Measurement While Drilling (MWD) - Sistemele de investigare geofizica a sondelor in timpul forajului de tip MWD

Measurement While Drilling (MWD) - Sistemele de investigare geofizica a sondelor in timpul forajului de tip MWD

Sistemele de investigare geofizica a sondelor in timpul forajului de tip MWD, intr-o evolutie tehnologica continua, asigura in prezent informatii complexe cu privire la formatiunile traversate pentru un spectru larg de conditii geologice si tehnice. Folosite initial numai pentru sonde neconventionale, in particular "directionale", pentru cresterea eficientei si sigurantei forajului, tehnicile de tip MWD au fost completate cu masuratori complexe de evaluare a formatiunilor in scopul obtinerii unor informatii calitative si cantitative rapide, in timp real. Determinarea proprietatilor fizice ale formatiunilor traversate de sonde inainte de o invazie semnificativa a fluidului de foraj este in prezent posibila cu sisteme de traductori perfectionati care asigura inregistrarea continua a rezistivitatii, radioactivitatii naturale, porozitatii neutronice si densitatii volumetrice.

         In contextul actual al fondurilor limitate pentru forajul de explorare, in vederea identificarii si evaluarii zacamintelor de hidrocarburi, se urmareste continuu cresterea "raportului de succes" al forajului si eficientei productiei sondelor, intr-un efort conjugat de a imbunatati profitabilitatea operatiunilor de explorare si exploatare.

         De aceea, exista in prezent o preocupare continua de a imbunatati tehnologiile de investigare de tip MWD/LWD si o analiza atenta a posibilitatilor de inlocuire, cel putin partiala, a masuratorilor conventionale de carotaj, cu MWD pentru evaluarea complexa a formatiunilor, in vederea reducerii costului total al sondelor.

         Prin analize detaliate s-a constatat ca reducerea cheltuielilor pentru evaluarea formatiunilor prin folosirea MWD intr-un program de investigare, necesita considerarea atenta a unei multitudini de factori.

         Tehnicile de investigare in timpul forajului s-au divizat in doua categorii (Beck, 1997):

1. In sonde unde informatia MWD este critica atat pentru realizarea forajului cat si pentru evaluarea formatiunilor:

- sonde adanci de explorare unde sistemele MWD pot fi folosite imediat pt corelare si evaluarea presiunilor;

- sonde care necesita stabilirea adancimii de plasare a coloanelor de tubaj si identificarea intervalelor potential colectoare pentru o evaluare preliminara;

- sonde orizontale, unde obtinerea carotajelor conventionale poate fi dificila si uneori riscanta;

- sonde de productie care necesita amplasarea unei coloane de tubaj deasupra unui rezervor puternic depletat.

2. In sonde unde informatia MWD nu este critica si tehnicile MWD pot fi economic mai atractive decat alte alternative de investigare.

In aceste cazuri, MWD este efectuat pentru:

- date directionale si de corelare in timp real pentru programul de lucru la sonda;

- date de evaluare a formatiunilor pt a inlocui partial / total carotajele standard efectuate prin lansare cu cablu.

         Substituirea carotajelor obisnuite inregistrate ca dispozitive lansate cu cablu, cu date MWD, este, se pare, cea mai avantajoasa in sondele de cercetare in vederea reducerii costului acestor sonde.

         In conditiile unui grad crescut de cunoastere geologica, pe obiectivul sondei datele MWD pot fi folosite calitativ pentru identificarea si plasarea limitelor intre fluide si cantitativ pentru calculul grosimii efective, porozitatii si continutului in fluide (apa si hidrocarburi).

         Conditii favorabile de inlocuire, cel putin partiala, a carotajelor standard ca MWD, sunt reprezentate de structurile geologice si zacamintele pentru care exista o baza de date despre rezervor si de carotaje geofizice bine organizata.

         Se poate aprecia ca in prezent, tehnologiile de investigare in timpul forajului de tip MWD au fost acceptate de catre industria de petrol si gaze datorita potentialului informativ remarcabil si obtinerii datelor necesare in timp real.

         O preocupare permanenta a specialistilor din acest domeniu este concentrata pentru proiectarea cea mai avantajoasa a ansamblului de dispozitive si traductori din sonda care sa conduca la obtinerea unor carotaje geofizice de calitate fara a afecta flexibilitatea ceruta de cele mai multe din operatiunile obisnuite de foraj.

Caracteristici si avantaje

Un instrument se potriveste tuturor dimensiunilor standard ale prajinii grele de la suprafata la T.D. si este operabil peste tot domeniul - reducand numarul de instrumente tinute la locul sondei.

Cel mai compact proiect de pe piata la lungimea de 15½" (ft), potrivindu-se oricarei dimensiuni a prajinii grele scazand pana la 4¾" O.D. (slic 3½" O.D. cu transmitator Ultraslim sau 2⅞" O.D. cu optiunea transmitatorului Ultra-Lite): Orienteer este proiectat pentru utilizare in cresterea numarului de gauri orizontale mici si aplicatii de re-intrare in foraj.

