در عملیات حفاری چاه عمودی، حوادثی مانند انحراف بیش از حد شیب حفره، رد شدن مسیر در خارج از مناطق هدف، و عملیات پرهزینه ردیابی فرعی همچنان چالشهای پایدار در سراسر صنعت نفت و گاز هستند. به طور سنتی، تیم های میدانی اغلب این خرابی ها را به خطاهای عملیاتی مانند وزن بیش از حد روی بیت، تغذیه ناهموار لوله، یا جهت گیری نامناسب صورت ابزار نسبت می دهند. با این حال، گزارشهای حادثه از چندین منطقه عملیاتی یک الگوی ثابت را نشان میدهد: حفاریهای مشابه هنگام کار تحت رژیمهای پارامتری بهینهشده، به مسیرهای کاملاً منطبق میرسند. مسئله خطای انسانی نیست، بلکه عدم وجود یک چارچوب سیستماتیک کنترل پارامتر است که به درستی طراحی مونتاژ ته چاه، اندازهگیری در حین استفاده از حفاری و بهینهسازی پارامتر حفاری را یکپارچه کند.
درک مکانیک انحراف
شیب سوراخ فوراً رخ نمی دهد. با پیشرفت حفاری از طریق انواع سازندها و سنگ شناسی های مختلف، به تدریج انباشته می شود. محرک های اولیه انحراف شامل نیروهای انحراف سازند طبیعی است که در سازندهای شیب دار با زوایای شیب بیش از 10 درجه، بیت تمایل دارد در امتداد جهت عادی صفحه طبقات حرکت کند. ساختارهای نرم{3}}سخت در هم این اثر را تشدید میکنند زیرا بیت ترجیحاً لایههای نرمتر را سوراخ میکند. آمار از بلوک های متعدد نشان می دهد که در فواصل با شیب سازند 15 تا 30 درجه، زاویه حفره 2 تا 4 درجه در هر 100 متر حفاری شده بدون هیچ گونه اقدامات کاهشی افزایش می یابد. WOB کمتر از حد مطلوب{11}}همافزایی RPM این مشکل را بیشتر میکند، زیرا وزن بیش از حد روی بیت باعث کمانش رشته مته و افزایش نیروهای جانبی میشود که بیت را از حالت عمودی دور میکند.
نیروهای تشکیل طبیعی: زوایای شیب بالای 10 درجه باعث رانش پیشرونده 2 تا 4 درجه در هر 100 متر می شود.
WOB-عدم تعادل RPM: WOB بیش از حد باعث کمانش می شود در حالی که RPM بالا باعث چرخش رشته می شود.
سختی BHA: تثبیت کننده های فرسوده با فاصله بیش از 3 میلی متر نقاط محوری بحرانی را حذف می کنند.
انتخاب BHA مناسب: آونگ در مقابل سوراخ کامل-
انتخاب پیکربندی نادرست مونتاژ سوراخ پایین منجر به نتایج غیرمولد کنترل مسیر می شود. آونگ BHA از گرانش برای ایجاد یک نیروی آونگ بازیابی استفاده می کند که بیت را به سمت پایین سوراخ هل می دهد و با انحراف ناشی از تشکیل- مقابله می کند. این پیکربندی برای نیروهای سازند متوسط با زوایای شیب کمتر از 20 درجه ایدهآل است و به ویژه برای اصلاح شیب موجود که قبلاً ایجاد شده است مؤثر است. عملکرد بهینه مستلزم کنترل دقیق WOB بین 60 تا 80 کیلو نیوتن است، با انحرافات خارج از این پنجره، کارایی آونگ را تا 40 درصد کاهش می دهد.
در مقابل، -حفره کامل یا پرشده BHA از سه تا چهار تثبیت کننده با فاصله نزدیک استفاده میکند تا رشته مته را متمرکز کند و به طور موثر مسیر را در جای خود قفل کند. در حالی که این مجموعه برای حفظ زاویه در مقاطع عمودی و مماس عالی است، نمی تواند انحراف موجود را اصلاح کند. یک دام میدانی حیاتی و مکرر مشاهده شده، نصب یک مجموعه سوراخ کامل برای تثبیت چاه از قبل منحرف شده است، که به طور موثر خطا را قفل می کند و از هرگونه اصلاح طبیعی جلوگیری می کند. تمرین صحیح استفاده متوالی از یک مجموعه آونگ را برای تصحیح فعال و به دنبال آن یک مجموعه سوراخ کامل برای تثبیت غیرفعال پس از بازیابی عمودی به دنبال دارد.
MWD: از اندازه گیری واکنشی تا کنترل فعال
در حالی که اندازه گیری در حالی که سیستم های حفاری اکنون تجهیزات استاندارد در اکثر دکل ها هستند، کاربرد آنها اغلب به اعتبارسنجی پس از حفاری یا آنچه اپراتورها آن را کالبد شکافی سوراخ چاه می نامند محدود می شود. تغییر صنعت باید به سمت نظارت{2}}زمان واقعی و پیشبینی روند حرکت کند. با خواندن دادههای شیب و آزیموت هر 3 تا 5 متر در حین حفاری، خدمه میتوانند روند انحراف را ترسیم کنند و زمانی که شدت سگک به 0.5 درجه در هر 30 متر نزدیک میشود، مداخله میکنند، و از اجرای اصلاحات عمده که 12 تا 24 ساعت زمان دکل هزینه خواهد داشت، جلوگیری میکنند. در بخش ساخت، جهت گیری صورت ابزار باید هر 0.5 تا 1 متر پیشروی تأیید شود، زیرا یک درجه از خطای جهت گیری می تواند به 2 تا 3 متر جابجایی افقی در عمق منطقه هدف ترجمه شود.
بهینه سازی پنجره عملیاتی WOB-RPM
تنظیمات منفرد-مانند افزایش سرعت چرخش به تنهایی برای بهبود سرعت نفوذ عموماً در مسیرهای پیچیده چاه بی اثر هستند. اپراتورها باید یک نقطه شیرین جفت شده را شناسایی کنند که در آن ROP و پایداری مسیر به طور همزمان وجود دارند. این شامل افزایش تدریجی WOB در مراحل 10 کیلونیوتن و در عین حال نظارت بر روند تمایل MWD برای شناسایی حد بالایی قبل از شروع انحراف است. در بخش های ساختمانی که مسیر چاه از عمودی به انحرافی تغییر می کند، پنجره عملیاتی به طور قابل توجهی باریک می شود. بهترین شیوه های صنعت پیشنهاد می کند که WOB را به 70 تا 80 درصد از حد مقطع عمودی کاهش دهید و به طور همزمان سرعت چرخش را 10 تا 15 درصد کاهش دهید تا کنترل مسیر قابل اعتماد حفظ شود.
نتیجهگیری: ساختن یک سیستم کنترل حلقه بسته-
کنترل مسیر موثر بر یک چرخه حلقه بسته -بهینه سازی پارامتر، نظارت بر زمان واقعی-و اقدامات اصلاحی به موقع متکی است. یکی از اپراتورها که یک سیستم هشدار رنگی ساختاریافته بر اساس آستانههای شدت سگ را اجرا میکرد، نرخ ضربه هدف خود را از 78 درصد به 96 درصد افزایش داد و حوادث ردیابی را به طور کامل طی یک دوره شش ماهه حذف کرد.
برای اطلاعات بیشتر، لطفاً با China Vigor در info@vigorpetroleum.com تماس بگیرید یا با +0086 29 81161513. تماس بگیرید.
