Pregled mjerenja tijekom bušenja (MWD).
Telemetrijske metode imale su poteškoća u suočavanju s velikom količinom podataka iz bušotine, pa je definicija MWD proširena kako bi uključila podatke koji su bili pohranjeni u memoriji alata i vraćeni kada je alat vraćen na površinu. Svi MWD sustavi obično imaju tri glavne podkomponente:
- Elektroenergetski sustav
- Telemetrijski sustav
- Senzor usmjerenja
Elektroenergetski sustavi
Energetski sustavi u MWD općenito se mogu klasificirati kao jedan od dva tipa: baterija ili turbina. Obje vrste elektroenergetskih sustava imaju inherentne prednosti i nedostatke. U mnogim MWD sustavima, kombinacija ovih dviju vrsta energetskih sustava koristi se za napajanje MWD alata tako da napajanje neće biti prekinuto tijekom povremenih uvjeta protoka tekućine-bušenja. Baterije mogu osigurati ovu snagu neovisno o-kruženju tekućine za bušenje i neophodne su ako će doći do karotaže tijekom spuštanja u rupu ili iz nje.
Baterijski sustavi
Litij-tionil kloridne baterije obično se koriste u MWD sustavima zbog svoje izvrsne kombinacije visoke-energetske gustoće i superiornih performansi na MWD radnim temperaturama. Pružaju stabilan izvor napona sve do kraja svog životnog vijeka i ne zahtijevaju složenu elektroniku za uvjetovanje napajanja. Ove baterije, međutim, imaju ograničenu trenutnu izlaznu energiju i mogu biti neprikladne za aplikacije koje zahtijevaju visoku potrošnju struje. Iako su ove baterije sigurne na nižim temperaturama, ako se zagriju iznad 180 stupnjeva, mogu doživjeti burnu, ubrzanu reakciju i eksplodirati značajnom snagom. Kao rezultat toga, postoje ograničenja za isporuku litij-tionil kloridnih baterija u putničkim zrakoplovima. Iako su ove baterije vrlo učinkovite tijekom svog životnog vijeka, ne mogu se puniti, a njihovo odlaganje podliježe strogim ekološkim propisima.
Turbinski sustavi
Drugi izvor obilne proizvodnje električne energije, snaga turbine, koristi protok-tekućine za bušenje. Rotacijska sila se prenosi pomoću rotora turbine na alternator kroz zajedničku osovinu, generirajući tro-faznu izmjeničnu struju (AC) promjenjive frekvencije. Elektronički sklopovi ispravljaju AC u korisnu istosmjernu struju (DC). Rotori turbina za ovu opremu moraju prihvatiti širok raspon protoka kako bi se prilagodili svim mogućim uvjetima isplake-. Slično, rotori moraju biti sposobni tolerirati značajne krhotine i materijal s izgubljenom{7}}cirkulacijom (LCM) uvučen u tekućinu za bušenje.
Telemetrijski sustavi
Telemetrija-impulsa isplake standardna je metoda u komercijalnim sustavima MWD i karotaže tijekom bušenja (LWD). Akustični sustavi koji odašilju uzduž bušaće cijevi trpe prigušenje od približno 150 dB na 1000 m u tekućini za bušenje.[1]Učinjeno je nekoliko pokušaja da se konstruira posebna bušaća cijev s integriranom tvrdom žicom. Iako nudi iznimno visoke brzine prijenosa podataka, integralna žična telemetrijska metoda zahtijeva:
- Skupe specijalne bušaće cijevi
- Posebno rukovanje
- Stotine električnih priključaka koji svi moraju ostati pouzdani u teškim uvjetima
Eksplozija mjerenja u bušotinama potaknula je novi rad u ovom području,[2]i pokazane su brzine prijenosa podataka veće od 2.000.000 bita/sekundi.
Nisko{0}}frekventni elektromagnetski prijenos je u ograničenoj komercijalnoj upotrebi u MWD i LWD sustavima. Ponekad se koristi kada se kao tekućina za bušenje koristi zrak ili pjena. Dubina s koje se elektromagnetska telemetrija može odašiljati ograničena je vodljivošću i debljinom gornjih formacija. Ponavljači ili pojačivači signala postavljeni u bušaću kolonu povećavaju dubinu s koje elektromagnetski sustavi mogu pouzdano prenositi.
