Навігація стовбуром свердловини

Спрямоване буріння, практика керування стовбуром свердловини по запланованій траєкторії, надзвичайно залежить від точних свердловинних вимірювань. Знання точного нахилу та азимута свердловини в будь-якій точці має важливе значення для попадання в геологічну ціль, уникнення інших свердловин і створення складних профілів свердловини, таких як горизонталі.

Свердловинна зйомка – це непрямий процес вимірювання, який покладається на датчики для виявлення природних полів або інерційних властивостей. Вимірювання базуються на трьох основних джерелах:

• Поле тяжіння Землі:Використовується для вимірювання нахилу (кута отвору) та орієнтації верхньої-сторони інструмента. Датчики включають механічні маятники, поплавкові вимикачі та сучасніакселерометри.
• Магнітне поле Землі:Використовується для вимірювання магнітного азимута (напрямку відносно магнітної півночі) і магнітного торця інструмента. До датчиків належать магнітні компаси тамагнітометри(феррозондові магніти). Ключовою вимогою для магнітних досліджень є використання не-магнітних бурильних манжет для ізоляції датчиків від магнітних перешкод сталевої бурильної колони.
• Небесне або інерціальне посилання:Використовується длягіроскопічні дослідження, які не залежать від магнітних полів. Перед запуском у свердловину ці інструменти повинні бути вирівняні на дійсну північ на поверхні.

Інструменти дослідження мають витримувати суворі свердловинні умови, зокрема високий тиск (потрібні міцні кожухи під тиском), високі температури (класифікація для високотемпературних операцій до 182 градусів або більше), а також значні механічні удари та вібрацію під час буріння або спуско-спускових операцій.

Інструменти опитування широко класифікуються за методами запису та передачі даних:

• Магнітні одно- та багато-кадрові камери:Ці старіші інструменти використовували компас і маятник, щоб зафіксувати зображення своєї орієнтації на плівці в заданий час. Вони були простими, але обмеженими і в основному були припинені.
• Електронні одиночні та багаторазові-реєстратори:Сучасні замінники плівкових фотоапаратів. Вони використовують акселерометри та магнітометри для вимірювання орієнтації та зберігання даних у внутрішній пам’яті. Дані завантажуються та обробляються після того, як інструмент витягується на поверхню. Вони забезпечують більш високу точність і використовуються для планових досліджень.
• Інструменти керування (дротяні):Ці інструменти передають-дані в реальному часі на поверхню за допомогою дроту (одножильного-кабелю), прокладеного всередині бурильної труби. Вони забезпечують безперервне оновлення торця інструменту, нахилу та азимута, що є важливим для орієнтації свердловинного двигуна та керування свердловиною.
• Інструменти вимірювання під час буріння (MWD) (бездротові):Це найдосконаліші та широко використовувані системи спрямованого буріння. Свердловинні датчики передають дані на поверхню в реальному-часі без дроту, зазвичай за допомогоюгрязьова імпульсна телеметрія(імпульси позитивного або негативного тиску в буровому розчині). Це дає змогу здійснювати кермування та геодезичні роботи, не перериваючи операції буріння.
• Інструменти гіроскопічної зйомки:Ці інструменти використовують гіроскоп для визначення орієнтації, що робить їх несприйнятливими до магнітних перешкод. Вони необхідні для зйомки обсаджених свердловин, у скупченнях свердловин, де магнітні перешкоди від суміжних обсадних колон високі, або для орієнтування бічних стволів від існуючої обсадної труби.

У статті наведено детальний розподіл кількох поширених типів інструментів, які можна підсумувати таким чином.

1. Електронна багато-постріл (наприклад, система електронного опитування ESS -)

ESS – це високо-точний автономний-пристрій запису.

