Forbedrer høyere trykk alltid borehastigheten?

Boretrykk, som den aksiale kraften som virker på borkronen, er en nødvendig betingelse for steinbrudd i bunnen av brønnen-det gir drivkraften for borkronens skjæretenner til å trenge inn og skjære berget, noe som direkte bestemmer metoden og effekten av steinbrudd. Når trykket kontrolleres innenfor et vitenskapelig område, er dets fremmende effekt på borehastighet åpenbar, noe som hovedsakelig gjenspeiles i tre stadier av steinbrudd:

Først overflateknusingsstadiet: Når trykket er mindre enn fjellets trykkhardhet, kan ikke skjæretennene skjære inn i fjellet, og kan kun bryte fjelloverflaten gjennom friksjon, noe som resulterer i lav borehastighet, men en proporsjonal økning med trykket. For det andre, tretthetsknusingsstadiet: Når trykket er nær fjellets hardhet, vil fjelloverflaten produsere et stort antall sprekker under gjentatt påvirkning av skjæretennene, og realisere volumbrudd i fjellet. For det tredje, volumknusingsstadiet: Når trykket overstiger fjellets hardhet, kan skjæretennene skjære direkte inn i fjellet, og danne effektiv volumknusing, som er den ideelle tilstanden for normal boring. På dette stadiet kan matching av trykket med høy-borkroner maksimere effektiviteten-for eksempel Baker Hughes'PDC-borhar forbedret kutterens holdbarhet, og når de brukes med passende trykk, kan de forbedre ROP betydelig i harde og slitende formasjoner.

I tillegg bekrefter høy-jet--assistert boreteknologi ytterligere den positive rollen til rimelig trykk: ved å bruke høy-trykkspumper for å generere høy-hastighets borevæskestråler, skjærer dysene slisser i fjellet, og hjelper borkronen til å kutte stein lettere, noe som kan øke oljetrykket med 4 ganger i brønnkontroll. 10 000 til 15 000 psi. Dette viser at under forutsetningen om samsvarende utstyr og formasjonsforhold, er passende trykk faktisk et effektivt middel for å forbedre borehastigheten.

Når trykket overstiger det rimelige området, brytes den positive korrelasjonen mellom trykk og borehastighet, og en rekke problemer vil oppstå, som til slutt reduserer boreeffektiviteten og øker kostnadene. De spesifikke manifestasjonene er som følger:

1. Akselerert borslitasje og forkortet levetid

Borkronens lagre, skjæretenner og andre komponenter vil tåle større belastning under overdreven trykk, akselererende slitasje, sløving eller til og med skade-og slitasjehastigheten til skjæretennene vil øke betydelig med økningen i trykket, og har til og med en tendens til å være uendelig når trykket når grenseverdien. For eksempel, når du bruker tricone borkroner til å bore abrasive formasjoner, vil for høyt trykk føre til at wolframkarbidinnsatsene slites raskt, noe som gjør at borkronen mister steinbrytekapasitet på forhånd, noe som krever hyppig utløsning for å erstatte borkronen, noe som ikke bare øker ikke-produktiv tid, men også øker borekostnadene. Tvert imot, valg av passende bor og matching av rimelig trykk kan minimere slitasje på skjæretann og forlenge borkronens levetid.

2. Stagnasjon eller nedgang i borehastighet

I henhold til forholdskurven mellom boretrykk og borehastighet, når trykket øker til en viss verdi, vil veksthastigheten for borehastighet reduseres betydelig, og til og med slutte å øke eller avta. Dette er fordi for høyt trykk vil føre til at borkronen blir overbelastet, noe som resulterer i ustabil boreverktøyoperasjon-som borkronen hopper i bruddformasjoner, som ikke bare vil mislykkes i å forbedre borehastigheten, men også føre til at skjæretennene fliser eller knekker, noe som reduserer boreeffektiviteten ytterligere. I tillegg, for kohesive myke bergarter, vil overdreven trykk sannsynligvis føre til tetting av vann og kuling av borkronen, noe som gjør at borkronen ikke effektivt kan bryte stein, og borehastigheten vil synke kraftig.

3. Økt nedihullsrisiko og utstyrssvikt

For høyt trykk vil øke belastningen på borestrengen, boreriggen og hydraulikksystemet, noe som lett fører til utstyrsfeil som borestrengdeformasjon, brudd og pumpeskader. Ved høy-jetassistert-boring, hvis trykket overstiger bæreevnen til kveilrøret og nedihullsmotoren, vil det føre til lekkasje ved borerørskjøten eller skade på motortetningen, noe som resulterer i boreulykker. Samtidig vil for høyt trykk øke differensialtrykket i bunnhullet, noe som fører til at trykkholdeeffekten-steinskjæringer er vanskelige å forlate bunnhullet, noe som resulterer i gjentatt knusing, som ikke bare reduserer borehastigheten, men også kan indusere brønnhullkollaps og andre risikoer.

For å unngå den kontraproduktive effekten av overdreven trykk og gi full spill til trykkets rolle i å forbedre borehastigheten, er det nødvendig å vurdere tre kjernefaktorer grundig og matche de tilsvarende produktene og parametrene:

1. Bergegenskaper: Grunnlaget for trykkjustering

Ulike bergarter har svært forskjellige responser på trykk. Middels-harde bergarter (bergart 6 til 7) har den høyeste veksthastigheten for borehastighet når trykket økes; myke bergarter (bergart 4 til 5) er utsatt for bitballing, så trykket bør reduseres på passende måte; harde bergarter (bergart 8 til 9) har høy trykkhardhet, og veksthastigheten for borehastighet med trykk er liten, så det er nødvendig å matche høyytelsesbor i stedet for å bare øke trykket. For eksempel, når du borer geotermiske formasjoner med komplekse bergegenskaper, kan valg av Baker Hughes geotermiske borkroner (inkludert tricone, PDC og hybridtyper) og justere trykket i henhold til formasjonens hardhet oppnå optimal boreeffektivitet.

2. Borekronetype: Tilsvarende trykk for å gi spillerom til produktfordeler

Ulike typer bor har forskjellige trykktilpasningsområder. PDC-bor er egnet for miljøer med middels og høyt trykk, og deres kontinuerlige skjærvirkning kan utøves fullt ut under rimelig trykk for å forbedre borehastigheten; tricone borkroner har sterk stein-knusningsstyrke, men for høyt trykk vil akselerere lagerslitasje; Kymera hybridbor kombinerer fordelene med rullekjegler og diamantbor, og kan tilpasse seg ulike trykkmiljøer, men må fortsatt justeres i henhold til forhold nede i borehullet. I tillegg kan adaptive borkroner justere skjæredybden i henhold til trykkendringer nede i borehullet, og automatisk optimalisere boreeffektiviteten, som er et ideelt valg for komplekse formasjoner der trykket er vanskelig å stabilt kontrollere.

3. Boresystem og hjelpeforhold: Sikre trykkstabilitet og effektivitet

Ytelsen til boreriggen, kvaliteten på borevæsken og kombinasjonen av boreverktøy vil alle påvirke effekten av trykkjustering. For eksempel bestemmer kraften til boreriggen det maksimale trykket som kan gis stabilt; tettheten og viskositeten til borevæsken vil påvirke bunnhullsdifferansetrykket, og urimelig borevæskeytelse vil oppveie den positive effekten av trykkjustering. Det avanserte boresystemet for høy-kveilet-rør utviklet av National Energy Technology Laboratory løser problemet med høy-væskeoverføring gjennom konsentriske kveilrør, unngår lekkasje og sikrer at trykket effektivt kan overføres til borkronen, og forbedrer dermed borehastigheten.