БУРЕНИЕ С ПРИМЕНЕНИЕМ ВЕРХНЕГО СИЛОВОГО ПРИВОДА ПРИ СТРОИТЕЛЬСТВЕ НАКЛОННО НАПРАВЛЕННЫХ СКВАЖИН

АННОТАЦИЯ

Верхний силовой привод (ВСП) представляет собой инновационный вид бурового оборудования, позволяющий выполнять различные технологические операции по освоению наземных и морских нефтяных и газовых скважин. Несмотря на преимущества использования ВСП, традиционный ВСП по-прежнему широко используется в наклонно-направленных скважинах из-за его более низкой суточной стоимости. Следовательно, для оптимизации производительности и стоимости операции бурения важно проанализировать, когда ВСП превосходит обычный забойный двигатель. Специфика строительства скважин в этой области требует более высокого уровня качества технологических процедур и общего управления работами.

ABSTRACT

The Top Drive System (TDS) is an innovative type of drilling equipment that enables various technological operations for onshore and offshore oil and gas wells. Despite the advantages of using a VSP, the traditional VSP is still widely used in directional wells because of its lower daily cost. Consequently, it is important to analyse when a VSP is superior to a conventional downhole motor to optimise the performance and cost of the drilling operation. The specifics of well construction in this area require a higher level of process procedures and overall work management.

Ключевые слова: бурение, верхний силовой привод (ВСП), бурильные колонны, ствол скважины.

Keywords: drilling, top drive system (TDS), drill strings, wellbore.

Верхний силовой привод (ВСП) является более эффективным и надежным, чем винтовой забойный двигатель (ВЗД). Во-первых, ВСП обладает более простой и надежной системой управления, которая позволяет точно управлять скоростью вращения и крутящим моментом. В то время как ВЗД требует более сложной системы управления, что может привести к большему количеству сбоев и проблем. Во-вторых, ВСП обеспечивает более высокую эффективность, так как он способен обеспечивать более высокую скорость вращения и крутящий момент, что позволяет быстрее и более эффективно проходить скважину. В то время как ВЗД имеет более низкую эффективность и может затруднять проходку сложных геологических формаций. В-третьих, ВСП обычно более надежен, так как не имеет подвижных частей, которые могут выйти из строя, как ВЗД. Кроме того, ВСП имеет более простую конструкцию, что облегчает его обслуживание и ремонт. Наконец, ВСП может использоваться в более широком диапазоне геологических условий, в то время как ВЗД может иметь ограничения в использовании в некоторых условиях. Кроме перечисленных преимуществ, ВСП также обладает другими достоинствами. Например, он обеспечивает более гладкую работу, что повышает качество бурения и уменьшает вероятность повреждения оборудования. Кроме того, ВСП позволяет быстрее и более точно регулировать скорость и крутящий момент, что особенно важно при проходке сложных геологических формаций. Стоит также отметить, что ВЗД имеет ограничения в использовании в некоторых условиях, например, при бурении горизонтальных скважин. В таких случаях ВСП является более эффективным и удобным в использовании. Кроме того, современные технологии позволяют улучшить ВСП еще больше, например, путем добавления систем автоматического управления, что повышает точность и ускоряет процесс бурения.

ВСП - это технология бурения, которая обеспечивает ряд преимуществ. Основные преимуществ использования верхнего привода в буровых операциях:

- повышение эффективности: верхние приводы, что исключает необходимость остановки бурения для добавления или удаления бурильных труб. Это позволяет ускорить время бурения и повысить эффективность;

- повышенная безопасность: верхние приводы управляются дистанционно, что снижает необходимость ручного труда на полу буровой вышки. Это снижает риск несчастных случаев и травм, делая буровые работы более безопасными для рабочих;

- повышенная точность: верхние приводы позволяют точно контролировать процесс бурения, что приводит к более точному расположению ствола скважины и снижает риск дорогостоящих ошибок.

- увеличение глубины бурения: верхние приводы позволяют бурить более глубокие и сложные скважины с традиционными методами бурения, что делает их идеальными для сложных условий бурения.

- улучшение контроля бурения: верхние приводы могут обеспечивать постоянную скорость бурения и крутящий момент, что приводит к улучшению контроля бурения и повышению коэффициента успешности бурения.

В целом, использование верхнего привода может повысить эффективность бурения, безопасность, точность, глубину и контроль, что делает его ценным вложением в буровые операции.

