Hyperblade – гиперскорость в бурении

HYPERBLADE – HYPERSPEED IN DRILLING

GUMICH D.P.1,
ZABUGA V.S.1,
KURTEEV P.G.1,
MERZLYAKOV A.S.1,
RYABOV I.V.1,
FATKULIN S.A.2
1 Schlumberger
Usinsk, 450029, Komi Republic, Russian Federation
2 Rosneft-Northern Oil LLC
Usinsk, 169710, Komi Republic, Russian Federation

«Приготовиться к гиперпрыжку!» – фраза, которая часто звучит в научно-фантастических фильмах. С помощью такого прыжка герои путешествуют между планетами и даже галактиками буквально за считанные секунды, а помогают им в этом специальные гипердвигатели. С течением времени и развитием технологий стирается грань между реальностью и тем, что еще вчера казалось фантастикой.

В XXI веке это произошло, и у буровиков появился такой «двигатель»: долота с уникальной технологией HyperBlade* от компании «Шлюмберже» позволяют бурить скважины с невиданной до этого механической скоростью проходки.

We can often hear the phrase «Get ready for the hyperjump!» in many science fiction films. This jump helps heroes to travel between planets or even different galaxies. A spaceship with special hyperdrives needs only seconds for this trip. Passing of time and technology progress fade bright line between reality and fantasy.
Drillers also have got «Hyperdrive» in XXI Century: PDC bits with unique HyperBlade technology from Schlumberger company allow to drill wells with unprecedented rate of penetration.

Механическая скорость проходки (МСП) – один из главных критериев бурения. На рубеже XXI века именно благодаря долотам PDC удалось кратно повысить МСП. Это привело к значительному сокращению сроков строительства и стоимости скважин, а также позволило ввести в эксплуатацию месторождения, которые
Один из первых спусков технологии HyperBlade в России был произведен в Тимано–Печорской нефтегазовой провинции. Данный регион известен своим большим количеством месторождений с различными геологическими условиями, и одно из таких – «Наульское». При строительстве скважин по облегченной конструкции секция эксплуатационной колонны перекрывает терригенную часть. Бурение данного интервала имеет несколько важных особенностей: временной фактор, от которого зависит стабильность ствола скважины, наличие пропластков вязких глин и гравелитов. Все это диктует условия для долота: оно должно бурить с максимально возможной МСП, при этом иметь высокую стойкость к ударным нагрузкам. Новый резец
Hyper как никакой другой подходит для таких условий бурения.
раньше были не рентабельны для бурения. Долота PDC по сравнению с шарошечными, которые преобладали весь XX век, обладают более эффективной механикой разрушения – они внедряются своими резцами в породу и слой за слоем режут ее. За счет максимальной глубины внедрения особый прирост скорости происходит в мягких породах – глинах, аргиллитах, слабосцементированных песчаниках. Однако это накладывает ограничение на оптимизацию режущей структуры, и улучшение долот для такого геологического разреза в основном происходит в гидравлической части. Несмотря на низкую твердость и прочность, и здесь могут встретиться трудно буримые интервалы – вязкие и пластичные породы, в которых происходит падение механической скорости проходки без износа режущей структуры. При их бурении шлам имеет форму длинной и пластичной ленты, она достигает корпуса долота и сжимается. Это приводит к ухудшению очистки и может вызвать шламование породоразрушающего инструмента (рис. 1).
Именно для решения таких проблем и повышения МСП в мягких породах создан новый гиперболический резец – Hyper*. Он имеет уникальную вогнутую форму, благодаря которой режущая структура имеет положительный угол атаки (рис. 2). Такая конструкция позволяет внедряться в породу глубже, увеличивает агрессивность долота, а следовательно, и скорость бурения.
В пластичных и вязких породах такая форма тоже имеет преимущество – лента шлама закручивается сама, что приводит к ее разрушению (рис. 3). Это уменьшает размер выбуренных частиц и позволяет улучшить очистку ствола скважины.
Кроме этого резец Hyper имеет более толстый алмазный слой, что позволяет повысить его прочность и стойкость к ударным нагрузкам (рис. 4). Это особенно актуально во многих регионах России, где в легкобуримом терригенном разрезе встречаются гравелиты или перепластование мягких и твердых пород.
Один из первых спусков технологии HyperBlade в России был произведен в Тимано-Печорской нефтегазовой провинции. Данный регион известен своим большим количеством месторождений с различными геологическими условиями, и одно из таких – «Наульское».

