Исходная глубина, зарегистрированная во время бурения нефтяной или газовой скважины, называется глубиной бурильщика .
Проблема
Поскольку не существует единой системы отсчета или измерения для расчета глубины в подземных средах, два инженера, говорящие об одном бурении, могут дать разные ответы, когда их попросят измерить глубину.
Двумя основными опорными глубинами, используемыми в «скважинной» (т.е. подповерхностной) среде, являются глубины бурильщика и глубины каротажа (также называемые глубинами каротажа на кабеле). Эти системы измерения регистрируются совершенно по-разному, и глубина регистратора обычно считается более точной из двух:
- Измерение глубины бурильщиком связано с буровыми работами и другими тесно связанными с ними видами деятельности, такими как каротаж во время бурения ), измерения во время бурения и отбора керна.
- Глубина бурильщика всегда записываются, и она представляет собой первичную систему глубины, если он не позднее заменен более точным измерением , такие как глубина от разомкнутого или обсаженного отверстия бревна проводной линии .
- Глубина бурильщика всегда должна иметь 1) единицу измерения, например, метр или фут, 2) точку отсчета, например, пол буровой.
Измерение глубины бурильщика
При измерении необходимо учитывать несколько частей буровой площадки:
- Сборка вращающихся деталей, спускающихся в ствол скважины, представляющая собой серию соединений бурильных труб и утяжеленных бурильных труб , заканчивающихся вращающимся долотом. Опционально могут быть инструменты для каротажа во время бурения. Длина всего этого измеряется, и это дает бурильщику глубину в данный момент времени. По мере добавления дополнительных труб и углубления бурения это измерение будет обновляться.
- На суше пол буровой установки дает нам начальную высоту, и все измерения глубины рассчитываются относительно нее. Поскольку маловероятно, что высота грунта значительно изменится во время бурения, это считается абсолютным.
- Вдали от берега эта абсолютная точка отсчета не должна зависеть от прилива. Общие абсолютные данные включают ( самый низкий астрономический прилив ) и средний уровень моря ). Это наиболее актуально для скважин, пробуренных с плавучих буровых установок, где вероятность ошибки наиболее высока.
На практике измерение глубины бурильщиком - это ручная операция, существенно не изменившаяся с годами, и есть много аспектов системы, которые могут привести к ошибкам и несоответствиям. Этот процесс был впервые описан Рейстле и Сайксом в 1938 г. [1] и существенно не изменился.
Измерение длины бурильной колонны
Отсутствие однородности бурильной трубы
Основная часть бурильной колонны - это бурильные трубы, которые имеют номинальную длину 9,6 метра на секцию трубы, однако в действительности не все трубы имеют одинаковую длину. Ослабленные или поврежденные концы участка трубы будут переработаны, что приведет к уменьшению длины.
Стальная труба имеет «охватываемое» соединение на одном конце (называемое штифтом ) и «охватывающее» соединение на другом конце (называемое коробкой ), и когда каждая секция трубы опускается в отверстие, она соединяется с предшествующей ей трубой. соединяя вместе охватываемый и охватывающий компоненты. Соединения бурильных труб (или бурильная труба / воротник, или воротник / долото и любое другое соединение) должны иметь очень хорошую уплотняющую поверхность, потому что буровой раствор под высоким давлением будет перемещаться по трубе, и любые изъязвленные или поврежденные участки могут быть быстро размыты. Это обычно называется размывом или другими словами, и может происходить в любой части бурильной колонны или компоновки низа бурильной колонны. Из-за этого труба регулярно проверяется до и после использования. Любые недостатки устраняются одним из двух действий:
- Метод «Chase and Face», при котором на конце трубы срезается тонкий участок, а в муфту или штифт повторно навинчивается резьба, что приводит к уменьшению длины трубы.
- «Повторная обрезка», при которой резьба трубы эффективно смещается вниз, что опять же приводит к уменьшению общей длины.
Различные методы измерения длины бурильных труб также существенно влияют на точность выполненных измерений. «Обвязка» труб обычно используется для определения длины бурильных труб, когда труба измеряется на трубных эстакадах с помощью (стальной) рулетки. Эти результаты заносятся в журнал учета, и таким образом определяется длина бурильной колонны. Однако точность этого метода измерения ограничена правильным нанесением стальной ленты, точностью считывания и множеством проблем, связанных с окружающей средой. Существенное улучшение точности измерения бурильных труб обеспечивается с помощью лазера, и точность может быть легко повышена примерно в 4 раза. Также важно отметить условия калибровки, чтобы можно было внести поправки на основе этих условий калибровки. Это особенно верно для температуры при определении теплового удлинения. [2]
Отслеживание длины используемой бурильной трубы
Отслеживание и регистрация бурильных труб на площадке буровой установки начинается с захвата отдельных стыков. Номера стыков нанесены вручную на боковой стороне трубы. Обычно три секции трубы соединяются в стойку (длиной около 27–29 м) и укладываются рядами по 10 штук, при этом их основание лежит на полу буровой. Перед спуском в скважину каждая стойка измеряется вручную стальной рулеткой, и результат измерения записывается в компьютерную электронную таблицу (ранее использовалась книга учета труб) вместе с номером стойки. Чтобы подтвердить на любом этапе, на какой глубине работает буровое долото, бурильщик сверяется с записями подсчета труб и измеряет длину текущей опоры бурильной трубы под полом буровой.
Погрешности измерений из-за компоновки низа бурильной колонны
Еще одна потенциальная область для ошибки - компоновка низа бурильной колонны. Он состоит из бурового долота, утяжеленных бурильных труб и стабилизаторов. Также он может включать в себя забойный двигатель, инструменты для измерения при бурении и каротажа при бурении. Ошибки возникают, если полная компоновка низа бурильной колонны неправильно измерена или записана. Во время работы могут быть внесены изменения в компоновку низа бурильной колонны, и если эти изменения не будут записаны, значения глубины будут неправильными.
