تقوم أنظمة القياس أثناء الحفر (MWD) بمراقبة موضع حفرة البئر وأداء لقمة الحفر واتجاه سلسلة الحفر. تقوم الأجهزة الموجودة في الوحدة النمطية في أداة التوجيه الخاصة بسلسلة الحفر بإرسال بيانات الوقت الحقيقي-إلى مشغل MWD. يتعلق الأمر بالتسجيل-أثناء-الحفر (LWD).
تم دمج الأجهزة القوية-مقاييس المغناطيسية والجيروسكوبات ومقاييس التسارع التي يمكنها تحمل درجات حرارة تصل إلى 400 درجة فهرنهايت وضغوط تصل إلى 25000 رطل لكل بوصة مربعة و500 جرام لصدمات تبلغ 0.5 مللي ثانية-في مجموعة الفتحة السفلية (BHA). تم تجهيز BHA بلقمة حفر وطوق حفر ومثبتات حفر وهي المكونات الوظيفية المسؤولة عن شكل البئر واتجاهه واختراقه. غالبًا ما يتضمن BHA محركًا للانحدار ونظام توجيه دوارًا بالإضافة إلى أنظمة MWD وLWD. غالبًا ما يتم توفير الطاقة الميكانيكية والكهربائية بواسطة توربينات أسفل البئر.
تقوم MWD بقياس أداء سلسلة الحفر بشكل صارم. يقيس LWD الجوانب المتعلقة بالتكوينات الجيولوجية، بما في ذلك:
- أشعة جاما المنبعثة من الصخور أو الرواسب
- الكثافة والمؤشر الكهروضوئي
- مسامية النيوترونات (لقياس مؤشر الهيدروجين في الخزان)
- الفرجار (حجم البئر وشكله)
- المقاومة (أوم-م)
- التسجيل الصوتي (قدرة البئر على نقل الموجات الصوتية)
- تصوير البئر
- اختبار التكوين وأخذ العينات (لتحديد السوائل والإنتاج المحتمل)
- الرنين المغناطيسي النووي (لتحديد مسامية ونفاذية التكوين الجيولوجي)
- قياسات زلزالية أثناء الحفر تساعد في تحديد المسار الأمثل لحفر البئر
يستخدم مهندسو الحفر البيانات الواردة من أنظمة MWD وLWD لتوجيه سلسلة الحفر جغرافيًا واتخاذ قرارات مستنيرة بشأن مسار البئر وإنتاج الآبار المتوقع في -تطبيقات الحفر البرية والبحرية-. يؤدي تقليل مخاطر الحفر التي قد تؤدي إلى إبطاء معدل الاختراق إلى تحسين إنتاجية سلسلة الحفر. تُستخدم هذه البيانات أيضًا لضمان إجراء الحفر فقط في المناطق المصرح بها.
تقوم MWD أيضًا بمراقبة تشغيل لقمة الحفر وسلسلة الحفر، بما في ذلك المعلمات مثل سرعة وسلاسة دوران لقمة الحفر، والاهتزاز ودرجة الحرارة في قاع البئر، وعزم الدوران والضغط على لقمة الحفر، ومعدل تدفق سائل الحفر. يؤدي الحفاظ على سلسلة الحفر ضمن مواصفات التشغيل الخاصة بها إلى زيادة عمر سلسلة الحفر وأدائها.
جمع البيانات ونقلها
تقليديًا، يقوم التسجيل السلكي بتوصيل مجموعة رفيعة من الأدوات الموجودة في سلسلة الحفر بالسطح عبر كابل كهربائي متين. بمجرد انحراف حفرة البئر إلى ما هو أبعد من 60 درجة، لم يعد من الممكن دفع الأدوات السلكية التقليدية عبر سلسلة الحفر، لذلك يتم استخدام تقنيات MWD على الرغم من تكلفتها المتزايدة.
في أنظمة MWD، يتم تسجيل البيانات في ذاكرة الحالة الصلبة ويتم تمريرها أيضًا إلى وحدة التحكم المنطقية التي تحول البيانات إلى بيانات ثنائية. في أغلب الأحيان، يتم بعد ذلك تغذية البيانات إلى وحدة نبضية تعمل على تقلب ضغط مائع الحفر داخل أنبوب الحفر وفقًا لرمز يعرف باسم قياس نبض الطين عن بعد (MPT). تعمل محولات الضغط وأجهزة الكمبيوتر الموجودة على السطح على عزل تعديلات الموجة الجيبية الإيجابية والسلبية والمستمرة في الضغط وفك تشفيرها للمشغلين.
