Революционная технология StingBlade
Долота с алмазными коническими элементами Stinger успешно работают во всех регионах России и Казахстана при бурении сложных геологических разрезов
М.С. ПАК,
магистр технических наук, руководитель группы проектирования и технической поддержки долот по России и Центральной Азии
mpak@slb.ru
И.Р. ЗИННАТУЛЛИН,
менеджер по реализации сервисных услуг
М.В. ГОРОБЧЕНКО,
магистр техники и технологии по направлению «Нефтегазовое дело», инженер отдела проектирования долот
А.П. ЛОМОВ,
инженер отдела проектирования долот
Smith Bits, A Schlumberger Company
Буровые долота StingBlade - новое слово в бурении твердых пород от компании Smith Bits группы «Шлюмберже». Основным отличием революционной технологии StingBlade является использование алмазных элементов Stinger*. Stinger имеет запатентованную коническую форму, благодаря которой обладает повышенной ударопрочностью и износостойкостью по сравнению с резцами PDC. Уникальное расположение элементов Stinger на лопастях придает долотам дополнительную надежность и позволяет использовать их в самых сложных геологических разрезах при максимальных параметрах режимов бурения.
Ключевые слова:
«Шлюмберже», StingBlade, Smith Bits, Stinger, PDC, Куюмбинское месторождение, бурение, шарошечные долота
REVOLUTIONARY TECHNOLOGY NAMED «STINGBLADE»
A bit with a diamond conical elements Stinger* successfully works in all regions of Russia and Kazakhstan during the drilling of complex geological sections
M. PAK, I. ZINNATULLIN, M. GOROBCHENKO, A. LOMOV, Smith Bits, A Schlumberger Company
Drill bits StingBlade - is a new word in the drilling of hard rocks from the «Smith Bits» group of «Schlumberger». The main difference between revolutionary technology «StingBlade» is the use of diamond elements Stinger*. The Stinger* has a patented conical shape, which has high impact resistance and wear resistance compared with PDC cutters.
Keywords: «Schlumberger», StingBlade, Smith Bits, Stinger, PDC, Conical diamond element, chert, carbonates drilling
В конце 2013 г. компания Smith Bits, группы «Шлюмберже», представила технологию StingBlade на рынках России и Казахстана. Одной из первых платформ для ее тестирования стало Куюмбинское месторождение в Восточной Сибири, где эти долота нашли свое применение при строительстве секции под техническую колонну которая на большинстве разрабатываемых месторождений России представлена в типоразмере 295,3 мм.
Литологический разрез интервала бурения под техническую колонну Куюмбинского месторождения представлен, в основном, чередованием доломитов, каменной соли и глинистых доломитов с пропластками известняков и ангидритов. Изначально бурение данного интервала производилось
Рис. 1. Оптимизация строительства секции под техническую колонну на Куюмбинском месторождении
долотами PDC (MDSi716) Smith Bits. Однако процесс строительства секции осложнялся наличием двух интервалов интрузий долеритов, приуроченных к Ангарской и Бельской свитам, где было необходимо использование шарошечных долот (GFi47) Smith Bits.
В целом бурение секции под техническую колонну проходило в 4 этапа (рис. 1):
1. Использование шарошечного долота для разбуривания оснастки предыдущей обсадной колонны (кондуктора) и начала строительства секции с прохождением интервала долеритов Ангарской свиты;
2. Бурение долотом PDC с необходимым набором параметров кривизны ствола скважины до кровли интрузии долеритов Бельской свиты;
3. Непосредственно бурение интрузии долеритов с использованием шарошечных долот;
4. Продолжение бурения секции долотами PDC, при необходимости, с донабо-ром параметров кривизны до проектного забоя.
Соответственно, строительство секции включало в себя 4 рейса (рис. 1, скважина - 1).
Заказчиком, в лице компании ООО «Славнефть-Красноярскнефтегаз», была поставлена задача по сокращению рейсов при бурении 295-й секции на Куюмбинском месторождении. В свою очередь инженерами Smith
Bits была проведена опытно-промышленная работа - исключение первого рейса с шарошечным долотом и использование долота PDC серии MDSi716 Smith Bits с резцами класса Premium для бурения интервала из-под башмака предыдущей обсадной колонны до интервала долеритов Бельской свиты. В результате проделанной работы удалось оптимизировать строительство секции за счет сокращения количества спуско-подъемных операций (СПО). Однако средняя механическая скорость проходки за секцию с учетом всех рейсов при этом не изменилась.
Интервал интрузии долеритов Бельской свиты по сравнению с долеритами Ангарской свиты, ввиду особенности профиля ствола скважины, имеет практически в два раза большую протяженность. Из анализа отработок шарошечных долот в этих интервалах был сделан вывод, что до-лериты Бельской свиты обладают прочностными характеристиками, преобладающими над долеритами Ангарской свиты, с точки зрения буримости. При бурении под техническую колонну в один рейс долотами
Рис. 2. Долото StingBlade Z716 после бурения всей секции
Скважина 1 StingBlade
PDC другого PDC другого Шарошка др. PDC другого производителя производителя производителя производителя
Скважина 2 Шарошка др.