Первая же отработка технологии HyperBlade установила новый рекорд МСП на кусту и по всему Наульскому месторождению – 100 метров в час. В схожих условиях (профиль скважины – наклонно–направленный, J–образный, одинаковые параметры и интервалы бурения) механическая скорость проходки за секцию на 70% выше средней по кусту и на 27 % превосходит предыдущий лучший результат.
При строительстве скважин по облегченной конструкции секция эксплуатационной колонны перекрывает терригенную часть. Бурение данного интервала имеет несколько важных особенностей: временной фактор, от которого зависит стабильность ствола скважины, наличие пропластков вязких глин и гравелитов. Все это диктует условия для долота: оно должно бурить с максимально возможной МСП, при этом иметь высокую стойкость к ударным нагрузкам. Новый резец Hyper как никакой другой подходит для таких условий бурения. На основе опыта, полученного на данном месторождении, специалисты компании «Шлюмберже» совместно с инженерами «РН—Северная нефть» разработали новый дизайн долота – YZ519S, специально оптимизированного под условия бурения (рис.5). Для основной режущей структуры были выбраны резцы Hyper. Для дополнительной защиты и увеличения стойкости долото оснастили алмазными элементами Stinger (рис. 5). Благодаря своей уникальной конической форме, а также более толстому алмазному слою, данные элементы обладают непревзойденной ударопрочностью.
Первая же отработка технологии HyperBlade установила новый рекорд МСП на кусту и по всему Наульскому месторождению – 100 метров в час. В схожих условиях (профиль скважины – наклонно-направленный, J-образный, одинаковые параметры и интервалы бурения) механическая скорость проходки за секцию на 70 % выше средней по кусту и на 27 % превосходит предыдущий лучший результат (рис. 6).
Долото YZ519S отлично зарекомендовало себя и со стороны стойкости – после всего пробуренного интервала оно получило незначительный износ по сравнению с долотами других производителей (рис. 7).
Технология HyperBlade также уверенно чувствовала себя и в интервале серых, вязких глин, в котором происходит снижения МСП, даже если режущая структура не имеет сильного износа (рис. 8). На графике видно, что скорость долота YZ519S выше, а ее линия тренда практически не имеет наклона по сравнению со значениями долота другого производителя. Это указывает на эффективность резцов Hyper в вязких породах.
Применение буровиками передовых технологий компании «Шлюмберже» при строительстве скважин даже в самых сложных условиях помогает получить результаты, которые еще вчера казались недостижимыми. Уже сегодня фразу «Приготовиться к гиперпрыжку!» можно услышать не только в фантастическом фильме, но и на буровых, работающих на «РН—Северная нефть» в России.

Комментарии посетителей сайта

    Функция комментирования доступна только для зарегистрированных пользователей


    Авторизация


    регистрация

    Гумич Д.П.

    Гумич Д.П.

    инженер отдела проектирования подразделения породоразрушающего инструмента и бурового оборудования

    Шлюмберже

    Забуга С.В.

    Забуга С.В.

    координатор подразделения

    Шлюмберже (Schlumberger)

    Куртеев П.Г.

    Куртеев П.Г.

    инженер подразделения породоразрушающего инструмента и бурового оборудования

    ООО «Роснефть— Северная нефть»

    Мерзляков А.С.

    Мерзляков А.С.

    инженер отдела проектирования подразделения породоразрушающего инструмента и бурового оборудования

    ООО «Роснефть— Северная нефть»

    Рябов И.В.

    Рябов И.В.

    инженер технической поддержки

    Шлюмберже

    Фаткулин С.А.

    Фаткулин С.А.

    заместитель генерального директора по бурению

    ООО «РН – Северная нефть», г. Усинск

    Просмотров статьи: 326

    Рейтинг@Mail.ru

    admin@burneft.ru