في عمليات حفر الآبار العمودية، لا تزال حوادث مثل الانحرافات المفرطة في ميل الحفرة، وأخطاء المسار خارج المناطق المستهدفة، وعمليات الانحراف المكلفة تمثل تحديات مستمرة عبر صناعة النفط والغاز. تقليديًا، غالبًا ما تعزو الفرق الميدانية هذه الإخفاقات إلى الأخطاء التشغيلية مثل الوزن الزائد على البتات، أو التغذية غير المتساوية للأنابيب، أو اتجاهات وجه الأداة غير المتوافقة. ومع ذلك، تكشف تقارير الحوادث الواردة من مناطق التشغيل المتعددة عن نمط ثابت: يحقق نفس عمال الحفر مسارات متوافقة تمامًا عند العمل في ظل أنظمة المعلمات المحسنة. لا تكمن المشكلة في الخطأ البشري، بل في غياب إطار عمل منهجي للتحكم في المعلمات يدمج بشكل صحيح تصميم تجميع قاع البئر، والقياس أثناء استخدام الحفر، وتحسين معلمات الحفر.
فهم آليات الانحراف
لا يحدث ميل الثقب على الفور؛ فهو يتراكم تدريجيًا مع تقدم الحفر من خلال أنواع التكوينات والأحجار الصخرية المختلفة. تشمل الدوافع الأساسية للانحراف قوى انحراف التكوين الطبيعي، حيث تميل اللقمة في التكوينات المغمورة بزوايا انحدار تتجاوز 10 درجات إلى الانجراف على طول الاتجاه الطبيعي لمستوى الطبقات. تؤدي التكوينات الصلبة الناعمة المتداخلة- إلى تفاقم هذا التأثير حيث تقوم لقمة الحفر بشكل تفضيلي بحفر الطبقات الأكثر ليونة. تشير الإحصائيات من كتل متعددة إلى أنه في فترات انخفاض التكوين من 15 إلى 30 درجة، تزداد زاوية الحفرة بمقدار 2 إلى 4 درجات لكل 100 متر محفورة دون اتخاذ أي تدابير تخفيف. يؤدي تآزر WOB-RPM دون المستوى الأمثل إلى تفاقم هذه المشكلة، حيث يؤدي الوزن الزائد على لقمة الحفر إلى التواء سلسلة الحفر وزيادة القوى الجانبية التي تدفع لقمة الحفر بعيدًا عن الوضع الرأسي.
قوى التكوين الطبيعية: تؤدي زوايا الانحدار التي تزيد عن 10 درجات إلى حدوث انجراف تدريجي يتراوح من 2 إلى 4 درجات لكل 100 متر.
WOB-عدم توازن RPM: يؤدي WOB الزائد إلى الالتواء بينما يؤدي ارتفاع عدد RPM إلى دوران السلسلة.
صلابة BHA: تعمل المثبتات البالية التي تتجاوز الخلوص 3 مم على إزالة النقاط المحورية الحرجة.
اختيار BHA الصحيح: البندول مقابل الفتحة-الكاملة
يؤدي اختيار التكوين غير الصحيح لتجميع قاع البئر إلى نتائج عكسية للتحكم في المسار. يستخدم البندول BHA الجاذبية لتوليد قوة البندول المستعادة التي تدفع لقمة الحفر نحو الجانب المنخفض من الحفرة، مما يقاوم الانحراف الناجم عن التكوين-. يعد هذا التكوين مثاليًا لقوى التشكيل المعتدلة بزوايا تراجع أقل من 20 درجة، وهو فعال بشكل خاص لتصحيح الميل الحالي الذي تم تطويره بالفعل. يتطلب الأداء الأمثل تحكمًا صارمًا في WOB بين 60 و80 كيلو نيوتن، مع الانحرافات خارج هذه النافذة مما يقلل من فعالية البندول بنسبة تصل إلى 40 بالمائة.
