При проектировании буровых блоков, самая большая проблема заключается не в отсутствии параметров, а в огромном количестве данных и незнании, с чего начать.
Кривые скважины, описания отсеков, ежедневные отчеты о бурении, показатели износа IADC, журналы формирования, параметры бурения, конфигурации BHA - все эти данные, по-видимому, связаны с буровым блоком.И все же без объединяющей нитки, они часто заканчиваются как "данные, наложенные на данные, изображения, наложенные на изображения, и выводы, основанные исключительно на интуиции".
В последние годы я все больше осознаю, что проектирование сверла - это не просто составление структурной схемы или просто применение эмпирических правил.Это требует перевода геологических, регистрация и сверление языков в языке конструкции сверлильника.
Эта статья - моя попытка организовать путаницу и размышления, которые я накопил за последние несколько лет.но это, по крайней мере, обеспечивает базовые рамки для дизайнеров для обзора материалов, определить ключевые приоритеты и усовершенствовать их дизайн.
I. Проектировщики буровых блоков должны сначала научиться "интерпретировать" хорошо записываемые данные.
Само по себе запись данных не является языком проектирования.
Акустическое время движения, естественная гамма, плотность, сопротивление, нейтрон, журналы изображений, элементарные спектра захвата... для инженеров-геологов эти кривые являются инструментами для интерпретации подземных образований;но для конструкторов сверловых кубиковВ конечном счете все они сводятся к нескольким ключевым вопросам:
Этот слой твердый или нет?
Ты его измельчаешь или нет?
Они все гетерогенные?
Есть гравий, переломы или промежуточные слои?
Может быть, это будет грязно?
Провалится ли удержание диаметра?
- У тебя зубы отрежутся?
Поэтому, когда разработчики буровых конструкций интерпретируют кривые проходки, они должны выйти за рамки простого "знания их" и углубиться: что эти кривые означают для конструкции буровых конструкций?
Например, время звукового движения (DT/AC) отражает твердость породы и пробиваемость.С точки зрения конструкции сверла, это означает выбор подходящего размера режущего зуба, геометрии, угла грабежа, плотности зуба и характеристик устойчивости к ударам.
Природные гамма-лучи (GR) и спонтанный потенциал (SP) в первую очередь помогают определить литологию, особенно содержание глины.что приводит к более мягким образованиям, которые склонны к грязным тортам; низкие аномалии GR или SP могут соответствовать песчаникам или карбонатам, которые, как правило, более чисты и потенциально более тверды и абразивны.Это означает, что необходимо определить, следует ли в первую очередь сосредоточиться на отстегивании и выгрузке или на резании и сопротивлении износу..??
Плотность RHOB отражает компактность породы и прочность ее каркаса.Это ключевой параметр для оценки прочности формирования, рассчитывая специфическую энергию и предсказывая бурение.
Сопротивляемость, особенно разница между мелкой и глубокой сопротивляемостью, может помочь оценить проницаемость, образование грязевого пирога и риск дифференциального прилипания.Это влияет не только на характеристику формирования, но и на такие аспекты, как структура сдерживания размера, гидравлическая очистка и стабильность скважины.
Нейтронный лог CNL отражает пористость. Он часто интерпретируется в сочетании с логом плотности. Песчаники с высокой пористостью могут быть исключительно мягкими, что приводит к чрезмерному проникновению сверла;в таких случаях, более агрессивная стратегия бурения не обязательно является оптимальной, приоритетом должна быть стабильность и управляемость.
Изображения FMI/EMI служат незаменимым глазом при проектировании сверлов для сложных, неоднородных образований.и размер и распределение гравия могут быть раскрыты с помощью данных изображенияЭти факторы напрямую влияют на устойчивость дробки, сопротивление вибрации, прочность режущего зуба и устойчивость режущего крыла.
