Šerdies ėminio tikslumo nustatymas naudojant laidinį šerdies gręžimo indų komplektą

Kaip laidiniai šerdies gręžimo indų komplektai padidina šerdies ėminio tikslumą

Mechaninis vidinio vamzdžio atsiejimas nuo laidinio ištraukimo metu išsaugo šerdies geometriją ir sluoksnių vientisumą

Laidinės gręžimo įrangos ištraukimo sistema mechaniniu būdu izoliuoja šerdį turinčią vidinę vamzdelio dalį nuo išorinio būgno prieš ištraukimą – pašalindama sukimo momentą, virpesius ir traukos sukeltą deformaciją. Šis atskyrimas išlaiko pradinę nuosėdų sluoksnių orientaciją ir neleidžia stratigrafiniam „ištrinimui“, kuris yra būtinas subtiliems nuosėdinėms savybėms naftos ir dujų telkiniuose analizuoti. Lauko duomenys rodo 92 % mažesnį šerdies sušvelninimą (sušvelninimo laipsnio sumažėjimą) lyginant su įprastiniu gręžimu nestabiliuose ar labai įtrūkusiuose sluoksniuose. Išsaugodama milimetrinio masto nuosėdines struktūras – įskaitant sluoksniavimą, bioturbaciją ir porų bei kanalų tinklus – geologai gauna tikslingesnius duomenis statinėms telkinio modeliavimo sistemoms ir tūriniams atsargų skaičiavimams.

Formacijos priklausomas atgavimo kintamumas: kodėl smiltainis, šlapienis ir įtrūkęs dolomitinis akmuo skirtingai reaguoja į laidinės gręžimo įrangos šerdies būgnų konstrukciją

Šerdies grąžinimo našumas žymiai skiriasi priklausomai nuo uolienų rūšies dėl skirtumų sukibimo, trapumo ir natūralių plyšių tinklo savybėse. Smiltainis – ypač su vienodai supakuotais grūdeliais ir mažu molio kiekiu – paprastai pasiekia ≥95 % šerdies grąžinimą naudojant standartines plienines arba polimerinėmis dėklomis išdėstytas vidines vamzdžių dalis. Priešingai, šlakų sluoksninė, aukšto molio kiekio struktūra reikalauja mažo trinties polimerinių dėklų, kad būtų sumažinta sluoksninė atskyrimo rizika ir šerdies užsikimšimas; tokios dėklų padėklės sumažina užsikimšimo atvejus 68 % intervaluose, kuriuose molio kiekis viršija 30 %. Įtrūkęs dolomitinas kelia didžiausius sunkumus: jo žema neatsparumo suspaudimui stipris (<30 MPa), didelė natūralių plyšių tankis ir kintamas skysčių praradimas reikalauja trijų vamzdžių rinkinių su vietos stabilizuojančia putomis, kurios užpildo plyšius ir neleidžia šerdies suskilti grąžinant. Taigi optimalus laidininko šerdies grąžintuvo parinkimas turi remtis konkrečios formacijos mechaninėmis savybėmis, o ne bendrais rekomenduojamais sprendimais.

Vidinės vamzdžių dalies konstrukcija kaip pagrindinis šerdies vientisumo nustatymo veiksnys

Pagrindinės šerdies įstrigimo ir užstrigimo mechanizmai: dinaminės trinties, slėgio svyravimų ir išklotosios paviršiaus energijos vaidmuo

Šerdies praradimas atliekant laidinį (wireline) ištraukimą sąlygojamas trijų tarpusavyje susijusių fizikinių mechanizmų: (1) šerdies ir išklotosios paviršiaus tarp dinaminė trintis, (2) staigūs slėgio skirtumai greitai kildami aukštyn ir (3) sąsajos paviršiaus energijos neatitikimas. Trinties koeficientai, viršijantys 0,6, sukelia nuošliaužos suirimą nesukietėjusiuose smėliuose ir silpnuose šlaituose; staigūs slėgio sumažėjimai inicijuoja mikrotrūkius trapiose uolienose, pvz., sluoksniuotuose šlaituose; o hidrofilinės išklotos, liečiančios hidrofobines, aliejumi prisotintas smiltainių uolienas (ypač turinčias daugiau kaip 15 % molio), dar labiau padidina sukibimą ir įstrigimą. Visų šių veiksnių bendras poveikis sukelia įstrigimą arba suskaldymą 37 % įprastų ištraukimų, kaip nustatyta 2023 m. Šerdies atgavimo lyginamajame tyrime.

Našumo patvirtinimas: mažos trinties polimeru dengtos vidinės vamzdžių dalys sumažina įstrigimą 68 % aukštos poringumo telkinio sąlygomis

Vandeniui atsparių polimerų danga padengti vidiniai vamzdžiai – konkrečiai PTFE/PEEK kompozitai – vienu metu sprendžia visus tris užstrigimo veiksnius. Aukštos poringumo (>30 %) karbonatiniuose telkiniuose lauko bandymai parodė, kad šie apvalkalai sumažina dinaminį trinties koeficientą 52 %, sumažina užstrigimų dažnį nuo 29 iki 9 vienetai kas 100 šerdžių (68 % pagerėjimas) ir sumažina paviršiaus energijos histerezę nuo 45 mN/m iki 12 mN/m. Svarbiausia, jie taip pat sumažina slėgio svyravimus stabilizuodami laminarinį srautą lyginant slėgius. Kaip patvirtinta „Petroleum Engineering Journal“ (2023 m.) „Petroleum Engineering Journal“ (2023 m.) , šios dangos padidina nepažeistų šerdžių grąžinimą bent 22 % įtrūkusiuose dolomituose palyginti su standartiniais plieniniais vamzdžiais – tai patvirtina jų naudingumą ten, kur mechaninė vientisumas pažeistas labiausiai.

