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Stega可为钻头排兵布阵

Stega可为钻头排兵布阵

利用Stega布齿技术,只需改变切削齿的位置,就能够帮助客户提高10%以上的钻井效率,而且不会降低切削齿的耐用性。

来自丨哈里伯顿
编译丨TOM 白小明

通常情况下,需要调整钻头的切削齿尺寸、刀翼数量、切削齿后倾角等参数来应对复杂的钻井环境。切削齿与地层的啮合度也是确定钻头受力的关键因素。哈里伯顿推出了一种全新的Stega布齿技术,它的独特之处在于,将PDC切削齿融入到固定切削齿钻头的设计中。

利用Stega布齿技术,沿着钻头轮廓有策略的排布备用切削齿,从而充分利用主切削结构形成的井底形状,同时还可以消除主切削结构的负载应力,确保备用切削齿的啮合度。因此,当备用切削齿与所钻地层接触时,能够最大限度地提高钻进效率。

技术特点

哈里伯顿公司的客户设计界面(DatCI™)系统,主要是为客户的特定应用提供定制化的解决方案。Stega布齿技术是哈里伯顿DatCI™系统的应用之一,它能够快速优化每个钻头,随时随地为客户提供所需方案。

该技术通过策略性的改变切削齿位置,优化备用齿的排布,从而提高钻头的钻进效率。这种优化后的切削齿排布,是通过哈里伯顿先进的钻头/岩石相互作用建模实现的。

该技术还可针对特定的应用,为客户钻头的切削齿“排兵布阵”,以确保消除主切削结构上的载荷,同时不影响整体作业效率或机械钻速(ROP)。由于备用切削齿的高效啮合,延长了主切削齿的使用寿命,从而降低了钻井成本。如果主切削齿发生磨损或断裂,备用切削齿还可自动转换,成为与地层啮合的主切削结构,从而保持同样的机械钻速。

哈里伯顿进行了一系列的模拟与实验室测试,以确定切削齿的最佳排布。因此,全球客户若是使用了Stega布齿技术,不仅能够保持钻头的耐用性与高机械钻速,而且可使钻井速度更快、进尺更多。哈里伯顿已将这项新技术运用到了自己的双排齿钻头(“D”系列)中,同一个刀翼上的备用切削齿,并不是直接排布在主切削齿的正后方。

油价的低迷使作业者越发注重成本的控制,他们希望在不降低钻头耐久性的情况下,钻速更快;钻速更快时,还能获得更多的进尺。Stega高效布齿功能被证明为全球各种应用的有效解决方案。

应用案例

在西德克萨斯州的Wolfcamp地层,已逐渐形成了水平井钻井的作业标准。有一家作业公司想提高作业效率,一趟钻完成8.5寸造斜段与水平段的钻进。该作业通常需要两趟钻才能完成。邻井的单只钻头最大进尺为1839米,机械钻速最快为24米/小时,但仍需要两趟钻。

哈里伯顿建议采用最新的Stega™高效布齿技术,来优化现有GTD64C钻头的切削齿排布。通过客户设计界面(DatCI™)系统,Stega确定了聚晶金刚石复合片(PDC)切削齿的最佳排布位置,使备用切削齿与所钻地层接触时,能够最大限度地提高钻进效率。

当钻进至2670米井深时,作业者下入了具有Stega高效布齿功能的全新8.5寸 GTD64DC钻头。该钻头单趟作业了89.25小时,钻完整个造斜段与水平段,钻至井深5256米。实现单只钻头单次入井进尺高达2586米,平均机械钻速为29米/小时。采用Stega设计的GTD64DC钻头的数据几乎是邻井钻头平均值的2倍,比邻井的最佳钻头(无Stega功能的哈里伯顿钻头)进尺多了近732米,机械钻速快了5米/小时。

利用Stega高效布齿功能,可以优化哈里伯顿的PDC钻头。当备用切削齿与所钻地层接触时,能够最大限度地提高钻进效率。通过改变备用齿的排布,可充分利用主切削结构形成的井底形状。Stega还可根据客户的需求,定制优化切削齿的排布,从而提高备用齿的啮合度,同时又不会影响切削结构的耐用性或韧性。因此,即使在Wolfcamp地层(已经建立了钻井作业标准)等应用中,利用Stega功能设计的PDC钻头,仍然可以优化钻井效率,获得更多的进尺,更快的机械钻速。

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