Navigace Wellbore

Směrové vrtání, praxe řízení vrtu po plánované dráze, kriticky závisí na přesných měřeních hlubinných vrtů. Znalost přesného sklonu a azimutu vrtu v jakémkoli bodě je nezbytná pro zasažení geologického cíle, vyhýbání se dalším vrtům a umožnění složitých profilů vrtů, jako jsou horizontály.

Měření v hlubinách je nepřímý proces měření, který se spoléhá na senzory k detekci přírodních polí nebo inerciálních vlastností. Měření jsou založena na třech základních referencích:

• Gravitační pole Země:Používá se k měření sklonu (úhlu díry) a orientace čela nástroje na horní-straně. Mezi senzory patří mechanická kyvadla, plovákové spínače a moderníakcelerometry.
• Magnetické pole Země:Používá se k měření magnetického azimutu (směr vzhledem k magnetickému severu) a magnetické plochy nástroje. Mezi senzory patří magnetické kompasy amagnetometry(fluxgate magnety). Klíčovým požadavkem pro magnetické průzkumy je použití ne-magnetických vrtacích objímek k izolaci senzorů od magnetické interference ocelové vrtací kolony.
• Nebeská nebo inerciální reference:Používá se progyroskopické průzkumy, které jsou nezávislé na magnetických polích. Tyto nástroje musí být zarovnány se skutečným severem na povrchu před spuštěním do díry.

Průzkumné přístroje musí odolat drsnému prostředí ve vrtu, včetně vysokých tlaků (vyžadujících silné tlakové kryty), zvýšených teplot (klasifikace pro vysokoteplotní{0}}operace až do 182 stupňů nebo více) a značných mechanických rázů a vibrací během vrtání nebo vypínání.

Průzkumné nástroje jsou široce klasifikovány na základě jejich metod záznamu a přenosu dat:

• Magnetické jednozáběrové a více{0}}fotoaparáty:Tyto starší nástroje využívaly kompas a kyvadlo k zachycení obrazu jejich orientace na film v předem nastaveném čase. Byly jednoduché, ale omezené a z velké části byly vyřazeny.
• Elektronické jedno a víceranové-záznamníky:Moderní náhrady filmových fotoaparátů. Používají akcelerometry a magnetometry k měření orientace a ukládání dat do vnitřní paměti. Data se stahují a zpracovávají poté, co je nástroj načten na povrch. Nabízejí vyšší přesnost a používají se pro plánované průzkumy.
• Nástroje řízení (kabelové):Tyto nástroje přenášejí-data v reálném čase na povrch prostřednictvím drátového vedení (jedno{1}}vodičového kabelu) vedeného uvnitř vrtné trubky. Poskytují nepřetržité aktualizace čela nástroje, sklonu a azimutu, což je nezbytné pro orientaci motoru vrtání a řízení vrtu.
• Nástroje pro měření při vrtání (MWD) (bezdrátové):Jedná se o nejpokročilejší a nejrozšířenější systémy pro směrové vrtání. Spodní senzory přenášejí data na povrch v reálném-čase bez použití drátubahenní pulzní telemetrie(kladné nebo podtlakové pulsy ve vrtné kapalině). To umožňuje řízení a zaměřování bez přerušení vrtacích operací.
• Nástroje gyroskopického průzkumu:Tyto přístroje používají k určení orientace gyroskop, díky čemuž jsou imunní vůči magnetické interferenci. Jsou nezbytné pro průzkum v zapouzdřených vrtech, uvnitř shluků vrtů, kde je magnetické rušení od sousedních pouzder vysoké, nebo pro orientaci bočních drah od stávajícího pouzdra.

Článek poskytuje podrobné rozpisy několika běžných typů nástrojů, které lze shrnout následovně.

1. Electronic Multi-Shot (např. ESS - Electronic Survey System)

ESS je vysoce{0}}přesné, samostatné{1}}záznamové zařízení.

