Выбор оптимальной компоновки низа-бурильной колонны (КНБК) — важнейшее ежедневное решение для инженеров-бурильщиков. Правильная КНБК обеспечивает контроль траектории ствола скважины, максимизирует скорость проходки (МСП) и предотвращает дорогостоящие проблемы в скважине. Вместо теоретических дискуссий промысловым инженерам необходимы практические, непосредственно применимые рекомендации, основанные на типе скважины, пласте и эксплуатационных целях.
В этой статье представлены основные принципы выбора КНБК и наиболее часто используемые узлы буровых установок-от вертикальных скважин до горизонтальных секций.
Основная логика: три ключевых фактора выбора КНБК
Выбор КНБК сводится к трем основным соображениям:
- Требования к траектории ствола скважины:Вертикальный? Направленный? Горизонтальный? Строить? Держать? Уронить?
- Формирование и литология:Мягкий? Жесткий? Склонны к отклонениям? Припухлость? Нестабильно?
- Операционные потребности:Высокая скорость потока? Гашение вибрации? Предотвращение застревания трубы? Интеграция MWD/LWD?
В одном предложении:
- Вертикальные скважинысосредоточьтесь на прямом-противоотклонении-отклонении.
- Направленные скважинысосредоточьтесь на скорости сборки и контроле траектории.
- Горизонтальные скважинысосредоточьтесь на угле удержания и управлении сопротивлением (обратным крутящим моментом).
Ключевые принципы выбора КНБК (Основные сведения на местах)
Для предотвращения-отклонения в вертикальных скважинах (пласты, которые легко-отклоняются-):
- Использоватьмаятниковая КНБКилиКНБК с уплотненной скважиной.
- В твердых породах и скважинах-большого диаметра используйте более тяжелые-бурильные трубы (HWDP), чтобы снизить гибкость.
Для разделов направления/сборки:
- Необходимая скорость сборки:Двигатель объемного действия (ВДМ) со стабилизатором около-долота, короткими утяжеленными бурильными трубами, пониженной жесткостью.
- Необходимый угол удержания:ДПМ с несколькими стабилизаторами, умеренной жесткости.
- Необходимый угол падения:Увеличьте маятниковый эффект, удлините нижние утяжеленные бурильные трубы.
Для горизонтальных секций (критическое внимание уменьшению сопротивления и переносу веса):
- Замените многие утяжеленные бурильные трубы на HWDP для большей гибкости и переноса веса.
- Должен включать в себя амортизатор (гаситель вибраций) и стабилизаторы.
- Стандарт LWD/MWD (гамма-излучение, удельное сопротивление, плотность).
Для нестабильных, разбухающих или плотных пластов:
- Упростите КНБК, используйте меньше стабилизаторов, чтобы избежать выступов и прихватов.
- При необходимости добавьте под-расширитель или открыватель отверстий.
Для глубоких скважин с высоким-давлением и-температурой (HPHT):
- Используйте более-утяжеленные бурильные трубы и HWDP.
- Оставьте достаточный зазор для обеспечения безопасности инструментов, чтобы предотвратить повреждение инструментов MWD от воздействия высоких-температур.
Наиболее распространенные шаблоны КНБК (можно использовать непосредственно при проектировании скважин)
Ниже приведены семь стандартных конфигураций КНБК, ежедневно используемых в буровых операциях.
1. Вертикальная скважина с защитой от-отклонений КНБК (насадочное отверстие/маятник)
Применимо для: вертикальных скважин, пластов, легко-отклоняющихся-, пластов средней-твердости.
Долото → Околодолотный стабилизатор → УБТ × несколько → Промежуточный стабилизатор → УБТ → HWDP → Бурильная труба
Особенности: Уплотненная конструкция отверстия/маятника контролирует отклонение и стабилизирует азимут, предотвращая чрезмерный наклон.
2. Классическая маятниковая КНБК
Применимо для: пластов от мягких до средних-твердых, требующих строгого контроля отклонений.
