Глубина бурильщика

Исходная глубина, зафиксированная при бурении нефтяной или газовой скважины, называется глубиной бурильщика .

Проблема

Поскольку не существует единой эталонной или измерительной системы для расчета глубины в подземных средах, два инженера, говорящие об одном бурении, могут дать разные ответы, когда их попросят измерить глубину.

Двумя основными привязками глубины, используемыми в «скважинной» (т.е. подземной) среде, являются глубины бурильщика и глубины каротажа (также называемые глубинами каротажного устройства). Эти системы измерения записываются совершенно по-разному, и глубина регистратора обычно считается более точной из двух:

Измерение глубины бурильщиком связано с операциями бурения и другими тесно связанными действиями, такими как каротаж во время бурения ), измерение во время бурения и отбор керна.
Глубина, установленная бурильщиком, всегда записывается и представляет собой основную систему глубины, если позже она не будет заменена более точными измерениями, такими как глубина по каротажному каротажу открытого или обсаженного ствола .
Глубина, указанная бурильщиком, всегда должна иметь 1) единицу измерения, например, метр или фут, 2) опорную точку, например, пол буровой установки.

Измерение глубины бурильщика

При измерении необходимо учитывать несколько частей буровой площадки:

Сборка вращающихся частей, спускающаяся в скважину, представляющая собой ряд соединений бурильных труб и утяжеленных бурильных труб , заканчивающихся вращающимся долотом. Опционально могут быть также инструменты для каротажа во время бурения. Длина всего этого измеряется, и это дает бурильщику глубину в данный момент времени. По мере добавления большего количества труб и углубления бурения это измерение будет обновляться.
На суше пол буровой установки дает нам стартовую высоту, и все измерения глубины рассчитываются относительно нее. Поскольку маловероятно, что высота земли существенно изменится во время бурения, она считается абсолютной.
На море эта абсолютная величина должна быть независимой 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 велика.

На практике измерение глубины бурильщиком представляет собой ручную операцию, которая существенно не изменилась за прошедшие годы, и существует множество аспектов системы, которые могут привести к ошибкам и несоответствиям. Этот процесс был впервые описан Рейстлом и Сайксом в 1938 году. ^{[ 1 ]} и существенно не изменился.

Измерение длины бурильной колонны

Недостаточная однородность бурильной трубы

Большую часть бурильной колонны составляют бурильные трубы номинальной длиной 9,6 метра на каждую секцию, однако на самом деле 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 «мама» на другом конце (называемом коробкой ), и когда каждая секция трубы опускается в отверстие, она соединяется с предыдущей трубой. путем соединения между собой охватываемых и охватывающих компонентов. Соединения бурильных труб (или бурильная труба/муфта, или муфта/долота и любое другое соединение) должны иметь очень хорошую уплотняющую поверхность, поскольку буровой раствор под высоким давлением будет проходить через трубу, и любые изрытые или заедленные участки могут быть быстро размыты. Обычно это называется размывом или другими словами, и оно может произойти в любой части бурильной колонны или компоновки низа бурильной колонны. По этой причине трубы регулярно проверяются до и после использования. Любые несовершенства устраняются одним из двух действий:

«Заточка и грань», когда на конце трубы срезается тонкий участок, а в муфте или штифте нарезается новая резьба, что приводит к уменьшению длины трубы.
«Повторная обрезка», при которой резьба трубы эффективно перемещается вниз, что снова приводит к уменьшению общей длины.

Различные методы измерения длины бурильных труб также оказывают существенное влияние на точность производимого измерения. «Обвязка» труб обычно используется для определения длины бурильных труб, при этом труба измеряется на трубных эстакадах с помощью (стальной) рулетки. Эти результаты заносятся в учетную книгу, и таким образом определяется длина бурильной колонны. Однако точность этого метода измерения ограничена правильным применением стальной ленты, точностью считывания и множеством проблем, связанных с окружающей средой. Значительное улучшение точности измерения бурильных труб обеспечивается с помощью лазера, и точность можно легко повысить примерно в 4 раза. Также важно учитывать условия калибровки, чтобы можно было применять поправки на основе этих условий калибровки. Это особенно справедливо для температуры при определении термического удлинения. ^{[ 2 ]}

