Lorsqu'on conçoit des perceuses, le plus grand défi n'est pas le manque de paramètres, mais une quantité écrasante de données et le manque de savoir par où commencer.
Les courbes de forage des puits, les descriptions des boutures, les rapports quotidiens de forage, les valeurs d'usure du CIAI, les journaux de formation, les paramètres de forage, les configurations BHA, toutes ces données semblent être liées à la perceuse.Pourtant, sans aucun fil conducteur, ils finissent souvent par être données empilées sur des données, images empilées sur des images, et conclusions basées purement sur l'intuition.
Ces dernières années, je me suis rendu compte de plus en plus que la conception des perceuses n'est pas simplement l'élaboration d'un schéma structurel ni l'application de règles empiriques;Il faut traduire la géologie, l'enregistrement et le forage des langages dans le langage de conception de forage.
Cet article est ma tentative d'organiser la confusion et les réflexions que j'ai accumulées au cours des dernières années.Mais au moins, il fournit un cadre de base pour les concepteurs pour examiner les matériaux, identifier les priorités clés et affiner leur conception.
I. Les concepteurs de broche doivent d'abord apprendre à interpréter les données bien enregistrées.
Le fait de loger des données n'est pas un langage de conception.
Le temps de déplacement acoustique, les gammas naturels, la densité, la résistivité, les neutrons, les logs d'imagerie, les spectres de capture des éléments... Pour les ingénieurs géologiques, ces courbes sont des outils pour interpréter les formations souterraines;mais pour les concepteurs de perceuses, elles se résument toutes à quelques questions clés:
Cette couche est-elle dure ou pas?
Vous le broyez ou pas?
Sont-ils tous hétérogènes?
Y a-t-il du gravier, des fractures ou des couches intermédiaires?
Ça pourrait être boueux?
Le dispositif de retenue du diamètre échouera-t-il?
Les dents de coupe vont-elles éclater?
Par conséquent, lorsque les concepteurs de perceuse interprètent les courbes de forage, ils doivent aller au-delà de la simple connaissance de ce qu'elles sont et approfondir: que signifient ces courbes pour la conception structurelle de la perceuse?
Par exemple, le temps de déplacement sonore (DT/AC) reflète la dureté et la capacité de forage des roches.En termes de conception de la perceuse, cela se traduit par la sélection de la taille, de la géométrie, de l'angle de rasage, de la densité des dents et des caractéristiques de résistance aux chocs appropriées.
Les rayons gamma naturels (GR) et le potentiel spontané (SP) aident principalement à identifier la lithologie, en particulier la teneur en argile.résultant en des formations plus douces qui sont sujettes au gâteau de boue; les anomalies de GR ou SP faibles peuvent correspondre aux grès ou aux carbonates, qui ont tendance à être plus propres et potentiellement plus durs et plus abrasifs.Il faut donc déterminer si l'accent doit être principalement mis sur le décapage et la décharge ou sur la résistance à l'usure..??
La densité RHOB reflète la compacité de la roche et la résistance de son cadre.C'est un paramètre clé pour évaluer la résistance de la formation, calculant l'énergie spécifique et prédisant la capacité de forage.
La résistivité, en particulier la différence entre la résistivité superficielle et la résistivité profonde, peut aider à évaluer la perméabilité, la formation de gâteaux de boue et le risque de collure différentielle.Il influence non seulement la caractérisation de la formation, mais aussi des aspects tels que la structure de maintien de la jauge, le nettoyage hydraulique et la stabilité du puits.
Le log CNL des neutrons reflète la porosité. Il est souvent interprété conjointement avec le log de densité. Les grès à haute porosité peuvent être exceptionnellement mous, ce qui provoque une pénétration excessive de la perceuse;dans ces cas, une stratégie de forage plus agressive n'est pas nécessairement optimale, la stabilité et la maîtrise doivent être prioritaires.
L'enregistrement d'images FMI/EMI sert d'œil indispensable dans la conception des perceuses pour des formations complexes et hétérogènes.et la taille et la répartition du gravier peuvent tous être révélés à travers les données d'imagerieCes facteurs ont une influence directe sur la stabilité du ciseau, la résistance aux vibrations, la résistance de la dent de coupe et la stabilité de l'aile de coupe.
Le spectre d'énergie de capture des éléments (ECS) peut aider à déterminer la composition minérale, en particulier la teneur en quartz, calcite, pyrite et minéraux similaires.Une teneur élevée en quartz indique généralement une forte abrasivitéEn termes de conception, cela se traduit par des considérations telles que l'épaisseur de la couche de diamant, le degré de résistance à l'usure des dents de coupe, la longueur du calibre et la disposition des dents de calibre.
