Navigeren door de boorput

Gericht boren, de praktijk waarbij een boorput langs een gepland pad wordt gestuurd, is in belangrijke mate afhankelijk van nauwkeurige metingen in het boorgat. Het kennen van de exacte helling en azimut van de put op elk punt is essentieel voor het raken van een geologisch doel, het vermijden van andere putten en het mogelijk maken van complexe putprofielen zoals horizontale profielen.

Onderzoek in het boorgat is een indirect meetproces, waarbij gebruik wordt gemaakt van sensoren om natuurlijke velden of traagheidseigenschappen te detecteren. De metingen zijn gebaseerd op drie fundamentele referenties:

• Het zwaartekrachtveld van de aarde:Wordt gebruikt om de helling (gathoek) en de oriëntatie van het gereedschap aan de hoge- zijkant te meten. Sensoren omvatten mechanische slingers, vlotterschakelaars en moderneversnellingsmeters.
• Het magnetische veld van de aarde:Wordt gebruikt voor het meten van de magnetische azimut (richting ten opzichte van het magnetische noorden) en het magnetische gereedschapsvlak. Sensoren omvatten magnetische kompassen enmagnetometers(fluxgate-magneten). Een belangrijke vereiste voor magnetische onderzoeken is het gebruik van niet-magnetische boorkragen om de sensoren te isoleren van de magnetische interferentie van de stalen boorkolom.
• Hemelse of traagheidsreferentie:Gebruikt voorgyroscopisch onderzoek, die onafhankelijk zijn van magnetische velden. Deze instrumenten moeten aan de oppervlakte worden uitgelijnd met het Ware Noorden voordat ze het gat in rennen.

Onderzoeksinstrumenten moeten bestand zijn tegen een ruwe omgeving onder in het boorgat, inclusief hoge drukken (waarvoor sterke drukbehuizingen nodig zijn), hoge temperaturen (classificaties voor hoge- temperatuurwerkzaamheden tot 182 graden of meer) en aanzienlijke mechanische schokken en trillingen tijdens boor- of struikelwerkzaamheden.

Enquêtetools worden grofweg geclassificeerd op basis van hun methoden voor het vastleggen en verzenden van gegevens:

• Magnetische enkelvoudige en meervoudige -camera's:Deze oudere gereedschappen gebruikten een kompas en een slinger om op een vooraf ingesteld tijdstip een beeld van hun oriëntatie op film vast te leggen. Ze waren eenvoudig maar beperkt en zijn grotendeels uitgefaseerd.
• Elektronische single- en multi-shotrecorders:Moderne vervangingen voor filmcamera's. Ze gebruiken versnellingsmeters en magnetometers om de oriëntatie te meten en de gegevens in het interne geheugen op te slaan. De gegevens worden gedownload en verwerkt nadat de tool aan de oppervlakte is opgehaald. Ze bieden een hogere nauwkeurigheid en worden gebruikt voor geplande onderzoeken.
• Stuurhulpmiddelen (bekabeld):Deze tools zenden real{0}}gegevens naar de oppervlakte via een draadlijn (kabel met enkele- geleider) die in de boorpijp loopt. Ze bieden continue updates van het gereedschapsvlak, de helling en het azimut, wat essentieel is voor het oriënteren van een motor in het boorgat en het sturen van de put.
• Gereedschappen voor meten tijdens het boren (Draadloos):Dit zijn de meest geavanceerde en meest gebruikte systemen voor gestuurd boren. Sensoren in het boorgat zenden gegevens in realtime-zonder draad naar het oppervlak, meestal met behulp vanmodderpuls telemetrie(positieve of negatieve drukpulsen in de boorvloeistof). Dit maakt sturen en onderzoeken mogelijk zonder de boorwerkzaamheden te onderbreken.
• Gyroscopische onderzoekshulpmiddelen:Deze instrumenten gebruiken een gyroscoop om de oriëntatie te bepalen, waardoor ze immuun zijn voor magnetische interferentie. Ze zijn essentieel voor het onderzoeken van gaten in boorputten, in clusters van putten waar de magnetische interferentie van aangrenzende boorbuizen hoog is, of voor het oriënteren van zijsporen van bestaande boorbuizen.

Het artikel biedt gedetailleerde uitsplitsingen van verschillende veelvoorkomende gereedschapstypen, die als volgt kunnen worden samengevat.

1. Elektronische Multi-Shot (bijv. ESS - elektronisch enquêtesysteem)

De ESS is een zeer-nauwkeurig, zelfstandig- opnameapparaat.

