Управление вибрациями при бурении путем оптимизации конструкции колонны долота (BHA)

Резюме. Существенное улучшение характеристик было достигнуто за счет эффективного управления вибрациями при бурении путем переработки конструкции нижней части колонны долота (BHA). Эта работа привела к увеличению пробега в день и снижению повреждений инструментов. В предыдущей литературе улучшения операционных практик для управления вибрациями (Dupriest et al. 2005; Remmert et al. 2007) описаны как ключевой компонент процесса управления скоростью проникновения. Параллельно работы по переработке BHA обеспечили дополнительное улучшение производительности примерно на 36% в одном буровом применении. Динамическое моделирование BHA позволило выявить ключевые конструктивные изменения, приведшие к этим улучшениям. Переработанный BHA имеет более низкие рассчитанные индексы вибрации по сравнению со стандартным BHA. Процесс оценки конструкции BHA использует частотнодоменную модель боковой динамики как в режимах прогноза до бурения, так и в режиме ретроспективного анализа после бурения. Боковые вибрации BHA характеризуются таким образом, чтобы можно было разработать альтернативные конфигурации BHA и напрямую сравнить их с предложенной базовой сборкой. В режиме ретроспективного анализа модель BHA может работать при зарегистрированных нагрузке на долото (WOB) и частоте вращения (RPM) для генерации соответствующих результатов модели во времени или по глубине, и эти значения могут быть сопоставлены с измеренными данными о работе. В одном случае описывается переработка BHA с приводом в забое (downhole motor) и роликовым расточником (roller reamer) с приведением полевых данных для четырех исходных BHA и четырех переработанных сборок. Во втором применении сравниваются результаты модели и полевые результаты бурения для двух направляемых вращающихся сборок (rotary-steerable) для оценки предсказательной способности модели в отверстиях меньшего диаметра и при различных типах BHA. Наконец, демонстрируется полезность модели для определения предпочтительных «сладких точек» скорости вращения в BHA с мотором, работающем в большем диаметре скважины.