Navigering af brøndboringen

Retningsbestemt boring, praksis med at styre en brøndboring langs en planlagt bane, er kritisk afhængig af præcise borehullsmålinger. At kende brøndens nøjagtige hældning og azimut på et hvilket som helst tidspunkt er afgørende for at ramme et geologisk mål, undgå andre brønde og muliggøre komplekse brøndprofiler som horisontale.

Opmåling i borehullet er en indirekte måleproces, der er afhængig af sensorer til at detektere naturlige felter eller inertiegenskaber. Målingerne er baseret på tre grundlæggende referencer:

• Jordens tyngdefelt:Bruges til at måle hældningen (hulvinkel) og den høje-sideorientering af værktøjets flade. Sensorer omfatter mekaniske penduler, svømmerafbrydere og moderneaccelerometre.
• Jordens magnetfelt:Bruges til at måle magnetisk azimut (retning i forhold til magnetisk nord) og den magnetiske værktøjsflade. Sensorer inkluderer magnetiske kompasser ogmagnetometre(fluxgate magneter). Et nøglekrav til magnetiske undersøgelser er brugen af ​​ikke-magnetiske borekraver til at isolere sensorerne fra den magnetiske interferens fra stålborestrengen.
• Himmelsk eller inertiel reference:Bruges tilgyroskopiske undersøgelser, som er uafhængige af magnetiske felter. Disse instrumenter skal justeres til True North ved overfladen, før de kører i hullet.

Undersøgelsesinstrumenter skal modstå et hårdt miljø nede i borehullet, herunder høje tryk (der kræver kraftige trykhuse), forhøjede temperaturer (klassifikationer for høje-temperaturoperationer op til 182 grader eller mere) og betydelige mekaniske stød og vibrationer under bore- eller udløsningsoperationer.

Undersøgelsesværktøjer er bredt klassificeret baseret på deres dataregistrering og transmissionsmetoder:

• Magnetiske enkelt- og multi-optagelseskameraer:Disse ældre værktøjer brugte et kompas og pendul til at fange et billede af deres orientering på film på et forudindstillet tidspunkt. De var enkle, men begrænsede og er stort set blevet udfaset.
• Elektroniske enkelt- og multi-Shot-optagere:Moderne erstatninger for filmkameraer. De bruger accelerometre og magnetometre til at måle orientering og gemme dataene i den interne hukommelse. Dataene downloades og behandles, efter at værktøjet er hentet på overfladen. De tilbyder højere nøjagtighed og bruges til planlagte undersøgelser.
• Styreværktøj (kablet):Disse værktøjer transmitterer-realtidsdata til overfladen via en wireline (enkelt-lederkabel), der løber inde i borerøret. De giver kontinuerlige opdateringer af værktøjsflade, hældning og azimut, hvilket er afgørende for at orientere en borehulsmotor og styre brønden.
• Måling under boring (MWD) værktøjer (trådløst):Disse er de mest avancerede og udbredte systemer til retningsboring. Downhole-sensorer transmitterer data til overfladen i realtid-uden en ledning, typisk ved hjælp afmudder puls telemetri(positive eller negative trykimpulser i borevæsken). Dette giver mulighed for styring og opmåling uden at afbryde boreoperationer.
• Gyroskopiske undersøgelsesværktøjer:Disse instrumenter bruger et gyroskop til at bestemme orienteringen, hvilket gør dem immune over for magnetisk interferens. De er essentielle til opmåling i forede huller, i klynger af brønde, hvor magnetisk interferens fra tilstødende foringsrør er høj, eller for at orientere sidespor fra eksisterende foringsrør.

Artiklen giver detaljerede opdelinger af flere almindelige værktøjstyper, som kan opsummeres som følger.

1. Elektronisk multi-optagelse (f.eks. ESS - elektronisk undersøgelsessystem)

ESS er en selvstændig-optageenhed med høj-nøjagtighed.

