12.3.3. «Пайэр в» – «Шлюмберже»

Новая система «Пауэр В», специально разработанная для вертикального бурения специалистами «Шлюмберже» базируется на технологии управляемого роторного бурения «Пауэрдрайв». Опыт использования показал, что эта простая и надежная система может быть скомпонована в длину не более 4 м для бурения скважин диаметром от 146 до 559 мм. Стандартная модель работает при температурах до 125°C, а специальная модель — до 150°C. Все модели работают при гидростатическом давлении до 138 МПа.

«Пауэр В» используется для поддержания вертикальной траектории ствола скважины и программируется на поверхности перед спуском. После спуска в скважину она самостоятельно без участия оператора управляет процессом бурения, сохраняя вертикальность траектории (рисунок 112).

Система снабжена трехосевой системой датчиков, регистрирующих любые отклонения от заданной траектории, а также азимут и величину отклонения. При возникновении отклонения система автоматически определяет направление, необходимое для возврата к вертикали. Возврат осуществляется с помощью отклонителей, отталкивающихся от стенок скважины. Именно такой режим исключает необходимость контроля и регулировки работы «Пауэр В» с поверхности.

Работа «Пауэр В» также не зависит от наличия телеметрической системы в составе КНБК – используется встроенный блок измерения зенитного угла и азимута. Тем не менее использование несложной системы для измерения зенитного угла в процессе бурения обеспечивает возможность получения данных об отклонении ствола в режиме реального времени.

Скорость вращения может регулироваться для обеспечения оптимальной гидравлической мощности и параметров очистки скважины. Вращение всех компонентов обеспечивает высокую эффективность очистки и позволяет достичь оптимальной гидравлической мощности даже при бурении вертикальных скважин, когда мощность насосов имеет ограничения по давлению. Эти факторы играют важную роль при бурении глубоководных скважин, где возможны ограничения по плотности бурового раствора, а также при проходке трещиноватых или неустойчивых пород.

Система «Пауэр В» обеспечивает также высокую точность проводки скважины, высокое качество ствола, большую скорость проходки и эффективную очистку скважины. Помимо повышения эффективности бурения при использовании системы возможно сокращение численности буровой бригады, что позволяет снизить затраты и создает дополнительные преимущества при ограниченных размерах буровой площадки.

Рис. 112. Сравнение траекторий вертикальных скважин при традиционном бурении и использовании «Пауэр В»

Рис. 113. Диаграмма поддержания зенитного угла по вертикали

Использование новейшей технологии вертикального бурения позволяет поддерживать угол отклонения в пределах 0,18° при конечном забое 2,796 м в секции 311 миллиметров (рисунок 114). Так, при бурении 406 мм секции за один рейс и 311мм секции за 8 рейсов с помощью «Пауэр В» механическая скорость бурения скважины Эни Мильянико-2 была на 20% выше, чем при бурении соседних скважин обычным методом с корректировкой траектории винтовым забойным двигателем.

Рис. 114. Временная диаграмма бурения скважины Мильянико-2 с

использованием системы «Пауэр В»

Вертикальное бурение в сложных пластах

Компания «Эни» ведет бурение разведочных скважин на месторождении Мильянико. Карбонатный коллектор простирается под зоной вязкопластичных аргиллитов, обусловливающих трудности при бурении стволов большого диаметра. В частности, глинистый шлам затрудняет оптимизацию гидравлических характеристик раствора.

Для бурения скважины Мильянико-2 была выбрана система «Пауэр В». Преследовалась цель повысить эффективность бурения и качество ствола, улучшить его очистку. Инструмент телеметрии во время бурения Слимпалс контролировал вертикальность траектории в режиме реального времени. Для повышения эффективности бурения и увеличения проходки в компоновку низа буровой колонны (КНБК) включили забойный двигатель «Пауэрпак».

Инструментом «Пауэр В» за один рейс был пробурен ствол диаметром 406 мм и глубиной 1736 метров. Механическая скорость на 21% превышала средний показатель по соседним скважинам. Интервал диаметром 311мм и длиной 1060м был пробурен за 8 рейсов, при этом скорость проходки была на 24% выше, чем на соседних скважинах. Оба интервала пройдены без замечаний к оборудованию на 15 суток раньше запланированного срока, рассчитанного по соседним скважинам (рисунок 114).

Исходя из успешных результатов при бурении на месторождении Мильянико-2 было принято решение применить систему «Пауэр В» диаметром 558 мм для бурения верхней секции скважины Монте Энок-5 на месторождении Грумента Нова (южная Италия). Данная система использовалась при бурении аллювиальных пород, богатых глиной, а от отметки установки кондуктора — в твердых известняках. Средняя скорость проходки была значительно выше, чем у традиционных КНБК.

Экономическая рентабельность

Хотя технология вертикального бурения может показаться относительно простой, иногда решаемые с ее помощью задачи сравнимы с практикой наклонно направленного бурения. Применение технологии востребовано на дорогостоящих проектах, например при разведке подсолевых залежей на акватории с большой глубиной. Управляемая роторная система в исполнении для вертикального бурения открывает новые возможности по сокращению затрат на строительство скважин добывающими компаниями, в первую очередь, за счет исключения корректировочных спусков для устранения отклонений и ускоренной проходки или двух указанных факторов совместно. Как и в других роторных управляемых системах, разработанных «Шлюмберже», непрерывное вращение, предусмотренное в «Пауэр В», снижает риски и повышает качество ствола.