Navigarea în sondă

Forajul direcțional, practica de direcționare a sondei de-a lungul unui traseu planificat, se bazează în mod critic pe măsurători precise în fundul puțului. Cunoașterea înclinării exacte și a azimutului sondei în orice punct este esențială pentru a atinge o țintă geologică, pentru a evita alte sonde și pentru a permite profile complexe de sondă, cum ar fi orizontale.

Topografia în fundul puțului este un proces indirect de măsurare, care se bazează pe senzori pentru a detecta câmpurile naturale sau proprietățile inerțiale. Măsurătorile se bazează pe trei referințe fundamentale:

• Câmpul gravitațional al Pământului:Folosit pentru a măsura înclinarea (unghiul găurii) și orientarea-înaltă a feței instrumentului. Senzorii includ pendule mecanice, întrerupătoare cu flotor și moderneaccelerometre.
• Câmpul magnetic al Pământului:Folosit pentru a măsura azimutul magnetic (direcția față de nordul magnetic) și fața sculei magnetice. Senzorii includ busole magnetice șimagnetometre(magneți fluxgate). O cerință esențială pentru sondajele magnetice este utilizarea colțurilor de foraj ne-magnetice pentru a izola senzorii de interferența magnetică a garniturii de foraj din oțel.
• Referință cerească sau inerțială:Folosit pentrusondaje giroscopice, care sunt independente de câmpurile magnetice. Aceste instrumente trebuie să fie aliniate la nordul adevărat la suprafață înainte de a rula în gaură.

Instrumentele de topografie trebuie să reziste într-un mediu dur de fund, inclusiv presiuni ridicate (care necesită carcase de presiune puternică), temperaturi ridicate (clasificări pentru operațiuni cu temperatură înaltă-de până la 182 de grade sau mai mult) și șocuri mecanice și vibrații semnificative în timpul operațiunilor de foraj sau declanșare.

Instrumentele de sondaj sunt clasificate pe scară largă pe baza metodelor lor de înregistrare și transmitere a datelor:

• Camere magnetice cu o singură fotografie-multă:Aceste instrumente mai vechi foloseau o busolă și un pendul pentru a captura o imagine a orientării lor pe film la un moment prestabilit. Au fost simple, dar limitate și au fost în mare parte eliminate.
• Înregistratoare electronice cu o singură fotografie-shot:Înlocuitori moderni pentru camerele cu film. Ei folosesc accelerometre și magnetometre pentru a măsura orientarea și pentru a stoca datele în memoria internă. Datele sunt descărcate și procesate după ce instrumentul este preluat la suprafață. Acestea oferă o precizie mai mare și sunt utilizate pentru sondaje planificate.
• Instrumente de direcție (cu fir):Aceste instrumente transmit date-în timp real la suprafață printr-un fir (cablu cu un singur-conductor) în interiorul țevii de foraj. Acestea oferă actualizări continue ale feței, înclinării și azimutului sculei, ceea ce este esențial pentru orientarea unui motor de foră și direcția sondei.
• Instrumente de măsurare în timpul forajului (MWD) (fără fir):Acestea sunt cele mai avansate și utilizate pe scară largă sisteme pentru foraj direcționat. Senzorii de fond de gaură transmit date la suprafață în timp real-fără un fir, de obicei folosindtelemetria pulsului de noroi(impulsuri de presiune pozitivă sau negativă în fluidul de foraj). Acest lucru permite conducerea și topografia fără întreruperea operațiunilor de foraj.
• Instrumente de sondaj giroscopic:Aceste instrumente folosesc un giroscop pentru a determina orientarea, făcându-le imune la interferențe magnetice. Ele sunt esențiale pentru supravegherea în gaura cu carcasă, în grupurile de puțuri în care interferența magnetică de la carcasele adiacente este mare sau pentru orientarea părților laterale față de carcasa existentă.

Articolul oferă defalcări detaliate ale mai multor tipuri de instrumente comune, care pot fi rezumate după cum urmează.

1. Multi-Shot electronic (de exemplu, ESS - Electronic Survey System)

ESS este un dispozitiv de înregistrare autonom,-de înaltă precizie.

