Navegando no poço

A perfuração direcional, a prática de direcionar um poço ao longo de um caminho planejado, depende criticamente de medições precisas do fundo do poço. Conhecer a inclinação e o azimute exatos do poço em qualquer ponto é essencial para atingir um alvo geológico, evitando outros poços e permitindo perfis de poços complexos, como horizontais.

O levantamento de fundo de poço é um processo de medição indireta, que depende de sensores para detectar campos naturais ou propriedades inerciais. As medições são baseadas em três referências fundamentais:

• Campo Gravitacional da Terra:Usado para medir a inclinação (ângulo do furo) e a orientação da face da ferramenta do lado-alto. Os sensores incluem pêndulos mecânicos, interruptores flutuantes e modernosacelerômetros.
• Campo Magnético da Terra:Usado para medir o azimute magnético (direção relativa ao Norte Magnético) e a face da ferramenta magnética. Os sensores incluem bússolas magnéticas emagnetômetros(ímãs fluxgate). Um requisito importante para levantamentos magnéticos é o uso de comandos de perfuração não-magnéticos para isolar os sensores da interferência magnética da coluna de perfuração de aço.
• Referência Celestial ou Inercial:Usado paralevantamentos giroscópicos, que são independentes de campos magnéticos. Esses instrumentos devem estar alinhados com o Norte Verdadeiro na superfície antes de serem executados no buraco.

Os instrumentos de pesquisa devem resistir a um ambiente severo de fundo de poço, incluindo altas pressões (exigindo alojamentos de pressão fortes), temperaturas elevadas (classificações para operações de alta-temperatura de até 182 graus ou mais) e choques mecânicos e vibrações significativos durante operações de perfuração ou manobra.

As ferramentas de pesquisa são amplamente classificadas com base em seus métodos de gravação e transmissão de dados:

• Câmeras magnéticas de disparo único e múltiplo-:Essas ferramentas mais antigas usavam uma bússola e um pêndulo para capturar uma imagem de sua orientação no filme em um horário predefinido. Eles eram simples, mas limitados e foram em grande parte eliminados.
• Gravadores eletrônicos únicos e múltiplos-de disparo:Substitutos modernos para câmeras de filme. Eles usam acelerômetros e magnetômetros para medir a orientação e armazenar os dados na memória interna. Os dados são baixados e processados ​​após a ferramenta ser recuperada na superfície. Eles oferecem maior precisão e são usados ​​para pesquisas planejadas.
• Ferramentas de direção (com fio):Essas ferramentas transmitem dados-em tempo real para a superfície por meio de um cabo fixo (cabo{{1}condutor único) que passa dentro do tubo de perfuração. Eles fornecem atualizações contínuas da face da ferramenta, inclinação e azimute, o que é essencial para orientar um motor de fundo de poço e direcionar o poço.
• Ferramentas de medição durante a perfuração (MWD) (sem fio):Estes são os sistemas mais avançados e amplamente utilizados para perfuração direcional. Sensores de fundo de poço transmitem dados para a superfície em-tempo real sem fio, normalmente usandotelemetria de pulso de lama(pulsos de pressão positiva ou negativa no fluido de perfuração). Isto permite direcionamento e levantamento sem interromper as operações de perfuração.
• Ferramentas de levantamento giroscópico:Esses instrumentos utilizam um giroscópio para determinar a orientação, tornando-os imunes à interferência magnética. Eles são essenciais para levantamentos em furos revestidos, dentro de grupos de poços onde a interferência magnética de revestimentos adjacentes é alta, ou para orientar desvios de revestimentos existentes.

O artigo fornece análises detalhadas de vários tipos de ferramentas comuns, que podem ser resumidas da seguinte forma.

1. Multi-disparo eletrônico (por exemplo, ESS - Sistema de pesquisa eletrônica)

O ESS é um dispositivo de gravação independente-de alta{0}}precisão.

