Navigere i brønnboringen

Retningsboring, praksisen med å styre et brønnhull langs en planlagt bane, er kritisk avhengig av nøyaktige nedihullsmålinger. Å kjenne den nøyaktige helningen og asimut til brønnen til enhver tid er avgjørende for å treffe et geologisk mål, unngå andre brønner og muliggjøre komplekse brønnprofiler som horisontale.

Nedihullsmåling er en indirekte måleprosess som er avhengig av sensorer for å oppdage naturlige felt eller treghetsegenskaper. Målingene er basert på tre grunnleggende referanser:

• Jordens gravitasjonsfelt:Brukes til å måle helning (hullvinkel) og den høye-siden av verktøyets ansiktsorientering. Sensorer inkluderer mekaniske pendler, flottørbrytere og moderneakselerometre.
• Jordens magnetfelt:Brukes til å måle magnetisk asimut (retning i forhold til magnetisk nord) og den magnetiske verktøyflaten. Sensorer inkluderer magnetiske kompasser ogmagnetometre(fluxgate magneter). Et nøkkelkrav for magnetiske undersøkelser er bruken av ikke-magnetiske borekrager for å isolere sensorene fra den magnetiske interferensen til stålborestrengen.
• Himmelsk eller treghetsreferanse:Brukes tilgyroskopiske undersøkelser, som er uavhengige av magnetiske felt. Disse instrumentene må justeres til True North ved overflaten før de kjøres i hullet.

Undersøkelsesinstrumenter må tåle et tøft miljø nede i borehullet, inkludert høyt trykk (krever sterke trykkhus), forhøyede temperaturer (klassifiseringer for høy-temperaturoperasjoner opp til 182 grader eller mer), og betydelige mekaniske støt og vibrasjoner under bore- eller utløsningsoperasjoner.

Undersøkelsesverktøy er bredt klassifisert basert på deres dataregistrering og overføringsmetoder:

• Magnetiske enkelt- og multi-bildekameraer:Disse eldre verktøyene brukte et kompass og pendel for å fange et bilde av deres orientering på film på et forhåndsinnstilt tidspunkt. De var enkle, men begrensede og har stort sett blitt faset ut.
• Elektroniske enkelt- og multi-opptakere:Moderne erstatninger for filmkameraer. De bruker akselerometre og magnetometre for å måle orientering og lagre dataene i internminnet. Dataene lastes ned og behandles etter at verktøyet er hentet på overflaten. De gir høyere nøyaktighet og brukes til planlagte undersøkelser.
• Styreverktøy (kablet):Disse verktøyene overfører sanntidsdata til overflaten via en ledning (enkelt-lederkabel) som går inne i borerøret. De gir kontinuerlige oppdateringer av verktøyflate, helning og asimut, som er avgjørende for å orientere en nedihullsmotor og styre brønnen.
• Måling under boring (MWD) verktøy (trådløst):Dette er de mest avanserte og mest brukte systemene for retningsboring. Nedihullssensorer overfører data til overflaten i sanntid-uten en ledning, vanligvis ved hjelp avgjørmepulstelemetri(positive eller negative trykkpulser i borevæsken). Dette gir mulighet for styring og kartlegging uten å avbryte boreoperasjoner.
• Gyroskopiske undersøkelsesverktøy:Disse instrumentene bruker et gyroskop for å bestemme orienteringen, noe som gjør dem immune mot magnetisk interferens. De er essensielle for kartlegging i forede hull, i klynger av brønner der magnetisk interferens fra tilstøtende foringsrør er høy, eller for å orientere sidespor fra eksisterende foringsrør.

Artikkelen gir detaljerte oversikter over flere vanlige verktøytyper, som kan oppsummeres som følger.

1. Elektronisk multi-skudd (f.eks. ESS - elektronisk undersøkelsessystem)

ESS er en selvstendig-høy-nøyaktig opptaksenhet.

