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威德福旋转导向 钻井也能找到“驾驶”的感觉

威德福旋转导向 钻井也能找到“驾驶”的感觉

威德福RRS系统与传统定向钻进技术相比具有明显优势,其带有的随钻测量装置可以快速纠正钻井过程中的偏差,并且在造斜过程中不需要停钻,节省了钻井时间,避免了卡钻的发生,可以实现在复杂环境下快速、准确的钻进,最终获得高质量的圆滑井眼轨迹。

井眼轨迹在非专业人员看来可能很简单,它就像跑道一样,是一种设定好的轨迹,含有一系列可能钻遇或不可能钻遇的靶点。殊不知,钻井作业一旦开始,就会遇到各种各样的挑战,例如粘土膨胀、未胶结地层以及无法预料的地质情况等。如何应对这些挑战,将决定作业者最终能否按照预期进度钻达预定深度的地层。

该RSS系统能够让你找到驾驶的感觉,系统配有机动化的底部钻具组合、近钻头测量系统、井下双向通信系统,可确保做出明智、实时的决策,此外,钻进的同时能够保证井眼得到有效的清洁。下文将对Revolution RSS系统的各个组件进行详细介绍。

非旋转套石油圈原创www.oilsns.com

钻柱旋转时,该组件可保持偏心组件位置不动,从而提高导向控制能力和井眼清洁程度。

心轴稳定器

心轴稳定器可以控制偏转并最大限度地减少振动。Revolution RRS系统通过保持钻头与井眼尺寸的一致性,不仅获得了光滑的井眼,而且延长了钻头的使用寿命。

近钻头传感器

先进的传感器可以对地层早期探测参数和井眼动态变化参数如倾斜度、方位角、转角度、粘滑、振动以及其他的钻井参数进行测量。

加长保径自对正钻头

威德福与供应商密切合作,为现场应用选取最适钻头。

Revolution Core

Revolution RRS采用实时控制系统,复杂井眼只需一次起下钻作业。

运用Revolution Core的速度和控制技术,将井眼钻至目的层位。Revolution RRS的最终目的就是达到最大钻井速度,并钻出便于进行完井作业的光滑井眼。

在钻井服务团队(钻井作业前,帮助作业者确定最优钻井参数)的指导下,Revolution RRS系统的功能可以得到进一步提升。这些钻井参数需要输入到系统,从而可以实现半自动化的钻井作业。当Revolution Core位于井下时,其所带传感器可将倾斜角和方位角等数据实时传回至地面。

如果测量结果显示井眼轨迹偏离预定轨道,Revolution Core会立即作出调整进行纠正,不会造成井眼轨迹出现较大偏差或产生过大的狗腿度。同时,作业者也可在地面使用系统的下行传输方式进行井眼轨迹的实时调整。

钻井马达石油圈原创www.oilsns.com

Revolution RSS系统的设计理念充分利用了PDC钻头的剪切力,从而能够实现快速钻进,并能钻出一个光滑的井眼。受地面驱动载荷限制,钻进速度可能会达不到作业要求,Revolution RSS系统配备了HyperLine钻井马达或其他马达来提高钻进速度,起到了降低扭矩,从而减少了粘滑现象的发生。

DownLink Commander系统或EMPulse电磁随钻测量系统

时间就是金钱,安全且减少钻进时间的数据传输方式可在进行井眼轨迹调整时避免停止钻进。DownLink Commander地面控制系统中的双向通讯系统可以利用泥浆脉冲进行发射和接受信号,这一传输方式不会干扰钻井过程。DownLink Commander系统的传输速率非常快,能够在几秒钟之内将信号传送到Revolution RSS系统,并在一分钟内完成命令验证,使得调整操作立即生效。

当钻遇漏失层或者采用空气、泡沫等可压缩钻井流体进行钻井时,可通过EMPulse电磁随钻测量系统与Revolution RSS进行实时通信。因为EMPulse遥测技术不依赖钻井液进行数据传输,因此它对钻进时间的影响极小。

Revolution Heat系统石油圈原创www.oilsns.com

由于开发商面临的钻井环境越来越复杂,具有高温高压特性的钻井设备的地位变得越来越重要。威德福是首批提供高温高压RSS服务的公司之一。当钻遇高温高压地层时,Revolution Heat系统利用高粘度油和高耐温Kalsi型密封装置来保持液压系统的完整性。该系统具备与Revolution Core和Revolution V系统相同的垂向控制、实时测量、闭环操作以及相关能力,因此可以平稳、高效地在高温地层(超过149℃)中进行垂直井段、曲线井段和水平井段的钻进作业。

Revolution V系统石油圈原创www.oilsns.com

当垂直钻进钻遇倾斜地层时,钻头倾向于沿最小地应力方向钻进,这往往会导致井眼轨迹发生偏移,不能钻达目的层。Revolution V系统能够在充满挑战的地层中始终保持井眼轨迹垂直,并保证在较高的机械钻速下直接钻达目的层。

Revolution V系统中靠近钻头的井斜角与方位角传感器会快速对井眼垂向偏差进行识别,并且能够自动纠偏至垂直方向。

Revolution V系统可在钻头上施加更大的载荷,从而提高机械钻速,该系统持续旋转可以确保井壁光滑稳定,从而减小了卡钻的风险

当进行多分支水平井钻进时,Revolution V系统能够将钻井过程中的井眼碰撞的风险降到最低,必要情况下,Revolution V系统也可以以小力度推进,从而能够将井眼慢慢分开。

Revolution 16系统石油圈原创www.oilsns.com

众所周知,钻井过程中保证井眼轨迹上各点井斜角的准确性是至关重要的。Revolution 16系统具备精确的造斜功能(可达到16°/30 m),能够在更深的地层进行精确造斜,从而更快地钻达目的层,同时可使油藏泄油面积达到最大化。Revolution 16系统只需单趟起下钻作业,就能够实现井眼从垂直方向变为水平方向,大大节省了钻井时间和成本。

当进行老井侧钻或井眼轨迹校正时可使用Revolution 16系统,当地层倾向使得井眼轨迹偏离原定轨迹时,Revolution 16系统就会即刻给出最佳调整角度,使井眼轨迹最快的返回既定方案。

Revolution Slide Reduction Tool石油圈原创www.oilsns.com

半个多世纪以来,定向钻井只能借助配备有弯接头的传统泥浆马达来进行作业。然而,这种方法需要停止钻柱转动,利用井底钻头的滑移转动来完成作业,该方法显著降低了钻进效率和机械转速。因此,想要获得复杂的井眼轨迹就需要借助更加精确的系统设备支持。

Revolution Slide Reduction Tool填补了常规泥浆马达和旋转导向系统之间的空白。Revolution Slide Reduction Tool采用创新的技术,通过调整泥浆流速来调节钻头转速。高效的钻进速度和专门的MWD组件,使得SRT相对于常规旋转导向系统能够以更低的成本进行更为高效的定向钻进。

来自/Weatherford  译者/徐建鹏  编辑/魏亚蒙

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柠檬
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。如需获取更多技术资料,请联系我们。