Navigálás a Wellbore-ban

Az irányított fúrás, a fúrólyuk tervezett útvonalon történő irányításának gyakorlata kritikusan támaszkodik a pontos fúrási mérésekre. A kút pontos dőlésszögének és irányszögének bármely ponton történő ismerete elengedhetetlen a geológiai cél eléréséhez, más kutak elkerüléséhez, valamint olyan összetett kútprofilok kialakításához, mint a vízszintesek.

A fúrólyuk felmérése egy közvetett mérési folyamat, amely érzékelőkre támaszkodik a természetes mezők vagy a tehetetlenségi tulajdonságok észlelésére. A mérések három alapvető referencián alapulnak:

• A Föld gravitációs tere:A dőlésszög (furatszög) és a magas{0}}oldalsó szerszámfelület-tájolás mérésére szolgál. Az érzékelők közé tartoznak a mechanikus ingák, az úszókapcsolók és a moderngyorsulásmérők.
• A Föld mágneses tere:A mágneses azimut (a mágneses északhoz viszonyított irány) és a mágneses szerszám homlokfelületének mérésére szolgál. Az érzékelők közé tartozik a mágneses iránytű ésmagnetométerek(fluxgate mágnesek). A mágneses felmérések egyik kulcsfontosságú követelménye a nem-mágneses fúróperselyek használata, amelyek elszigetelik az érzékelőket az acélfúrófüzér mágneses interferenciájától.
• Égi vagy tehetetlenségi referencia:Használtgiroszkópos felmérések, amelyek függetlenek a mágneses mezőktől. Ezeket a műszereket a felszínen a True North-hoz kell igazítani, mielőtt befutnának a lyukba.

A mérőműszereknek ellenállniuk kell a durva fúrási környezetnek, beleértve a nagy nyomást (erős nyomású burkolatot igényelnek), a megnövekedett hőmérsékletet (182 fokos vagy magasabb hőmérsékletű műveletek besorolása), valamint a fúrási vagy kioldási műveletek során fellépő jelentős mechanikai ütéseket és rezgéseket.

A felmérési eszközöket adatrögzítési és továbbítási módszereik alapján nagy vonalakban osztályozzák:

• Mágneses egy- és több{0}}felvételes fényképezőgépek:Ezek a régebbi eszközök iránytűt és ingát használtak, hogy egy előre beállított időpontban rögzítsék a filmen a tájolásukat. Egyszerűek voltak, de korlátozottak, és nagyrészt kivonták őket.
• Elektronikus egy- és több{0}}lövésrögzítők:A filmes fényképezőgépek modern cseréje. Gyorsulásmérőket és magnetométereket használnak a tájolás mérésére és az adatok belső memóriában való tárolására. Az adatok letöltése és feldolgozása az eszköz felületi lekérése után történik. Nagyobb pontosságot kínálnak, és tervezett felmérésekhez használják.
• Kormányszerszámok (vezetékes):Ezek az eszközök valós idejű adatokat továbbítanak a felszínre a fúrócső belsejében futó vezetéken (egy-vezetékes kábelen) keresztül. Folyamatosan frissítik a szerszám homlokfelületét, dőlésszögét és irányszögét, ami elengedhetetlen a fúrólyuk motorjának tájolásához és a kút kormányzásához.
• Mérés fúrás közben (MWD) eszközök (vezeték nélküli):Ezek a legfejlettebb és legszélesebb körben használt rendszerek az irányított fúráshoz. A fúrólyuk érzékelők valós időben,{1}}huzal nélkül továbbítják az adatokat a felszínre, általában használvasárimpulzus-telemetria(pozitív vagy negatív nyomásimpulzusok a fúrófolyadékban). Ez lehetővé teszi a kormányzást és a felmérést a fúrási műveletek megszakítása nélkül.
• Giroszkópos felmérési eszközök:Ezek a műszerek giroszkópot használnak a tájolás meghatározására, így immunisak a mágneses interferencia ellen. Nélkülözhetetlenek a tokos lyukak felméréséhez, a kutak csoportjaiban, ahol a szomszédos burkolatok mágneses interferencia erősek, vagy a meglévő burkolat oldalsó nyomvonalainak eligazításához.

A cikk részletes lebontást ad több gyakori szerszámtípusról, amelyek az alábbiakban foglalhatók össze.

1. Electronic Multi{1}}Shot (pl. ESS - Electronic Survey System)

Az ESS egy nagy-pontosságú, önálló{1}}rögzítő eszköz.