Отслеживание используемой длины бурильных труб

Отслеживание и запись бурильных труб на буровой площадке начинается с момента подбора отдельных соединений. Номера соединений отмечаются вручную на боковой стороне трубы. Обычно три секции труб соединяются в стойку (длиной около 27–29 м) и укладываются рядами по 10 штук, при этом их основание опирается на буровую площадку. Перед спуском в скважину каждая стойка измеряется вручную с помощью стальной рулетки, и результаты измерений заносятся в компьютерную таблицу (ранее использовалась книга учета труб) вместе с номером стойки. Чтобы на любом этапе подтвердить, на какой глубине работает буровое долото, бурильщик сверяется с записями учета труб и измеряет длину текущей стойки бурильных труб ниже пола буровой установки.

Ошибки измерения из-за компоновки низа бурильной колонны

Еще одной потенциальной областью ошибки является компоновка низа бурильной колонны. Он состоит из бурового долота, утяжеленных бурильных труб и стабилизаторов. Он также может включать в себя забойный двигатель, инструменты для измерения во время бурения и каротажа во время бурения. Ошибки возникают, если общая компоновка низа бурильной колонны неправильно измерена или записана. Изменения в компоновке низа бурильной колонны могут быть внесены во время работ, и если эти изменения не будут записаны, глубины будут неправильными.

В идеале компоновка низа бурильной колонны работает так, чтобы свести к минимуму «провисание» внутри ствола скважины. Растяжение и сжатие трубы будут происходить время от времени, но они не корректируются во время нормальной работы, даже несмотря на то, что они могут вносить довольно значительные совокупные погрешности в глубину бурильщика, особенно в глубоких скважинах или на участках с твердыми породами.

Устранение ошибок бурильщика по глубине

Если прогнозные глубины, полученные по результатам разведки, существенно отличаются от глубин бурильщика, например, на 10-30 м, то звучит тревожный сигнал – возможно, в расчетах не учтен участок трубы или стояк. Если есть подозрение, что бурильная колонна должна быть измерена (в натяжении) при ее следующем извлечении из скважины, а результаты сверены с подсчетом. Грязеотделителям следует быть бдительными, поскольку они дают возможность провести перекрестную проверку с буровой компанией.

Важным аспектом при этом является определение необходимой точности каротажных глубин бурильщика. Если бурильщикам и геологам «в порядке» (например, +/- 15 м) на этих глубинах, но позже инженерам-разработчикам, пытающимся нанести на карту контакты флюидной воды, потребуется более высокий уровень точности (например, +/- 3 м) , то к моменту завершения сверления более высокий уровень точности невозможно будет воссоздать. Это приводит к концепции истинной глубины вдоль ствола скважины, где выполненные измерения определяются с использованием точности метода калибровки длины трубы и (если таковые имеются) точности поправок, примененных методологией коррекции.

Одна из представленных методологий называется «Глубина точки маршрута бурильщика» (применен патент). ^{[ 3 ]} что приводит к истинной глубине вдоль ствола скважины. Неопределенность измерения в таком случае представляет собой комбинацию точности измерения длины бурильной трубы, точности измерения параметров коррекции и точности применяемой модели коррекции.

Примеры

Для некоторых глубоких скважин, например, глубиной 7000 м или 25 000 футов, необходимо учитывать удлинение бурильной трубы из-за собственного веса и температуры. Это может быть порядка 24 м (80 футов). Трос ведет себя иначе: он имеет тенденцию удлиняться при растяжении, но укорачивается при повышении температуры. Можно только предполагать, насколько сильно варьируется этот чистый эффект. Коррекция глубины по температуре и натяжению по кабелю существовала еще до того, как появились компьютерные данные, и обычно считается надежной. Основываясь на опыте, влияние на геологическую модель, ранее основанную на глубине каротажа, при бурении на глубине более 7000 м и использовании каротажа во время бурения (бурильщика) может привести к различиям в глубинах маркеров до 25 м (80 футов): Глубины бурильщика всегда выше, чем глубины, полученные с помощью более надежного кабеля.

