Аналитические исследования технологии бурения наклонно-направленных скважин с применением роторных управляемых систем (Сибирский Федеральный Университет)
Введение 4
1 История возникновения и развития технологии наклонно направленного бурения 5
2 Принцип работы роторно-управляемых систем 11
2.1 Принцип работы РУС типа Push the bit 13
2.2 Принцип работы РУС типа Point the bit 16
3 Анализ механизмов искривления применяемых в роторных управляемых системах 19
3.1 Анализ механизма искривления скважины, основанный на асимметричном разрушении забоя, вследствие перекоса породоразрушающего инструмента 19
3.1.1 Анализ механизма искривления основанного на фрезеровании стенки скважины 22
3.2 Анализ механизма искривления совмещающего перекос долота и фрезерование стенки 24
4 Анализ роторно-управляемых систем мировых производителей 25
4.1 Роторно-управляемые системы компании «Schlumberger» 25
4.1.1 Power Drive X6 25
4.1.2 PowerDrive Xceed 29
4.1.3 PowerDrive Orbit 30
4.1.4 PowerDrive vortex 32
4.1.5 PowerDrive Archer 34
4.2 Роторно-управляемые системы компании «Weatherford» 36
4.2.1 «Magnus» RSS 36
4.2.2 «Revolution» RSS 38
4.3 Роторно-управляемые системы компании «Halliburton» 40
4.3.1 «Geo-Pilot Dirigo» RSS 40
4.3.2 «Geo-Pilot Duro» RSS 41
4.3.3 «Geo-Pilot GXT» RSS 42
4.3.4 «Geo-Pilot» RSS 43
4.3.5 «iCruise Intelligent» RSS 45
4.4 Роторно-управляемые системы компании «Baker Hughes» 46
4.4.1 «AutoTrack Curve» RSS 46
4.4.2 «AutoTrack X-tream» RSS 48
4.4.3 «AutoTrack eXpress» 49
4.5 Downhole Adjustable Rotary Tool (DART) компании «Андергейдж» 52
4.6 «Suresteer» RSS компании «APS technology» 53
4.7 «Wellguide» RSS компании «Gyrodata» 56
5 Обзор отечественных роторно-управляемых систем 58
5.1 «РУК 8.75 БС» (RSS Push the bit) 58
5.2 « РУС – ГМ195» (RSS Point the bit) 60
6 Сравнительный анализ роторно-управляемых систем 63
6.1 Сравнительный анализ роторно-управляемых системРазработка регламента подразумевает 63
6.2 Морфологический анализ роторно-управляемых систем 73
7 Рекомендации по выбору роторно-управляемых систем в зависимости от целей, задач и горно-геологических условий наклонно-направленного бурения. 78
7.1 Роторные управляемые системы, рекомендуемые для забуривания боковых стволов. 78
7.2 Роторные управляемые системы, рекомендуемые для набора кривизны 79
7.3 Роторные управляемые системы, рекомендуемые для бурения горизонтальных участков скважины 79
7.4 Роторные управляемые системы, рекомендуемые для поддержания вертикальности ствола скважины 80
Заключение 82
Список использованных источников 83
В настоящее время основным приоритетным направлением в бурении является строительство наклонно-направленных скважин со сложными профилями и большим отходом от вертикали, что в свою очередь позволяет увеличить площадь интенсификации флюида.
Также стоит отметить, что по данным компании Deloitte в 2020 году на долю горизонтального бурения от всех объемов приходится около 68%, связано это с тем, что в на данный момент большая часть легкоизвлекаемых запасов углеводородов либо добыта, либо находится в консервации, в следствии этого необходимо усложнять конструкции и профили скважин для извлечения большего количества углеводородного сырья. Но традиционные способы бурения наклонно-направленных скважин с применением ВЗД и отклонителей не могут обеспечить необходимой точности профиля скважины, в результате чего появляются дополнительные затраты на строительство скважин, а в случае катастрофических отклонение требуется перебуривание ствола или же ликвидация всей скважины.
Поэтому для качественного строительства наклонно-направленных скважин необходимо применение современных технологии бурения, передовой из которых является применение роторных управляемых систем, в рамках выпускной квалификационной работы будут роторные управляемые системы различных производителей, проведен анализ механизмов используемых в РУС, а также будут сформулированы рекомендации по выбору роторных управляемых систем в зависимости от целей бурения и горно-геологических условий.
В результате аналитических исследований, представленных в данной работе, можно сделать вывод, что технология бурения скважин с роторными управляемыми системами имеет массу преимуществ перед остальными существующими технологиями направленного бурения, что было показано на примере бурения конкретных скважин в сравнении с бурением с применением других современных отклонителей. Так, при бурении с применением роторной управляемой системе механическая скорость бурении возрастает в среднем в 2 раза, по сравнению с бурением винтовым забойным двигателем, что обеспечивает существенную экономию времени бурения. Эффективная длинна горизонтальной секции увеличилась на 40%, что в свою очередь позволило увеличить дебит скважин более чем вдвое. Так же было установлено, что в сравнении с забойным двигателем, роторная управляемая система позволяет бурить более гладкий ствол, что снижает риск аварийности.
На основании аналитического исследования механизмов искривления реализуемых роторными управляемыми системами, были составлены рекомендации по выбору роторных управляемых систем, для различных задач, встречающихся в области направленного бурения. В результате исследования роторно-управляемых систем как отечественных, так и мировых производителей был проведен сравнительный и морфологический анализ, что позволило выявить лидеров для работы в различных геолого-технических условиях. В итоге, была выявлена наиболее эффективная роторно-управляемая система для бурения наклонно-направленных скважин в различных горно-геологических условиях и для различных целей бурения.
