统下行指令已被测试至27000英尺。定向井钻工向软件输入工具面和攻击性参数,然后通知钻工如何调整钻杆转速,进而发送一个新的导向指令。

NOV推出的这款旋转导向系统与钻台间的交互内容很少,该工具具有闭环轨迹特征,它能根据传感器数据自动调整其攻击性,以配合定向作业。即它是自动完成指令的,无需连续发送导向指令,及下行指令给井下钻进工具,不过在调整钻井设计或地层特征发生变化时,则需要发送下行指令。发送下行指令是通过旋转钻杆完成,它比水力泥浆更可靠,VectorEDGE旋转导向系统下行指令已被测试至27000英尺。定向井钻工向软件输入工具面和攻击性参数,然后通知钻工如何调整钻杆转速,进而发送一个新的导向指令。

虽然该工具没有内置MWD系统,但NOV公司将它设计成与任何泥浆脉冲或电磁遥测MWD系统都兼容,以防将来作业者或定向钻井公司会用到它。同时也能将工具与马达连接,以防作业者想要通过增加转速来提高机械钻速。

NOV公司于2012年开始设计VectorEDGE旋转导向系统,设备的主要测试,包括在德克萨斯州Navasota的NOV试验钻井平台实施的一些测试项目,都是在2014年和2015年完成的,在西德克萨斯州和美国东北地区油田的试验自2016年以来一直在进行当中,早期测试结果表明,与NOV公司的钻头和马达配合使用,该导向系统可以与市场上的其他旋转导向系统相媲美甚至更有优势。该公司计划到2017年年底,实现VectorEDGE旋转导向系统的商业化应用。

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评论 3

  1. #3

    呵呵

    匿名3年前 (2019-09-01)回复
  2. #2

    定向钻井与地热发电?

    匿名3年前 (2019-09-01)回复
  3. #1

    V形双井定向至地热区,一井(控制)注水,一井出热气,地热发电?

    匿名3年前 (2019-09-01)回复