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新型鉆頭組合解決鉆井卡-滑老問題

[加入收藏][字號: ] [時間:2012-12-14  來源:石油與裝備雜志  關注度:0]
摘要:   Ulterra鉆井公司和聯合金剛石公司成立聯合公司U-技術公司,研發出新型鉆井工具。 U-技術公司正向行業市場推出其變革性的技術,理念以及新型的作業流程,旨在降低鉆井成本。   卡-滑現象   ...

  Ulterra鉆井公司和聯合金剛石公司成立聯合公司——U-技術公司,研發出新型鉆井工具。 U-技術公司正向行業市場推出其變革性的技術,理念以及新型的作業流程,旨在降低鉆井成本。

 

  卡-滑現象

 

  在正常鉆井條件下,多晶金剛石復合片(PDC)鉆頭能以極高的速度和效率鉆穿地層。 但是,PDC鉆頭在堅硬、固結巖層中會降低切削深度。這也意味著PDC切刀必須依靠研磨地層鉆進,而不是剪切地層,這就會降低鉆速(ROP),大大增加刀片磨損度。

 

  隨著地層張力的增加,需要加大鉆壓(WOB),維持有效切削深度。 鉆壓(WOB)增加常會引起“卡-滑”現象。

 

  在用鋒利PDC鉆頭鉆這些難度大的地層時候,鉆頭會隨時停轉,直至有足夠的扭矩來剪切開巖層。由于扭矩能量寄存其中,鉆具會打卷扭曲。 一旦所需扭矩產生足夠多,鉆頭將會以高于普通鉆頭的轉速輕松破巖。這種猛烈變化動作就稱之為“卡-滑”,這種現象最終會破壞鉆頭嵌入金剛石的完整性,導致切刀受損,鉆頭失效,從而井下工具組合(BHA)組件失效,消耗時間。

 

  現場應用

 

  TORKBUSTER在全球各樣巖層中已經得到檢驗。 作為一項相對較新型的技術,自2000年提出構想至今已經經歷了超過2,100次運行,表現良好。從破巖機理設計,內部流體流向,組合方法,到外殼的整體幾何形態,整個工具都經過了仔細調整設計,保證滿足井下的各樣鉆進需求。 緊湊的長度和設計,保證對鉆具組合特性影響甚微,在轉動、定向、鉆進以及轉向控制應用方面性能卓越。

 

  阿爾伯達鉆井

 

  Bonavista石油公司采用聯合金剛石公司的UD513鋼體PDC鉆頭和Torkbuster工具,在阿爾伯達的卡羅林油田鉆了一口定向井。 200毫米的井徑接連鉆開Viking, Mannville, Glauconitic, Ostracod, Ellerslie, Basal Quartz, 和Fernie地層。 此前的現場鉆井需要5個鉆頭才能鉆完一個區段,而聯合金剛石鉆頭和Torkbuster鉆具組合,可以一次鉆進10,007英尺(3,050米),節省作業成本185,000美金。

 

  懷俄明州鉆井

 

  一鉆井作業隊在懷俄明州弗萊夢頓縣開展鉆井作業,由于7,500英尺(2,286米)以下存在卡-滑現象,所以鉆速(ROP)很低。 作業人員在以往使用的同類鉆頭(16毫米,6個刀片)上加裝了一個6.5英寸TorkBuster長錘柄工具,則大多數作業中瞬時鉆速立即提高 50~100%。 與不加該工具的團頭相比,作業方能節省2天時間來鉆達井底。

 

  德克薩斯州鉆井

 

  在德克薩斯州羅伯斯特縣,作業方使用相同的鉆機,在同一區塊上鉆出兩口豎直井。一個對比井是采用兩個PDC鉆頭,在13,300到14,300英尺(1,055到4,360米)的區段間鉆出一個6.5英寸的井眼,平均鉆速為8~10英尺/小時(2.4~3.0米/小時)。而采用聯合金剛石公司的 UD513鉆頭和TorkBuster工具組合,鉆出同樣的井眼。作業方一次下鉆,以17.1英尺/小時(5.4 米/小時)的鉆速鉆進931英尺(284米)完成作業。



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