Par conséquent, l'essence de l'interprétation des courbes de forage de puits n'est pas de "comprendre la courbe" en soi, mais plutôt de traduire la courbe en conditions de limite de conception.
II. D'abord, établir des couches, puis déterminer le ton de la conception.
Lors de la conception d'une perceuse, la première étape consiste à éviter de se précipiter pour décider de la géométrie des dents ou des flûtes de coupe.
La première étape devrait être la superposition.
Sur la base des GR, SP, DT et des logs de densité, la section du puits est d'abord divisée en plusieurs intervalles principaux: intervalle de boue, intervalle de grès, intervalle de roche carbonatée, intervalle entre les couches,intervalle conglomérat, et l'intervalle de transition.
A différents stades, les tâches de conception sont entièrement distinctes.
Dans l'intervalle de la pierre de boue pure, l'accent n'est pas mis sur le broyage, mais sur le décapage et la décharge. Ces formations sont généralement douces, cohésives et sujettes à l'emballage de boue.Les priorités de conception devraient mettre l'accent sur la prévention de l'emballage de boue, assurant un nettoyage hydraulique, optimisant l'espace d'enlèvement des copeaux et optimisant les passages d'écoulement de l'aile de coupe.
Dans les formations entièrement constituées de grès ou de roches carbonatées, les considérations clés sont l'efficacité élevée de l'ardage et la résistance à l'usure.Ces formations imposent de plus grandes exigences à l'agressivité des dents de coupe, résistance à l'usure, stabilité thermique et capacité de mesure.
Les formations intercalaires et les zones de transition sont souvent les aspects les plus difficiles de la conception et les zones où les défaillances se produisent fréquemment.la perceuse pénètre dans les couches plus molles tout en subissant un impact dans les couches plus dures ou les couches intermédiairesDans ce cas, la conception doit aller au-delà de la simple recherche d'un taux de pénétration élevé; elle doit également tenir compte de la répartition de la charge,résistance aux chocs, et la stabilité globale.
Dans les formations porteurs de gravier ou très hétérogènes, il faut accorder une attention particulière aux charges d'impact.et des changements brusques dans les propriétésLa perceuse n'est pas engagée dans une coupure constante mais rencontre à plusieurs reprises des chocs localisés.
Par conséquent, le but de la superposition n'est pas de faire paraître le rapport poli, mais de répondre à une question fondamentale:
Dans cette section de puits, quel est le principal défi que la perceuse est effectivement chargée de résoudre?
III. Quantifier chaque segment, en transformant l'intuition en conditions limites.
Les couches ne suffisent pas.
L'analyse hiérarchique aborde la question des types stratigraphiques tandis que l'analyse quantitative aborde celle de l'échelle de conception.
Une fois les intervalles principaux déterminés, il est nécessaire d'extraire, par segment, les principaux paramètres mécaniques des roches, notamment la dureté, la perforation, la broyabilité et l'hétérogénéité.
La dureté et la perforation peuvent être évaluées en estimant la résistance à la compression sans contrainte à l'aide de modèles empiriques basés sur le temps de déplacement sonore, la densité et d'autres données.Ce paramètre détermine si la perceuse doit être conçue pour des formations mollesSans cette évaluation, la géométrie des dents, l'angle de rasage et la densité des dents sont susceptibles de reposer sur des suppositions.
La résistance à l'abrasion dépend de la composition minérale, en particulier de la teneur en quartz.une couche de diamant plus épaisseDans le cas contraire, bien que le bit puisse bien fonctionner dans les premiers stades, il peut rapidement perdre son efficacité en raison de l'abrasion dans les phases ultérieures.
L'hétérogénéité peut être évaluée par enregistrement d'images, ainsi que par les fluctuations à haute fréquence des logs GR, DT et de densité.Plus les variations stratigraphiques sont fréquentesPour la perceuse, cela implique que la résistance aux chocs, l'absorption des chocs,Il faut améliorer les capacités de distribution de charge et de.
Les concepteurs ne devraient pas simplement déclarer: "Cette couche est complexe", mais plutôt s'efforcer de l'expliquer clairement:
Où est la complexité?
C'est difficile pour vous?
C'est très abrasif?
C'est un mélange de douceur et de dureté?
C'est un choc de gravier?