TrackMaster Select系统是一种模块化工具,可通过配置应用于单点或多点套管开窗及裸眼侧钻,以及海上加长开窗和多分支井。重新设计的磨鞋其切削结构锻造在工具本体上,优质切削齿钎焊在刀翼上,最终形成一个更加坚固、磨铣更快、更可靠的侧钻系统。
减少侧钻时间并提高系统可靠性
系统磨鞋具有整体式刀翼单体结构的特点,采用全新设计带钎焊圆柱齿的切削结构。锻造的本体避免了焊接及由此产生的热效应,最终制造出一只更加坚固的磨鞋,使用寿命得到延长。切削结构的设计采用IDEAS动态设计和分析综合平台完成,采用了优质的切割齿使磨铣速度比之前更快。钩槽位置的优化使斜向器的回收功能得到提升,新的磨鞋设计保证了斜向器顶部的厚度,使侧钻系统更加可靠。
数字技术助力设计和性能优化
TrackMaster Select系统的独特之处在于它能够设计出最佳的BHA,进行窗口几何形状建模,模拟下入管串的可通过性及磨铣过程,以及进行弯曲应力和井下动态分析。它从设计阶段就能够考虑并实现工具的最佳性能,得到了DrillPlan数字建井设计解决方案的支持。改进的井眼总体设计能够确保系统的高性能,窗口能够加速BHA的通过。
案例研究
泥质砂岩软地层中一口80年老井复产
一家在美国加利福尼亚州Inglewood油田钻井的作业公司,计划对一口1935年钻成并被封堵的废弃井进行复产。但是,由于为松软的泥质砂岩地层且地层较浅,作业公司不确定老井复产的可行性。在斯伦贝谢在另一口井为作业公司成功完成了双层套管开窗后,作业公司重拾了对这口已有80年之久老井复产作业的兴趣。
作业的主要挑战是要对三层套管进行开窗,当然要完成多层套管开窗还有一些其他挑战,例如一个挑战是深度仅为172 m;另一个挑战是钻至842 m后,需要将井眼从6 1/8-in扩至7-in;这有助于将5 1/2-in生产尾管下入井底。
磨穿三层套管
尽管9 5/8-in和13 3/8-in套管之间的环空让人担忧,计划采用6 1/4-in的TrackMaster Select系统和FasTrack双磨鞋配置来磨穿三层套管。作业前,对偏心和同心两种情况进行了模拟。本次作业中,在磨铣及进入第二、第三层套管的同时,操作人员密切关注着井深与对应参数(如磨铣速度、钻压和扭矩)的选择。
Fastrack磨鞋可以采用双磨鞋(Bimill)或者三磨鞋(Trimill)配置。Bimill配置采用高密度PDC切削齿,可以减少磨损并提高抗冲击能力。Trimill配置可以在开窗后有效钻进1-5m,采用硬质合金齿具有成本效益。
TrackMaster Select系统的膨胀锚锚定后,使用FasTrack双磨鞋进行磨铣,直到将所有三层套管磨穿,后再钻入地层6 m。为了使井眼偏离井筒,需要下入6 1/4-in FasTrack三磨鞋来清理窗口。向下磨鞋窗口,直到西瓜磨鞋到达斜向器导向板的趾部。此时,下入定向钻具组合(马达之下带有Rhino系统扩眼器),并继续钻至完钻井深。Rhino系统扩眼器设计采用攻击性较强的PDC刀块,可同时钻进和扩眼,其长度较短降低了对钻头到马达弯头之间有效距离的限制。
作业前周密的设计和先进的斜向器系统使项目团队能够采用一套钻具组合、一趟钻完成三层套管的开窗,作业中操作人员对每米参数都进行了控制。
总磨鞋时间少于5小时,之后该井顺利恢复生产。使用TrackMaster Select系统,配备膨胀锚和FasTrack一趟式双磨鞋,操作人员在3.63小时内成功磨穿了7-in、8 5/8-in和13 3/8-in三层套管。成功完成多层套管开窗后,下入6 1/4-in一趟式FasTrack三磨鞋配置的钻具组合,进行了0.75小时的井筒清理工作。
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