Les systèmes de mesure pendant le forage (MWD) surveillent la position du puits de forage, les performances du foret et l'orientation du train de tiges. Les instruments d'un module de l'outil de pilotage du train de tiges transmettent des données-en temps réel à l'opérateur MWD. Il est lié à l'exploitation forestière-pendant-le forage (LWD).
Des instruments robustes -magnétomètres, gyroscopes et accéléromètres capables de résister à des températures de 400 degrés F, des pressions de 25 000 psi et 500 G pour 0,5 ms de choc-sont intégrés dans l'ensemble de fond de trou (BHA). Le BHA est équipé d'un foret, d'une masse-tige et de stabilisateurs de forage qui sont les composants fonctionnels responsables de la forme, de la direction et de la pénétration du trou de forage. Un BHA comprend souvent un moteur de descente et un système de direction rotative en plus des systèmes MWD et LWD. L'énergie mécanique et électrique est souvent fournie par une turbine de fond.
MWD quantifie strictement les performances du train de tiges. LWD mesure les aspects liés aux formations géologiques, notamment :
- Rayons gamma émis par les roches ou les sédiments
- Densité et indice photoélectrique
- Porosité neutronique (pour mesurer l'indice d'hydrogène dans un réservoir)
- Pied à coulisse (taille et forme du trou de forage)
- Résistivité (ohm- m)
- Diagraphie sonique (capacité du forage à transmettre des ondes sonores)
- Imagerie de forage
- Testeur de formation et échantillonneur (pour déterminer les fluides et la production potentielle)
- Résonance magnétique nucléaire (pour déterminer la porosité et la perméabilité d'une formation géologique)
- Mesures sismiques pendant le forage qui aident à déterminer le chemin optimal du forage
Les ingénieurs de forage utilisent les données des systèmes MWD et LWD pour géoorienter le train de tiges et prendre des décisions éclairées concernant le tracé du trou de forage et la production attendue des puits dans les applications de forage -terrestres et-offshore. La réduction des risques de forage qui pourraient ralentir le taux de pénétration améliore la productivité du train de tiges. Ces données sont également utilisées pour garantir que les forages ont lieu uniquement dans les zones autorisées.
MWD surveille également le fonctionnement du trépan et du train de tiges de forage, y compris des paramètres tels que la vitesse et la douceur de rotation du trépan, les vibrations et la température du fond de trou, le couple et la pression sur le trépan et le débit du fluide de forage. Le maintien du train de tiges dans ses spécifications de fonctionnement maximise la durée de vie et les performances du train de tiges.
Collecte et transmission de données
Traditionnellement, la diagraphie filaire connecte un mince ensemble d’instruments situés dans le train de tiges de forage à la surface via un câble électrique durable. Une fois qu'un puits de forage s'écarte au-delà de 60 degrés, les instruments filaires traditionnels ne peuvent plus être poussés à travers le train de tiges de forage, c'est pourquoi les technologies MWD sont utilisées malgré leur coût accru.
Dans les systèmes MWD, les données sont enregistrées dans une mémoire SSD et sont également transmises à un contrôleur logique qui convertit les données en binaire. Le plus souvent, les données sont ensuite transmises à une unité d'impulsions qui fait varier la pression du fluide de forage à l'intérieur de la tige de forage selon un code connu sous le nom de télémétrie par impulsions de boue (MPT). Les transducteurs de pression et les ordinateurs situés en surface isolent les ajustements d'onde sinusoïdale positive, négative et continue de la pression et les décodent pour les opérateurs.
Positif:une vanne est actionnée pour limiter l'écoulement de la boue dans la tige de forage afin de produire une augmentation de pression identifiée à la surface du puits. Les données sont codées avec des codes de ligne de modulation de position d'impulsion-.
Négatif:une vanne est actionnée et libère le fluide de forage de l'intérieur de la tige de forage vers l'espace annulaire pour produire une diminution de pression reconnue à la surface. Les données sont codées avec des codes de ligne ou une modulation de position par impulsion-.
Continu:une vanne est progressivement actionnée pour créer des changements de pression sinusoïdales dans le fluide de forage. Les données sont codées avec n'importe quel format de modulation numérique, le plus courant étant la modulation en phase continue.
Des bandes passantes MPT allant jusqu'à 40 bits par seconde sont courantes ; les débits de données diminuent à mesure que la longueur du puits de forage augmente et, à des profondeurs de 40 000 pieds, peuvent atteindre 1,5 bits par seconde. Souvent, toutes les données ne peuvent pas être transmises via MPT, de sorte que des données supplémentaires peuvent être récupérées de la mémoire via un câble ou après que l'outil soit sorti du trou.
Cependant, lors d'un forage sous-équilibré, du gaz comprimé est injecté dans les fluides de forage pour maintenir la pression du puits de forage inférieure à la pression de la formation forée. Ceci est fait pour réduire les défis courants du forage conventionnel (suréquilibré), tels que la perte de circulation, le collage différentiel, les vitesses de forage lentes, les dommages à la formation et la surchauffe du foret. L'ajout de gaz augmente l'atténuation des signaux MPT, c'est pourquoi des techniques de transmission alternatives sont utilisées.
La télémétrie électromagnétique (EMT) intègre un isolant électrique dans le train de tiges de forage qui génère une différence de tension modifiée dans les composants situés au-dessus de l'isolant et ceux en dessous. Les données sont insérées dans la tension en la modulant. Les électrodes d'une antenne dipôle basée en surface-sont formées d'un fil attaché à la tête de puits et d'un fil attaché à une tige enfoncée dans le sol. La différence de tension entre les électrodes reçoit le signal du train de tiges qui est lu par un ordinateur. EMT peut également envoyer des données au train de tiges. Alors que l'EMT offre des débits de données allant jusqu'à 10 bits par seconde, les signaux se dégradent rapidement en fonction de la profondeur du puits et des matériaux de formation.
Des tiges de forage avec matériel électrique sont également disponibles. Des débits de données supérieurs à 2 mégabits par seconde ont été atteints. L'inconvénient de cette technologie est l'augmentation des dépenses liées à la fabrication, aux soins supplémentaires et à la protection des circuits.
Configurations
Les instruments MWD peuvent être montés dans la masse-tige et entretenus uniquement dans des installations équipées. Les systèmes MWD montés sur un collier transfèrent les données plus rapidement et peuvent prendre en charge davantage d'instruments. Si le train de tiges reste coincé, tous les outils doivent être récupérés ensemble.
Les systèmes MWD peuvent également être contenus dans des modules internes connectés via un câble. Ces modules peuvent être récupérés du train de tiges selon les besoins, mais ils doivent être minces puisqu'ils sont situés à l'intérieur du train de tiges. La petite configuration limite les appareils que le système MWD peut prendre en charge. Dans le cas où le train de tiges se coince, seul le MWD ou la totalité du train de tiges peut être récupéré.
L'outil ProGuide™ est exceptionnellement adapté aux sections de puits difficiles, y compris celles présentant des angles et une tortuosité élevés. Il fournit des informations précises en fond de trou qui permettent aux foreurs de suivre des trajectoires complexes de manière sûre et efficace, réduisant ainsi le risque de complications.
Pour plus d'informations, vous pouvez écrire à notre boîte mailinfo@vigorpetroleum.com & mail@vigorpetroleum.com
