Πλοήγηση στο Wellbore

Η κατευθυντική γεώτρηση, η πρακτική της οδήγησης μιας γεώτρησης κατά μήκος μιας προγραμματισμένης διαδρομής, βασίζεται σε κρίσιμο βαθμό σε ακριβείς μετρήσεις κάτω οπής. Η γνώση της ακριβούς κλίσης και του αζιμουθίου του φρεατίου σε οποιοδήποτε σημείο είναι απαραίτητη για το χτύπημα ενός γεωλογικού στόχου, την αποφυγή άλλων φρεατίων και την ενεργοποίηση σύνθετων προφίλ φρεατίων όπως οριζόντιες.

Η τοπογραφία κάτω οπών είναι μια έμμεση διαδικασία μέτρησης, που βασίζεται σε αισθητήρες για την ανίχνευση φυσικών πεδίων ή αδρανειακών ιδιοτήτων. Οι μετρήσεις βασίζονται σε τρεις βασικές αναφορές:

• Πεδίο Βαρύτητας της Γης:Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της κλίσης (γωνία οπής) και τον προσανατολισμό του προσώπου{0}}του πλευρικού εργαλείου. Οι αισθητήρες περιλαμβάνουν μηχανικά εκκρεμή, πλωτηροδιακόπτες και μοντέρνουςεπιταχυνσιόμετρα.
• Μαγνητικό Πεδίο της Γης:Χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του μαγνητικού αζιμουθίου (κατεύθυνση σε σχέση με τον Μαγνητικό Βορρά) και της μαγνητικής όψης του εργαλείου. Οι αισθητήρες περιλαμβάνουν μαγνητικές πυξίδες καιμαγνητόμετρα(μαγνήτες fluxgate). Μια βασική απαίτηση για τις μαγνητικές έρευνες είναι η χρήση μη-μαγνητικών κολάρων για την απομόνωση των αισθητήρων από τη μαγνητική παρεμβολή της χαλύβδινης σειράς τρυπανιού.
• Ουράνια ή αδρανειακή αναφορά:Χρησιμοποιείται γιαγυροσκοπικές έρευνες, τα οποία είναι ανεξάρτητα από μαγνητικά πεδία. Αυτά τα όργανα πρέπει να είναι ευθυγραμμισμένα με τον Αληθινό Βορρά στην επιφάνεια πριν τρέξουν στην τρύπα.

Τα όργανα μέτρησης πρέπει να αντέχουν σε σκληρό περιβάλλον κάτω από τρύπες, συμπεριλαμβανομένων υψηλών πιέσεων (που απαιτούν περιβλήματα ισχυρής πίεσης), υψηλών θερμοκρασιών (ταξινομήσεις για εργασίες υψηλής θερμοκρασίας έως 182 βαθμούς ή περισσότερο) και σημαντικών μηχανικών κραδασμών και κραδασμών κατά τη διάρκεια εργασιών διάτρησης ή ενεργοποίησης.

Τα εργαλεία έρευνας ταξινομούνται ευρέως με βάση τις μεθόδους καταγραφής και μετάδοσης των δεδομένων τους:

• Magnetic Single & Multi-Κάμερες:Αυτά τα παλαιότερα εργαλεία χρησιμοποιούσαν μια πυξίδα και ένα εκκρεμές για να αποτυπώσουν μια εικόνα του προσανατολισμού τους σε φιλμ σε προκαθορισμένο χρόνο. Ήταν απλές αλλά περιορισμένες και σε μεγάλο βαθμό καταργήθηκαν.
• Ηλεκτρονικές συσκευές εγγραφής μονής και πολλαπλής{{0} βολής:Σύγχρονες αντικαταστάσεις για φωτογραφικές μηχανές φιλμ. Χρησιμοποιούν επιταχυνσιόμετρα και μαγνητόμετρα για να μετρήσουν τον προσανατολισμό και να αποθηκεύσουν τα δεδομένα στην εσωτερική μνήμη. Η λήψη και η επεξεργασία των δεδομένων γίνεται μετά την ανάκτηση του εργαλείου στην επιφάνεια. Προσφέρουν μεγαλύτερη ακρίβεια και χρησιμοποιούνται για προγραμματισμένες έρευνες.
• Εργαλεία διεύθυνσης (ενσύρματα):Αυτά τα εργαλεία μεταδίδουν-δεδομένα πραγματικού χρόνου στην επιφάνεια μέσω ενός καλωδίου (ενός-καλωδίου αγωγού) που διέρχεται μέσα στο σωλήνα διάτρησης. Παρέχουν συνεχείς ενημερώσεις της πρόσοψης, της κλίσης και του αζιμουθίου του εργαλείου, κάτι που είναι απαραίτητο για τον προσανατολισμό ενός κινητήρα κάτω οπής και τη διεύθυνση του φρεατίου.
• Εργαλεία μέτρησης κατά τη διάτρηση (MWD) (Ασύρματο):Αυτά είναι τα πιο προηγμένα και ευρέως χρησιμοποιούμενα συστήματα για κατευθυντική γεώτρηση. Οι αισθητήρες downhole μεταδίδουν δεδομένα στην επιφάνεια σε πραγματικό-χρόνο χωρίς καλώδιο, συνήθως χρησιμοποιώνταςπαλμική τηλεμετρία λάσπης(παλμοί θετικής ή αρνητικής πίεσης στο υγρό γεώτρησης). Αυτό επιτρέπει τη διεύθυνση και την τοπογραφία χωρίς να διακόπτονται οι εργασίες γεώτρησης.
• Γυροσκοπικά εργαλεία έρευνας:Αυτά τα όργανα χρησιμοποιούν ένα γυροσκόπιο για τον προσδιορισμό του προσανατολισμού, καθιστώντας τα απρόσβλητα σε μαγνητικές παρεμβολές. Είναι απαραίτητα για την τοπογραφία σε οπές με θήκη, μέσα σε ομάδες φρεατίων όπου η μαγνητική παρεμβολή από παρακείμενα περιβλήματα είναι υψηλή ή για τον προσανατολισμό πλευρικών κομματιών από το υπάρχον περίβλημα.

Το άρθρο παρέχει λεπτομερείς αναλύσεις πολλών κοινών τύπων εργαλείων, οι οποίες μπορούν να συνοψιστούν ως εξής.

1. Ηλεκτρονική Πολλαπλή-Βολή (π.χ. ESS - Ηλεκτρονικό Σύστημα Έρευνας)

Το ESS είναι μια συσκευή εγγραφής υψηλής{0}}ακρίβειας-.

• Αρχή:Χρησιμοποιεί τρι-αξονικά επιταχυνσιόμετρα και μαγνητόμετρα για να ανιχνεύσει τη βαρύτητα και τα μαγνητικά πεδία. Τροφοδοτείται από μπαταρίες και αποθηκεύει δεδομένα έρευνας στην εσωτερική του μνήμη.
• Λειτουργία:Λειτουργεί σε μη-μαγνητικά κολάρα τρυπανιού, μετρά την κλίση, το αζιμούθιο και την πρόσοψη του εργαλείου σε προγραμματισμένα διαστήματα. Μετά την ανάκτηση, τα δεδομένα μεταφορτώνονται και υποβάλλονται σε επεξεργασία μέσω υπολογιστών επιφάνειας.
• Φόντα:Υψηλή ακρίβεια, κατάλληλη για κρίσιμες έρευνες, συμπεριλαμβανομένων των φρεατίων υψηλής-γωνίας και οριζόντιας. Περιλαμβάνει δυνατότητες λογισμικού για ανάλυση μαγνητικού πεδίου και ποιοτικό έλεγχο.

2. Εργαλείο διεύθυνσης ενσύρματου (π.χ. SST - Εργαλείο έρευνας διεύθυνσης)

Το SST παρέχει δεδομένα πραγματικού χρόνου- κατά τη διάρκεια της γεώτρησης, επιτρέποντας άμεσες αποφάσεις διεύθυνσης.

• Αρχή:Χρησιμοποιεί αισθητήρες κάτω οπής (επιταχυνσιόμετρα/μαγνητόμετρα) σε κάννη πίεσης. Η ισχύς και τα δεδομένα μεταδίδονται μέσω μιας μόνο-καλωδιακής γραμμής αγωγού που διέρχεται μέσα στο σωλήνα γεώτρησης και συνδέονται μέσω μιας πλευρικής-εισόδου.
• Λειτουργία:Μεταδίδει συνεχώς την όψη του εργαλείου, την κλίση και το αζιμούθιο στην επιφάνεια. Τα δεδομένα εμφανίζονται σε έναν υπολογιστή επιφάνειας και στην ένδειξη ενός τρυπανιού, επιτρέποντας στο κατευθυντικό τρυπάνι να προσανατολίσει με ακρίβεια τον κινητήρα του λυγισμένου περιβλήματος.
• Φόντα:Δεδομένα σε πραγματικό-χρόνο, υψηλή ακρίβεια και δυνατότητα άμεσης παρακολούθησης των συνθηκών στο κάτω μέρος. Ήταν ένα άλογο για κατευθυντική γεώτρηση πριν από την ευρεία υιοθέτηση του MWD.

