20. Принцип работы роторных управляемых систем

Применение роторных управ-ляемых систем (РУС) повышает скорость проходки и качество ствола, уменьшает извилистость. Кроме того, РУС уменьшают скручивающие и осевые нагрузки, а также явления подклинки-проворота (stick&slip) по сравнению с наклонно-направленным бурением с помощью забойных двигателей. Выбор роторных управляемых систем обеспечивает возможность бурения более длинных интервалов с равномернымдиа-метром стволов, что облегчает спуск обсадных труб. Изначально бурение наклонно-направленных скважин высокопроизводительными забойными двигателями (ВЗД) может быть экономически эффективным. Однако различные проблемы, осложняющие заканчивание скважины, могут привести к значительным потерям времени и большим затратам. Обычно проблемы при наклонно-направленном бурении с использованием ВЗД возникают из-за неравномерного диаметра ствола и микроискривлений, которые могут осложнить спуск обсадной колонны. Существует постоянный риск прихвата трубы во время проводки длинных горизонтальных участков скважины с использованием забойных двигателей без вращения бурильной колонны. РУС, использующие технологию направления долота (point-the-bit), помогут избежать такого рода проблем, возникающих при отклонении долота забойным двигателем (push-the-bit). По оценкам, 23% от всего мирового объема наклонно-направленного бурения осуществляется с помощью роторных управляемых систем. А это – $3,5 млрд от расчетного объема рынка, равного $15 млрд. И эта доля будет расти в связи с увеличением спроса на направленное бурение. Правильный выбор инструмента имеет жизненно важное значение для добывающих компаний с точки зрения технических аспектов и затрат. Несмотря на то, что РУС могут заменять высокопроизводительные гидравлические забойные двигатели, обоснованность их применения в большинстве случаев гарантируется только при условии тщательного проектирования скважины и учета инженерно-технических особенностей. Роторная управляемая система не использует режим слайдирования для контроля направления скважины. Она постоянно вращается, направляя долото по желаемой траектории. Вращение всей бурильной колонны предотвращает прихваты и спиральное скручивание труб, обеспечивая передачу необходимой нагрузки на долото для оптимизации скорости проходки, экономии времени и средств. Попеременное бурение без вращения и с вращением бурильной колонны при использовании забойных двигателей может привести к существенным изменениям скорости проходки, особенно на горизонтальных участках. Сравнивая проводку скважины с помощью РУС и ВЗД, можно обнаружить ряд серьезных моментов не в пользу последнего. Бурение длинных горизонтальных участков с помощью забойного двигателя крайне сложно, поскольку по мере увеличения длины участка контролировать положение отклонителя двигателя становится все сложнее. При слайдировании при помощи ВЗД бурильная колонна не вращается, буровой раствор находится в статичном состоянии, поэтому буровой шлам должным образом не выносится на поверхность и может скапливаться вокруг бурильной колонны, в результате чего происходит прихват. При проталкивании долота двигателем без вращения колонны сила трения увеличивается, однако постоянное вращение роторной управляемой системы устраняет данную проблему. По мере увеличения длины ствола становится сложнее задать правильную скорость вращения в скважине для программирования роторной управляемой системы на бурение в необходимом направлении. Управление ВЗД осложнено в длинных боковых горизонтальных интервалах, где нижняя часть бурильной колонны лежит на стенке скважины и может скручиваться, крайне затрудняя поддержание точного положения отклонителя. Это приводит как к проблемам поддержания необходимого направления, так и к удорожанию бурения в связи с осложненной установкой отклонителя забойного двигателя. Однако, роторная управляемая система может программироваться не только изменением скорости вращения бурильной колонны, но и пульсациями давления с использованием специального наземного оборудования, что позволяет точно и оперативно задавать траекторию. Роторные управляемые системы совместно с инструментами для - каротажа в процессе бурения (LWD) позволяют получать отличные азимутальные имиджи ствола и высокоточные каротажные данные благодаря ровному и точному диаметру ствола, получаемому в результате использования роторной управляемой системы. Каротажные данные более высокого качества позволяют геофизикам выполнять геонавигацию в пластах малой мощности. Например, получить точную азимутальную плотность и сопротивление ствола, используя геонавигацию при бурении забойными двигателями, невозможно ввиду отсутствия вращения во время слайдирования. Непрерывное же вращение РУС позволяет получать высококачественные имиджи в гладких и ровных стволах, гарантируя проводку скважины в центральной части продуктивного горизонта. Таким образом РУС позволяют повысить скорость проходки, улучшают очистку ствола, обеспечивают более гладкие стволы, точное размещение скважин и высококачественные каротажные данные наряду с более высоким качеством ствола и сокращением общих затрат