Методы коррекции траектории ствола скважины с использованием поворотно-управляемых систем (RSS) и обратной связи MWD
Введение
Поддержание точной траектории ствола скважины имеет решающее значение в современном наклонно-направленном и горизонтальном бурении. Отклонения от запланированной траектории могут привести к неэффективному бурению, увеличению крутящего момента и сопротивления, повышению эксплуатационных рисков и потенциальному выходу скважины из строя.
Роторные управляемые системы (RSS) в сочетании с обратной связью в режиме реального времени по результатам измерений в процессе бурения (MWD) обеспечивают механизм управления с замкнутым циклом, который позволяет точно корректировать траекторию ствола скважины без прерывания буровых работ.
Причины отклонения траектории ствола скважины
Отклонение ствола скважины может возникнуть под воздействием множества скважинных и геологических факторов:
- Неоднородность пласта и изменение угла наклона
- Ход битов и анизотропия пласта
- Неправильная конструкция КНБК
- Вибрация бурильной колонны и механические воздействия
- Дисбаланс веса долота и скорости вращения
Без коррекции в реальном времени небольшие отклонения могут превратиться в серьезные ошибки траектории.
Как RSS позволяет корректировать траекторию
Системы с вращающимся рулевым управлением поддерживают непрерывное вращение бурильной колонны, одновременно направляя долото в нужную сторону. В отличие от обычного моторного управления, система RSS исключает скользящее бурение и повышает плавность хода ствола скважины.
Два основных метода управления RSS
Push-the-Bit
Гидравлические накладки давят на стенки скважины, заставляя долото двигаться в нужном направлении.
Указать на бит
Внутренние механизмы наклоняют вал долота в направлении траектории цели без давления на пласт.
Оба метода обеспечивают непрерывное вращение, снижая трение и повышая скорость проходки (ROP).
Роль MWD в обратной связи в режиме реального времени
MWD обеспечивает непрерывные скважинные измерения, на основе которых принимаются решения по управлению RSS:
- Наклон
- Азимут
- Ориентация поверхности инструмента
- Удары и вибрация
- Температура и давление в скважине
Телеметрия в реальном времени позволяет инженерам мгновенно обнаруживать отклонения и корректировать параметры рулевого управления до возникновения значительных ошибок.
Управление траекторией в замкнутом контуре
Интеграция RSS и MWD образует замкнутую систему управления:
- MWD измеряет фактическую траекторию ствола скважины
- Данные передаются на поверхность с помощью импульсной телеметрии в буровом растворе
- Программное обеспечение поверхности сравнивает фактическую и запланированную траекторию
- Команды управления, передаваемые в RSS
- RSS регулирует направление бурения в режиме реального времени
Такая непрерывная коррекция обеспечивает высокую точность траектории и плавность ствола скважины.
Операционные преимущества
- Повышенная точность траектории
- Уменьшение извилистости и более гладкий ствол скважины
- Повышение эффективности бурения и увеличение скорости подъема
- Снижение крутящего момента и сопротивления
- Снижение риска застревания трубы
- Повышение эффективности обсадных колонн и заканчивания скважин
- Сокращение непроизводительного времени (NPT)
Приложения
- Горизонтальное бурение
- Скважины с расширенным охватом (ERD)
- Сложные наклонно-направленные скважины
- Операции по геопозиционированию
- Глубокие и сверхглубокие скважины
Заключение
Сочетание роторных управляемых систем с обратной связью MWD в режиме реального времени обеспечивает высокоточное и эффективное решение для коррекции траектории ствола скважины. Эта интегрированная технология минимизирует отклонение, повышает производительность бурения и обеспечивает точное размещение скважины в сложных условиях бурения.
