קידוח כיווני, הפרקטיקה של היגוי קידוח לאורך נתיב מתוכנן, מסתמך באופן קריטי על מדידות מדויקות למטה. הכרת הנטייה והאזימוט המדויקת של הבאר בכל נקודה חיונית לפגיעה במטרה גיאולוגית, הימנעות מבארות אחרות ומאפשרת פרופילי באר מורכבים כמו אופקיים.
העקרונות והאתגרים של סקר למטה
מדידת בור היא תהליך מדידה עקיף, המסתמך על חיישנים כדי לזהות שדות טבעיים או תכונות אינרציאליות. המדידות מבוססות על שלוש התייחסויות בסיסיות:
- שדה הכבידה של כדור הארץ:משמש למדידת הנטייה (זווית החור) ואת כיוון פני הכלי הצד-הגבוהים. חיישנים כוללים מטוטלות מכניות, מתגי ציפה ומודרנייםמדי תאוצה.
- השדה המגנטי של כדור הארץ:משמש למדידת אזימוט מגנטי (כיוון ביחס לצפון המגנטי) ואת פני הכלי המגנטי. חיישנים כוללים מצפנים מגנטיים ומגנומטרים(מגנטים Fluxgate). דרישה מרכזית עבור סקרים מגנטיים היא השימוש בקורי מקדחה לא-מגנטיים כדי לבודד את החיישנים מההפרעות המגנטיות של מחרוזת מקדחת הפלדה.
- התייחסות שמימית או אינרציאלית:משמש עבורסקרים ג'ירוסקופיים, שאינם תלויים בשדות מגנטיים. מכשירים אלה חייבים להיות מיושרים ל-True North על פני השטח לפני שהם רצים לתוך החור.
מכשירי הסקר חייבים לעמוד בסביבה קשה למטה, כולל לחצים גבוהים (הדורשים בתי לחץ חזקים), טמפרטורות גבוהות (סיווגים לפעולות-בטמפרטורה גבוהה עד 182 מעלות או יותר), וזעזועים מכאניים ורטט משמעותיים במהלך פעולות קידוח או מעידה.
סיווג מכשירי סקר
כלי הסקר מסווגים באופן נרחב על סמך שיטות רישום הנתונים והשידור שלהם:
- מצלמות בודדות ומרובות-מגנטיות:כלים ישנים אלה השתמשו במצפן ובמטוטלת כדי ללכוד תמונה של הכיוון שלהם על סרט בזמן מוגדר מראש. הם היו פשוטים אך מוגבלים ובמידה רבה בוטלו.
- מקליטים אלקטרוניים בודדים ומרובים-:תחליפים מודרניים למצלמות סרטים. הם משתמשים במדדי תאוצה ומגנטומטרים כדי למדוד כיוון ולאחסן את הנתונים בזיכרון הפנימי. הנתונים יורדים ומעובדים לאחר שליפת הכלי על פני השטח. הם מציעים דיוק גבוה יותר ומשמשים לסקרים מתוכננים.
- כלי היגוי (קווית):כלים אלה משדרים נתונים- בזמן אמת אל פני השטח באמצעות קו קווי (כבל{1}}מוליך יחיד) העובר בתוך צינור המקדחה. הם מספקים עדכונים רציפים של פני הכלי, הנטייה והאזימוט, שהוא חיוני לכיוון מנוע למטה ולהיגוי הבאר.
- כלי מדידה בזמן קידוח (MWD) (אלחוטי):אלו הן המערכות המתקדמות והנפוצות ביותר לקידוח כיווני. חיישני בור מעבירים נתונים אל פני השטח בזמן אמת-ללא חוט, בדרך כלל באמצעותטלמטריית דופק בוץ(פעימות לחץ חיוביות או שליליות בנוזל הקידוח). זה מאפשר היגוי ומדידות מבלי להפריע לפעולות הקידוח.
- כלי סקר ג'ירוסקופיים:מכשירים אלה משתמשים בג'ירוסקופ כדי לקבוע כיוון, מה שהופך אותם לחסינים מפני הפרעות מגנטיות. הם חיוניים לסקר בחורים מכוסים, בתוך מקבצי בארות שבהם ההפרעה המגנטית ממארזים סמוכים גבוהה, או לכיוון פסי צד ממארז קיים.
דוגמאות לכלי מפתח
המאמר מספק פירוט מפורט של מספר סוגי כלים נפוצים, אותם ניתן לסכם כדלקמן.
1. צילום רב- אלקטרוני (לדוגמה, מערכת סקר אלקטרונית של ESS -)
ה-ESS הוא מכשיר הקלטה-עצמי-בדיוק גבוה.
- עִקָרוֹן:משתמש במדדי תאוצה תלת-ציריים ובמגנטומטרים כדי לחוש את כוח המשיכה והשדות המגנטיים. הוא מופעל באמצעות סוללות ומאחסן נתוני סקרים בזיכרון הפנימי שלו.
- פוּנקצִיָה:פועל בצווארוני מקדחה לא-מגנטיים, הוא מודד נטייה, אזימוט ופנים כלי במרווחים מתוכנתים. לאחר האחזור, הנתונים יורדים ומעובדים באמצעות מחשבי שטח.
- יתרונות:דיוק גבוה, מתאים לסקרים קריטיים, כולל ב-זווית גבוהה ובארות אופקיות. כולל תכונות תוכנה לניתוח שדה מגנטי ובקרת איכות.
2. כלי היגוי קווי (למשל, כלי סקר היגוי SST -)
ה-SST מספק-נתונים בזמן אמת במהלך הקידוח, ומאפשר החלטות היגוי מיידיות.
- עִקָרוֹן:משתמש בחיישנים למטה (מד תאוצה/מגנטומטר) בחבית לחץ. הספק והנתונים מועברים באמצעות קו חוטי-יחיד המוליך בתוך צינור המקדחה ומחובר דרך תת כניסה-צדדית.
- פוּנקצִיָה:מעביר באופן רציף את פני הכלי, הנטייה והאזימוט אל פני השטח. הנתונים מוצגים במחשב עילי ובקריאת קודח, מה שמאפשר למקדח הכיוון לכוון את מנוע הדיור הכפוף במדויק.
- יתרונות:נתוני-זמן אמת, דיוק גבוה ויכולת לנטר את תנאי הבור באופן מיידי. זה היה סוס עבודה לקידוח כיווני לפני האימוץ הנרחב של MWD.
3. מערכת MWD אלחוטית (למשל, DWD - כיוונית בזמן קידוח)
DWD מייצג את תקן התעשייה עבור קידוח כיווני מודרני, במיוחד בבארות מורכבות.
עִקָרוֹן:חיישני בור (בדיקה MEP) מודדים כיוון. נתונים אלו מקודדים ונשלחים למכלול פולסר, אשר יוצר פולסי לחץ בנוזל הקידוח המסתובב בתוך צינור הקידוח.
- שיטות שידור:
- דופק חיובי:שסתום מגביל לרגע את זרימת הבוץ, ויוצר ספייק לחץ חיובי שמתגלה על פני השטח.
- דופק שלילי:שסתום מוציא לרגע כמות קטנה של בוץ מתוך צינור הקידוח אל הטבעת, ויוצר ירידת לחץ שלילית.
- גל מתמשך:שסתום מסתובב יוצר סדרה מתמשכת של גלי לחץ; שינויי פאזה בגל מייצגים נתונים מקודדים.
- רכיבי מערכת:
- למטה:בדיקה של MEP (חיישנים), מכלול פולסר, אלטרנטור טורבינה (מופעל על ידי זרימת בוץ) וקולרי מקדחה לא-מגנטיים.
- מִשׁטָח:מתמר לחץ (מורכב על ה-standpipe), מחשב עילי (MPSR) לפענוח ועיבוד אותות, קריאת קודחים (DDU) ומדפסת.
- יתרונות:אין צורך בקו קווי, חוסך זמן ריבוי משמעותי. מספק-נתונים בזמן אמת להיגוי גיאוגרפי והוא אמין ביותר בבארות-זוויות גבוהות ואופקיות. הדיוק גבוה ומוגדר היטב- עבור נטייה, אזימוט ופני הכלי.
הבחירה במכשיר סקר כיווני תלויה ביישום הספציפי, בסביבת הבאר ובדרישות הנתונים.
- עֲבוּרסקרי עבודה בסיסיים-בארות בודדות ללא הפרעות מגנטיות,מקליטים מרובים- אלקטרונייםמציעים דיוק גבוה בעלות נמוכה יחסית.
- עֲבוּרהיגוי-בזמן אמתבמהלך קידוח, במיוחד בבארות מורכבות או מפלטפורמות ימיות,מערכות MWDהם הבחירה העיקרית, איזון בין יעילות, צפיפות נתונים ואמינות.
- כאשר פועלים בסביבות מגנטיות(חור מעטפת, סגור מרווחי באר),כלים גירוסקופייםהכרחיים להשגת נתוני אזימוט מדויקים.
- בעוד שטכנולוגיות ישנות יותר כמו מצלמות סרטים וכלי היגוי קוויים הוחלפו במידה רבה, הן הניחו את הבסיס למערכות האלקטרוניות והטלמטריה המתוחכמות שמאפשרות קידוח כיווני מדויק מודרני.
למידע מפורט יותר, אנא אל תהסס לפנות לצוות Vigor לקבלת מידע מפורט יותר על המוצר.