производителя StingBlade
Шарошка др. PDC другого производителя производителя
PDC была велика вероятность
получить катастрофический износ режущей структуры и, как следствие, ухудшение качества проводки ствола скважины, внеплановые СПО и прочее непроизводительное время.
После тщательно проведенного анализа с помощью инновационных технологий компании Smith Bits, таких как интегрированная система проектирования буровых долот IDEAS*, а также анализ метода вычислительной гидродинамики CFD*, для решения данной задачи было разработано и предложено долото StingBlade Z716 - новейшая разработка компании Smith Bits.
Конические алмазные элементы Stinger являются частью режущей структуры долота. Благодоря уникальному расположению на лопастях, долото имеет повышен-
Уникальное расположение элементов Stinger на лопастях придает долотам дополнительную надежность и позволяет использовать их в самых сложных геологических разрезах при максимальных параметрах режимов бурения, что, в свою очередь, приводит к увеличению проходки на долото за рейс и механической скорости, а также улучшению управляемости при наклонно-направленном бурении, что в результате приводит к увеличению случаев бурения секции в одно долбление.
Рис. 3. График строительства скважин с применением шарошечных долот и долот PDC vs.
StingBlade
ную стойкость к ударным нагрузкам при бурениии пород, аналогичных по прочности и свойствам кремнию и прочих твердых ключений.
Намеченные заказчиком цели по итогам отработки Z716 в полевых условиях были достигнуты. Секция под техническую колонну пробурена в один рейс (рис. 1).
Прирост МСП за секцию составил 35%, что сократило время, затрачиваемое непосредственно на бурение ствола скважины, на 30 часов. Долото StingBLade Z716 показало хорошую управляемость. Все необходимые параметры кривизны траектории ствола скважины были набраны, и намеченная траектория секции выдержана. За счет сокращения количества СПО в связи с плановыми сменами долот с шарошечного на PDC, и наоборот, на предыдущих скважинах общее время строительства скважины на Куюмбинском месторождении, благодаря внедрению технологии StingBlade, в среднем сократилось на 3-е суток.
Во время второго испытания Z716 при бурении следующей секции под техническую колонну на скважине №107 с учетом приобретенного опыта удалось оптимизировать процесс бурения и добиться увеличения механической скорости проходки за рейс в 1,5 раза, что, в свою очередь, позволило сократить общее время строительства скважины дополнительно на 1,5 суток.
На данный момент продолжается успешное использование технологии StingBlad на Куюмбинском проекте - бурение секции под техническую колонну в один рейс, исключая внеплановые СПО, не связанные со сменой долота.
Еще одним ярким примером использования технологии StingBlade на территории России является ее применение на месторождениях ООО «ЛУКОЙЛ-Коми». Наиболее
1500 1600 1700 1800 1900 , 2000 2100 2200 2300 ■ 2400 2500 2600 2700 2800 2900 3000 3100
Время, час 250
1 1
i— Кыртае льское скв. льское скв. 1
— Кыртае 2
\\
\\
\\
\ s
\ s
—t А
S
\
V—.
-1-
Рис. 4. График «время механического бурения + СПО» с применением шарошечных долот и долот PDC vs. StingBlade на Кыртаельском месторождении
Скважина 1 Скважина 2 Скважина 3
0
— Шарошечное долото Smith Bits
— PDC долото Smith Bits 500 Долото Smith Bits StingBlade
16,4
14,7
& 1000
Б
m
■JL "
7,9 7,7
♦ ♦ Щ
Глубина (м)
Глубина ствола (м)
Механическая скорость (м/Ч)
Рис. 5. График строительства секции 215,9 мм с применением шарошечных долот Smith Bits, PDC долот Smith Bits и Smith Bits Sting Blade
Дни
10
12
14
16
18
— Скважина, пробуренная шарошечными долотами Smith Bits
— Скважина, пробуренная PDC долотами Smith Bits
— Скважина, пробуренная долотами StingBlade
17,6 дней
Рис. 6. График «время механического бурения + СПО» секции 215,9 мм с применением шарошечных долот Smith Bits, PDC долот Smith Bits и Sting Blade
сложной, с точки зрения разрушения горных пород, является секция под эксплуатационную колонну. Верхний интервал представлен карбонатными горными породами средней крепости, далее следует интервал очень крепких пород и заканчивается твердым и абразивным песчаником. Физические свойства представленных горных пород существенно снижают ресурс долот вне зависимости от типа и класификации. Первая отработка долот в Тимано-Печорском регионе производилась на Кыртаельском месторождении, где бурение Доманикового и Старооскольского горизонтов Девонской системы осуществляется, как правило, трехшарошечными долотами, вооруженными вставками с кодами IADC 617 и выше. С целью оптимизации бурения секции под эксплуатационную колонну, замены трехшарошечных долот и увеличения
Заказчиком, в лице компании □□□ «Славнефть-Красно
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.