مبدأ العمل للقياس أثناء الحفر

واجهت طرق القياس عن بعد صعوبة في التعامل مع الكميات الكبيرة من بيانات قاع البئر، لذلك تم توسيع تعريف MWD ليشمل البيانات التي تم تخزينها في ذاكرة الأداة واستعادتها عند إرجاع الأداة إلى السطح. تحتوي جميع أنظمة MWD عادةً على ثلاثة مكونات فرعية رئيسية:

• نظام الطاقة
• نظام القياس عن بعد
• جهاز استشعار الاتجاه

أنظمة الطاقة

يمكن تصنيف أنظمة الطاقة في MWD عمومًا على أنها أحد نوعين: البطارية أو التوربين. كلا النوعين من أنظمة الطاقة لهما مزايا ومسؤوليات متأصلة. في العديد من أنظمة MWD، يتم استخدام مجموعة من هذين النوعين من أنظمة الطاقة لتوفير الطاقة لأداة MWD بحيث لا تنقطع الطاقة أثناء ظروف تدفق مائع الحفر المتقطع-. يمكن أن توفر البطاريات هذه الطاقة بشكل مستقل عن دوران سائل الحفر-، وهي ضرورية إذا حدث قطع الأشجار أثناء التعثر داخل الحفرة أو خارجها.

أنظمة البطارية

تُستخدم بطاريات الليثيوم-كلوريد ثيونيل بشكل شائع في أنظمة MWD بسبب مزيجها الممتاز من كثافة الطاقة العالية- والأداء الفائق في درجات حرارة خدمة MWD. إنها توفر مصدر جهد ثابتًا حتى نهاية فترة الخدمة تقريبًا، ولا تتطلب إلكترونيات معقدة لتكييف الإمداد. ومع ذلك، فإن هذه البطاريات لديها إنتاج طاقة لحظية محدود، وقد تكون غير مناسبة للتطبيقات التي تتطلب استنزافًا عاليًا للتيار. على الرغم من أن هذه البطاريات آمنة عند درجات الحرارة المنخفضة، إلا أنها إذا تم تسخينها فوق 180 درجة، فإنها يمكن أن تتعرض لرد فعل عنيف ومتسارع وتنفجر بقوة كبيرة. ونتيجة لذلك، هناك قيود على شحن بطاريات الليثيوم-كلوريد ثيونيل في طائرات الركاب. على الرغم من أن هذه البطاريات تتميز بالكفاءة العالية طوال فترة خدمتها، إلا أنها غير قابلة لإعادة الشحن، ويخضع التخلص منها للوائح بيئية صارمة.

أنظمة التوربينات

يستخدم المصدر الثاني لتوليد الطاقة الوفيرة، وهو الطاقة التوربينية، تدفق سائل الحفر- الخاص بمنصة الحفر. تنتقل القوة الدورانية بواسطة دوار التوربين إلى مولد التيار المتردد من خلال عمود مشترك، مما يولد تيارًا متناوبًا (AC) ثلاثي الطور (AC) بتردد متغير. تعمل الدوائر الإلكترونية على تصحيح التيار المتردد إلى تيار مباشر قابل للاستخدام (DC). يجب أن تقبل الدوارات التوربينية لهذه المعدات نطاقًا واسعًا من معدلات التدفق لاستيعاب جميع ظروف ضخ الطين- المحتملة. وبالمثل، يجب أن تكون الدوارات قادرة على تحمل قدر كبير من الحطام و-مادة التدوير المفقودة (LCM) الموجودة في سائل الحفر.

أنظمة القياس عن بعد

قياس نبض الطين عن بعد هو الطريقة القياسية في أنظمة MWD التجارية والتسجيل أثناء الحفر (LWD). تعاني الأنظمة الصوتية التي تنقل ماسورة الحفر من توهين يبلغ حوالي 150 ديسيبل لكل 1000 متر في سائل الحفر.[1] تم إجراء عدة محاولات لبناء أنبوب حفر خاص بسلك صلب متكامل. على الرغم من أنها توفر معدلات بيانات عالية بشكل استثنائي، إلا أن طريقة القياس عن بعد المتكاملة تتطلب ما يلي:

أنبوب الحفر الخاص باهظ الثمن

التعامل الخاص

مئات التوصيلات الكهربائية التي يجب أن تظل جميعها موثوقة في الظروف القاسية

وقد حفز الانفجار الكبير في قياسات قاع البئر أعمالًا جديدة في هذا المجال، وتم إثبات معدلات بيانات تزيد عن 2,000,000 بت/الثانية.