• Principiu:Utilizează accelerometre și magnetometre tri-axiale pentru a detecta câmpurile gravitaționale și magnetice. Este alimentat de baterii și stochează datele de sondaj în memoria sa internă.
• Funcţie:Funcționează în gulere de foraj ne-magnetice, măsoară înclinarea, azimutul și fața sculei la intervale programate. După recuperare, datele sunt descărcate și procesate prin intermediul computerelor de suprafață.
• Avantaje:Precizie ridicată, potrivită pentru sondaje critice, inclusiv în puțuri cu unghi-înalt și orizontale. Include caracteristici software pentru analiza câmpului magnetic și controlul calității.

2. Instrument de direcție prin cablu (de exemplu, Instrument de sondaj de direcție SST -)

SST furnizează date-în timp real în timpul forării, permițând decizii imediate de direcționare.

• Principiu:Utilizează senzori de fund (accelerometre/magnetometre) într-un butoi de presiune. Puterea și datele sunt transmise printr-un singur-conductor fir în interiorul țevii de foraj și conectat printr-o intrare secundară-laterală.
• Funcţie:Transmite continuu fața sculei, înclinarea și azimutul către suprafață. Datele sunt afișate pe un computer de suprafață și pe un cititor de găurit, permițând găuritorului direcțional să orienteze cu precizie motorul carcasei îndoite.
• Avantaje:Date-în timp real, precizie ridicată și abilitatea de a monitoriza imediat condițiile de fund. A fost un cal de bătaie pentru forajul direcțional înainte de adoptarea pe scară largă a MWD.

3. Sistem MWD fără fir (de exemplu, DWD - Direcțional în timpul forării)

DWD reprezintă standardul industrial pentru forajul direcțional modern, în special în puțurile complexe.

Principiu:Senzorii de fund (sondă MEP) măsoară orientarea. Aceste date sunt codificate și trimise la un ansamblu generator de impulsuri, care creează impulsuri de presiune în fluidul de foraj care circulă în interiorul țevii de foraj.

• Metode de transmisie:

1. Puls pozitiv:O supapă restricționează momentan fluxul de noroi, creând un vârf de presiune pozitivă care este detectat la suprafață.
2. Puls negativ:O supapă aerisește momentan o cantitate mică de noroi din interiorul țevii de foraj către inelar, creând o cădere de presiune negativă.
3. Undă continuă:O supapă rotativă creează o serie continuă de unde de presiune; schimbările de fază în undă reprezintă date codificate.

• Componentele sistemului:

1. fundul gropii:Sondă MEP (senzori), ansamblu generator de impulsuri, alternator de turbină (alimentat de fluxul de noroi) și coliere de foraj ne-magnetice.
2. Suprafaţă:Traductor de presiune (montat pe țeavă verticală), computer de suprafață (MPSR) pentru decodare și procesare a semnalelor, citire pentru forator (DDU) și imprimantă.
3. Avantaje:Nu este nevoie de cablu, economisind timp semnificativ de montaj. Oferă date-în timp real pentru geodirecționare și este foarte fiabilă în puțuri cu unghi-înalt și orizontale. Precizia este mare și bine definită-pentru înclinare, azimut și fața sculei.

Selectarea unui instrument de sondare direcțională depinde de aplicația specifică, mediul puțului și cerințele de date.

• Pentrusondajele post{0}}de bază de angajareîn puțuri unice fără interferențe magnetice,înregistratoare electronice multi-shotoferă o precizie ridicată la un cost relativ mai mic.
• Pentrudirecție-în timp realîn timpul forajului, în special în puțuri complexe sau de pe platforme offshore,sisteme MWDsunt alegerea principală, echilibrând eficiența, densitatea datelor și fiabilitatea.
• Când operează înmedii magnetice(gaura cu carcasă, distanța între puțuri apropiate),instrumente giroscopicesunt indispensabile pentru obținerea unor date precise de azimut.
• În timp ce tehnologiile mai vechi, cum ar fi camerele cu film și instrumentele de direcție cu fir, au fost în mare măsură înlocuite, ele au pus bazele sistemelor electronice și de telemetrie sofisticate care fac posibilă găurirea direcțională de precizie modernă.

Pentru informații mai detaliate, vă rugăm să nu ezitați să contactați echipa Vigor pentru informații mai detaliate despre produs.