Dostupna su tri telemetrijska sustava-pulsa: pozitivni-puls, negativni-puls i kontinuirani-valni sustavi. Ovi su sustavi nazvani po načinu na koji se njihovi pulsevi šire u volumenu isplake. Sustavi s negativnim-impulsom stvaraju puls tlaka niži od volumena isplake ispuštanjem male količine isplake iz bušaće kolone pod visokim{7}}tlakom iz bušaće cijevi u prstenasti prostor. Sustavi pozitivnog-pulsa stvaraju trenutno ograničenje protoka (veći tlak od volumena-isplake) u bušaćoj cijevi. Sustavi s kontinuiranim{12}}valovima stvaraju frekvenciju nositelja koja se prenosi kroz mulj i kodiraju podatke pomoću faznih pomaka nositelja. Koriste se mnogi različiti sustavi-kodiranja podataka, koji su često dizajnirani za optimizaciju vijeka trajanja i pouzdanosti pulsera, jer on mora preživjeti izravan kontakt s abrazivnim,-tokom isplake pod visokim{15}}tlakom.
Detekciju telemetrijskog-signala izvodi jedan ili više sondi smještenih na postolju bušotine. Podatke iz signala izvlači površinska računalna oprema koja je smještena ili u jedinici za klizanje ili na podu bušilice. Uspješno dekodiranje podataka uvelike ovisi o omjeru signala-i-šuma.
Bliska korelacija postoji između veličine signala i brzine telemetrijskih podataka; što je veća brzina prijenosa podataka, to je veličina impulsa manja. Većina modernih sustava ima mogućnost reprogramiranja telemetrijskih parametara alata i usporavanja-brzine prijenosa podataka bez zapinjanja; međutim, usporavanje brzine podataka nepovoljno utječe na gustoću log-podataka.
Šum signala
Najznačajniji izvori šuma signala su pumpe za isplaku, koje često stvaraju buku relativno visoke-frekventnosti. Interferencija među frekvencijama pumpe dovodi do harmonika, ali ti se pozadinski šumovi mogu filtrirati analognim tehnikama. Senzori-brzine pumpe mogu biti vrlo učinkovita metoda za prepoznavanje i uklanjanje šuma pumpe iz neobrađenog telemetrijskog signala. Buka-niže frekvencije u volumenu isplake često se stvara motorima za bušenje. Dubina bušotine i vrsta isplake također utječu na primljenu-amplitudu i širinu signala. Općenito, isplake-na bazi nafte (OBM) i pseudo{10}}isplake-na bazi ulja su kompresibilnije od isplaka-na bazi vode; stoga rezultiraju najvećim gubicima signala. Usprkos tome, signali su pronađeni bez značajnih problema s dubina od gotovo 9144 m (30 000 stopa) u stlačivim tekućinama.
Senzori usmjerenja
Vrhunac tehnologije usmjerenog{0}}senzora je niz od tri ortogonalna fluxgate magnetometra i tri akcelerometra. Iako u normalnim okolnostima standardni usmjereni senzori daju prihvatljiva istraživanja, svaka primjena u kojoj postoji nesigurnost u vezi s lokacijom na dnu bušotine može biti problematična. Nedavni trendovi bušenja dužih i složenijih bušotina usmjerili su pozornost na potrebu za standardnim modelom pogreške.
Rad koji je proveo Industrijski upravni odbor za točnost bušotine (ISCWA) imao je za cilj osigurati standardnu metodu kvantificiranja položajnih nesigurnosti s pripadajućim razinama pouzdanosti. Klasificirani su ključni izvori pogreške:
- Greške senzora
- Magnetske smetnje od BHA
- Neusklađenost alata
- Nesigurnost-magnetskog polja
Uz nesigurnosti izmjerene dubine, nesigurnosti istraživanja dna bušotine doprinose pogreškama u apsolutnoj dubini. Imajte na umu da sve metode korekcije-azimuta u stvarnom vremenu zahtijevaju prijenos neobrađenih podataka na površinu, što opterećuje telemetrijski kanal.
Razvoj žiroskopa (žiro)-navigiranog MWD-a nudi značajne prednosti u odnosu na postojeće navigacijske senzore. Osim veće točnosti, žiroskopi nisu osjetljivi na smetnje magnetskih polja. Trenutna žiroskopska tehnologija usredotočena je na uključivanje mehaničke robusnosti, minimiziranje vanjskog promjera i prevladavanje temperaturne osjetljivosti. Glavna primjena tehnologije je ušteda vremena na opremi koje koriste žični žiroskopi prilikom izvođenja početnih udaraca iz područja zahvaćenih magnetskim smetnjama.
Radno okruženje alata i pouzdanost alata
MWD sustavi koriste se u najtežim radnim okruženjima. Očigledni uvjeti kao što su visoki tlak i temperatura suviše su poznati inženjerima i dizajnerima. Žičana industrija ima dugu povijest uspješnog prevladavanja ovih uvjeta.
