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PDC全面升级!斯伦贝谢StingBlade钻头专克坚硬地层

PDC全面升级!斯伦贝谢StingBlade钻头专克坚硬地层

斯伦贝谢旗下的Smith Bits钻头公司拥有多款技术领先的钻头,StingBlade就是其中的佼佼者。StingBlade钻头的Stinger*锥形金刚石切削齿采用了独特的3D设计,加之钻头表面切削齿的新型布局方式,StingBlade的钻井性能和稳定性都上升到了新的高度。实际应用表明,StingBlade在多种地层条件、不同的操作参数下均能保持高效稳定钻进表现。

相对于常规PDC钻头,StingBlade具有诸多优势:石油圈原创www.oilsns.com

  • 显著提高钻进尺寸和ROP(钻进速率);
  • 造斜率更高,工具面控制更优;
  • 降低BHA(底部钻具组合)震动,稳定性更强;
  • 钻屑尺寸更大,有利于地面测量工作进行。

切削齿的圆锥形设计使钻进载荷能够高度集中于岩石上,进一步提高钻进效率(尤其是对坚硬岩层);同时切削齿金刚石胎体的升级也提高了钻头的抗冲击和抗磨损性能。胎体和切削齿的改造提高了StingBlade在复杂地层中的钻进尺寸和ROP,即使在常规PDC钻头难以应付的坚硬地层、过度地层和砾石地层中,钻井工作也毫无压力。

目前,StingBlade钻头已经在全球14个国家进行了超过250次的应用,与常规钻头相比,平均提高钻进尺寸55%,提高ROP30%。

钻进能力升级

Smith Bits的工程师运用FEA分析模型重新设计了PDC切削齿的几何形状,同时还对切削齿在钻头表面的布局进行了精确分析和优化。这些改造使StingBlade钻头切削齿上的钻进载荷更加集中,坚硬地层的钻进效率更高。

冲击力更强石油圈原创www.oilsns.com

相对于PDC切削齿,Stinger切削齿的胎体更耐用,StingBlade钻头的冲击力也随之增强。这一点在冲击测试中也得到了证明:在钻头上施加18000lbf的冲击力来冲击硬化钢,以此模拟ROP为60ft/h时钻头在碳酸盐层的作业。PDC切削齿一次撞击即产生了严重损坏,而Stinger切削齿在损坏之前经受了100多次的撞击。

抗磨损能力升级

Stinger切削齿采用了业内最先进的金刚石材料,圆锥形的设计使其散热更快,抗磨损能力更强。

在压力为30000psi的条件下进行花岗岩钻进测试,StingBlade的钻进尺寸要比常规PDC钻头多30%,而且测试完成后的Stinger切削齿锋利依旧。

PDC全面升级!斯伦贝谢StingBlade钻头专克坚硬地层

坐标:Browse盆地

在澳大利亚海岸Browse盆地,开发商想要钻进一个12in的垂直井段,钻进过程中要通过Dampier、Heywood、Baudin Marl和Wollaston等地层,这些地层的结构非常复杂,包括夹层石灰岩、角岩层(高压缩强度)等。传统的PDC钻头磨损严重、ROP低,需要起钻更换钻头,作业时间和成本都随之增加。

Smith Bits推荐了StingBlade钻头,该钻头上的切削齿布局都经过了IDEAS程序的精心设计。

圆锥形的设计使钻进载荷更集中,对于坚硬地层的钻进非常高效;此外,金刚石材料的胎体也大大提高了钻头的冲击力和耐用性。因此,即使是在PDC钻头经常遇阻的地层,StingBlade钻头也能钻进更长的尺寸。石油圈原创www.oilsns.com

在StingBlade钻头的应用处女作中,钻进尺寸为1516m,ROP达11m/h。与常规的钻井作业相比,钻进尺寸和ROP分别提高了97%和57%;第二口井的平均ROP更高,达到16m/h,两口井为开发商共节约了5天的时间。

坐标:Permian盆地

GMT Exploration计划在Permian盆地的Bone Spring油藏钻探三口水平井,井眼尺寸7-7/8in。该油藏地层结构复杂,钻进过程中会钻遇页岩夹层、石灰岩层、砂岩层等,往往会加速PDC钻头的磨损,也因此容易导致ROP降低。若想要提高ROP,则需要同时使用多个PDC钻头。

Smith Bits向作业者推荐了StingBlade钻头。在第一口井的应用中,StingBlade钻进4030ft,平均ROP57ft/h,较PDC钻头相比分别提高了77%和29%。在接下来的作业中,StingBlade延续了高效的表现,第二口井的钻进尺寸和ROP分别提高了73%和26%,第三口井分别提高了44%和10%。这三口井共为GMT公司节约了2.5天的作业时间,钻井提速效果显著。

坐标:某非常规油藏

在定向钻井作业中,导向与磨损一直是常规PDC钻头难以解决的问题,而非常规油藏的定向井作业难度更大。带有滚齿的钻头稳定性低、钻进速率低,作业时间大幅增加,甚至还会发生钻齿丢失的事故。

在一次非常规油藏定向钻井测试中,操作人员对比了StingBlade钻头和常规PDC钻头的表现。两种钻头分别在相邻50ft的井中作业,采用了相同的钻机、导向马达和BHA,操作人员和钻井轨迹也相同。石油圈原创www.oilsns.com

对比结果显示,StingBlade钻头的造斜率比PDC高23%,钻头扭矩以及产生的振动更小,操作难度低,钻井计划更易完成。测试人员表示,“StingBlade的导向性能实在是让人惊讶,作业时只需要很小的扭矩,钻头方向调整也非常容易。”

坐标:哈萨克斯坦

在哈萨克斯坦的Chinarevskoe油田,开发商Zhaikmunai LLP希望在提高钻井ROP的同时获得井下岩层性质数据。该地区主要为角岩含量高的碳酸盐地层,钻井作业难度大,金刚石钻头耐用性强,往往是该地区常用钻头之一。但是金刚石钻头ROP低、钻屑尺寸小,不利于油藏性质分析;此外,钻屑尺寸小还会使其难与钻井液分离,钻井液密度会持续增加,最终更换钻井液,增加作业成本。

Smith Bitsde 工程师推荐了StingBlade钻头和PowerV垂直井RSS钻井系统。StingBlade钻头配备有Stinger切削齿,钻进速率更高,钻屑尺寸更大。

与同类作业相比,配备StingBlade钻头的BHA ROP提高了166%,为Zhaikmunai节约了6天的作业时间和18万美元的作业成本。此外,StingBlade产生的钻屑尺寸更大,油藏性质分析更易操作,钻屑/钻井液分离难度降低,还节约了更换钻井液的费用。

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来自/Smith Bits   译者/张德凯   编辑/Leia

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