إيجابي:يتم تبديل الصمام لتقييد تدفق الطين في أنبوب الحفر لإنتاج زيادة في الضغط يتم تحديدها على سطح البئر. يتم ترميز البيانات باستخدام أكواد خطية لتعديل موضع النبضة-.
سلبي:يتم تبديل الصمام الذي يطلق سائل الحفر من داخل أنبوب الحفر إلى الحلقة لإحداث انخفاض في الضغط يتم التعرف عليه على السطح. يتم تشفير البيانات برموز الخطوط أو تعديل موضع النبض-.
مستمر:يتم تبديل الصمام تدريجيًا لإحداث تغيرات في الضغط الجيبي في سائل الحفر. يتم تشفير البيانات بأي تنسيق تعديل رقمي، والأكثر شيوعًا هو تعديل الطور المستمر.
تعد عروض النطاق الترددي MPT التي تصل إلى 40 بت في الثانية أمرًا شائعًا؛ تنخفض معدلات البيانات مع زيادة طول حفرة البئر، وعلى أعماق 40000 قدم يمكن أن تصل إلى 1.5 بت في الثانية. في كثير من الأحيان، لا يمكن نقل جميع البيانات عبر MPT، لذلك يمكن استرجاع بيانات إضافية من الذاكرة عبر خط سلكي أو بعد إخراج الأداة من الحفرة.
ومع ذلك، أثناء الحفر غير المتوازن، يتم حقن الغاز المضغوط في سوائل الحفر للحفاظ على ضغط حفرة البئر أقل من ضغط التكوين الذي يتم حفره. ويتم ذلك لتقليل التحديات الشائعة للحفر التقليدي (غير المتوازن)، مثل فقدان الدورة الدموية، والالتصاق التفاضلي، ومعدلات الحفر البطيئة، وتلف التكوين، وارتفاع درجة حرارة لقمة الحفر. تؤدي إضافة الغاز إلى زيادة توهين إشارات MPT، لذا يتم استخدام تقنيات إرسال بديلة.
يدمج القياس الكهرومغناطيسي عن بعد (EMT) عازلًا كهربائيًا في سلسلة الحفر مما يولد فرق جهد متغير في المكونات الموجودة فوق العازل وتلك الموجودة أسفله. يتم إدخال البيانات في الجهد عن طريق تعديلها. تتكون أقطاب الهوائي ثنائي القطب القائم على السطح - من سلك متصل برأس البئر وسلك متصل بقضيب مدفوع في الأرض. يستقبل فرق الجهد بين الأقطاب الكهربائية الإشارة من سلسلة الحفر التي يقرأها الكمبيوتر. يمكن لـ EMT أيضًا إرسال البيانات إلى سلسلة الحفر. في حين أن EMT يقدم معدلات بيانات تصل إلى 10 بت في الثانية، فإن الإشارات تتحلل بسرعة بناءً على عمق البئر ومواد التكوين.
يتوفر أيضًا أنبوب الحفر المزود بالأجهزة الكهربائية. وقد تم تحقيق معدلات بيانات أعلى من 2 ميغابت في الثانية. الجانب السلبي لهذه التكنولوجيا هو زيادة النفقات، من التصنيع والرعاية الإضافية وحماية الدوائر.
التكوينات
يمكن تركيب أدوات MWD في طوق الحفر وصيانتها فقط في المرافق المجهزة. تعمل أنظمة MWD المثبتة على الياقة- على نقل البيانات بشكل أسرع ويمكنها دعم المزيد من الأدوات. إذا تعطلت سلسلة الحفر، فيجب استرداد جميع الأدوات معًا.
يمكن أيضًا احتواء أنظمة MWD في وحدات داخلية متصلة عبر الخطوط السلكية. يمكن استرجاع هذه الوحدات من سلسلة الحفر حسب الحاجة، على الرغم من أنها يجب أن تكون رفيعة لأنها موجودة داخل سلسلة الحفر. يحد التكوين الصغير من الأجهزة التي يمكن لنظام MWD دعمها. في حالة تعطل سلسلة الحفر، يمكن استرداد MWD فقط أو سلسلة الحفر بأكملها.
تعتبر أداة ProGuide™ مناسبة بشكل استثنائي لأجزاء الآبار الصعبة، بما في ذلك تلك ذات الزوايا العالية والتعرج. فهو يوفر معلومات دقيقة عن قاع البئر تمكن الحفارين من التنقل في المسارات المعقدة بأمان وكفاءة، مما يقلل من مخاطر حدوث مضاعفات.
لمزيد من المعلومات، يمكنك الكتابة إلى صندوق البريد لديناinfo@vigorpetroleum.com & mail@vigorpetroleum.com