• Princip:Bruger tri-aksiale accelerometre og magnetometre til at registrere tyngdekraften og magnetfelterne. Den drives af batterier og gemmer undersøgelsesdata i sin interne hukommelse.
• Fungere:Kør i ikke-magnetiske borekraver, den måler hældning, azimut og værktøjsflade med programmerede intervaller. Efter hentning downloades og behandles data via overfladecomputere.
• Fordele:Høj nøjagtighed, velegnet til kritiske undersøgelser, herunder i høje-vinklede og vandrette brønde. Indeholder softwarefunktioner til magnetfeltanalyse og kvalitetskontrol.

2. Wireline Steering Tool (f.eks. SST - Steering Survey Tool)

SST'en giver-realtidsdata under boring, hvilket muliggør øjeblikkelige styringsbeslutninger.

• Princip:Bruger borehulssensorer (accelerometre/magnetometre) i en tryktønde. Strøm og data overføres via en enkelt-lederledning, der løber inde i borerøret og forbindes gennem en-sideindgang.
• Fungere:Overfører kontinuerligt værktøjsflade, hældning og azimut til overfladen. Data vises på en overfladecomputer og en borers udlæsning, hvilket gør det muligt for retningsboreren at orientere den bøjede husmotor nøjagtigt.
• Fordele:Realtidsdata, høj nøjagtighed og evnen til at overvåge borehullsforhold med det samme. Det var en arbejdshest til retningsbestemt boring før den udbredte anvendelse af MWD.

3. Trådløst MWD-system (f.eks. DWD - retningsbestemt under boring)

DWD repræsenterer industristandarden for moderne retningsbestemt boring, især i komplekse brønde.

Princip:Downhole sensorer (MEP sonde) måler orientering. Disse data kodes og sendes til en pulseringsanordning, som skaber trykimpulser i borevæsken, der cirkulerer inde i borerøret.

• Transmissionsmetoder:

1. Positiv puls:En ventil begrænser midlertidigt mudderstrømmen, hvilket skaber en positiv trykspids, der detekteres ved overfladen.
2. Negativ puls:En ventil udlufter kortvarigt en lille mængde mudder fra indersiden af ​​borerøret til ringrummet, hvilket skaber et negativt trykfald.
3. Kontinuerlig bølge:En roterende ventil skaber en kontinuerlig række af trykbølger; faseskift i bølgen repræsenterer kodede data.

• Systemkomponenter:

1. Nede i hullet:MEP-sonde (sensorer), pulsersamling, turbinegenerator (drevet af mudderstrøm) og ikke-magnetiske borekraver.
2. Overflade:Tryktransducer (monteret på standrøret), overfladecomputer (MPSR) til afkodning og behandling af signaler, boreudlæsning (DDU) og printer.
3. Fordele:Ingen wireline nødvendig, hvilket sparer betydelig rigtid. Giver-realtidsdata til geostyring og er yderst pålidelig i høje-vinklede og vandrette brønde. Nøjagtigheden er høj og vel-defineret for hældning, azimut og værktøjsflade.

Valget af et retningsbestemt undersøgelsesinstrument afhænger af den specifikke applikation, brøndmiljø og datakrav.

• Forgrundlæggende post-jobundersøgelseri enkelte brønde uden magnetisk interferens,elektroniske multi-optageretilbyde høj nøjagtighed til en relativt lavere pris.
• Forstyring i realtid.-under boring, især i komplekse brønde eller fra offshore platforme,MWD systemerer det primære valg, balancerer effektivitet, datatæthed og pålidelighed.
• Ved drift imagnetiske miljøer(indkapslet hul, tæt brøndafstand),gyroskopiske værktøjerer uundværlige for at opnå nøjagtige azimutdata.
• Mens ældre teknologier som filmkameraer og kablede styreværktøjer stort set er blevet afløst, lagde de grunden til de sofistikerede elektroniske og telemetrisystemer, der gør moderne præcisionsretningsboring mulig.

For mere detaljeret information, tøv ikke med at kontakte Vigor-teamet for mere detaljeret produktinformation.