Delme sırasında ölçüm (MWD) Genel Bakış
Telemetri yöntemleri büyük hacimli kuyu içi verilerle başa çıkmakta zorluk çekiyordu, bu nedenle MWD'nin tanımı, takım hafızasında saklanan ve takım yüzeye geri döndüğünde kurtarılan verileri içerecek şekilde genişletildi. Tüm MWD sistemlerinin tipik olarak üç ana alt bileşeni vardır:
- Güç sistemi
- Telemetri sistemi
- Yön sensörü
Güç sistemleri
MWD'deki güç sistemleri genellikle iki türden biri olarak sınıflandırılabilir: batarya veya türbin. Her iki güç sisteminin de kendine özgü avantajları ve yükümlülükleri vardır. Birçok MWD sisteminde, MWD aracına güç sağlamak için bu iki tip güç sisteminin bir kombinasyonu kullanılır, böylece aralıklı sondaj-sıvı akışı koşulları sırasında güç kesintiye uğramaz. Piller bu gücü sondaj-sıvı dolaşımından bağımsız olarak sağlayabilir ve deliğe girme veya delikten çıkma sırasında kayıt meydana gelecekse bunlar gereklidir.
Akü sistemleri
Lityum-tiyonil klorür piller, MWD servis sıcaklıklarında yüksek-enerji yoğunluğu ve üstün performansın mükemmel birleşimi nedeniyle MWD sistemlerinde yaygın olarak kullanılır. Hizmet ömürlerinin sonuna kadar sabit bir voltaj kaynağı sağlarlar ve beslemeyi koşullandırmak için karmaşık elektroniklere ihtiyaç duymazlar. Ancak bu piller sınırlı anlık enerji çıkışına sahiptir ve yüksek akım tüketimi gerektiren uygulamalar için uygun olmayabilirler. Bu piller daha düşük sıcaklıklarda güvenli olsa da, 180 derecenin üzerinde ısıtıldıklarında şiddetli, hızlandırılmış bir reaksiyona girebilir ve önemli bir kuvvetle patlayabilirler. Sonuç olarak, lityum-tiyonil klorür pillerin yolcu uçaklarında nakliyesine ilişkin kısıtlamalar bulunmaktadır. Bu piller kullanım ömürleri boyunca çok verimli olmalarına rağmen yeniden şarj edilemezler ve bunların imhası sıkı çevre düzenlemelerine tabidir.
Türbin sistemleri
Bol enerji üretiminin ikinci kaynağı olan türbin gücü, sondaj makinesinin-sıvı akışını kullanır. Dönme kuvveti, bir türbin rotoru tarafından ortak bir şaft aracılığıyla bir alternatöre iletilir ve değişken frekansta üç-fazlı bir alternatif akım (AC) üretilir. Elektronik devre, AC'yi kullanılabilir doğru akıma (DC) dönüştürür. Bu ekipmanın türbin rotorları, olası tüm çamur-pompalama koşullarına uyum sağlamak için geniş bir akış hızı aralığını kabul etmelidir. Benzer şekilde, rotorların, sondaj sıvısına sürüklenen önemli miktarda döküntüyü ve -sirkülasyon malzemesi (LCM) kaybını tolere edebilmesi gerekir.
Telemetri sistemleri
Çamur darbesi telemetrisi, ticari MWD ve sondaj sırasında kayıt (LWD) sistemlerinde standart yöntemdir. Sondaj borusundan yukarıya doğru ileten akustik sistemler, sondaj sıvısında 1000 m başına yaklaşık 150 dB'lik bir zayıflamaya maruz kalır.[1]Entegre bir donanıma sahip özel sondaj borusu inşa etmek için çeşitli girişimlerde bulunulmuştur. Olağanüstü yüksek veri hızları sunmasına rağmen, entegre donanımsal telemetri yöntemi şunları gerektirir:
- Pahalı özel sondaj borusu
- Özel kullanım
- Zorlu koşullarda güvenilir kalması gereken yüzlerce elektrik bağlantısı
Kuyu içi ölçümlerdeki patlama bu alanda yeni çalışmaları teşvik etti.[2]ve 2.000.000 bit/saniyeyi aşan veri hızları gösterilmiştir.
Düşük-frekanslı elektromanyetik iletim, MWD ve LWD sistemlerinde sınırlı ticari kullanımdadır. Bazen sondaj sıvısı olarak hava veya köpük kullanıldığında kullanılır. Elektromanyetik telemetrinin iletilebileceği derinlik, üstteki oluşumların iletkenliği ve kalınlığı ile sınırlıdır. Sondaj hattına yerleştirilen tekrarlayıcılar veya sinyal güçlendiriciler, elektromanyetik sistemlerin güvenilir bir şekilde iletim yapabileceği derinliği genişletir.
Üç çamur-darbe telemetri sistemi mevcuttur: pozitif-darbe, negatif-darbe ve sürekli-dalga sistemleri. Bu sistemler, darbelerinin çamur hacminde yayılma yollarına göre adlandırılmıştır. Negatif-darbe sistemleri, az miktarda yüksek-basınçlı sondaj çamurunu sondaj borusundan halkaya doğru havalandırarak, çamur hacminden daha düşük bir basınç darbesi oluşturur. Pozitif-darbe sistemleri sondaj borusunda anlık bir akış kısıtlaması (sondaj çamuru hacminden-daha yüksek basınç) oluşturur. Sürekli{12}}dalga sistemleri, çamurun içinden iletilen bir taşıyıcı frekansı oluşturur ve taşıyıcının faz kaymalarını kullanarak verileri kodlar. Aşındırıcı, yüksek basınçlı çamur akışıyla doğrudan temasa dayanması gerektiğinden genellikle pulsatörün ömrünü ve güvenilirliğini optimize etmek için tasarlanan birçok farklı veri kodlama sistemi kullanılır.
Telemetri-sinyal tespiti, teçhizatın dikey borusunda bulunan bir veya daha fazla dönüştürücü tarafından gerçekleştirilir. Veriler, bir kızak ünitesinde veya sondaj zemininde bulunan yüzey bilgisayar ekipmanı tarafından sinyallerden çıkarılır. Başarılı veri kod çözme büyük ölçüde sinyal-gürültü-oranına bağlıdır.
Sinyal boyutu ile telemetri veri hızı arasında yakın bir korelasyon mevcuttur; Veri hızı ne kadar yüksek olursa darbe boyutu da o kadar küçük olur. Çoğu modern sistem, aracın telemetri parametrelerini yeniden programlama ve delikten çıkmadan veri-iletim hızını yavaşlatma yeteneğine sahiptir; ancak veri hızının yavaşlatılması günlük-veri yoğunluğunu olumsuz yönde etkiler.
Sinyal gürültüsü
Sinyal gürültüsünün en dikkate değer kaynakları, genellikle nispeten yüksek{0}frekanslı gürültü oluşturan çamur pompalarıdır. Pompa frekansları arasındaki girişim harmoniklere neden olur, ancak bu arka plan sesleri analog tekniklerle filtrelenebilir. Pompa-hız sensörleri, ham telemetri sinyalinden pompa gürültüsünü tanımlamanın ve gidermenin çok etkili bir yöntemi olabilir. Çamur hacmindeki düşük-frekanslı gürültü genellikle sondaj motorları tarafından üretilir. Kuyu derinliği ve çamur türü aynı zamanda alınan-sinyalin genliğini ve genişliğini de etkiler. Genel olarak, petrol-bazlı çamurlar (OBM'ler) ve sözde{10}}yağ-bazlı çamurlar, su-bazlı çamurlara göre daha fazla sıkıştırılabilir; bu nedenle en büyük sinyal kayıplarına neden olurlar. Bununla birlikte, sıkıştırılabilir akışkanlarda neredeyse 9.144 m (30.000 ft) derinliklerden önemli sorunlar olmadan sinyaller alınmıştır.
Yön sensörleri
Yönlü-sensör teknolojisindeki en son teknoloji, üç adet dikey akış kapısı manyetometresi ve üç ivmeölçerden oluşan bir dizidir. Normal şartlarda standart yönlü sensörler kabul edilebilir ölçümler sağlasa da, dip deliği konumunda belirsizliğin olduğu herhangi bir uygulama sorunlu olabilir. Daha uzun ve daha karmaşık kuyuları açmaya yönelik son trendler, dikkatleri standart bir hata modeline olan ihtiyaç üzerine yoğunlaştırdı.
Kuyu Deliği Doğruluğuna İlişkin Endüstri Yönlendirme Komitesi (ISCWA) tarafından yürütülen çalışma, konumsal belirsizliklerin ilgili güven düzeyleriyle birlikte ölçülmesi için standart bir yöntem sağlamayı amaçladı. Temel hata kaynakları sınıflandırıldı:
- Sensör hataları
- BHA'dan gelen manyetik girişim
- Takım yanlış hizalaması
- Manyetik-alan belirsizliği
Ölçülen derinlikteki belirsizliklerin yanı sıra, dip kuyusu araştırması belirsizlikleri de mutlak derinlikteki hatalara katkıda bulunan faktörlerden biridir. Tüm gerçek-zamanlı azimut düzeltme yöntemlerinin, telemetri kanalına yük getiren ham verilerin yüzeye iletilmesini gerektirdiğini unutmayın.
Jiroskop (jiro)-navigasyonlu MWD'nin geliştirilmesi, mevcut navigasyon sensörlerine göre önemli avantajlar sunar. Daha yüksek doğruluğun yanı sıra, jiroskoplar manyetik alanlardan kaynaklanan parazitlere karşı duyarlı değildir. Mevcut jiroskop teknolojisi, mekanik sağlamlığın birleştirilmesi, dış çapın en aza indirilmesi ve sıcaklık hassasiyetinin aşılması üzerine odaklanmaktadır. Teknolojinin ana uygulaması, manyetik girişimden etkilenen alanlardan başlama işlemlerini gerçekleştirirken kablolu jiroskopların kullandığı teçhizat süresinden tasarruf etmektir.
Takım çalışma ortamı ve takım güvenilirliği
MWD sistemleri en zorlu çalışma ortamlarında kullanılır. Yüksek basınç ve sıcaklık gibi bariz koşullar, mühendisler ve tasarımcılar için fazlasıyla tanıdıktır. Kablolu hat endüstrisinin bu koşulları başarıyla aşma konusunda uzun bir geçmişi var.
Sıcaklık
MWD araçlarının çoğu, 150 dereceye kadar sıcaklıklarda sürekli olarak çalışabilir, bazı sensörler ise 175 dereceye kadar değerlere sahiptir. MWD-alet sıcaklıkları, çamur dolaşımının soğutma etkisi nedeniyle kablolu kütüklerle ölçülen formasyon sıcaklıklarından 20 derece daha düşük olabilir, bu nedenle MWD araçlarının karşılaştığı en yüksek sıcaklıklar, sondaj-sıvı hacminin uzun bir süre boyunca sirküle edilmediği bir deliğe girerken ölçülen sıcaklıklardır. Bu gibi durumlarda çukurda koşarken periyodik olarak dolaşımın kesilmesi tavsiye edilir. Sensörleri ve elektronikleri yüksek sıcaklıklardan korumak için bir Dewar şişesinin kullanılması, kuyu içi maruz kalma sürelerinin genellikle kısa olduğu kablolu hatlarda yaygındır, ancak dayanılması gereken yüksek sıcaklıklarda uzun maruz kalma süreleri nedeniyle sıcaklık koruması için şişelerin kullanılması MWD'de pratik değildir.
Basınç
MWD sistemleri için kuyu içi basıncı sıcaklıktan daha az sorundur. Çoğu alet 20.000 psi'ye kadar dayanacak şekilde tasarlanmıştır ve uzman aletler 25.000 psi'ye kadar değere sahiptir. Hidrostatik basınç ve sistem karşı basıncının birleşimi nadiren bu sınıra yaklaşır.
Kuyu içi şok ve titreşim
Kuyu içi şok ve titreşim, MWD sistemlerini en ciddi zorluklarla karşı karşıya bırakır. Beklentinin aksine, aletli kuyu içi sistemleri kullanılarak yapılan ilk testler, yanal (yan-yanlara- şokların büyüklüğünün, normal delme sırasındaki eksenel şoklardan önemli ölçüde daha büyük olduğunu gösterdi. Modem MWD araçları genellikle 100.000 döngü ömrü boyunca 0,5 ms boyunca yaklaşık 500 G'lik şoklara dayanacak şekilde tasarlanmıştır. Tutma/kayma burulma ivmelerinin ürettiği burulma şoku da önemli olabilir. Tekrarlanan yapışma/kaymaya maruz kalırsa aletlerin arızalanması beklenebilir.
Takım güvenilirliği istatistikleri
MWD{0}}aracı güvenilirlik istatistiklerinin ölçümünü ve raporlanmasını standartlaştırmak için yapılan ilk çalışmalar, bir arızanın tanımlanmasına ve başarılı dolaşımdaki saatlerin toplam sayısının toplam arıza sayısına bölünmesine odaklanıyordu. Bu çalışma, arızalar arası ortalama-zaman-arasındaki- süre (MTBF) sayısıyla sonuçlandı. Veriler istatistiksel olarak anlamlı bir süre (genellikle 2.000 saat) boyunca toplanmış olsaydı anlamlı başarısızlık-analizi eğilimleri elde edilebilirdi. Ancak kuyu içi araçları daha karmaşık hale geldikçe, Uluslararası Sondaj Müteahhitleri Birliği (IADC), MTBF istatistiklerinin elde edilmesi ve hesaplanmasına ilişkin öneriler yayınladı.
Jiroskop ölçüm cihazlarının dünya çapında lider üreticisi olan China Vigor, kuyu içi operasyonlarda hassasiyet ve güvenilirliğin kritik rolünün tamamen farkındadır. 2015'ten beri jiroskop eğim ölçer sistemlerimizin araştırılmasına ve geliştirilmesine sürekli yatırım yapıyoruz. Bugün, Vigor'un araçları Orta Asya, Avrupa ve Afrika'daki petrol sahalarında başarılı bir şekilde çalışıyor ve müşterilerin-üretken olmayan zamanı önemli ölçüde azaltmalarına yardımcı olan yüksek-doğruluklu veriler sağlıyor.
Göze çarpan bir örnek, sapma değerlerini en aza indirgemek ve tutarlı bir şekilde doğru anket sonuçları sağlamak için sektör lideri bir veri telafi algoritması içeren Vigor Pro-Kılavuz Serisi Gyro Eğim Ölçerdir. Performansın ötesinde, Pro-Kılavuz Serisi sağlamlık ve bakım kolaylığı için tasarlanmıştır. Sağlam yapısı, nakliye ve bakım risklerini azaltarak toplam sahip olma maliyetini düşürür; bu da, bu kadar güçlü müşteri onayı almasının temel nedenidir.
Teknik ekibimiz düzenli olarak-sitede günlük kaydı desteği sağlıyor ve sürekli olarak olumlu geri bildirimler alıyor. Ayrıca China Vigor'un, Sondaj Sırasında Logging (LWD), Sondaj Sırasında Gyro (GWD) ve Sondaj Sırasında Ölçüm (MWD) sistemlerinin saha testlerini başarıyla tamamladığını ve şu anda pazara sunulmasının devam ettiğini paylaşmaktan heyecan duyuyoruz.
Vigor Pro-Kılavuz Serisinin ve yakında çıkacak sondaj teknolojilerimizin operasyonlarınızın verimliliğini ve doğruluğunu nasıl artırabileceğini keşfetmek için uzman mühendislik ekibimizle iletişime geçmekten çekinmeyin. Uzman çözümler ve profesyonel hizmetle size destek olmayı sabırsızlıkla bekliyoruz.
