Файл: 1 Утверждена приказом по университету от .docx

Обзор роторной управляемой системы PowerDrive X5 компании Schlumberger

Роторная управляемая система PowerDrive X5 компании Schlumberger не имеет невращающихся элементов в своем составе, что значительно уменьшает

вероятность прихвата в скважине, компактна и имеет простую конструкцию, реализуют набор кривизны c отклонением долота (push-the-bit).

РУС Power Drive X5 обеспечивают бурение полностью вращающейся роторной системой для осуществления наклонно-направленного бурения и проходки прямолинейных стволов. При этом конструкция РУС имеет возможность получения данных в режиме реального времени при использовании с телеметрическими системами Power Pulse и Power Scope.

В ней сохранен принцип модульности, компоновка совместима с устройствами каротажа. В её состав входят блок-отклонитель, отклоняющий долото; переводник, соединяющий с блоком управления; стабилизатор; гибкое соединение между телесистемой и бурильной колонной (рисунок 3.5).

Рисунок 3.5 – Система PowerDrive X5 в сборе
В состав блока управления входят блок электроники, стабилизируемый в пространстве гироскопом; турбины генератора энергии; управляющий клапан. В блоке отклонителя встроена сложная гидравлическая система, управляемая электроникой, через центральный клапан приводящая в действие отклоняющие опоры. Синхронизированные с вращением компоновки отклоняющие опоры выходят из корпуса, смещая

---

тем самым корпус системы и долото в противоположную сторону, и возвращаются в корпус, в то время как выдвигается следующая опора (рисунок 3.6). Направление действия опор может быть любым, что позволяет проводить сложные трехмерные профили.

Бурение с роторными управляемыми компоновками значительно улучшает качество ствола и, следовательно, его очистку, что особенно важно в горизонтальных скважинах. Минимальная микрокривизна значительно уменьшает трение о стенки скважины, что позволяет бурить с большим отходом от вертикали и спускать обсадные колонны на большую глубину.


Рисунок 3.6 – Элементы управления траекторией
Роторные управляемые системы PowerDrive X5 позволяют производить в процессе бурения:

• 
  измерение зенитного и азимутального углов в непосредственной близости от долота;
  
• 
  измерение уровня вибрации и ударной нагрузки КНБК;
  
• 
  измерение скорости вращения долота;
  
• 
  измерение гамма-излучения для геонавигации;
  
• 
  производить режим автоматического поддержания зенитного угла. Основные характеристики РУС PowerDrive X5 приведены в таблице 3.1.
  

Таблица 3.1 – Параметры РУС PowerDrive X5

Параметры	Типоразмер РУС Power Drive X5
системы	475	675	825	900	1100
Диаметр, мм	146,1–165,1	215,9–250,8	254	311,2–374,4	406,4–660,4
Длина компоновки, м	4,56	4,11	4,45	4,45	4,6
Расстояние до калибратора (точка контакта)	3,05	3,11	4,02	3,65	3,69
Максимальная интенсивность искривления, град/30м	8	6,5	6	3	3

---

Продолжение таблицы 3.1

Расход промывочной жидкости, л/мин	813–1514	813–1514	1817–7192	1817–7192	1817–7192
Максимальная частота вращения, мин-1	250	220	220	200	200
Максимальное давление, кПа	137895	137895	137895	137895	137895

Рисунок 3.7 – Роторная управляемая система PowerDrive перед спуском в скважину

4. 1   ...   20   21   22   23   24   25   26   27   ...   34

---

Сравнительный анализ применения роторных управляемых систем и управляемого двигателя в наклонно-направленном бурении

В последнее время наибольшее распространение получили две системы наклонно-направленного бурения. Это системы с управляемым двигателем и роторные управляемые системы. Стоит отметить, что системы с управляемым двигателем используются с 1960-х гг, а роторные управляемые системы появились относительно недавно, а именно в конце 1990-х гг.

Исходя из практики бурения наклонно-направленных скважин, можно выделить следующие основные критерии выбора систем бурения:

• 
  механическая скорость проходки;
  
• 
  реализация искривления в соответствии с проектом;
  
• 
  качество ствола скважины;
  
• 
  эффективная длина горизонтальной секции;
  
• 
  безаварийность проходки;
  
• 
  стоимость оборудования.
  

На большинстве скважин, где применялись роторные управляемые системы, отмечают увеличение механической скорости бурения по сравнению с забойным двигателем. Так, например, специалисты департамента буровых работ ОАО «Верхнечонскнефтегаз» и департамента по геологии и разработке месторождений компании Schlumberger приводят следующие данные для Верхнечонского нефтегазоконденсатного месторождения: средняя механическая скорость проходки с использованием РУС на четырех скважинах составила 16 м/ч (рекорд – 21,85 м/ч), что вдвое выше, чем при использовании винтовых забойных двигателей (ВЗД). Это позволило сократить цикл бурения горизонтальных секций на три дня – до 3,62 суток. Иными словами, на бурение 100 м с использованием РУС требуется вдвое меньше времени – 0,65 суток вместо 1,39 суток [11].

---

Также можно привести пример работы компании Ultra Petroleum на месторождении Марселлус. В 2010 году компания приступила к реализации

ускоренной программы бурения. Компания пробурила первую (контрольную) скважину на месторождении Марселлус с использованием управляемого объемного двигателя. Следующие 10 скважин были пробурены при помощи РУС PowerDrive Archer. В некоторых из них боковой ствол зарезали долгим поворотом на азимут 90° или более для выхода на уровень целевого горизонта при одновременном наращивании угла со скоростью до 8°/30 м. Возникновение геологических неопределенностей возле точки входа в пласт иногда требовало принятия корректирующих мер, например, часто было нужно увеличить темп набора кривизны. В результате, скважины, пробуренные с применением РУС, обеспечили существенную экономию времени бурения. Кроме того, за счет качественно пробуренного ствола, все колонны заканчивания были спущены без происшествий.

При оценке механической скорости бурения также следует учитывать увеличение длины горизонтальной секции, обеспечиваемое применением РУС.

Так, на упомянутом месторождении Марселлус, скорость набора кривизны составила 8°/30 м, что, по данным компании Ultra Petroleum, позволило оператору увеличить скорость проходки на 80 % по сравнению со скважинами, пробуренными ранее при помощи объемных двигателей. После бурения гладкого ствола на всем изогнутом участке оператор смог перейти на РУС PowerDrive Х5, которая пробурила боковой ствол длиной 1385 м на проектную глубину всего за один проход. Высокая скорость проходки изогнутого интервала в сочетании с высокой скоростью набора кривизны и гладкостью

---