В сферата на проучването на нефт и газ производителността на сондажните корони е критичен фактор, който може значително да повлияе на ефективността и ефективността на разходите на операциите. Едно от най-често срещаните предизвикателства при сондирането е работата с образувания с високо съдържание на глина. Като доставчик на PDC (компактни поликристални диаманти) свредла, аз съм добре запознат с тънкостите на работата на PDC свредлата при такива взискателни условия.
Характеристики на образуванията с високо съдържание на глина
Формациите с високо съдържание на глина представляват уникален набор от предизвикателства. Глините са финозърнести седиментни минерали, които могат да имат широк спектър от физични и химични свойства. Те често са силно пластични и могат да набъбнат, когато влязат в контакт със сондажни течности на водна основа. Това подуване може да доведе до различни проблеми, като нестабилност на сондажа, повишен въртящ момент и съпротивление и намалена скорост на проникване (ROP).
В допълнение, глините могат да се придържат към режещите елементи на свредлото, образувайки натрупване, което обикновено се нарича топчене на свредлото. Сглобяването на свредлото намалява ефективността на свредлото, като не позволява на фрезите да се захванат с формацията и премахват ефикасното изрязване. Това от своя страна може да доведе до значително намаляване на скоростта на пробиване и увеличаване на риска от повреда на свредлото.
Как функционират PDC битовете
PDC свредлата са проектирани със синтетични диамантени фрези, които са изключително твърди и устойчиви на износване. Тези фрези са способни да режат през формацията, вместо да я смачкват, което обикновено води до по-висок ROP в сравнение с традиционните ролкови конусни битове. Фрезите са подредени по специфичен модел върху челната страна на накрайника, за да оптимизират действието на рязане и да осигурят ефективно отстраняване на изрезките.
Когато едно PDC свредло се натъкне на формация с високо съдържание на глина, работата му се влияе от няколко фактора. Дизайнът на свредлото, свойствата на фрезите и вида на използваната сондажна течност играят решаваща роля при определянето на това колко добре ще работи свредлото.
Проектни съображения за високоглинести образувания
За да се справят с предизвикателствата, породени от образувания с високо съдържание на глина, дизайнерите на PDC битове се фокусират върху няколко ключови аспекта. Първо, дизайнът на челната част на свредлото е оптимизиран, за да подобри потока на сондажната течност и да предотврати натрупването на отломки. Добре проектираната челна част на свредлото ще има достатъчно пространство между ножовете, за да позволи ефективно отстраняване на изрезките и да намали вероятността от набиване на свредла.
Например, някои PDC накрайници имат рационализиран или „отворен” дизайн, който насърчава по-добър поток на флуида. Този дизайн позволява на сондажната течност да отмива по-ефективно изрезките от челото на свредлото, намалявайки шансовете за натрупване на глина. В допълнение, разположението и ориентацията на фрезите са внимателно проектирани, за да осигурят максимална ефективност на рязане, като същевременно минимизират риска от набиване на битове.
Второ, геометрията на фрезата също е настроена за образувания с високо съдържание на глина. Фрезите с по-агресивен режещ ръб могат да проникнат по-лесно в глината, намалявайки силата, необходима за срязване през формацията. Някои усъвършенствани PDC фрези са проектирани с уникална форма, която помага за раздробяването на глината и предотвратява залепването й към повърхността на фрезата.
Ролята на сондажните течности
Сондажните течности играят жизненоважна роля за работата на PDC свредлата във формации с високо съдържание на глина. Обикновено се използват сондажни течности на водна основа, но те могат да засилят набъбването на глините. За да се смекчи този проблем, добавките често се включват в сондажната течност. Тези добавки могат да помогнат за контролиране на набъбването на глината и да намалят риска от спукване на битове.
Например, към сондажната течност могат да се добавят полимери, за да образуват тънък филм върху глинените частици, предотвратявайки абсорбирането на вода и набъбването им. Освен това могат да се използват лубриканти за намаляване на триенето между свредлото и формацията, което помага да се предотврати залепването на глината по свредлото.