يستخدم الإرسال الكهرومغناطيسي منخفض التردد-استخدامًا تجاريًا محدودًا في أنظمة MWD وLWD. يتم استخدامه أحيانًا عند استخدام الهواء أو الرغوة كسائل حفر. إن العمق الذي يمكن من خلاله إرسال القياس الكهرومغناطيسي عن بعد محدود بموصلية وسمك التكوينات المغطاة. تعمل أجهزة إعادة الإرسال أو معززات الإشارة الموجودة في سلسلة الحفر على تمديد العمق الذي يمكن للأنظمة الكهرومغناطيسية أن ترسل منه بشكل موثوق.

تتوفر ثلاثة أنظمة لقياس النبض عن بعد للطين:-النبض الموجب، والنبض السلبي-، والموجة-المستمرة. تتم تسمية هذه الأنظمة على اسم الطرق التي تنتشر بها نبضاتها في حجم الطين. تعمل أنظمة النبض السالبة- على إنشاء نبضة ضغط أقل من حجم الطين عن طريق تنفيس كمية صغيرة من طين الحفر عالي الضغط - من أنبوب الحفر إلى الحلقة. تعمل أنظمة النبض-الموجبة على إنشاء تقييد مؤقت للتدفق (ضغط أعلى من حجم طين الحفر-) في أنبوب الحفر. تعمل أنظمة الموجات المستمرة- على إنشاء تردد حامل يتم إرساله عبر الطين، وتقوم بتشفير البيانات باستخدام إزاحات الطور للموجة الحاملة. يتم استخدام العديد من أنظمة ترميز البيانات{14}}المختلفة، والتي غالبًا ما تكون مصممة لتحسين عمر وموثوقية جهاز النبض، لأنه يجب أن يتحمل الاتصال المباشر بالمادة الكاشطة،-تدفق الطين عالي الضغط.

يتم إجراء الكشف عن الإشارة- عن بعد بواسطة محول واحد أو أكثر من محولات الطاقة الموجودة على أنبوب منصة المنصة. يتم استخراج البيانات من الإشارات بواسطة أجهزة الكمبيوتر السطحية الموجودة إما في وحدة انزلاقية أو على أرضية الحفر. يعتمد فك تشفير البيانات بنجاح بشكل كبير على نسبة الإشارة -إلى-الضوضاء.

يوجد ارتباط وثيق بين حجم الإشارة ومعدل بيانات القياس عن بعد؛ كلما زاد معدل البيانات، أصبح حجم النبضة أصغر. تتمتع معظم الأنظمة الحديثة بالقدرة على إعادة برمجة معلمات القياس عن بعد الخاصة بالأداة وإبطاء سرعة نقل البيانات-دون الخروج من الثغرة؛ ومع ذلك، فإن إبطاء معدل البيانات يؤثر سلبًا على كثافة بيانات السجل-.

ضجيج الإشارة

أبرز مصادر ضوضاء الإشارة هي مضخات الطين، والتي غالبًا ما تُنشئ ضوضاء ذات تردد عالٍ نسبيًا. يؤدي التداخل بين ترددات المضخة إلى التوافقيات، ولكن يمكن تصفية ضوضاء الخلفية هذه باستخدام التقنيات التناظرية. يمكن أن تكون مستشعرات سرعة المضخة- طريقة فعالة للغاية لتحديد وإزالة ضوضاء المضخة من إشارة القياس عن بعد الأولية. غالبًا ما يتم إنشاء ضوضاء ذات تردد منخفض في حجم الطين بواسطة محركات الحفر. يؤثر عمق البئر ونوع الطين أيضًا على سعة وعرض الإشارة المستلمة-. بشكل عام، الطين الذي يعتمد على الزيت-و (OBMs) والطين-الزائف الذي يعتمد على الزيت-هو أكثر قابلية للضغط من الطين الذي يعتمد على الماء-؛ ولذلك، فإنها تؤدي إلى أكبر خسائر الإشارة. ومع ذلك، فقد تم استرجاع الإشارات دون مشاكل كبيرة من أعماق تصل إلى 9144 مترًا (30000 قدم) تقريبًا في السوائل القابلة للضغط.

تم تصميم سلسلة Vigor's ProGuide™ لتحقيق الفعالية من حيث التكلفة-. ومن خلال تعزيز الدقة والموثوقية، فإنه يساعد على تقليل احتياجات الصيانة وزيادة الإنتاجية وتقليل الوقت غير الإنتاجي. هدفنا هو زيادة عائد استثمارك إلى أقصى حد من خلال عمليات الحفر المحسنة.

لمزيد من المعلومات، يمكنك الكتابة إلى صندوق البريد لديناinfo@vigorpetroleum.com & mail@vigorpetroleum.com