Navigácia po Wellbore

Smerové vŕtanie, prax riadenia vrtu pozdĺž plánovanej cesty, sa kriticky spolieha na presné merania v hĺbke. Poznanie presného sklonu a azimutu vrtu v akomkoľvek bode je nevyhnutné na zasiahnutie geologického cieľa, vyhýbanie sa iným vrtom a umožnenie zložitých profilov vrtov, ako sú horizontály.

Územné meranie je nepriamy proces merania, ktorý sa spolieha na senzory na detekciu prírodných polí alebo inerciálnych vlastností. Merania sú založené na troch základných referenciách:

• Gravitačné pole Zeme:Používa sa na meranie sklonu (uhol otvoru) a hornej{0}}strany orientácie nástroja. Medzi snímače patria mechanické kyvadla, plavákové spínače a modernéakcelerometre.
• Magnetické pole Zeme:Používa sa na meranie magnetického azimutu (smer vzhľadom k magnetickému severu) a magnetického čela nástroja. Medzi snímače patria magnetické kompasy amagnetometre(fluxgate magnety). Kľúčovou požiadavkou pre magnetické prieskumy je použitie ne-magnetických vrtných objímok na izoláciu senzorov od magnetického rušenia oceľovej vrtnej kolóny.
• Nebeská alebo inerciálna referencia:Používa sa nagyroskopické prieskumy, ktoré sú nezávislé od magnetických polí. Tieto nástroje musia byť zarovnané so skutočným severom na povrchu pred spustením do otvoru.

Prieskumné prístroje musia odolať drsnému prostrediu v teréne vrátane vysokého tlaku (vyžadujúceho silné tlakové kryty), zvýšeným teplotám (klasifikácia pre vysoko-teplotné operácie až do 182 stupňov alebo viac) a značným mechanickým nárazom a vibráciám počas vŕtania alebo vypínania.

Prieskumné nástroje sú všeobecne klasifikované na základe ich metód zaznamenávania a prenosu údajov:

• Magnetické kamery s jedným a viacerými zábermi-:Tieto staršie nástroje používali kompas a kyvadlo na zachytenie obrazu ich orientácie na film v prednastavenom čase. Boli jednoduché, ale obmedzené a z veľkej časti boli postupne zrušené.
• Elektronické jednoramenné a viac{0}}zábery:Moderné náhrady filmových kamier. Na meranie orientácie a ukladanie údajov do internej pamäte používajú akcelerometre a magnetometre. Údaje sa stiahnu a spracujú po získaní nástroja na povrchu. Ponúkajú vyššiu presnosť a používajú sa na plánované prieskumy.
• Nástroje riadenia (káblové):Tieto nástroje prenášajú{0}}údaje v reálnom čase na povrch prostredníctvom drôtového vedenia (jedno{1}}vodičového kábla) vedeného vo vnútri vrtnej rúrky. Poskytujú nepretržitú aktualizáciu čela nástroja, sklonu a azimutu, čo je nevyhnutné pre orientáciu motora v hĺbení a riadenie studne.
• Nástroje na meranie pri vŕtaní (MWD) (bezdrôtové):Ide o najpokročilejšie a najrozšírenejšie systémy pre smerové vŕtanie. Snímače prenášajú údaje na povrch v reálnom-čase bez použitia káblabahenná pulzná telemetria(pozitívne alebo podtlakové impulzy vo vrtnej kvapaline). To umožňuje riadenie a prieskum bez prerušenia vŕtacích operácií.
• Nástroje gyroskopického prieskumu:Tieto nástroje používajú gyroskop na určenie orientácie, vďaka čomu sú odolné voči magnetickému rušeniu. Sú nevyhnutné na prieskum v zapuzdrených otvoroch, v zhlukoch vrtov, kde je vysoká magnetická interferencia zo susedných puzdier, alebo na orientáciu vedľajších stôp z existujúceho puzdra.

Článok poskytuje podrobné rozpisy niekoľkých bežných typov nástrojov, ktoré možno zhrnúť nasledovne.

1. Elektronický viacnásobný-výstrel (napr. ESS - Electronic Survey System)

ESS je vysoko{0}}presné, samostatné{1}}záznamové zariadenie.

