Системы измерения во время бурения (MWD) контролируют положение ствола скважины, производительность бурового долота и ориентацию бурильной колонны. Приборы в модуле устройства управления бурильной колонной передают данные в реальном-времени оператору MWD. Это связано с каротажем-во время-бурения (LWD).
В компоновку низа бурильной колонны (КНБК) встроены надежные инструменты-магнитометры, гироскопы и акселерометры, выдерживающие температуру 400 градусов по Фаренгейту, давление 25 000 фунтов на квадратный дюйм и силу 500 G при ударе длительностью 0,5 мс-. КНБК оснащена буровым долотом, утяжеленной бурильной трубой и стабилизаторами бура, которые являются функциональными компонентами, отвечающими за форму, направление и проходимость скважины. КНБК в дополнение к системам MWD и LWD часто включает в себя двигатель для спуска по склону и поворотную систему рулевого управления. Механическая и электрическая энергия часто обеспечивается забойной турбиной.
MWD строго определяет производительность бурильной колонны. LWD измеряет аспекты, связанные с геологическими формациями, в том числе:
- Гамма-лучи, испускаемые горными породами или отложениями
- Плотность и фотоэлектрический индекс
- Нейтронная пористость (для измерения водородного индекса в пласте)
- Калипер (размер и форма скважины)
- Удельное сопротивление (Ом-м)
- Акустический каротаж (способность скважины передавать звуковые волны)
- Снимки скважин
- Тестер пластов и пробоотборник (для определения флюидов и потенциальной добычи)
- Ядерный магнитный резонанс (для определения пористости и проницаемости геологического образования)
- Сейсмические измерения во время бурения, помогающие определить оптимальную траекторию скважины
Инженеры по бурению используют данные систем MWD и LWD для геонавигации бурильной колонны и принятия обоснованных решений о траектории скважины и ожидаемой производительности скважин при бурении на-береговых и морских-морских месторождениях. Снижение рисков бурения, которые могут замедлить скорость проходки, повышает производительность бурильной колонны. Эти данные также используются для обеспечения того, чтобы бурение происходило только в разрешенных зонах.
MWD также контролирует работу бурового долота и бурильной колонны, включая такие параметры, как скорость и плавность вращения долота, забойная вибрация и температура, крутящий момент и давление на буровое долото, а также расход бурового раствора. Поддержание бурильной колонны в пределах ее эксплуатационных характеристик максимально увеличивает срок службы и производительность бурильной колонны.
Сбор и передача данных
Традиционно каротаж на кабеле соединяет тонкий набор инструментов, расположенных в бурильной колонне, с поверхностью с помощью прочного электрического кабеля. Как только ствол скважины отклоняется более чем на 60 градусов, традиционные каротажные инструменты больше не могут быть протолкнуты через бурильную колонну, поэтому используются технологии MWD, несмотря на их повышенную стоимость.
В системах MWD данные записываются в твердотельную память, а также передаются на логический контроллер, который преобразует данные в двоичный формат. Чаще всего данные затем передаются в импульсный блок, который изменяет давление бурового раствора внутри бурильной трубы в соответствии с кодом, известным как телеметрия гидроимпульсов (MPT). Датчики давления и компьютеры на поверхности изолируют положительные, отрицательные и непрерывные синусоидальные изменения давления и расшифровывают их для операторов.
Положительный:клапан переключается, чтобы ограничить поток бурового раствора в бурильной трубе, чтобы вызвать увеличение давления, которое обнаруживается на поверхности скважины. Данные кодируются линейными кодами импульсной-позиционной модуляции.
Отрицательный:переключается клапан, который выпускает буровой раствор изнутри бурильной трубы в затрубное пространство, вызывая снижение давления, которое распознается на поверхности. Данные кодируются с помощью линейных кодов или импульсной-позиционной модуляции.
Непрерывный:клапан постепенно переключается, создавая синусоидальные изменения давления в буровом растворе. Данные кодируются в любом формате цифровой модуляции, наиболее распространенным из которых является непрерывная фазовая модуляция.
Обычно используется полоса пропускания MPT до 40 бит в секунду; Скорость передачи данных падает по мере увеличения длины ствола скважины и на глубине 40 000 футов может составлять всего 1,5 бита в секунду. Часто не все данные могут быть переданы через MPT, поэтому дополнительные данные можно извлечь из памяти по кабелю или после спуска инструмента из скважины.
Однако во время бурения на депрессии сжатый газ впрыскивается в буровые растворы, чтобы поддерживать давление в стволе скважины ниже, чем давление в пробуренном пласте. Это делается для уменьшения распространенных проблем традиционного бурения (на перегрузке), таких как потери циркуляции, дифференциальный прихват, низкие скорости бурения, повреждение пласта и перегрев бурового долота. Добавление газа увеличивает затухание сигналов MPT, поэтому используются альтернативные методы передачи.
Электромагнитная телеметрия (ЕМТ) включает в себя электрический изолятор в бурильной колонне, который генерирует измененную разность напряжений в компонентах над изолятором и в компонентах под ним. Данные вводятся в напряжение путем его модуляции. Электроды наземной дипольной антенны состоят из провода, прикрепленного к устью скважины, и провода, прикрепленного к стержню, вбитому в землю. Разность напряжений между электродами получает сигнал от бурильной колонны, который считывается компьютером. ЕМТ также может отправлять данные на бурильную колонну. Хотя ЕМТ обеспечивает скорость передачи данных до 10 бит в секунду, сигналы быстро ухудшаются в зависимости от глубины скважины и материалов пласта.
Также доступна бурильная труба с электрооборудованием. Достигнута скорость передачи данных выше 2 мегабит в секунду. Обратной стороной этой технологии являются повышенные затраты, связанные с производством, дополнительным уходом и защитой цепей.
Конфигурации
Приборы MWD могут быть установлены в утяжеленную бурильную трубу и обслуживаться только на оборудованных объектах. Системы MWD, монтируемые на воротнике-, передают данные быстрее и могут поддерживать больше инструментов. Если бурильная колонна застревает, все инструменты необходимо извлечь вместе.
Системы MWD также могут содержаться во внутренних модулях, подключенных по проводной линии. При необходимости эти модули можно извлечь из бурильной колонны, однако они должны быть тонкими, поскольку расположены внутри бурильной колонны. Небольшая конфигурация ограничивает количество устройств, которые может поддерживать система MWD. В случае застревания бурильной колонны можно извлечь либо только MWD, либо всю бурильную колонну.
Инструмент ProGuide™ исключительно подходит для сложных участков скважин, в том числе с большими углами наклона и извилистостью. Он предоставляет точную скважинную информацию, которая позволяет бурильщикам безопасно и эффективно перемещаться по сложным траекториям, снижая риск осложнений.
Для получения дополнительной информации вы можете написать на наш почтовый ящикinfo@vigorpetroleum.com & mail@vigorpetroleum.com