В идеале оборудование низа бурильной колонны эксплуатируется таким образом, чтобы минимизировать «провисание» внутри ствола скважины. Растяжение и сжатие труб будут время от времени происходить, но не исправляются во время обычных операций, даже если они могут привести к довольно значительным совокупным ошибкам на глубине бурильщика, особенно в глубоких скважинах или в областях с твердыми породами.
Работа с ошибками глубины бурильщика
Если прогнозируемые глубины, полученные при разведке, значительно отличаются от глубин бурильщика, например, на 10-30 м, то появляются предупреждающие звонки - возможно, участок трубы или колонна не учитывались в расчетах. Если это подозревается, то при следующем извлечении колонны из скважины следует измерить (натяжение) бурильной колонны и проверить результаты с помощью счетчика. Мудлогеры должны быть бдительны, так как они дают возможность перепроверить с буровой компанией.
Важным аспектом здесь является определение требуемой точности для зарегистрированных бурильщиком глубин. Если бурильщики и геологи "в порядке" (например, +/- 15 м) на этих глубинах, но позже инженеры-разработчики, пытающиеся нанести на карту контакты флюида и воды, потребуют более высокого уровня точности (например, +/- 3 м) , то к моменту завершения сверления более высокий уровень точности не может быть восстановлен. Это приводит к концепции истинной глубины по стволу ствола скважины, где сделанные измерения определяются с использованием точности метода калибровки длины трубы и (если таковые имеются) точности поправок, примененных методологией поправок.
Одна из представленных методик называется «Глубина точки пути бурильщика» (заявлен патент) [3], которая дает истинную глубину вдоль ствола скважины. Таким образом, неопределенность измерения представляет собой комбинацию точности измерения длины бурильной трубы, того, насколько точно измерены параметры коррекции, и точности примененной модели коррекции.
Примеры
Для некоторых глубоких скважин, например, глубиной 7000 м или 25000 футов, необходимо учитывать удлинение бурильной трубы из-за собственного веса и температуры. Это может быть порядка 24 м (80 футов). Канат ведет себя иначе: он имеет тенденцию удлиняться при растяжении, но укорачивается при повышении температуры. Можно только предполагать, насколько варьируется этот чистый эффект. Поправка на глубину троса для температуры и натяжения применялась еще до того, как компьютерные данные были получены, и, как правило, считается надежной. Основываясь на опыте, влияние на геологическую модель, ранее основанную на глубине троса, при бурении на глубине более 7000 м и использовании каротажа во время бурения (глубины бурильщика) может привести к различиям в глубинах маркеров до 25 м (80 футов): глубина бурильщика неизменно выше, чем у более надежного кабеля.
Исследования бурильщика не называют это удлинение неопределенностью, а скорее называют его смещением или ошибкой . В приведенном выше примере в дополнение к смещению 25 м (+80 футов) будет остаточная неопределенность от ± 3 м / 12 футов до 10 м / 30 футов в зависимости от наклона ствола скважины. В отрасли есть несколько человек, которые знают, как исправить это в реальном времени, и некоторые сервисные компании разработали концептуальные или прототипные инструменты / процессы для учета этого эффекта удлинения. В будущем эти исправления должны стать стандартной практикой для отрасли, но с 2013 года это не так.[Обновить]. Определение точной глубины традиционно не было популярной областью исследований, прежде всего из-за отсутствия признания влияния неточности измерения глубины на ценность данных глубины. Влияние ошибок по глубине наиболее критично при интеграции данных из более чем одной скважины, например, для построения модели коллектора. Это влияние, однако, обычно становится очевидным только спустя долгое время после того, как был произведен процесс измерения глубины, и не рассматривается как проблема во время строительства скважины.
Признание ценности точности измерения глубины на этапах планирования бурения, а затем и во время самого процесса бурения, является предвестником повышения точности. [4]
Словарь терминов
- Абсолютная глубина: расстояние по траектории (вдоль отверстия, по вертикали и т. Д.) Между контрольной точкой (поворотный стол, уровень земли, средний уровень моря и т. Д.) И заданной точкой в скважине (после ссылки 3, §13.2).
- Истинная глубина вдоль ствола скважины (TAH): глубина вдоль ствола скважины, основанная на калиброванном и скорректированном измерении с соответствующей погрешностью [5] [6]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ Reistle, CE, Jr., и Сайкс, ST-младший, измерение глубины Хорошо, Am. Petroleum Inst. Буровая и производственная практика, 1938, с. 80–95
- ^ Bolt H. Along-hole Depth Rev 5.1, ICT Europe, ISBN 978-99959-0-415-9 , доступно на www.lulu.com, по состоянию на ноябрь 2018 г.
- ^ Болт Х., Метод определения глубины скважины, Driller's Way-point Depth Ltd., Международная патентная заявка № PCT / GB2018 / 000030, февраль 2017 г.
- ^ Болт Х., Какая глубина? Более точные результаты Driller's Depth - DwpD, 47-е ежегодное собрание, ISCWSA, Инвернесс, Великобритания, апрель 2018 г.
- ^ Форсайт Д., Болт, Х. и Лоерманс, А., Улучшенное управление качеством глубины: там, где старая теория должна встретиться (близкой) будущей практикой, Paper JJJ, Transactions, 54-й ежегодный симпозиум по каротажу SPWLA, Новый Орлеан, Луизиана, США, 22–26 июня.
- ^ Болт Х., Измерение глубины вдоль ствола скважины и снижение неопределенности, представленный на встрече SPWLA / DPS, Гаага, декабрь 2018 г.