Codificarea si detectarea optima a semnalelor cu alegerea transmisiei de date brute sau calculate dand rapid si fiabil actualizari si comenzi fetei aparatului, chiar si in cele mai dificile conditii.

Proiectul modular usor si portabil da o capacitate rapida de renuntare si de sprijin operational, reducand valoarea echipamentului in ciclul logistic.

Simplitatea operationala si usurinta in manipulare reduc necesitatea de specialisti dedicati MWD la locul sondei.

Proceduri de intretinere necomplicate fac serviciul rapid si necostisitor, eliminand necesitatea de facilitati de baza de intretinere extinse.

Sistem de transmisie proiectat pentru acomodarea semnalelor de la senzori suplimentari, permitand modernizare cu evaluarea formatiunilor si senzori de inginerie disponibili ca optiuni de extindere.

Specificatiile instrumentului

      Tipul de telemasurare a impulsului: Impuls de noroi negativ.

 Sursa de putere: Baterie.

 Configuratia instrumentului: Transmitatorul de impulsuri se potriveste in mufe speciale. Restul instrumentului este centrat in prajina grea. Instrumentul poate fi instalat fie si in garnitura de foraj.

 Caderea de presiune in coloana de foraj: Vezi tabelul de mai jos.

 Continutul de nisip al noroiului: Maxim 0.5% pentru operarea continua la viteza de curgere maxima. Continuturi mai mari sunt tolerabile la debit scazut - referitor la vanzator.

 Presiunea maxima in spatiul inelar al coloanei de foraj:

4000psi (275 bar).

 Presiunea minima in spatiul inelar al coloanei de foraj:        

350psi (24 bar).

 Timpul de transmisie al comenzii: Medie 90 secunde.

  Actualizarea inteligenta a fetei instrumentului:

Actualizare cu turbina 7-10 secunde.

Actualizare standard 20-40 secunde.

Actualizare economica 60 secunde.

Comutarea automata intre modurile de actualizare sunt controlate de variatia fetei instrumentului.

Precizii absolute: Inclinatia +/- 0.1 grade. Azimutul +/- 1.0 grade. (inclinare > 5 grade). Azimutul fetei instrumentului +/- 1.0 grade. Fata magnetica a instrumentului +/- 1.0 grade. (la inclinare si azimut constant). Fata de gravitate a instrumentului +/- 0.5 grade.

Moduri de operare programabile la suprafata sau in adancime: Numai comanda statica, date calculate.

Numai comanda statica, date brute.

Actualizari statice + de gravitate, calculate. 

Actualizari statice + de gravitate, date brute.

Actualizari ale fetei statice + magnetice a instrumentului, calculate.        

Actualizari ale fetei statice + magnetice a instrumentului, date brute.

        Senzori standard: Directional, temperatura aparatului.

         O.D.-ul mufei disponibile: 4¾" (120.6mm) - 9½" (241.3mm).

         Lungimea instrumentului:

15½' (4.70m) - Baterii standard. 

19½' (5.94m) - Baterii Dublu-D.

         Sectiunea cea mai lunga pentru tranzit: 54" (1.4m).

         Greutatea aparatului: 140 lb (62.5 kg).

         Presiunea maxima de operare:

15,000psi (1030 bar) - standard.

20,000psi (1373 bar) - presiune inalta.

Temperatura maxima de operare: F (150 C). Temperaturi inalte ale instrumentului sunt disponibile la cerere speciala.

Repetabilitatea:  Inclinarea +/- 0.05 grade.  ; Azimutul +/- 0.5 grade.

Rezolutia indicatorului: Inclinarea 0.1 grade. Azimutul 0.1 grade. Fata instrumentului 1 grad.

Reductia la partea  superioara a fetei instrumentului: La inclinari > 3 grade.

Procedura de comanda statica: Oprirea mesei rotative, oprirea pompelor, mentinerea pentru 40 secunde. Comanda transmisa la pornirea urmatoarei pompe.

Optiuni de extindere: Raze gamma. Transmitator Ultraslim 3½". Instrument universal Carrier. Rezistivitatea formatiunilor. Transmitator Ultra-Lite 2⅞".

Schema sistemului

Schema arata un sistem MWD complet cu optiuni de suprafata de raze gamma si la sapa. Ilustrarea demonstreaza natura modulara a sistemului care poate fi usor distrus in parti componente pentru usurinta in transport si intretinere.

Sisteme de avans cu frana tip pompa rotativa cu plungere axiale si sectiune de refulare variabila

Exista 2 categorii :

a) - pt care dispozitivele de executie au structura deschisa la care semnalul de comanda Xc de la regulator este transmis direct la RR montat pe conducta de refulare a pompei. Relatia de calcul este :, F = debit refulat de pompa; Kv = debit specific; ρ = debit lichid; S = aria sectiunii de trecere.

b) - pt care dispozitivele de executie au structura inchisa la care semnalul de comanda Xc generat de regulator este convertit intermediar de convertorul electromagnetic si transportat intr-un semnal pneumatic la intrarea SM a RR.