В опросе бурильщика это удлинение не называется неопределенностью, а скорее называется предвзятостью или ошибкой . В приведенном выше примере, помимо смещения на 25 м (+80 футов), будет остаточная неопределенность от ± 3 м/12 футов до 10 м/30 футов в зависимости от угла наклона скважины. В отрасли мало кто знает, как корректировать это реальное время, а 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 по состоянию на 2013 год это не так. ^[update]. Определение точной глубины традиционно не было популярной областью исследований, главным образом из-за недостаточного понимания влияния неточности измерения глубины на ценность данных о глубине. Влияние ошибок глубины наиболее критично при объединении данных из более чем одной скважины, например, при построении модели пласта. Однако это воздействие обычно проявляется только спустя долгое время после начала процесса измерения глубины и не рассматривается как проблема во время строительства скважины.

Признание значения точности измерения глубины на этапах планирования бурения, а затем и в самом процессе бурения является предпосылкой достижения повышения точности. ^{[ 4 ]}

Глоссарий терминов

Абсолютная глубина: расстояние по траектории (вдоль скважины, по вертикали и т. д.) между контрольной точкой (поворотным столом, уровнем земли, средним уровнем 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 калиброванных и скорректированных измерениях с соответствующей неопределенностью. ^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}

См. также

Ссылки

^ Рейстл, К.Э., младший, и Сайкс, С.Т., младший, Измерения глубины скважин, Am. Нефтяной институт. Практика бурения и добычи, 1938, с. 80–95
^ Болт H. Глубина продольного ствола, Ред. 5.1, ICT Europe, ISBN 978-99959-0-415-9 доступен на сайте www.lulu.com, по состоянию на ноябрь 2018 г.
^ Болт Х., Метод определения глубины скважины, Driller's Way-point Depth Ltd., Международная заявка на патент № PCT/GB2018/000030, февраль 2017 г.
^ Болт Х., Какая глубина? Более точная глубина бурильщика — полевые результаты DwpD, 47-е ежегодное собрание, ISCWSA, Инвернесс, Великобритания, апрель 2018 г.
^ Форсайт Д., Болт, Х. и Лоерманс, А., Улучшенное управление качеством глубины: где старая теория должна встретиться с (ближайшей) будущей практикой, Документ JJJ, Транзакции, 54-й ежегодный симпозиум по лесозаготовкам SPWLA, Новый Орлеан, Луизиана, США, 22–26 июня.
^ Болт Х., Измерение глубины скважины и снижение неопределенности, представлено на встрече SPWLA/DPS, Гаага, декабрь 2018 г.

[1] Рейстл, К.Э., младший, и Сайкс, С.Т., младший, Измерения глубины скважин, Am. Нефтяной институт. Практика бурения и добычи, 1938, с. 80–95

[2] Болт H. Глубина продольного ствола, Ред. 5.1, ICT Europe, ISBN 978-99959-0-415-9 доступен на сайте www.lulu.com, по состоянию на ноябрь 2018 г.

[3] Болт Х., Метод определения глубины скважины, Driller's Way-point Depth Ltd., Международная заявка на патент № PCT/GB2018/000030, февраль 2017 г.

[4] Болт Х., Какая глубина? Более точная глубина бурильщика — полевые результаты DwpD, 47-е ежегодное собрание, ISCWSA, Инвернесс, Великобритания, апрель 2018 г.

[5] Форсайт Д., Болт, Х. и Лоерманс, А., Улучшенное управление качеством глубины: где старая теория должна встретиться с (ближайшей) будущей практикой, Документ JJJ, Транзакции, 54-й ежегодный симпозиум по лесозаготовкам SPWLA, Новый Орлеан, Луизиана, США, 22–26 июня.

[6] Болт Х., Измерение глубины скважины и снижение неопределенности, представлено на встрече SPWLA/DPS, Гаага, декабрь 2018 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]