Комплексное проектирование скважины
Оценка геологического разреза
Инструменты геологического анализа позволяют проанализировать буримость скважины, определить безопасное окно бурения на основе расчетов порового давления и давления ГРП, а также рассчитать предел прочности на сжатие пород (ППС) и устойчивость ствола скважины (УСС) по предоставленной геомеханической модели. Анализ данных ранее пробуренных скважин помогает уточнить достигнутый MSE в различных породах с привязкой к вертикали.
Оценка геологического разреза и безопасный коридор бурения
• Информация о предполагаемом разрезе планируемой скважины с ее геологическим строением по пластам в разрезе которых будет осуществляться проводка ствола скважины
• Расчет параметров порового давления и давления ГРП, при проводке скважины позволяют обеспечить необходимый коридор бурения по ЭЦП
Анализ устойчивости ствола скважины
• Расчет устойчивости ствола скважины (УСС) по имеющейся геомеханической модели
• Результаты построения геомеханической модели позволяют просчитать УСС на конкретную глубину по фактическим параметрам зенитного и азимутального углов
Безопасный коридор бурения в реальном времени
Анализ в реальном времени позволяет учитывать предоставленную геомеханическую модель в разрезе уточнения слабых точек, нарушение которых может привести к коллапсу скважины: светло синей областью показано поровое давление, при нарушение границы которой возможно проявление пластового флюида, а с правой стороны красным цветом представлено давление ГРП, при нарушении которого может возникнуть разрыв пласта или поглощение промывочной жидкости. Темными, уточненными областями с левой и с правой стороны, представлены данные, рассчитанные по геомеханической модели. При нарушении этих коридоров возникнет полный коллапс в скважине, т.е. ствол скважины будет потерян.
Проектирование профиля. Анализ сближений
Функционал позволяет спроектировать траекторию скважины с помощью встроенных инструментов, используя лишь геологические цели с координатами в локальной или глобальной системе. Платформа включает полный набор инструментов для построения профиля любой сложности и геометрии. Анализ сближений с соседними скважинами позволяет рассчитать профиль и оценить риски столкновения с существующими стволами старого фонда.
Планирование траектории скважины
• Построение плановых профилей (траекторий) скважин на заданные геологические цели
• Создание и редактирование геологических целей
• Перестроение плановой траектории исходя из фактических замеров
• Построение траектории возврата в плановую
• Построение траекторий с учетом анализа сближений с соседними скважинами
• Математические алгоритмы для автоматического построения траектории до цели
• 3D визуализация плановых и фактических профилей скважин
• Анализ плановой траектории на гидравлические и механические нагрузки
• Генерация отчета плановой и фактической траектории для согласования заказчик
Анализ сближения траекторий скважин
• Анализ столкновений скважин на стадии проектирования и в режиме реального времени
• Расчет расстояний между стволами скважин
• Расчет коэффициентов расхождения скважин (Separation factor)
• Оперативное предупреждение при рисках столкновений
• 3D визуализация анализируемых скважин с опасными участками столкновений
• Формирование отчета об анализе столкновений выбранных скважин
• Гибкие настройки расчета эллипсов неопределенностей
Конструкция скважины
Построение конструкции скважины с учетом глубин спуска обсадных колонн и их геометрических параметров. Инструмент помогает определить оптимальную глубину установки башмака, анализируя целесообразность его расположения в выбранном интервале. Учитываются факторы, такие как прокачка тампонажной жидкости во время цементирования и предотвращение гидроразрыва пласта.
Проектный веер весов при спуске колонны
Расчет вееров весов для спуско-подъемных операций выполняется на этапе проектирования с учетом геометрии бурильной или обсадной колонны и прогнозируемого коэффициента трения. В процессе бурения или СПО веера обновляются в реальном времени, используя данные фактических коэффициентов трения, калибруемых Цифровым двойником. Это обеспечивает автоматический контроль качества ствола скважины, выявление тенденций ухудшения хода инструмента и своевременное предупреждение персонала о возможных рисках дисфункций при бурении.
Конструкция скважины с привязкой к геологии
Построение конструкции скважины с учетом глубин спуска обсадных колонн и их геометрии. С помощью интегрированных виджетов можно визуализировать расположение башмаков относительно геологического разреза, оценить устойчивость интервалов и обеспечить соответствие безопасному диапазону порового давления и давления гидроразрыва пласта.
Дизайн Колонн
Расчеты гидравлических и механических нагрузок, действующих на бурильную колонну и скважину на заданной глубине и при выбранных режимах, позволяют построить оптимальную конструкцию КНБК на этапе проектирования:
- Инструмент «Конструктор КНБК и план секций» дает возможность создавать полную сборку бурильной или обсадной колонны, включая все элементы от долота до БТ с их характеристиками. Также отображается распределение нагрузок на элементы КНБК в процессе бурения.
- Автоматический веер весов отображает плановые значения веса на крюке и моменты вращения, рассчитанные для коэффициентов трения в диапазоне от 0.1 до 0.6.
- Функция подбора насадок долота выполняет расчет силовых характеристик забойного оборудования и определяет оптимальные параметры работы буровых насосов, обеспечивая эффективный режим эксплуатации ВЗД и долота с установленными насадками.