• Prinsipp:Bruker tri-aksiale akselerometre og magnetometre for å registrere tyngdekraften og magnetfeltene. Den drives av batterier og lagrer undersøkelsesdata i internminnet.
• Funksjon:Kjør i ikke-magnetiske borekrager, den måler helning, asimut og verktøyflate med programmerte intervaller. Etter henting lastes data ned og behandles via overflatedatamaskiner.
• Fordeler:Høy nøyaktighet, egnet for kritiske undersøkelser, inkludert i høye-vinklede og horisontale brønner. Inkluderer programvarefunksjoner for magnetfeltanalyse og kvalitetskontroll.

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

SST gir sanntidsdata- under boring, noe som muliggjør umiddelbare styringsbeslutninger.

• Prinsipp:Bruker nedihullssensorer (akselerometre/magnetometre) i en trykkfat. Strøm og data overføres via en enkelt-ledningsledning inne i borerøret og koblet til gjennom en sideinngang.
• Funksjon:Overfører kontinuerlig verktøyflate, helning og asimut til overflaten. Data vises på en overflatedatamaskin og en borers avlesning, slik at retningsboreren kan orientere den bøyde husmotoren nøyaktig.
• Fordeler:Sanntidsdata, høy nøyaktighet og muligheten til å overvåke nedihullsforhold umiddelbart. Det var en arbeidshest for retningsboring før den utbredte bruken av MWD.

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

DWD representerer industristandarden for moderne retningsboring, spesielt i komplekse brønner.

Prinsipp:Nedihullssensorer (MEP-sonde) måler orientering. Disse dataene kodes og sendes til en pulseringsenhet, som skaper trykkpulser i borevæsken som sirkulerer inne i borerøret.

• Overføringsmetoder:

1. Positiv puls:En ventil begrenser slamstrømmen midlertidig, og skaper en positiv trykkspiss som oppdages ved overflaten.
2. Negativ puls:En ventil lufter øyeblikkelig en liten mengde slam fra innsiden av borerøret til ringrommet, og skaper et negativt trykkfall.
3. Kontinuerlig bølge:En roterende ventil skaper en kontinuerlig serie med trykkbølger; faseskift i bølgen representerer kodede data.

• Systemkomponenter:

1. Nede i hullet:MEP-sonde (sensorer), pulserenhet, turbingenerator (drevet av gjørmestrøm) og ikke-magnetiske borekrager.
2. Flate:Trykktransduser (montert på standrøret), overflatedatamaskin (MPSR) for dekoding og prosessering av signaler, boreavlesning (DDU) og skriver.
3. Fordeler:Ingen wireline nødvendig, sparer betydelig riggtid. Gir sanntidsdata- for geostyring og er svært pålitelig i høye-vinklede og horisontale brønner. Nøyaktigheten er høy og godt-definert for helning, asimut og verktøyflate.

Valget av et retningsbestemt undersøkelsesinstrument avhenger av den spesifikke applikasjonen, brønnmiljøet og datakravene.

• Tilgrunnleggende post-jobbundersøkelseri enkeltbrønner uten magnetisk interferens,elektroniske multi-opptakeretilbyr høy nøyaktighet til en relativt lavere kostnad.
• Tilsanntid-styringunder boring, spesielt i komplekse brønner eller fra offshoreplattformer,MWD-systemerer det primære valget, balansering av effektivitet, datatetthet og pålitelighet.
• Ved drift imagnetiske miljøer(foret hull, tett brønnavstand),gyroskopiske verktøyer uunnværlige for å få nøyaktige asimutdata.
• Mens eldre teknologier som filmkameraer og kablede styreverktøy i stor grad har blitt erstattet, la de grunnlaget for de sofistikerte elektroniske og telemetrisystemer som gjør moderne presisjonsretningsboring mulig.

For mer detaljert informasjon, ikke nøl med å kontakte Vigor-teamet for mer detaljert produktinformasjon.