• Princíp:Používa tri{0}}osové akcelerometre a magnetometre na snímanie gravitácie a magnetických polí. Je napájaný batériami a údaje z prieskumu ukladá do vnútornej pamäte.
• Funkcia:Beží v ne-magnetických vŕtacích objímkach, meria sklon, azimut a čelo nástroja v naprogramovaných intervaloch. Po získaní sa údaje stiahnu a spracujú prostredníctvom povrchových počítačov.
• Výhody:Vysoká presnosť, vhodná pre kritické prieskumy vrátane{0}}vysokoúhlých a horizontálnych prieskumov. Obsahuje softvérové ​​funkcie na analýzu magnetického poľa a kontrolu kvality.

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

SST poskytuje{0}}údaje v reálnom čase počas vŕtania, čo umožňuje okamžité rozhodnutia o riadení.

• Princíp:Používa dolné senzory (akcelerometre/magnetometre) v tlakovom sude. Napájanie a dáta sa prenášajú prostredníctvom jedného-vodiča vedeného vo vnútri vŕtacej rúrky a pripojeného cez bočný-vstup.
• Funkcia:Nepretržite prenáša čelo nástroja, sklon a azimut na povrch. Údaje sa zobrazujú na povrchovom počítači a na displeji vŕtačky, čo umožňuje smerovej vŕtačke presne orientovať motor ohnutého krytu.
• Výhody:Údaje v{0}}reálnom čase, vysoká presnosť a schopnosť okamžite monitorovať podmienky v hĺbke. Pred rozšíreným prijatím MWD to bol ťažný kôň pre smerové vŕtanie.

3. Bezdrôtový systém MWD (napr. DWD - smerový pri vŕtaní)

DWD predstavuje priemyselný štandard pre moderné smerové vŕtanie, najmä v zložitých vrtoch.

Princíp:Snímače v hĺbke (MEP sonda) merajú orientáciu. Tieto údaje sú zakódované a odoslané do zostavy impulzov, ktorá vytvára tlakové impulzy vo vrtnej kvapaline cirkulujúcej vo vnútri vrtnej rúrky.

• Spôsoby prenosu:

1. Pozitívny pulz:Ventil na chvíľu obmedzí prietok bahna, čím sa vytvorí kladný tlakový hrot, ktorý je detekovaný na povrchu.
2. Záporný pulz:Ventil na chvíľu odvzdušní malé množstvo bahna z vnútra vrtnej rúrky do medzikružia, čím sa vytvorí negatívny pokles tlaku.
3. Nepretržitá vlna:Rotačný ventil vytvára súvislý rad tlakových vĺn; fázové posuny vo vlne predstavujú zakódované dáta.

• Systémové komponenty:

1. Dolná jama:Sonda MEP (snímače), zostava impulzov, alternátor turbíny (poháňaný prúdom bahna) a ne-magnetické vŕtacie objímky.
2. Povrch:Prevodník tlaku (namontovaný na stúpačke), povrchový počítač (MPSR) na dekódovanie a spracovanie signálov, údaj vŕtačky (DDU) a tlačiareň.
3. Výhody:Nevyžaduje sa žiadne káblové vedenie, čo výrazne šetrí čas pri montáži. Poskytuje-údaje v reálnom čase pre geosmerovanie a je vysoko spoľahlivý vo-vysokých{2}}uhloch a horizontálnych vrtoch. Presnosť je vysoká a dobre{4}}definovaná pre sklon, azimut a čelo nástroja.

Výber smerového prieskumného prístroja závisí od konkrétnej aplikácie, prostredia vrtu a požiadaviek na údaje.

• Prezákladné{0}}pracovné prieskumyv jednotlivých jamkách bez magnetickej interferencie,elektronické viacranové{0}rekordéryponúkajú vysokú presnosť pri relatívne nižších nákladoch.
• Preriadenie v-reálnom časepočas vŕtania, najmä v zložitých vrtoch alebo z pobrežných plošín,MWD systémysú primárnou voľbou, vyvažujú efektivitu, hustotu dát a spoľahlivosť.
• Pri prevádzke vmagnetické prostredia(opláštený otvor, tesný rozstup jamiek),gyroskopické nástrojesú nevyhnutné na získanie presných údajov o azimute.
• Zatiaľ čo staršie technológie, ako sú filmové kamery a káblové riadiace nástroje, boli do značnej miery nahradené, položili základy pre sofistikované elektronické a telemetrické systémy, ktoré umožňujú moderné presné smerové vŕtanie.

Pre podrobnejšie informácie, prosím, neváhajte kontaktovať Vigor tím pre podrobnejšie informácie o produkte.