- Анализ КНБК позволяет определить оптимальные режимы бурения для минимизации латеральных вибраций на заданной глубине и оценить ожидаемые напряжения в конструкции, что обеспечивает точное установление безопасных параметров работы. Расчет проводится для конкретного участка, что позволяет детально оценить нагрузки и вибрации в потенциально критических условиях. В процессе анализа сопоставляются расчетные параметры с плановыми значениями, заданными в карте бурения, что помогает своевременно корректировать режимы работы в реальном времени. На основе расчетов выбираются оптимальные обороты и нагрузки, обеспечивающие безопасное и эффективное бурение.
Экран КНБК и план секций представляют собой удобный конструктор бурильной или обсадной колонны, где можно указать все элементы от долота до БТ с их характеристиками. Также отображается распределение нагрузок по введенным элементам КНБК в процессе бурения.
Расчет нагрузок КНБК
• Расчет максимальной нагрузки на долото с учетом баклинга
• Расчет крутящего момента с учетом максимального расчетного момента
• Расчет контактных сил и эквивалентных напряжений по всей длине КНБК
• Расчет давления в трубном и кольцевом пространствах
Веер весов
Построение плановых вееров весов и моментов для операций спуска, подъема и вращения с учетом коэффициентов трения.
Расчет гидравлических характеристик забойного оборудования
Определение минимального, оптимального и максимального расхода, перепада давления и потерь на долоте, мощности и силы потока, а также рекомендуемых параметров и размеров насадок. Построение графиков гидравлических характеристик долота.
Анализ КНБК
Резюме анализа КНБК: Максимальные контактные силы, напряжения по Фон Мизесу, изгибающий момент, а также нагрузка и момент трения КНБК.
Диаграмма анализа: Распределение напряжений и эксцентриситета при перемещении колонны, поперечные колебания при роторном бурении и слайдировании, контактные силы.
Программа промывки
Функционал Drillmatic позволяет разрабатывать программу промывки, оптимально адаптированную для каждой секции скважины.
Создание и настройка параметров буровых растворов:
Пользователь может задать параметры растворов с использованием выбранной реологической модели. Графики реологии обеспечивают удобство визуализации.
Гидравлические расчеты:
Система автоматически рассчитывает эквивалентную циркуляционную плотность, риски потерь раствора или гидроразрыва пластов, а также параметры очистки ствола скважины. При этом все расчеты производятся с учетом всех геологических и технических ограничений, что минимизирует риски и оптимизирует процесс строительства скважины.
Сравнение и визуализация результатов:
Все результаты отображаются на графиках по глубине, что позволяет выбрать наиболее подходящий раствор с учетом безопасного коридора бурения и требований к очистке ствола.
Программа промывки для всей скважины:
Инструмент обеспечивает последовательную оптимизацию растворов для всех планируемых секций и формирует полностью готовую программу промывки, проверенную расчетами гидравлики.
Журнал буровых растворов
Обеспечивает возможность подбора бурового раствора на этапе проектирования и ведения журнала с учетом фактических замеров во время бурения. Реализована автоматическая конвертация реологических параметров по четырем моделям жидкости: данные вискозиметра, модель Гершеля-Балкли, Бингамовская модель, Степенная модель.
Гидравлические расчеты
Определение высоты шламовой подушки, расчет концентрации шлама, индекса грузоподъемности бурового раствора, минимального расхода для очистки ствола от шлама, а также анализ режима течения раствора в КНБК и затрубном пространстве.
Расчет ЭЦП
Расчет ЭЦП с учетом шлама и визуализация безопасного коридора бурения в зависимости от глубины
Карта бурения
Одной из ключевых особенностей системы является создание режимно-технологических карт (РТК) бурения на этапе проектирования. С началом фазы бурения РТК автоматически пересчитываются в режиме реального времени, позволяя постоянно оставаться в оптимальных операционных коридорах.
На основе проектных расчетов система формирует ключевые режимные параметры с приоритетом нагрузки на долото или скорости проходки. Автоматически рассчитываются основные показатели: расход бурового раствора, частота вращения, момент на долоте и перепад давления на ВЗД. Все расчеты учитывают тип планируемой операции: роторное бурение, наклонно-направленное бурение, промывка, прямая или обратная проработка.
РТК рассчитывается поинтервально, как по каждой бурильной свече, так и по геологическому разрезу. Это позволяет точнее подбирать параметры бурения для сложных участков скважины.
Инструмент РТК также можно использовать для оценки ранее рассчитанных режимов бурения. Система укажет отклонения от оптимальных расчетных значений, технологические ограничения, связанные с поверхностным или забойным оборудованием, а также возможные проблемы очистки ствола скважины.
Во время бурения автоматизированная РТК пересчитывается с частотой раз в секунду благодаря цифровому двойнику — физико-математическому моделированию внутрискважинных процессов в реальном времени. При отклонении от расчетных параметров или превышении технологических лимитов оборудования система предупреждает буровую бригаду, выводя рекомендации на интерактивный монитор бурильщика.
Автоматизированная карта бурения: Расчет оптимальных режимов бурения.
Автоматизированная карта бурения
Обеспечивает анализ рассчитанных ранее режимных параметров, выявление небезопасных или неоптимальных значений, что способствует повышению эффективности и безопасности бурения.