• Princípio:Usa acelerômetros e magnetômetros tri{0}}axiais para detectar a gravidade e os campos magnéticos. É alimentado por baterias e armazena dados de levantamento em sua memória interna.
• Função:Operado em comandos de perfuração não{0}magnéticos, ele mede inclinação, azimute e face da ferramenta em intervalos programados. Após a recuperação, os dados são baixados e processados ​​através de computadores de superfície.
• Vantagens:Alta precisão, adequada para levantamentos críticos, inclusive em poços horizontais e de alto-ângulo. Inclui recursos de software para análise de campo magnético e controle de qualidade.

2. Ferramenta de Direção de Wireline (por exemplo, SST - Ferramenta de Pesquisa de Direção)

O SST fornece dados{0}}em tempo real durante a perfuração, permitindo decisões imediatas de direção.

• Princípio:Usa sensores de fundo de poço (acelerômetros/magnetômetros) em um barril de pressão. A energia e os dados são transmitidos por meio de um único-cabo condutor instalado dentro do tubo de perfuração e conectado por meio de uma subentrada-lateral.
• Função:Transmite continuamente a face da ferramenta, a inclinação e o azimute para a superfície. Os dados são exibidos em um computador de superfície e na leitura de um perfurador, permitindo que o perfurador direcional oriente o motor do alojamento dobrado com precisão.
• Vantagens:Dados-em tempo real, alta precisão e capacidade de monitorar condições de fundo de poço imediatamente. Era um carro-chefe para perfuração direcional antes da adoção generalizada do MWD.

3. Sistema MWD sem fio (por exemplo, DWD - direcional durante a perfuração)

DWD representa o padrão da indústria para perfuração direcional moderna, especialmente em poços complexos.

Princípio:Sensores de fundo de poço (sonda MEP) medem a orientação. Esses dados são codificados e enviados para um conjunto pulsador, que cria pulsos de pressão no fluido de perfuração que circula dentro do tubo de perfuração.

• Métodos de transmissão:

1. Pulso Positivo:Uma válvula restringe momentaneamente o fluxo de lama, criando um pico de pressão positiva que é detectado na superfície.
2. Pulso Negativo:Uma válvula libera momentaneamente uma pequena quantidade de lama de dentro do tubo de perfuração para o espaço anular, criando uma queda de pressão negativa.
3. Onda Contínua:Uma válvula rotativa cria uma série contínua de ondas de pressão; mudanças de fase na onda representam dados codificados.

• Componentes do sistema:

1. Fundo de poço:Sonda MEP (sensores), conjunto de pulsador, alternador de turbina (alimentado por fluxo de lama) e comandos de perfuração não{0}magnéticos.
2. Superfície:Transdutor de pressão (montado no tubo vertical), computador de superfície (MPSR) para decodificação e processamento de sinais, leitura do perfurador (DDU) e impressora.
3. Vantagens:Não é necessária rede fixa, economizando tempo significativo de equipamento. Fornece dados-em tempo real para geodirecionamento e é altamente confiável em poços horizontais e-de alto ângulo. A precisão é alta e bem{4}}definida para inclinação, azimute e face da ferramenta.

A seleção de um instrumento de levantamento direcional depende da aplicação específica, do ambiente do poço e dos requisitos de dados.

• Parapesquisas pós{0}}básicas pós-empregoem poços únicos sem interferência magnética,gravadores eletrônicos multi-shotoferecem alta precisão a um custo relativamente menor.
• Paraorientação-em tempo realdurante a perfuração, especialmente em poços complexos ou em plataformas offshore,Sistemas MWDsão a escolha principal, equilibrando eficiência, densidade de dados e confiabilidade.
• Ao operar emambientes magnéticos(orifício revestido, espaçamento próximo entre poços),ferramentas giroscópicassão indispensáveis ​​para obter dados de azimute precisos.
• Embora tecnologias mais antigas, como câmeras de filme e ferramentas de direção com fio, tenham sido amplamente substituídas, elas lançaram as bases para sofisticados sistemas eletrônicos e de telemetria que tornam possível a perfuração direcional de precisão moderna.

Para informações mais detalhadas, não hesite em entrar em contato com a equipe Vigor para obter informações mais detalhadas sobre o produto.