Perfuração na vanguarda do desempenho com Shaped

fresas moldadas não são novidade na indústria. Eles foram introduzidos décadas atrás, quando os ambientes de perfuração começaram a mudar e formações mais complexas introduziram novos desafios, e fazem parte dos portfólios de tecnologia de brocas desde a década de 1990. Por muitos anos, as equipes de desenvolvimento investigaram as condições do fundo do poço que causavam danos ao cortador e disfunções de perfuração, brincando continuamente com o equilíbrio entre materiais e geometria.

Esse conhecimento tem sido um trampolim para esforços concentrados de P&D para melhorar os projetos de cortadores para enfrentar condições de perfuração exigentes e furos de poços mais complexos. Hoje, os cortadores moldados levam o desempenho a novos limites em aplicações que atravessam várias formações em uma única passagem, desde intercaladas até rochas duras e formações abrasivas, passando por areia, argila, arenito e calcário.

Um conjunto completo de cortadores moldados (Fig. 1) foi desenvolvido usando o que há de mais moderno em pesquisa de materiais para atender a uma variedade de aplicações e tipos de formação desafiadores. Os engenheiros de perfuração podem colocar combinações de cortadores especializados em uma única broca para perfurar com eficiência através de formações complexas.

Um dos cortadores avançados (Fig. 1a) que surgiu desses esforços de desenvolvimento é um projeto que melhora o desempenho em formações duras. A fresa resultante tem uma nova geometria de aresta para suportar cargas de alto impacto e um chanfro secundário na face diamantada que permite suportar cargas mais altas do que as fresas compactas de diamante policristalino (PDC). Isso permite manter a eficiência da perfuração em formações duras e intercamadas, levando a uma taxa geral de penetração (ROP) mais alta para o intervalo.

Ao perfurar em formações duras e abrasivas, o calor gerado pela interação rocha-cortador pode quebrar a integridade do cortador, levando a desgaste prematuro e desempenho reduzido. Os engenheiros se concentraram em melhorar a ponta do cortador aprimorado para desenvolver um cortador (Fig. 1b) que permanece frio em formações duras e abrasivas e é particularmente eficaz em arenito, onde exibe consideravelmente menos microfratura e desgaste do que os cortadores tradicionais.

Execuções complexas geralmente significam que as brocas devem perfurar formações muito diferentes, desde rochas duras intercaladas até formações mais abrasivas. Para lidar com essas condições variáveis, um cortador deve ser eficaz em condições de carga de alto impacto e ainda ser funcional no final do percurso. Outro cortador especializado (Fig. 1c) foi desenvolvido para fornecer esse desempenho equilibrado, reduzindo o atrito e a geração de calor na interface cortador/rocha, quebrando fragmentos de rocha e permitindo perfuração mais rápida e corridas mais longas com menor peso na broca (WOB) requisito para uma determinada ROP.

As condições em que o carregamento pontual é necessário, como perfuração através de evaporitos ou ambientes com alto peso de lama e em trechos de perfuração onde o WOB é limitado, exigem um cortador com a capacidade de distribuir mais peso a uma porção menor da rocha. A Baker Hughes projetou uma fresa (Fig. 1d) para essas condições que penetra na formação de forma mais eficaz do que as fresas padrão, gerando uma maior profundidade de corte usando a energia disponível para fornecer execuções de perfuração mais rápidas.

A adição mais recente (Fig. 1e) ao portfólio de fresas especializadas assume condições ainda mais exigentes com um design que oferece maior durabilidade com a inclusão de chanfro secundário, um relevo no centro da fresa e capacidade aprimorada de carga pontual.

Todos esses cortadores especializados compartilham o objetivo de melhorar a ROP, prolongar a vida útil da broca e possibilitar execuções de perfuração mais longas, e cada projeto possui características específicas de aplicação e desempenho que melhoram a eficiência da perfuração. Mas otimizar o posicionamento desses cortadores moldados na broca não é fácil. Existem muitas variáveis ​​inter-relacionadas, portanto, determinar o que mudar para melhorar o desempenho é um desafio formidável. Encontrar o melhor caminho a seguir significa identificar as ferramentas certas para o trabalho e, muitas vezes, isso significa não apenas um cortador, mas vários tipos de cortadores posicionados adequadamente na parte correta da broca.