Laidinio šerdies įrenginio konfigūracijos optimizavimas: dviejų vamzdžių prieš trejų vamzdžių kompromisiniai sprendimai

Kada trijų vamzdžių laidinio šerdies įrenginio surinkimai užtikrina matomus tikslumo pranašumus – ir kada jie įveda nereikalingą sudėtingumą

Trijų vamzdžių laidinė šerdies kibirkštinė dėžutė surenkamosios dalys suteikia įrodomų tikslumo privalumų geomechaninėje prasme sudėtingose nuosėdų uolienose – ypač šilkinėse eilėse, lūžių zonose ir įtrūkusiose karbonatuose – kur dviejų vamzdžių sistemos istoriškai duoda šerdies praradimo rodiklius, viršijančius 40 %. Papildomas vidinis vamzdelis fiziškai apriboja šerdies judėjimą, slopina jos susiskaldymą ir leidžia realiuoju laiku stabilizuoti lūžius naudojant įpurškiamą putą. Tačiau vienalytėse, stipriose nuosėdų uolienose, tokiuose kaip masinės smiltainio ar klinties uolienos, trijų vamzdžių konfigūracijos nesuteikia jokios reikšmingos šerdies atgavimo naudos, o kiekvieno gręžimo ciklo trukmę padidina 15–20 % ir padidina mechaninės gedimo riziką aukštos temperatūros aplinkoje (>150 °C). Jų naudojimas turėtų būti ribojamas tik tiems uolienų tipams, kurių RQD < 50 % arba kuriuose dokumentuota įstrigimo dažnuma viršija du įstrigimus kas 100 m išgręžto gylio.

Formacijoms pritaikytas atrankos pagrindas: RQD, UCS ir skysčių praradimo integravimas siekiant nustatyti optimalų laidininkinio šerdies gręžimo įrenginio tipą

Patikrinta lauke tvirta parinkties matrica suderina laidinės kabelinės šerdies cilindro konfigūraciją su kiekybiškais uolienų sluoksnių parametrais – taip išvengiama tiek nepakankamo, tiek per didelio inžinerinio sprendimo:

Ši sistema užtikrina operacinę tikslumą: aukštos UCS ir žemo skystojo filtrato praradimo uolienose dvigubų vamzdžių komplektai pasiekia 95 % šerdies išsaugojimą 22 % mažesne kaina už metrą. Atvirkščiai, su plyšiais dolomitais, kurių UCS < 25 MPa ir skystojo filtrato praradimas > 35 ml/min, nuolat reikia trijų vamzdžių apsaugos, kad būtų išsaugota šerdies vientisumas. Integruota su realiuoju gręžimo tirpalų stebėjimu (mudlogging) ir palei gręžimo įrangą montuojamaisiais prietaisais (LWD) gaunamais duomenimis, ši matrica 2023 m. gręžimo optimizavimo rodiklių pagalba sumažina netinkamo šerdies cilindro tipo naudojimą 68 %.

DUK: laidinės kabelinės šerdies cilindrų komplektai

Kokia yra laidinės kabelinės šerdies cilindrų komplektų pagrindinė funkcija?

Laidinės šerdies cilindrų surinkimai skirti išgauti uolienų šerdis iš požeminių formacijų be reikšmingo deformavimo arba vientisumo praradimo, kas yra būtina geologiniam analizavimui ir rezervuarų modeliavimui.

Kaip laidinės sistemos neleidžia pažeisti šerdies?

Mechaniškai atskirdamos vidinį vamzdį nuo išorinio cilindro ištraukimo metu, laidinės sistemos pašalina sukamąjį momentą, virpesius ir traukos sukeltą deformavimą, taip išsaugodamos šerdies stratigrafinę tęstinumą.

Kada reikėtų naudoti trijų vamzdžių konfigūracijas?

Trijų vamzdžių surinkimai yra optimalūs geomechanikos požiūriu sudėtingose formacijose, pvz., plyšinėse molio uolienose ir įtrūkusiose dolomitinėse uolienose, kur jie padeda pagerinti šerdies išgavimą stabilizuodami plyšius, tačiau dažniausiai nereikalingi vienalytėse formacijose, tokiuose kaip smiltainis.

Kodėl mažo trinties apvalkalai yra svarbūs šerdies išgavimui?

Mažo trinties apvalkalai sumažina dinaminę trintį, slėgio svyravimus ir sukibimą, kurie yra pagrindiniai šerdies užstrigimo ir praradimo ištraukiant priežastys.

Kokie veiksniai įtakoja šerdies grąžtuvo pasirinkimą?

Pasirinkimą reikėtų atlikti atsižvelgiant į tokious parametrus kaip uolos kokybės nustatymas (RQD), neapribojamas suspaudimo stipris (UCS) ir skysčio praradimas, kad būtų užtikrinta suderinamumas su konkrečiomis geologinėmis formacijomis.