• Princip:Ke snímání gravitace a magnetických polí používá tříosé akcelerometry a magnetometry. Je napájen bateriemi a data z průzkumu ukládá do vnitřní paměti.
• Funkce:Běhá v ne-magnetických vrtacích objímkách, měří sklon, azimut a čelo nástroje v naprogramovaných intervalech. Po načtení jsou data stažena a zpracována prostřednictvím povrchových počítačů.
• výhody:Vysoká přesnost, vhodná pro kritické průzkumy, včetně -vysokoúhlých a horizontálních vrtů. Zahrnuje softwarové funkce pro analýzu magnetického pole a kontrolu kvality.

2. Nástroj Wireline Steering Tool (např. SST - Steering Survey Tool)

SST poskytuje během vrtání-údaje v reálném čase, což umožňuje okamžitá rozhodnutí o řízení.

• Princip:Používá spádové senzory (akcelerometry/magnetometry) v tlakovém sudu. Energie a data jsou přenášeny prostřednictvím jednoho-vodičového drátu vedeného uvnitř vrtné trubky a připojeného přes vedlejší-vstup.
• Funkce:Nepřetržitě přenáší čelo nástroje, sklon a azimut na povrch. Data se zobrazují na povrchovém počítači a na displeji vrtačky, což umožňuje směrové vrtačce přesně orientovat motor ohnutého pouzdra.
• výhody:Údaje v{0}}reálném čase, vysoká přesnost a možnost okamžitého sledování podmínek ve spádu. Před rozšířeným přijetím MWD to byl dříč pro směrové vrtání.

3. Wireless MWD System (e.g., DWD - Directional While Drilling)

DWD představuje průmyslový standard pro moderní směrové vrtání, zejména ve složitých vrtech.

Princip:Snímače (MEP sonda) měří orientaci. Tato data jsou zakódována a odeslána do sestavy pulzátoru, která vytváří tlakové pulzy ve vrtné kapalině cirkulující uvnitř vrtné trubky.

• Způsoby přenosu:

1. Pozitivní puls:Ventil na okamžik omezí tok bahna a vytvoří pozitivní tlakovou špičku, která je detekována na povrchu.
2. Negativní puls:Ventil na okamžik odvzdušní malé množství bahna z vnitřku vrtné trubky do mezikruží, čímž vznikne podtlak.
3. Nepřetržitá vlna:Rotující ventil vytváří souvislou sérii tlakových vln; fázové posuny ve vlně představují zakódovaná data.

• Systémové komponenty:

1. Spodní díra:Sonda MEP (senzory), sestava pulzního zařízení, alternátor turbíny (napájený proudem bahna) a ne-magnetické vrtací objímky.
2. Povrch:Snímač tlaku (namontovaný na stoupací trubce), povrchový počítač (MPSR) pro dekódování a zpracování signálů, odečet vrtačky (DDU) a tiskárna.
3. výhody:Není potřeba žádná kabelová linka, což šetří značnou dobu montáže. Poskytuje-údaje v reálném čase pro geosteering a je vysoce spolehlivá ve vysokých-úhlech a horizontálních vrtech. Přesnost je vysoká a dobře{4}}definovaná pro sklon, azimut a čelo nástroje.

Výběr přístroje pro směrový průzkum závisí na konkrétní aplikaci, prostředí vrtu a požadavcích na data.

• Prozákladní průzkumy{0}}prácev jednotlivých jamkách bez magnetické interference,elektronické víceranové rekordéry-nabízí vysokou přesnost za relativně nižší cenu.
• Prořízení v-reálném časepři vrtání, zejména ve složitých vrtech nebo z pobřežních plošin,MWD systémyjsou primární volbou, vyvažují efektivitu, hustotu dat a spolehlivost.
• Při provozu vmagnetická prostředí(zapouzdřený otvor, rozteč dobře uzavřených jamek),gyroskopické nástrojejsou nepostradatelné pro získání přesných údajů o azimutu.
• Zatímco starší technologie, jako jsou filmové kamery a nástroje pro drátové řízení, byly z velké části nahrazeny, položily základy pro sofistikované elektronické a telemetrické systémy, které umožňují moderní přesné směrové vrtání.

Pro podrobnější informace prosím neváhejte kontaktovat tým Vigor pro podrobnější informace o produktu.