Для бурения наклонно-направленных скважин роторным способом в настоящее время все шире стали применять ВСП, в том числе и в республике Ирак. Это является ядром современного развития технологии бурения нефтяных скважин. На рисунке 1 представлены сравнительные характеристики нпаиболее часто используемых ВСП - инструментов. Система верхнего привода буровых установок стала преобладающим методом бурения морских скважин в последнее десятилетие. Более того, критические части наземных скважин бурятся с помощью верхнего привода, что требует опытного бурового персонала для обслуживания системы и решения любых ожидаемых или непредвиденных проблем.

Наиболее известные зарубежные производители систем верхнего привода: ВЭП-320, Mangus, IDS-350P, ВСП-320ЭЧР, и DQ50BSQ-JH.

Рисунок 1. Сравнительные характеристики ВСП инструментов

ВСП активно применяются также для поддержания вертикальности ствола в процессе бурения. В такой ситуации необходимо применение силового варианта, которые предоставляют ВСП реализующие механизм фрезерования стенки. На основании анализа использования ВСП - инструментов при бурении скважин для использования на месторождении рекомендуется система DQ50BSQ-JH.

Чтобы лучше оценить экономические выгоды от использования РУС и ВСП на буровых установках, был проведен анализ на основе данных, предоставленных специалистами по буровым установкам (обратите внимание, что некоторые параметры могут быть оценочными). Анализ включает сравнение различных показателей представлен в таблице 1.

Таблица 1.

Сравнение скорости проходки между РУС и ВЗД.

При бурении с использованием ВСП, DQ50BSQ–JH возможно существенно сократить временные затраты необходимое на СПО и непроизводительные временные затраты. В большинстве случаях время на бурение может быть увеличено до 40% и более. При этом можно наблюдать и соответствующий рост скорости бурения (метров в сутки) и минимизацию затрат [1-2].

После проведения исследований было установлено, что использование новой технологии моторизованного роторного бурения и ВСП может привести к увеличению механической мощности на долоте, что ведет к значительному увеличению механической скорости проходки, скорости бурения и снижению стоимости метра проходки скважины. Кроме того, использование моторизованного РУС и компоновки инструмента ВСП может помочь снизить вибрации бурильной колонны. Используя теоретические решения и анализируя промысловые данные, можно разработать основные технологические рекомендации по повышению скорости строительства скважин при использовании данной системы РУС и ВСП на месторождении [1-5].

Основные выводы

В целом, используя ВСП вместо ВЗД, компании могут получить ряд преимуществ, включая повышение эффективности, уменьшение затрат на обслуживание и ремонт, а также улучшение качества бурения. Таким образом, использование ВСП является более эффективным и надежным решением для большинства буровых операций, чем ВЗД, и может привести к множеству преимуществ для компаний, занимающихся бурением. При бурении с использованием ВСП, DQ50BSQ–JH, возможно значительно уменьшить кратковременные расходы важное в Союз и непродуктивные кратковременные расходы.

Список литературы:

1. Аль, М. А. М. И. Строительство нефтегазовых скважин на Альняшском месторождении с анализом эффективности применения силовых верхних приводов / М. А. М. И. Аль // Проблемы разработки месторождений углеводородных и рудных полезных ископаемых. – 2021. – Т. 1. – С. 110-116.
2. Васильев, С. И. Применение роторно-управляемых систем при строительстве нефтяных и газовых скважин / С. И. Васильев, Е. Е. Милосердов, К. А. Чернокалов // Горная промышленность. – 2015. – № 3(121). – С. 80.
3. Аль-Шаргаби, М.А.Т.С., Альмусаи, А.Х. and Вазеа, А.А.Ш.А., 2018. Стадии и механизм набухания глин при бурении скважин. In Научное сообщество студентов XXI столетия. Естественные науки (pp. 47-52).
4. Al-Shargabi, M.A. T.S., and A.H. A. Al-Musai. "Comparative analysis of programs for assessing the risk of stuck drill pipes in an oil and gas well." Проблемы геологии и освоения недр: труды XXV Международного симпозиума имени академика МА Усова студентов и молодых учёных, посвященного 120-летию горногеологического образования в Сибири, 125-летию со дня основания Томского политехнического университета, Томск, 5-9 апреля 2021 г. Т. 2. – Томск, 2021 2 (2021): 502-504.
5. Полозов М.Б., Аль-Хамати А.Х.М.А., Аль-Шаргаби М.А.Т.С. Анализ причин снижения фильтрационных характеристик призабойной зоны пласта // Материалы 45-й Международной научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов. 2018. P. 158-161.