Сондажните течности на основата на петрол са друга възможност за сондиране в образувания с високо съдържание на глина. Тези течности е по-малко вероятно да причинят подуване на глината и могат да осигурят по-добро смазване. Те обаче са по-скъпи и имат екологични съображения. Следователно трябва да се намери внимателен баланс между ползите от производителността и разходите и въздействието върху околната среда от използването на сондажни течности на основата на петрол.
Реално - световно представяне
В реални сондажни операции производителността на PDC свредлата във формации с високо съдържание на глина може да варира в широки граници в зависимост от конкретните условия. В някои случаи PDC свредлата са успели да постигнат задоволителни ROP дори в трудни формации, богати на глина. Например, в скорошен проект в регион с високоглинести шистови образувания, добре проектирано PDC долото успя да поддържа относително висока ROP чрез използване на комбинация от оптимизиран дизайн на долото и внимателно формулирана сондажна течност.
Има обаче и ситуации, при които PDC битовете могат да се сблъскат с трудности. Ако съдържанието на глина е изключително високо и потенциалът за набъбване е значителен, все още може да възникне образуване на топки на свредлото въпреки положените усилия при проектирането на свредлото и избора на сондажна течност. В такива случаи може да се наложи да се вземат допълнителни мерки, като например увеличаване на скоростта на потока на сондажната течност или използване на механични устройства за разрушаване на топката на свредлото.
Сравнение с други типове битове
В сравнение с други видове свредла, като напрВъртящо се триконусно долото Пробиване на взривни дупкииМинно сондиране с въртящи се триконични долота, PDC битовете обикновено предлагат по-добра производителност по отношение на ROP в образувания с високо съдържание на глина. Ролковите конусни битове разчитат на смачкващо действие на конусите, за да пробият формацията, което може да бъде по-малко ефективно при меки, пластични глини.
Въпреки това, в някои случаи ролковите конусови накрайници могат да имат предимство по отношение на съпротивлението на набиването на накрайниците. Въртящите се конуси на ролковия конус могат да помогнат за изместването на глината и да предотвратят натрупването й върху свредлото. Независимо от това, цялостната ефективност на рязане на ролкови конусни битове често е по-ниска от тази на PDC битовете, особено при високоглинести образувания, където срязващото действие на PDC битовете може да бъде по-ефективно.
Бормашина Триконусни минни свредласъщо се използват в различни минни приложения, но може да не са толкова подходящи за образувания с високо съдържание на глина при сондиране на нефт и газ. Техният дизайн е по-фокусиран върху изискванията на минните операции, които могат да включват различни видове скали и условия на сондиране.
Заключение и призив за действие
В заключение, производителността на PDC сондажните свредла във формации с високо съдържание на глина е сложно взаимодействие на конструкцията на свредлото, геометрията на ножа и избора на сондажна течност. Въпреки че PDC свредлата предлагат много предимства по отношение на ефективността на рязане и ROP, те също така се сблъскват с предизвикателства като натрупване на свредла и набъбване на глината.
Като доставчик на PDC сондажни свредла, ние непрекъснато проучваме и разработваме нови технологии, за да подобрим работата на нашите свредла в високоглинести формации. Нашият екип от експерти може да работи в тясно сътрудничество с вас, за да разбере вашите специфични изисквания за сондиране и да препоръча най-подходящите PDC битове и решения за сондажна течност.
Ако сте изправени пред предизвикателства при сондирането на образувания с високо съдържание на глина или искате да оптимизирате сондажните си операции, препоръчваме ви да се свържете с нас за подробно обсъждане. Нашата цел е да ви предоставим висококачествени PDC свредла и цялостна техническа поддръжка, за да ви помогнем да постигнете по-голяма ефективност и спестяване на разходи във вашите проекти за пробиване.
Референции
- Smith, JD, & Johnson, RE (2018). Наръчник по сондиране. Gulf Professional Publishing.
- Bourgoyne, AT, Chenevert, ME, Millheim, KK, & Young, FS (1986). Приложна сондажна техника. Общество на петролните инженери.
- Detournay, E., & Defourny, P. (1992). Феноменологичен модел на поликристални диамантени компактни фрези. Международен журнал за скална механика и минни науки и геомеханика Резюмета, 29 (4), 309 - 316.