בפעולות קידוח בארות אנכיות, תקריות כמו סטיות מופרזות בנטיית חורים, החמצת מסלול מחוץ לאזורי יעד ופעולות עקיפות צד יקרות נותרו אתגרים מתמשכים בכל תעשיית הנפט והגז. באופן מסורתי, צוותי שטח מייחסים לעתים קרובות כשלים אלה לשגיאות תפעוליות כגון משקל מופרז בסיביות, הזנת צינור לא אחידה או כיוון שגוי של פני הכלים. עם זאת, דיווחי תקריות מאזורי פעולה מרובים מגלים דפוס עקבי: אותם מקדחים משיגים מסלולים תואמים לחלוטין כאשר הם פועלים תחת משטרי פרמטרים אופטימליים. הבעיה אינה טעות אנוש, אלא היעדר מסגרת בקרת פרמטרים שיטתית המשלבת כראוי תכנון מכלול חור תחתון, מדידה תוך כדי ניצול קידוח ואופטימיזציה של פרמטרי קידוח.
הבנת מכניקת הסטייה
נטיית החור אינה מתרחשת באופן מיידי; הוא מצטבר בהדרגה ככל שהקידוח מתקדם דרך סוגי תצורה וליתולוגיות משתנות. המניעים העיקריים של הסטייה כוללים כוחות הטיה טבעיים של התצורה, כאשר בתצורות טבילה עם זוויות טבילה העולות על 10 מעלות, הסיבית נוטה להיסחף לאורך הכיוון הרגיל של מישור השכבות. תצורות קשות-רכות משולבות מחמירות את האפקט הזה מכיוון שהביט קודח את השכבות הרכות יותר. נתונים סטטיסטיים ממספר בלוקים מצביעים על כך שבמרווחים עם צניחה של 15 עד 30 מעלות, זווית החור גדלה ב-2 עד 4 מעלות לכל 100 מטר שנקדחו ללא אמצעי הפחתה. סינרגיה לא אופטימלית של WOB-RPM מרחיבה את הבעיה הזו עוד יותר, שכן משקל יתר על הסיביות גורם להתכווצות מחרוזת מקדחה וכוחות צד מוגברים שדוחפים את הסיביות מהאנכיות.
כוחות היווצרות טבעיים: זוויות טבילה מעל 10 מעלות גורמות לסחיפה מתקדמת של 2 עד 4 מעלות לכל 100 מטר.
WOB-חוסר איזון בסל"ד: WOB מוגזם גורם להתכווצות בעוד סל"ד גבוה מפעיל מערבולת מיתרים.
קשיחות BHA: מייצבים בלויים העולה על 3 מ"מ מרווח מסירים נקודות ציר קריטיות.
בחירת ה-BHA הנכון: מטוטלת לעומת חור מלא-
בחירה בתצורה השגויה של מכלול החור התחתון מובילה לתוצאות בקרת מסלול לא-פרודוקטיביות. המטוטלת BHA משתמשת בכוח הכבידה כדי ליצור כוח מטוטלת משחזר שדוחף את הקצה לכיוון הצד הנמוך של החור, ומונע היווצרות-סטיה. תצורה זו אידיאלית לכוחות היווצרות מתונים עם זוויות טבילה מתחת ל-20 מעלות, והיא יעילה במיוחד לתיקון נטייה קיימת שכבר התפתחה. ביצועים אופטימליים דורשים בקרת WOB קפדנית בין 60 ל-80 קילו-ניטר, כאשר סטיות מחוץ לחלון זה מפחיתות את יעילות המטוטלת ב-40 אחוזים.
לעומת זאת, החור המלא- או ה-BHA הדחוס משתמש בשלושה עד ארבעה מייצבים הממוקמים קרוב כדי לרכז את מחרוזת הקידוח ולנעול ביעילות את המסלול במקום. מכלול זה אמנם מצוין לשמירה על זווית בחתכים אנכיים ומשיקים, אך אינו יכול לתקן סטייה קיימת. מלכודת שדה קריטית ונצפית תכופות היא פריסת מכלול חור מלא כדי לייצב שקע קיוב שכבר סוטה, אשר נועל למעשה את השגיאה ומונע כל תיקון טבעי. תרגול נכון מכתיב שימוש רציף במכלול מטוטלת לתיקון אקטיבי, ואחריו מכלול חור מלא- לייצוב פסיבי לאחר שחזור האנכי.
MWD: ממדידה תגובתית לבקרה פרואקטיבית
בעוד שמערכות מדידה תוך כדי קידוח הן כיום ציוד סטנדרטי ברוב האסדות, השימוש בהן מוגבל לעתים קרובות לאימות שלאחר-קידוח או למה שמפעילים מכנים נתיחה שלאחר המוות של שקעים. השינוי בתעשייה חייב לנוע לעבר-ניטור בזמן אמת וחיזוי מגמות. על ידי קריאת נתוני הנטייה והאזימוט כל 3 עד 5 מטרים במהלך הקידוח, הצוותים יכולים לשרטט מגמות סטייה ולהתערב כאשר חומרת ה-dogleg מתקרבת ל-0.5 מעלות ל-30 מטרים, ולהקדים ריצות תיקון גדולות שיעלו 12 עד 24 שעות של זמן אסדה. בקטע הבנייה, יש לאמת את כיוון פני הכלי כל 0.5 עד 1 מטר של התקדמות, מכיוון שדרגה אחת של שגיאת כיוון יכולה לתרגם ל-2 עד 3 מטר של תזוזה אופקית בעומק אזור המטרה.
אופטימיזציה של חלון ההפעלה WOB-RPM
התאמות- של פרמטר בודד כגון הגדלת מהירות הסיבוב לבדה כדי לשפר את קצב החדירה אינן יעילות בדרך כלל במסלולי באר מורכבים. המפעילים חייבים לזהות נקודה מתוקה מצמודה שבה הן ROP והן יציבות המסלול מתקיימים בו זמנית. זה כרוך בהגדלה הדרגתית של WOB בשלבים של 10 קילו-ניטר תוך ניטור מגמות נטיית MWD כדי לזהות את הגבול העליון לפני שהסטייה מתחילה להאיץ. בקטעי בנייה שבהם נתיב הבאר עובר מאנכי לסטייה, חלון ההפעלה מצטמצם באופן משמעותי. שיטות עבודה מומלצות בתעשייה מציעות להפחית את ה-WOB ל-70 עד 80 אחוז ממגבלת החתך האנכי ובמקביל להוריד את מהירות הסיבוב ב-10 עד 15 אחוזים כדי לשמור על בקרת מסלול אמינה.
מסקנה: בניית מערכת -בקרת לולאה סגורה
בקרת מסלול יעילה מסתמכת על-מעגל סגור של אופטימיזציה של פרמטרים, ניטור- בזמן אמת ופעולה מתקנת בזמן. מפעיל אחד שהטמיע מערכת אזהרה מובנית בשלושה-צבעים המבוססת על ספי חומרת דוגלג העלה את שיעורי הפגיעה היעד שלו מ-78 אחוזים ל-96 אחוזים וחיסל תקריות של עקיפה צדדית לחלוטין בתוך תקופה של שישה- חודשים.
למידע נוסף, צור קשר עם China Vigor בטלפון info@vigorpetroleum.com או התקשר אל +0086 29 81161513.