3. Ασύρματο σύστημα MWD (π.χ. DWD - Κατεύθυνση κατά τη διάτρηση)

Το DWD αντιπροσωπεύει το βιομηχανικό πρότυπο για σύγχρονες κατευθυνόμενες γεωτρήσεις, ειδικά σε πολύπλοκα πηγάδια.

Αρχή:Οι αισθητήρες Downhole (MEP probe) μετρούν τον προσανατολισμό. Αυτά τα δεδομένα κωδικοποιούνται και αποστέλλονται σε ένα συγκρότημα παλμών, το οποίο δημιουργεί παλμούς πίεσης στο υγρό γεώτρησης που κυκλοφορεί μέσα στο σωλήνα του τρυπανιού.

• Μέθοδοι μετάδοσης:

1. Θετικός παλμός:Μια βαλβίδα περιορίζει στιγμιαία τη ροή της λάσπης, δημιουργώντας μια θετική αιχμή πίεσης που ανιχνεύεται στην επιφάνεια.
2. Αρνητικός παλμός:Μια βαλβίδα εξαερώνει στιγμιαία μια μικρή ποσότητα λάσπης από το εσωτερικό του σωλήνα του τρυπανιού στον δακτύλιο, δημιουργώντας μια αρνητική πτώση πίεσης.
3. Συνεχές κύμα:Μια περιστρεφόμενη βαλβίδα δημιουργεί μια συνεχή σειρά κυμάτων πίεσης. Οι μετατοπίσεις φάσης στο κύμα αντιπροσωπεύουν κωδικοποιημένα δεδομένα.

• Στοιχεία συστήματος:

1. Downhole:Ανιχνευτής MEP (αισθητήρες), συγκρότημα παλμικού, εναλλάκτης στροβίλου (τροφοδοτείται από ροή λάσπης) και μη-μαγνητικά κολάρα τρυπανιού.
2. Επιφάνεια:Μετατροπέας πίεσης (τοποθετημένος στο standpipe), υπολογιστής επιφάνειας (MPSR) για αποκωδικοποίηση και επεξεργασία σημάτων, ένδειξη τρυπανιού (DDU) και εκτυπωτής.
3. Φόντα:Δεν απαιτείται καλώδιο, εξοικονομώντας σημαντικό χρόνο εξέδρας. Παρέχει δεδομένα πραγματικού-χρόνου για γεωκατεύθυνση και είναι εξαιρετικά αξιόπιστη σε υψηλής-γωνίας και οριζόντια φρεάτια. Η ακρίβεια είναι υψηλή και{4}}ορίζεται καλά για την κλίση, το αζιμούθιο και την πρόσοψη εργαλείου.

Η επιλογή ενός οργάνου έρευνας κατεύθυνσης εξαρτάται από τη συγκεκριμένη εφαρμογή, το περιβάλλον του πηγαδιού και τις απαιτήσεις δεδομένων.

• Γιαβασικές αναρτήσεις-έρευνες εργασίαςσε μεμονωμένα φρεάτια χωρίς μαγνητικές παρεμβολές,ηλεκτρονικές συσκευές εγγραφής πολλαπλών{{0} βολώνπροσφέρουν υψηλή ακρίβεια με σχετικά χαμηλότερο κόστος.
• Γιατιμόνι σε πραγματικό-χρόνοκατά τη γεώτρηση, ειδικά σε πολύπλοκα πηγάδια ή από υπεράκτιες πλατφόρμες,Συστήματα MWDείναι η κύρια επιλογή, η αποδοτικότητα εξισορρόπησης, η πυκνότητα δεδομένων και η αξιοπιστία.
• Όταν λειτουργεί σεμαγνητικά περιβάλλοντα(τρύπα με θήκη, κλείσιμο φρεατίου),γυροσκοπικά εργαλείαείναι απαραίτητες για τη λήψη ακριβών δεδομένων αζιμουθίου.
• Ενώ οι παλαιότερες τεχνολογίες όπως οι κάμερες με φιλμ και τα ενσύρματα εργαλεία διεύθυνσης έχουν σε μεγάλο βαθμό αντικατασταθεί, έθεσαν τις βάσεις για τα εξελιγμένα ηλεκτρονικά και τηλεμετρικά συστήματα που καθιστούν δυνατή τη σύγχρονη κατευθυντική διάτρηση ακριβείας.

Για πιο λεπτομερείς πληροφορίες, μη διστάσετε να επικοινωνήσετε με την ομάδα της Vigor για πιο λεπτομερείς πληροφορίες προϊόντος.