• принцип:Використовує три{0}}аксіальні акселерометри та магнітометри для визначення сили тяжіння та магнітних полів. Він живиться від батарейок і зберігає дані опитування у внутрішній пам’яті.
• функція:Запускається в не-магнітних бурильних хомутах, він вимірює нахил, азимут і поверхню інструмента через запрограмовані інтервали. Після отримання дані завантажуються та обробляються через наземні комп’ютери.
• Переваги:Висока точність, підходить для критичних досліджень, у тому числі в-кутових і горизонтальних свердловинах. Включає функції програмного забезпечення для аналізу магнітного поля та контролю якості.

2. Інструмент керування дротом (наприклад, інструмент SST - Steering Survey)

SST надає-дані в реальному часі під час буріння, дозволяючи негайно приймати рішення щодо керування.

• принцип:Використовує свердловинні датчики (акселерометри/магнітометри) у напірній стовбурі. Електроживлення та дані передаються через одно-дротяну лінію, що проходить усередині бурильної труби та з’єднується через бічний-перехідник.
• функція:Безперервно передає торець інструменту, нахил і азимут на поверхню. Дані відображаються на поверхневому комп’ютері та зчитуванні бурильника, що дозволяє орієнтованому бурильнику точно орієнтувати двигун зігнутого корпусу.
• Переваги:Дані-в реальному часі, висока точність і можливість негайного моніторингу свердловинних умов. Це була робоча конячка для спрямованого буріння до широкого впровадження MWD.

3. Бездротова система MWD (наприклад, DWD - спрямоване під час буріння)

DWD представляє промисловий стандарт для сучасного спрямованого буріння, особливо в складних свердловинах.

принцип:Свердловинні датчики (зонд MEP) вимірюють орієнтацію. Ці дані кодуються та надсилаються до генератора імпульсів, який створює імпульси тиску в буровому розчині, що циркулює всередині бурильної труби.

• Способи передачі:

1. Позитивний пульс:Клапан миттєво обмежує потік бруду, створюючи позитивний стрибок тиску, який виявляється на поверхні.
2. Негативний пульс:Клапан миттєво випускає невелику кількість шламу зсередини бурильної труби в затрубний простір, створюючи негативний перепад тиску.
3. Безперервна хвиля:Обертовий клапан створює безперервну серію хвиль тиску; фазові зсуви в хвилі представляють закодовані дані.

• Компоненти системи:

1. Свердловина:Зонд MEP (сенсори), вузол пульсатора, турбінний генератор змінного струму (живлення від потоку грязі) і не-магнітні бурильні бурильні бури.
2. Поверхня:Датчик тиску (встановлюється на стояку), поверхневий комп'ютер (MPSR) для декодування та обробки сигналів, індикація бурильника (DDU), принтер.
3. Переваги:Не потрібен трос, що значно економить час установки. Надає дані-в реальному часі для геонаведення та є високонадійним у -великих{2}}кутових і горизонтальних свердловинах. Точність висока й чітко-визначена для нахилу, азимута та торця інструмента.

Вибір приладу спрямованого дослідження залежить від конкретного застосування, середовища свердловини та вимог до даних.

• длябазові опитування{0}}по вакансіяхв окремих лунках без магнітних перешкод,електронні багатокадрові -реєстраторипропонують високу точність за відносно нижчу вартість.
• длякерування-в реальному часіпід час буріння, особливо в складних свердловинах або з морських платформ,Системи MWDє основним вибором, збалансовуючи ефективність, щільність даних і надійність.
• При експлуатації вмагнітні середовища(обсаджена свердловина, близька відстань між свердловинами),гіроскопічні інструментинезамінні для отримання точних даних азимута.
• У той час як старі технології, такі як кінокамери та інструменти дротового керування, були значною мірою витіснені, вони заклали основу для складних електронних і телеметричних систем, які роблять можливим сучасне точне спрямоване буріння.

Для отримання більш детальної інформації, будь ласка, не соромтеся зв’язатися з командою Vigor для отримання більш детальної інформації про продукт.