Temperatura
Većina MWD alata može kontinuirano raditi na temperaturama do 150 stupnjeva, a neki senzori dostupni su s ocjenama do 175 stupnjeva. Temperature alata za MWD-mogu biti 20 stupnjeva niže od temperatura formacije izmjerenih karotažama na žici, zbog efekta hlađenja cirkulacije isplake, tako da su najviše temperature s kojima se susreću alati za MWD one izmjerene dok ulaze u rupu u kojoj volumen-tekućine za bušenje nije cirkulirao dulje vrijeme. U takvim slučajevima, preporučljivo je povremeno prekinuti cirkulaciju tijekom rada u rupi. Korištenje Dewarove tikvice za zaštitu senzora i elektronike od visokih temperatura uobičajeno je u kabelskim mrežama, gdje su vremena izloženosti u bušotini obično kratka, ali korištenje tikvica za zaštitu od temperature nije praktično u MWD-u zbog dugog vremena izlaganja na visokim temperaturama koje se mora izdržati.
Pritisak
Tlak u bušotini manji je problem od temperature za MWD sustave. Većina alata je dizajnirana da izdrži do 20.000 psi, sa specijalnim alatima ocijenjenim na 25.000 psi. Kombinacija hidrostatskog tlaka i protutlaka sustava rijetko se približava ovoj granici.
Udari i vibracije u bušotini
Udari i vibracije u bušotini predstavljaju najveće izazove za MWD sustave. Suprotno očekivanjima, rani testovi koji koriste instrumentirane sustave u bušotini pokazali su da su magnitude bočnih (sa-na-strane) udara dramatično veće od aksijalnih udara tijekom normalnog bušenja. Moderni MWD alati općenito su dizajnirani da izdrže udarce od približno 500 G tijekom 0,5 ms tijekom vijeka trajanja od 100 000 ciklusa. Torzijski udar, uzrokovan torzijskim ubrzanjima zalijepanja/klizanja, također može biti značajan. Ako su podvrgnuti ponovljenom zaglavljivanju/klizanju, može se očekivati da alati neće uspjeti.
Statistika pouzdanosti alata
Rani rad obavljen na standardizaciji mjerenja i izvješćivanja o statistici pouzdanosti MWD-alata usmjeren je na definiranje kvara i dijeljenje ukupnog broja uspješnih kružećih sati ukupnim brojem kvarova. Ovaj rad rezultirao je srednjim-vrijeme-između-broja kvarova (MTBF). Ako su podaci prikupljeni tijekom statistički značajnog razdoblja (obično 2000 sati), mogli bi se izvesti značajni-trendovi analize kvarova. Međutim, kako su bušotinski alati postajali sve složeniji, Međunarodna udruga izvođača bušenja (IADC) objavila je preporuke o prikupljanju i izračunu statistike MTBF-a.
Kao vodeći svjetski proizvođač žiroskopskih geodetskih instrumenata, China Vigor u potpunosti prepoznaje ključnu ulogu preciznosti i pouzdanosti u operacijama u bušotini. Od 2015. kontinuirano ulažemo u istraživanje i poboljšanje naših sustava žiroskopa za mjerenje nagiba. Danas Vigorovi alati uspješno rade na naftnim poljima u središnjoj Aziji, Europi i Africi-isporučujući podatke visoke-točnosti koji klijentima pomažu značajno smanjiti-neproduktivno vrijeme.
Izvanredan primjer je Vigor Pro-Guide Series Gyro Inclinometer, koji uključuje-vodeći algoritam za kompenzaciju podataka za smanjenje vrijednosti pomaka, osiguravajući dosljedno točne rezultate istraživanja. Osim performansi, serija Pro{3}}Guide dizajnirana je za robusnost i lakoću održavanja. Njegova robusna konstrukcija smanjuje ukupne troškove vlasništva smanjujući rizike transporta i održavanja, što je ključni razlog zašto je zaslužio tako snažno odobravanje kupaca.
Naš tehnički tim redovito pruža-podršku za bilježenje na web mjestu i prikupio je dosljedne pozitivne povratne informacije. Također smo uzbuđeni što možemo podijeliti s vama da je China Vigor uspješno dovršio terensko testiranje sustava Logging While Drilling (LWD), Gyro While Drilling (GWD) i Measurement While Drilling (MWD), a predstavljanje na tržištu je u tijeku.
Da biste otkrili kako serija vodiča Vigor Pro-i naše nadolazeće tehnologije bušenja mogu poboljšati učinkovitost i točnost vaših operacija, slobodno se obratite našem specijaliziranom inženjerskom timu. Radujemo se što ćemo vas podržati stručnim rješenjima i profesionalnom uslugom.
