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由於井眼複雜性的增加,常規擴眼器和循環頭的作業效率都有所下降。由於這些工具需要多次起下鑽,進行機械或液壓激活,從而增加了鑽井成本。
近些年,RFID 無線射頻辨識技術開始應用於石油天然氣工業,有源和無源射頻辨識(RFID)技術的創新應用,為井控和地面管理系統,提供了一個更為廣泛的作業空間。
有源 RFID 技術能夠輔助進行擴眼作業、實現井眼清潔、降低縮徑概率。無源 RFID 則為精準送鑽,提供了強有力的保障,提高了作業的安全性和作業效率。
威德福公司在俄羅斯的薩哈林島海岸,完成了隨鑽擴眼作業,不僅達到了營運商的要求,即將海上開發井長 3641英尺(1110米)的井段的井眼尺寸,並且,與常規作業相比,節約 52 小時的鑽井週期。
威德福公司研發了兩種擴眼器底部鑽具組合,包括 RipTide 隨鑽擴眼工具,以及 RipTide 鑽後擴眼工具。威德福公司利用了無線射頻辨識技術,使得擴眼工具在下入後,能夠進行遠端自動開關,鑽井作業人員在擴眼的同時,還能夠保證單趟作業中,井眼的清潔度,進一步降低了縮徑的概率。
據該公司介紹,由於需要對井眼進行清潔,鑽進過程中起下鑽的次數會增加,而 RFID 工具則能夠保證井眼的清潔度,因此在時間、成本和效率等方面有著顯著的優勢。
鑽井過程中,如果發生縮徑,則可透過 RFID 技術和壓力循環來激活隨鑽擴眼器進行擴眼。
工具描述
威德福公司的 RipTide 隨鑽擴眼工具能夠在不對套管產生損害的情況下,進行同心軸擴眼作業。另外,該擴眼器在隨鑽擴眼的同時,能夠與旋轉導向系統(RSS)(或旋轉 BHA)配合使用。
該工具除了可在裸眼井對井眼進行擴眼外,使用該工具後的井眼縮徑現象也明顯減少。另外,作業者還能夠在下入井下的同一個管柱上安裝兩個 RipTide 擴眼器,主擴眼器安裝在 MWD 或 LWD 工具的上方,第二個擴眼器安裝在 MWD 或 LWD 的下方、鑽頭和 RSS 的上方。
這兩個擴眼器分別使用 RFID 技術和液壓控制進行多次的、獨立的激活或關閉。主擴眼器透過 RFID 進行激活:從地面向鑽桿內投放RFID信號器,被鑽井液攜至井底,信號器將指令傳送到控制擴眼工具的辨識器上,辨識指令後,擴眼器的刀翼便從擴眼器內部伸展出來,從而實現擴眼。第二個擴眼器會根據壓力變化而進行激活或關閉。
應用範圍
1.單趟作業能夠實現隨鑽擴眼;
2.能夠在不損害套管的前提下,實現同心軸擴眼,可使更大尺寸的技術套管得以下入;
3.可對領眼段進行擴眼作業,並可適用於多種地層;
4.可降低環空流速,有效控制鑽井液的當量循環密度,降低井湧的風險;
5.有助於井下膨脹管的安裝以及裸眼、礫石充填及大尺寸尾管完井作業;
6.優化固井作業;7.減小縮徑概率。
RipTide 優勢
1.RipTide 隨鑽擴眼工具能夠在作業中同時安裝兩個擴眼工具,並使用兩種方法來激活,這樣,同一鑽柱就能夠在同一井眼中進行擴眼作業,這提高了操作的效率和靈活性,降低非生產時間。
2.該擴眼器有兩種激活方法:無線射頻辨識和壓力循環,並且,在進行起下鑽和鑽井作業時,可將擴眼器進行無限次的激活和關閉。
3.通常,隨鑽測井工具 MWD 或 LWD 不能在投球(控制擴眼器)時進行使用。若採用 RFID 技術,對 MWD 或 LWD 上方的主擴眼器進行激活,就可以代替投球作業來控制擴眼工具的開關,並且,隨鑽測井工具 MWD 或 LWD 可以與擴眼工具同時進行使用。
4.另外,MWD 或 LWD 下方的第二個擴眼工具通過壓力循環進行激活,以免 RFID 難以穿過隨鑽測井工具 MWD 或 LWD,而無法控制第二個擴眼工具。
5.必要的時候,擴眼器需在低流速下進行作業,從而保護脆弱地層,防止井下事故的發生。
6. RFID 的無線放射源能夠直接投入井眼,與常規擴眼作業相比,使用 RFID 技術可以節省作業時間和成本。
7.擴眼器能夠記錄井下作業參數,如振動,壓力和溫度等,可使作業者對井下情況進行詳細瞭解。
8.可在同一鑽具組合上安裝兩個擴眼器進行擴眼作業,並且這兩個擴眼器為獨立控製作業,從而提高了作業效率。
9.擴眼器內部的刀翼為嵌入式,能夠減弱振動,從而延長切削齒的壽命。
10.擴眼器的刀翼可以進行張開或收縮,能夠節省大量的鑽井時間和成本。
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