في المقابل، تستخدم الحفرة الكاملة-أو BHA المعبأة ثلاثة إلى أربعة مثبتات متقاربة لمركز سلسلة الحفر وتثبيت المسار في مكانه بشكل فعال. في حين أن هذا التجميع ممتاز للحفاظ على الزاوية في المقاطع الرأسية والمماسة، إلا أنه لا يمكنه تصحيح الانحراف الموجود. هناك خطأ ميداني بالغ الأهمية وملاحظ بشكل متكرر وهو نشر مجموعة ثقب كاملة- لتحقيق الاستقرار في حفرة البئر المنحرفة بالفعل، مما يؤدي إلى قفل الخطأ بشكل فعال ويمنع أي تصحيح طبيعي. تملي الممارسة الصحيحة الاستخدام المتسلسل لتجميع البندول للتصحيح النشط، يليه تجميع كامل للثقب - لتحقيق التثبيت السلبي بمجرد استعادة الوضع العمودي.
MWD: من القياس التفاعلي إلى التحكم الاستباقي
على الرغم من أن القياس أثناء أنظمة الحفر أصبح الآن من المعدات القياسية في معظم منصات الحفر، إلا أن فائدتها غالبًا ما تقتصر على -التحقق من صحة ما بعد الحفر أو ما يطلق عليه المشغلون تشريح حفرة البئر. يجب أن يتحرك تحول الصناعة نحو المراقبة في الوقت الفعلي-والتنبؤ بالاتجاهات. من خلال قراءة بيانات الميل والسمت كل 3 إلى 5 أمتار أثناء الحفر، يمكن للطواقم رسم اتجاهات الانحراف والتدخل عندما تقترب شدة الانحراف من 0.5 درجة لكل 30 مترًا، مما يؤدي إلى استباق عمليات التصحيح الرئيسية التي قد تكلف ما بين 12 إلى 24 ساعة من وقت الحفر. في قسم البناء، يجب التحقق من اتجاه وجه الأداة كل 0.5 إلى 1 متر من التقدم، حيث يمكن أن تترجم درجة واحدة من خطأ التوجيه إلى 2 إلى 3 أمتار من الإزاحة الأفقية عند عمق المنطقة المستهدفة.
تحسين نافذة تشغيل WOB-RPM
تعد تعديلات المعلمات الفردية-مثل زيادة سرعة الدوران وحدها لتحسين معدل الاختراق غير فعالة بشكل عام في مسارات الآبار المعقدة. يجب على المشغلين تحديد نقطة جيدة مقترنة حيث يتعايش كل من شرطة عمان السلطانية (ROP) واستقرار المسار في وقت واحد. يتضمن ذلك زيادة WOB تدريجيًا بخطوات قدرها 10 كيلو نيوتن مع مراقبة اتجاهات ميل MWD لتحديد الحد الأعلى قبل أن يبدأ الانحراف في التسارع. في أقسام البناء حيث ينتقل مسار البئر من الوضع الرأسي إلى الانحراف، تضيق نافذة التشغيل بشكل ملحوظ. تقترح أفضل ممارسات الصناعة تقليل WOB إلى 70 إلى 80 بالمائة من حد القسم الرأسي وخفض سرعة الدوران في الوقت نفسه بنسبة 10 إلى 15 بالمائة للحفاظ على التحكم الموثوق في المسار.
الخلاصة: إنشاء نظام تحكم في الحلقة-المغلقة
يعتمد التحكم الفعال في المسار على -دورة مغلقة لتحسين المعلمة، والمراقبة في الوقت الفعلي-، واتخاذ الإجراء التصحيحي في الوقت المناسب. قام أحد المشغلين بتطبيق نظام تحذير منظم بثلاثة ألوان-استنادًا إلى حدود خطورة التلاعب، مما أدى إلى رفع معدلات الإصابة المستهدفة من 78 بالمائة إلى 96 بالمائة والقضاء على حوادث الانحراف تمامًا خلال فترة - ستة أشهر.
لمزيد من المعلومات، برجاء الاتصال بشركة China Vigor على الرقم info@vigorpetroleum.com أو الاتصال بالرقم +0086 29 81161513.