Бит → Короткая УБТ (маятниковая точка) → Стабилизатор → УБТ → HWDP → Бурильная труба
Механизм: Вес нижних буртиков создает маятниковую силу, которая возвращает сверло в вертикальное положение.
3. Секция направленного строительства КНБК (скорость строительства)
Применимо для: точки отсчета-отрыва (KOP), угла здания.
Долото → PDM (изогнутый корпус: 1 градус, 1,25 градуса, 1,5 градуса или 2 градуса) → Около-стабилизатор долота → Не-удлиненная бурильная труба (NMDC) → MWD/LWD → Удлиненные бурильные трубы → HWDP → Бурильная труба
Ключевые моменты: Угол изгиба двигателя выбирается исходя из требуемой скорости сборки. Около-разрядный стабилизатор повышает эффективность сборки.
4. Секция направленного удержания КНБК (угол удержания)
Применимо для: Поддержание траектории после достижения желаемого угла.
Бит → ВЗД (умеренный изгиб) → Стабилизатор около-долота → NMDC → MWD → УБТ → Стабилизатор → HWDP → Бурильная труба
Особенности: Несколько стабилизаторов создают эффект «жесткой точки опоры» для стабильного управления углом и азимутом. Идеально подходит для длинных касательных участков и скважин с увеличенным-отходом от вертикали.
5. Горизонтальная секция КНБК (наиболее ответственная)
Применимо для: Горизонтального бурения, решения проблем сопротивления и переноса веса.
Долото → PDM (малый изгиб) → Стабилизатор долота - → NMDC → LWD (гамма, удельное сопротивление, плотность) → Амортизатор → HWDP (большое количество) → Бурильная труба
Особенности: Используйте минимальное количество утяжеленных бурильных труб, максимально увеличьте HWDP для большей гибкости и более плавного переноса веса. Амортизатор обязателен для предотвращения вибрационного повреждения инструментов LWD. Стандарт LWD для оценки пластов-в реальном времени.
6. КНБК узкого ствола/глубокой скважины
Применимо для: скважин небольшого-диаметра или глубоких, сложных условий.
Бит → ВЗД → НМДК → MWD → HWDP → Бурильная труба
Структура: старайтесь быть максимально простой, сведите к минимуму количество ступенек и стабилизаторов, чтобы предотвратить прилипание.
7. Керновая КНБК
Применимо для: Традиционных или канатных операций по отбору керна.
Коронковое долото → Колонковый ствол → Обратный клапан → УБТ → HWDP → Бурильная труба
Существуют вариации в зависимости от типа колонкового ствола (канатный или обычный).
Мнемоника быстрого-выбора в поле (очень полезна для буровых бригад)
| Требование | Выбор КНБК |
|---|---|
| Вертикально, легко--отклоняться | Маятник / уплотненное отверстие; стабилизаторы необходимы |
| Нужно построить угол | Короткая КНБК, ближний-стабилизатор долота, больший угол изгиба двигателя |
| Нужно держать угол | Несколько стабилизаторов, повышенная жесткость, умеренный изгиб двигателя |
| Горизонтальный разрез | Низкая жесткость, больше HWDP, амортизатор + LWD |
| Застрявшие-подверженные/обрушивающиеся образования | Упростить КНБК, использовать меньше стабилизаторов |
| Глубокая, высокая-температура | Увеличьте прочность, оставьте безопасное пространство для инструментов. |
Выбор правильной КНБК – это ежедневное инженерное решение, которое напрямую влияет на эффективность бурения, контроль траектории и безопасность на скважине. Сосредоточив внимание на трех основных факторах (траектория, формация и эксплуатационные потребности) и применяя проверенные полевые образцы,-от вертикальных противо-узлов отклонения до горизонтального сопротивления-тросов управления-, инженеры могут проектировать надежные КНБК, которые работают должным образом. Предоставленная полевая мнемоника предлагает быстрое и действенное руководство для буровых бригад по адаптации к изменяющимся скважинным условиям в режиме реального времени. Для получения более подробной информации, пожалуйста, свяжитесь с командой Vigor для получения более подробной информации о продукте.