• Beginsel:Maakt gebruik van tri-axiale versnellingsmeters en magnetometers om de zwaartekracht en magnetische velden te detecteren. Het wordt aangedreven door batterijen en slaat onderzoeksgegevens op in het interne geheugen.
• Functie:Het wordt uitgevoerd in niet-magnetische boorkragen en meet de helling, azimut en gereedschapsvlak op geprogrammeerde intervallen. Na het ophalen worden de gegevens gedownload en verwerkt via oppervlaktecomputers.
• Voordelen:Hoge nauwkeurigheid, geschikt voor kritische onderzoeken, ook in hoge- en horizontale putten. Inclusief softwarefuncties voor magnetische veldanalyse en kwaliteitscontrole.

2. Wireline Steering Tool (bijv. SST - Steering Survey Tool)

De SST levert realtime-gegevens tijdens het boren, waardoor directe stuurbeslissingen mogelijk zijn.

• Beginsel:Maakt gebruik van sensoren in het boorgat (versnellingsmeters/magnetometers) in een drukvat. Stroom en gegevens worden verzonden via een enkele-geleiderdraad die in de boorpijp loopt en is aangesloten via een- zijingang.
• Functie:Brengt voortdurend gereedschapsvlak, helling en azimut over naar het oppervlak. Gegevens worden weergegeven op een oppervlaktecomputer en op de uitlezing van een boormachine, waardoor de gestuurde boormachine de gebogen behuizingsmotor nauwkeurig kan oriënteren.
• Voordelen:Real-gegevens, hoge nauwkeurigheid en de mogelijkheid om de omstandigheden in het boorgat onmiddellijk te monitoren. Het was een werkpaard voor gestuurde boringen vóór de wijdverbreide acceptatie van MWD.

3. Draadloos MWD-systeem (bijv. DWD - directioneel tijdens het boren)

DWD vertegenwoordigt de industriestandaard voor modern gestuurd boren, vooral in complexe putten.

Beginsel:Downhole-sensoren (MEP-sonde) meten de oriëntatie. Deze gegevens worden gecodeerd en naar een pulsersamenstel gestuurd, dat drukpulsen creëert in de boorvloeistof die in de boorpijp circuleert.

• Transmissiemethoden:

1. Positieve puls:Een klep beperkt tijdelijk de modderstroom, waardoor een positieve drukpiek ontstaat die aan de oppervlakte wordt gedetecteerd.
2. Negatieve puls:Een klep laat tijdelijk een kleine hoeveelheid modder uit de boorpijp naar de annulus ontsnappen, waardoor een negatieve drukval ontstaat.
3. Continue golf:Een roterende klep creëert een continue reeks drukgolven; faseverschuivingen in de golf vertegenwoordigen gecodeerde gegevens.

• Systeemcomponenten:

1. Onder in het gat:MEP-sonde (sensoren), pulserconstructie, turbinedynamo (aangedreven door modderstroom) en niet-magnetische boorkragen.
2. Oppervlak:Druktransducer (gemonteerd op de standpijp), oppervlaktecomputer (MPSR) voor het decoderen en verwerken van signalen, booruitlezing (DDU) en printer.
3. Voordelen:Er is geen draadkabel nodig, waardoor u aanzienlijke installatietijd bespaart. Biedt real-gegevens voor geosturing en is zeer betrouwbaar in- hogehoek- en horizontale putten. De nauwkeurigheid is hoog en goed-gedefinieerd voor helling, azimut en gereedschapsvlak.

De selectie van een directioneel onderzoeksinstrument hangt af van de specifieke toepassing, de putomgeving en de gegevensvereisten.

• Voorbasis post-job-enquêtesin afzonderlijke putten zonder magnetische interferentie,elektronische multi-recordersbieden een hoge nauwkeurigheid tegen relatief lagere kosten.
• Voorrealtime besturing-tijdens het boren, vooral in complexe putten of vanaf offshore-platforms,MWD-systemenzijn de eerste keuze, waarbij efficiëntie, datadichtheid en betrouwbaarheid in evenwicht zijn.
• Bij het opereren inmagnetische omgevingen(ingesloten gat, nauwe putafstand),gyroscopisch gereedschapzijn onmisbaar voor het verkrijgen van nauwkeurige azimutgegevens.
• Terwijl oudere technologieën zoals filmcamera's en bedrade stuurinstrumenten grotendeels achterhaald zijn, legden ze de basis voor de geavanceerde elektronische en telemetriesystemen die modern nauwkeurig gestuurd boren mogelijk maken.

Voor meer gedetailleerde informatie kunt u contact opnemen met het Vigor-team voor meer gedetailleerde productinformatie.