Спектр энергии захвата элементов (ECS) может помочь определить состав минералов, особенно содержание кварца, кальцита, пирита и аналогичных минералов.Высокое содержание кварца обычно указывает на сильную абразивностьС точки зрения дизайна это отражается в таких соображениях, как толщина слоя алмаза, степень износостойкости режущих зубов, длина размера и расположение размера зубов.
Следовательно, суть интерпретации кривых скважины заключается не в том, чтобы "понять кривую" сама по себе, а скорее в том, чтобы перевести кривую в граничные условия проектирования.
Во-первых, установить слои, а затем определить тон дизайна.
При проектировании сверла необходимо не торопиться с выбором зубной геометрии или режущих флейт.
Первым шагом должно быть слоирование.
На основе GR, SP, DT и журналов плотности скважина сначала делится на несколько основных интервалов: промежуток грязевых камней, промежуток песчаников, промежуток карбонатных пород, промежуток между покрытиями,конгломератный интервал, и переходный интервал.
На разных этапах задачи по проектированию совершенно разные.
В чистом промежутке грязевых камней основное внимание уделяется не измельчению, а снятию и сбросу. Эти образования, как правило, мягкие, сплоченные и склонные к грязевой упаковке.Приоритеты проектирования должны подчеркивать предотвращение залегания грязи, обеспечивая гидравлическую очистку, оптимизируя пространство для удаления щелочей и оптимизируя проходы потока крыла резака.
В формациях, состоящих полностью из песчаника или карбонатных пород, ключевыми факторами являются высокоэффективная плуга и стойкость к износу".Такие образования ставят большие требования к агрессивности режущих зубов, стойкость к износу, тепловая устойчивость и способность к сохранению габаритов.
Вместимые образования и переходные зоны часто являются наиболее сложными аспектами проектирования, а также областями, где часто происходят сбои.сверло проникает в более мягкие слои при воздействии на более твердые слои или промежуткиВ таких случаях дизайн должен выходить за рамки простого стремления к высоким показателям проникновения; он также должен учитывать распределение нагрузки,устойчивость к ударам, и общей стабильности.
В грунтоносных или очень неоднородных образованиях особое внимание следует уделить ударным нагрузкам.и резкие изменения свойствСверло не выполняет постоянную резку, но вместо этого неоднократно сталкивается с локальными ударами.
Поэтому цель слоирования заключается не в том, чтобы сделать отчет выглядеть отполированным, а в том, чтобы решить ключевой вопрос:
В этом участке скважины, что является основной проблемой, с которой сверла на самом деле поручена решить?
III. Количественно определить каждый сегмент, превратив интуицию в граничные условия.
Только слоев недостаточно.
Иерархический анализ рассматривает вопрос о стратиграфических типах, в то время как количественный анализ рассматривает вопрос о размерах проектирования.
После выявления основных интервалов необходимо извлекать по сегментам ключевые параметры механики породы, включая твердость, пробиваемость, измельчимость и гетерогенность.
Твердость и пробиваемость могут быть оценены путем оценки несдерживаемой сжимательной прочности с использованием эмпирических моделей, основанных на звуковом времени движения, плотности и других данных.Этот параметр определяет, следует ли строить сверло для мягких образованийБез этой оценки геометрия зуба, угол грабежа и плотность зуба, вероятно, будут зависеть от догадок.
Устойчивость к абразии зависит от минерального состава, особенно от содержания кварца.более толстый алмазный слойВ противном случае, хотя бит может хорошо работать на ранних этапах, он может быстро потерять эффективность из-за абразии на более поздних этапах.
Гетерогенность может быть оценена с помощью записи изображений, а также высокочастотными колебаниями в GR, DT и журналах плотности.Чем чаще стратиграфические измененияДля сверла это означает, что устойчивость к ударам, амортизация ударов,и распределения нагрузки должны быть улучшены.
Проектировщики не должны просто заявлять: "Этот слой сложен", а должны стремиться объяснить его ясно: