Каротаж в процессе бурения

Гео-управление траекторией ствола скважины

Гео-управление траекторией ствола скважины представляет собой управление направлением в близких пределах границ продуктивной зоны. Корректировки направления ствола скважины производятся на основании полученных
в режиме реального времени геологических данных и данных о коллекторе в дополнение к результатам наблюдений
за процессом бурения. Целью является сохранение положения долота на оптимальной глубине вблизи кровли продуктивного пласта.

Модуль гамма–каротажа

Сборка приборов инклинометрии и гамма–коротажа Наконечник Соединитель Корпус давления единой сборки гамма–узла

Счетчик гамма–излучений Секция высокого напряжения Процессор и память Батарейная сборка Защитные уплотнительные кольца

Использование каротажа в процессе бурения (LWD) при помощи присоединения дополнительных модулей к низу компоновки стандартных приборов для измерения инклинометрии, позволяют: контролировать пространственное положение скважины относительно геологических объектов в процессе бурения с целью повышения эффективности бурящейся скважины; обосновано принимать решения по изменению траектории скважины в зависимости от изменяющихся геологических условий скважины прямо в процессе бурения; проводить каротаж в горизонтальных и сильно искривленных скважинах; отказаться от проведения дополнительных промежуточных каротажей на кабеле или на буровом инструменте с целью оценки геологических условий по стволу скважины; оперативно получать данные для количественной оценки параметра пласта и коллекторных свойств. Для проведения каротажа в процессе бурения (LWD) наша компания использует новейшее оборудование и технологии фирм «Geolink» и ОАО НПП «ГЕРС» следующих направлений ГИС: модуль гамма–каротажа (ГК) для всех диаметров телесистемы; модуль каротажа сопротивления (ИК) для диаметра 89 мм —прибор CPR; модуль каротажа сопротивления (ИК) для диаметра 120 мм — прибор Slim TRIM; модуль каротажа сопротивления (ИК) для диаметра 120 и 170 мм — прибор ИК. Привязка полученных данных по гидравлическому каналу связи от модулей гамма каротажа и каротажа индукционного сопротивления происходит как в режиме реального времени, так и из памяти прибора. Полученные данные хранятся в базе данных Системы Сбора и могут быть использованы для вывода данных с привязкой по стволу (MD) и по абсолютным отметкам (ABS) в формате LAS–файла и графическом виде, как во время бурения, так и после выгрузки данных из памяти прибора. Модуль гамма–каротажа (ГК) в процессе бурения Сборка гамма–модуля представляется в качестве дополнительной функции к стандартной сборке для измерения инклинометрии в процессе бурения скважины. Гамма–модуль устанавливается ниже модуля для измерения инклинометрии. Гамма–модуль предназначен для измерения естественного гамма излучения, которое испускается изотопами урана, тория и калия содержащихся в породах бурящейся скважины. Гамма–модуль производит измерение и запись в блок памяти с частотой 16 секунд, что дает высокую разрешающую способность на высоких скоростях бурения и сохранение данных в случае прерывания канала связи. Передача измеренных данных на поверхность ведется в режиме реального времени приблизительно раз в 1 минуту по гидравлическому каналу связи через модуль инклинометрии (вместе с данными отклонителя). Гамма–модуль полностью автономен за счет независимого питания от литиевых батарей с энергоресурсом до 250 часов. Принцип измерения: сцинтилляционный счетчик повышенной прочности. Единицы измерения гамма–модуля – эквивалентные единицы API (AAPI), которые легко переводятся в микрорентгены в час (мкР/час). Технические характеристики инструмента гамма-каротажа ПАРАМЕТР ГАММА ДИАПАЗОН И ТОЧНОСТЬ ВОСПРОИЗВО– ДИМОСТЬ РАЗРЕ– ШЕНИЕ РАЗРЕШЕНИЕ ПО ВЕРТИКАЛИ РАЗРЕШЕНИЕ ОБНОВЛЕНИЯ (значения приблизительны) Реальное время Средн. Зн.: 38 секунд ± 1,5% выше выходного диапазона Диапазон размеров УБТ: 3,5 дюйма - от 0 до 268 условных единиц Американского института нефтяной промышленности (API) 4,75 дюйма - от 0 до 371 условной единицы API 6,75 дюйма - от 0 до 583 условных единиц API. 8 дюймов - от 0 до 822 условных единиц API 9,5 дюйма - от 0 до 1160 условных единиц API 1 эквивалент единицы API 15 см 15 см при 15 м/ч 30 см при 30 м/ч 45 см при 46 м/ч Cтандартный прибор с памятью 16 секунд Расширенный объем памяти 8 секунд

Сборка телесистеммы с модулем сканирования резистивности SlimTRIM

Переводник передатчика Стандартный передатчик Преобразователь питания Сборка источника питания Считывающий инклинометр Сборка электропитания гамма узла Секция гамма электроники раздельной сборки Телескопическое соединение

Телескопическое соединение Cборка электропитания резистивиметра Резистивиметр Управляющая электроника резистивиметра Блок детекторов резистивиметра Преводник

Модуль сканирования резистивности SlimTRIM

• Модуль предназначен для измерения истинной резистивности породы от 0,1 до 2000 Омм.
• Принцип действия — измерение вторичного магнитного поля.
• Стандартная рабочая частота прибора — 20 КГц.
• Размеры модуля сравнительно невелики: около 4 метров.
• Модуль работает стандартной сборкой приборов, включая гамма–модуль.
• Питание от 4 литьевых батарей с энергоресурсом до 250 часов работы.
• Данные декодируются и передаются модулем инклино–метрии.
• Электроника защищена от давления и наводок специальной защитой.
• Специальное расположение приемных катушек устраняет эффект первичного магнитного поля.
• Возможность записи измеренных данных в память прибора с частотой 8–200 секунд в зависимости от скорости проходки.
• Можно установить задержку начала сканирования до 864000 секунд, если потребуется.
• Модуль обладает высоким вертикальным разрешением и обеспечивает большую глубину исследования.
• Нет необходимости в проведении корректировки по буровому раствору и отношению диаметра прибора
  к диаметру скважины.
• Модуль имеет одинаковую радиальную и азимутальную направленность.

Спецификация

Размеры диаметра переводника TRIM: от 121 мм.
Условная точка замера: 65 см от низа соединения с турбиной /двигателем.
Действующие температуры: От -25 до +150 °С.
Срок работы батарей: минимум 250 часов непрерывного сканирования.
Напряжение: номинальное +14 В (от +9 В до +18 В)В — 4 DD батарейки.
Потребляемая мощность: 1,4 Вт.
Максимальное давление: до 1020 атм.
Поток бурового раствора: максимум 10 л/сек.
Рабочая частота: 20000 Гц.
Диапазон измерения: от 0,1 до 2000 Омм
Точность: не хуже 1 % по всему диапазону.
Сетка разрешения: 0,1 мСм/м.
Вертикальное разрешение: 30 – 60 мм (в зависимости от раствора и типа породы).
Глубина исследования: до 2895 мм радиально, 1448 мм при 10 Омм, 1066 мм при 1 Омм.
Частота записи в память: одна точка в 8 – 200 секунд (по настройке).
Максимальная емкость памяти: 174080 записей точек (только резистивность), 149208 записей точек
(резистивность и диагностика).

Технические характеристики
модуля каротажа сопротивления Slim TRIM 120мм

ПАРАМЕТР	ДИАПАЗОН И ТОЧНОСТЬ	ВОСПРОИЗВО– ДИМОСТЬ	РАЗРЕШЕНИЕ	РАЗРЕШЕНИЕ ОБНОВЛЕНИЯ (значения приблизительны)
Индукционное сопротивление: реальное время	± 0,5% при 1,0 Омм ± 2,5% при 10 Омм	0,1 Омм	305 мм – 610 мм	15 см при 15 м/ч 30 см при 30 м/ч 45 см при 46 м/ч
Индукционное сопротивление: память				3 см при 15 м/ч 6 см при 30 м/ч 9 см при 46 м/ч
Глубина исследования	84 дюйма (2130 мм) при Rt = 1 Омм 112 дюймов (2845 мм) при Rt = 10 Омм 122 дюйма (3099) при Rt = 100 Омм
Частота: 20 кГц

Данные, получаемые при использования этого метода, аналогичны применяемым повсеместно кабельным исследованиям, но с лучшим, чем среднее кабельное исследование, вертикальным разрешением. Большая глубина исследования уменьшает эффекты влияния на измерение в буровой скважине и любое проникновение раствора
в породу. Таким образом, указанный модуль может определять Rt (истинную резистивность породы) без применения сложных корректировок и исправлений во всех типах бурового раствора, включая растворы как на водяной
и нефтяной, так и на газо– и пено–основах. Исследования должны обеспечивать высокоточные измерения, последо–вательно и непосредственно сопоставимые с обычно используемыми измерениями кабельного типа
(т.н. индукционный каротаж).

Принцип измерения резистивности

Многовибраторная антенна состоит из 3 катушек разме–щенных соосно: Генератор–передатчик (Tx), Главный Приемник (Rx) и Задний Приемник (BRx).

Антенна передатчика возбуждается специальным усилителем большим переменным током и частотой 20 КГц. Переменный ток производит чередование магнитного поля (первичного) и круговое распространение токов вокруг инструмента и буровой скважины, которое, распространяясь радиально в глубину прилегающих пород, является функцией частоты возбуждения и определяет проводимость (резистивность) пород.

Целью использования двух катушек приемника (BRx и Rx) является устранение эффекта первичного магнитного поля. Катушки намотаны таким образом, чтобы индуцируемое напряжение в каждой было равно и противоположно,
что взаимно сбалансировано. Это создает эффект отмены прямого взаимного сцепления между приемником
и первичным магнитным полем. Взаимно сбалансированная техника также имеет эффект сосредоточения приемника, обеспечивая лучшую чувствительность  и вертикальное разрешение, чем приемник с одной катушкой.
Круговой ток, распространяющийся вокруг модуля, производит вторичное магнитное поле, которое наводится непосредственно в приемники, производя напряжение, что, является функцией проводимости породы.

Данные проводимости направляются непосредственно в блок электроники инклинометра SEA для передачи в режиме реального времени, а также записываются в память модуля. Это обеспечивает дублирование, и высокое дополнительное разрешение при интерпретации исследований, когда инструмент будет извлечен на поверхность. Память может содержать данные, получаемые каждые 8–200 секунд в зависимости от выбранной установки, чтобы соответствовать ожидаемой скорости проходки и началу сканирования. При необходимости можно установить задержку начала сканирования до 864000 секунд.

Сборка телесистеммы
с модулем сканирования резистивности CPR 3.5”

Передатчик Секция гамма электроники раздельной сборки Сборка электропитания гамма узла Считывающий инклинометр Сборка источника питания Преобразователь питания Телескопическое соединение

Телескопическое соединение НУБТ Сборка электропитания резистивиметра Сборка электропитания резистивиметра Модуль памяти Передающие антенны резистивиметра Приемные антенны резистивиметра Прибор CPR Универсальный переводник

Модуль сканирования резистивности CPR 3.5”

(CPR – Compact Propagation Resistivity)

• Модуль измеряет удельное электрическое сопротивление в процессе бурения, рассчитанное из разности фаз
  и затухания по амплитуде с высоким вертикальным разрешением.
• Модуль обеспечивает три разных измерения УЭС индукционным способом в трех глубинах исследования
  (18”, 27” и 36”) за счет трех приемников и двух передатчиков.
• Измерения производятся на двух частотах, 400 КГц и 2 МГц, что позволяет производить более гибкие и точные исследования около скважинного пространства.
• Осуществляется компенсация влияния неоднородности стенок скважины (каверны и размывы).
• Осуществляется коррекция влияния бурового раствора и отношения диаметра прибора к диаметру скважины.
• Благодаря особому расположению приемников и передатчиков зондовая часть модуля обладает меньшей длиной, чем в аналогичных продуктах конкурентов.
  

Описание системы

Прибор CPR 88.9 мм содержит две основные сборки:

• Зонд CPR содержит электронику и зонды, использующиеся для обработки данных УЭС горных пород.
• Медно-бериллевая ДУБТ, расположенная выше зонда CPR, содержит блок памяти и батарейный картридж размером 1,75” для OR2. Для батарей используются те же кожуха, что и в Geolink PSA2, но их монтаж производится по–другому. При проведении гамма-каротажа модуль ГК (GRA) может быть установлен между модулем памяти и батарейным картриджем, позволяя получать данные гамма-каротажа из области, расположенной ближе к долоту. Соединение зонда CPR и медно-бериллевой ДУБТ под батареи производится
  с помощью оригинальной резьбы. Электрическое соединение между CPR и модулем памяти стандартное,
  как в Geolink OR2.
  

Непосредственно зонд CPR (генераторные и приемные катушки) содержит пять элементов — три приемны, катушки, расположенные в концевой части, и две генераторные катушки, расположенные выше. Электроника для приемных катушек размещена внизу, под их сборкой. Электроника для генераторных катушек находится над ними. Сам зонд защищен щелевыми гильзами (втулками с прорезями). Втулки давления защищают электронику и проводку в любом конце защитного кожуха CPR. Основные компоненты CPR рассмотрены выше.

Спецификация

Питание: внутренние литиевые батареи. 140 часов обычного бурения с одиночной батарейной сборкой.
Внутренняя память: 16 МБ.
Максимальная рабочая температура: 150°С.
Номинальный диаметр/пояс износа: 88,9 мм/89,92 мм.
Максимальная скорость потока: 9,5 л/сек.
Перепад давления на приборе: неизвестно.
Длина прибора (модуль + ДУБТ): длина CPR и CDC составляет 3,1 м и 3,5 м соответственно,
что в сумме составляет 6,6 м.
Соединение прибора: собственная резьба Geolink.
Роторное бурение: 15°/30 м.
Направленное бурение: 40°/30 м.
Максимальное давление: 110,3 МПа (1088 атм).

Характеристики сбора данных

РАЗНОСТЬ ФАЗ

ДЛИНА ЗОНДА	ЧАСТОТА	ИНТЕРВАЛ ИЗМЕРЕНИЙ	ТОЧНОСТЬ
36”	2 МГц	0,1 – 1000 Омм	± 2% (0,2 – 25 Омм) / ± 0.8 мСм/м (>25 Омм)
	400 кГц	0.1 – 400 Омм	± 2% (0,1 – 10 Омм) / ± 2 мСм/м (>10 Омм)
27”	2 МГц	0,1 – 1000 Омм	± 2% (0,2 – 25 Омм) / ± 0.8 мСм/м (>25 Омм)
	400 кГц	0.1 – 400 Омм	± 2% (0,1 – 10 Омм) / ± 2 мСм/м (>10 Омм)
18”	2 МГц	0,1 – 1000 Омм	± 2% (0,2 – 25 Омм) / ± 0.8 мСм/м (>25 Омм)
	400 кГц	0.1 – 400 Омм	± 2% (0,1 – 10 Омм) / ± 2 мСм/м (>10 Омм)

РАЗНОСТЬ АМПЛИТУД, ЗАТУХАНИЕ

ДЛИНА ЗОНДА	ЧАСТОТА	ИНТЕРВАЛ ИЗМЕРЕНИЙ	ТОЧНОСТЬ
36”	2 МГц	0,1 – 50 Омм	± 3% (0,1 – 15 Омм) / ± 2 мСм/м (>15 Омм)
	400 кГц	0,1 – 10 Омм	± 3% (0,1 – 3 Омм) / ± 10 мСм/м (>3 Омм)
27”	2 МГц	0,1 – 50 Омм	± 4% (0,1 – 15 Омм) / ± 2.5 мСм/м (>15 Омм)
	400 кГц	0,1 – 10 Омм	± 4% (0,1 – 3 Омм) / ± 13 мСм/м (>3 Омм)
18”	2 МГц	0,1 – 50 Омм	± 5% (0,1 – 15 Омм) / ± 4 мСм/м (>15 Омм)
	400 кГц	0,1 – 10 Омм	± 5% (0,1 – 3 Омм) / ± 18 мСм/м (>3 Омм)
Вертикальное разрешение: 8”/203 мм