• Alapelv:Tri{0}}axiális gyorsulásmérőket és magnetométereket használ a gravitációs és mágneses mezők érzékelésére. Akkumulátorról működik, és belső memóriájában tárolja a felmérési adatokat.
• Funkció:Nem{0}}mágneses fúróperselyekben működik, programozott időközönként méri a dőlést, az azimutot és a szerszám homlokfelületét. A visszakeresés után az adatok letöltése és feldolgozása felszíni számítógépeken keresztül történik.
• Előnyök:Nagy pontosság, alkalmas kritikus felmérésekhez, beleértve a nagy{0}}szögű és vízszintes kutaknál is. Szoftverfunkciókat tartalmaz a mágneses tér elemzéséhez és minőségellenőrzéséhez.

2. Vezetékes kormányzási eszköz (pl. SST - kormányzási eszköz)

Az SST valós idejű{0}}adatokat biztosít a fúrás során, lehetővé téve az azonnali irányítási döntéseket.

• Alapelv:Nyomásmérők (gyorsulásmérők/magnetométerek) a nyomáshordóban. A tápellátás és az adatok átvitele egyetlen-vezetékes vezetéken keresztül történik, amely a fúrócső belsejében fut, és egy oldalsó-bemeneten keresztül kapcsolódik.
• Funkció:Folyamatosan továbbítja a felületre a szerszám homlokfelületét, dőlését és irányszögét. Az adatok egy felületi számítógépen és egy fúró kijelzésén jelennek meg, lehetővé téve az irányított fúró számára a hajlított ház motorjának pontos tájolását.
• Előnyök:Valós idejű adatok-, nagy pontosság és a fúrások körülményeinek azonnali nyomon követése. Az MWD széles körű elterjedése előtt az irányított fúrások igáslója volt.

3. Vezeték nélküli MWD rendszer (pl. DWD - Irányított fúrás közben)

A DWD a modern irányított fúrások iparági szabványát képviseli, különösen összetett kutakban.

Alapelv:A fúrólyuk érzékelők (MEP szonda) mérik a tájolást. Ezeket az adatokat kódolják és elküldik egy impulzusszerelvényhez, amely nyomásimpulzusokat hoz létre a fúrócső belsejében keringő fúrófolyadékban.

• Átviteli módok:

1. Pozitív pulzus:Egy szelep pillanatnyilag korlátozza az iszap áramlását, és pozitív nyomáscsúcsot hoz létre, amelyet a felszínen észlel.
2. Negatív pulzus:Egy szelep pillanatnyilag kis mennyiségű iszapot ereszt ki a fúrócső belsejéből a gyűrűbe, negatív nyomásesést hozva létre.
3. Folyamatos hullám:A forgó szelep nyomáshullámok folyamatos sorozatát hozza létre; A hullám fáziseltolódásai kódolt adatokat jelentenek.

• Rendszer komponensek:

1. Fúrólyuk:MEP szonda (érzékelők), impulzusszerelvény, turbina generátor (sáráramlással működik) és nem{0}}mágneses fúróperselyek.
2. Felület:Nyomásátalakító (az állócsőre szerelve), felületi számítógép (MPSR) a jelek dekódolásához és feldolgozásához, fúró-kiolvasó (DDU) és nyomtató.
3. Előnyök:Nincs szükség vezetékesre, így jelentős szerelési időt takaríthat meg. Valós idejű-adatokat biztosít a geokormányzáshoz, és rendkívül megbízható a nagy-szögű és vízszintes kutaknál. A pontosság nagy, és jól-definiálható a dőlésszög, az irányszög és a szerszámlap esetében.

Az iránymérő műszer kiválasztása az adott alkalmazástól, kútkörnyezettől és adatigényektől függ.

• Mertalapvető állás{0}}felmérésekegyetlen kutakban, mágneses interferencia nélkül,elektronikus multi{0}}rögzítőknagy pontosságot kínálnak viszonylag alacsonyabb áron.
• Mertvalós idejű{0}}kormányzásfúrás során, különösen összetett kutaknál vagy tengeri platformokról,MWD rendszerekAz elsődleges választás a hatékonyság, az adatsűrűség és a megbízhatóság kiegyensúlyozása.
• Működés közbenmágneses környezetek(a tokba zárt lyuk, szoros kúttávolság),giroszkópos eszközöknélkülözhetetlenek a pontos azimut adatok megszerzéséhez.
• Míg a régebbi technológiákat, mint a filmkamerák és a vezetékes kormányszerszámok nagyrészt felváltották, ezek megalapozták a kifinomult elektronikus és telemetriai rendszereket, amelyek lehetővé teszik a modern precíziós irányított fúrást.

Részletesebb információért kérjük, forduljon a Vigor csapatához további részletes termékinformációkért.