ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ КОНТРОЛЯ ПРОВОДКИ СКВАЖИНЫ

TELEMETRY SYSTEMS FOR MONITORING WELL WIRING

Artem Ushakov

Master's student of State Agrarian University of the Northern Trans-Urals,

Russia, Tyumen

Sergey Romanov

Scientific adviser, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Technosphere Safety, State Agrarian University of the Northern Urals,

Russia, Tyumen

АННОТАЦИЯ

Основная проблема строительства скважин с горизонтальным окончанием это необходимость контроля проводки ствола скважины относительно границ коллектора. Задача телеметрии заключается в определении положения скважины на основе информации, получаемой в процессе бурения, и последующей коррекции направления бурения. Для эффективной проводки скважины необходимо как можно раньше определять расстояния до кровли и подошвы продуктивного коллектора, а также водонефтяного и газонефтяного контактов [1].  Самый современный метод - это использование интегрированной модели, включающей в себя структурные данные, инклинометрию получаемые в режиме реального времени. А самым важным аспектом телеметрии является своевременное принятие решения о коррекции траектории скважины в зависимости от поступающих данных. Актуальность проблемы очевидна и требует научного обоснования и практического создания телеметрических технологий строительства скважин, основанных на применении оборудования, выполняющего главную задачу строительства скважин - достижение продуктивного горизонта по оптимальной траектории в проектной точке.

ABSTRACT

The main problem of the construction of wells with horizontal termination is the need to control the wiring of the borehole relative to the boundaries of the reservoir. The task of telemetry is to determine the position of the well based on the information received during drilling and subsequent correction of the drilling direction. For effective well wiring, it is necessary to determine the distances to the roof and the sole of the productive collector, as well as the water-oil and gas-oil contacts as early as possible [1].  The most modern method is the use of an integrated model that includes structural data, inclinometry obtained in real time. And the most important aspect of telemetry is the timely decision to correct the trajectory of the well, depending on the incoming data. The urgency of the problem is obvious and requires scientific justification and practical creation of telemetry technologies for well construction based on the use of equipment that performs the main task of well construction - achieving a productive horizon along the optimal trajectory at the design point.

Ключевые слова: телеметрические системы, инклинометрия, границы коллектора, кровля, подошва, строительство скважин, траектория скважин.

Keywords: telemetry systems, inclinometers, reservoir boundaries, roof, sole, well construction, well trajectory.

Для современного этапа развития нефтегазовой промышленности в Российской Федерации характерна тенденция к росту трудноизвлекаемых запасов.

Для эффективного управления бурением скважин необходимо знание фактических режимов бурения, параметров траектории ствола скважины, технологических параметров в призабойной зоне для качественного ведения ствола и предупреждения аварийных ситуаций. Определение этих показателей по данным наземных приборов или во время остановок бурения сопряженно со значительными погрешностями или вообще невозможно.

Экономическая необходимость в создании забойных телеметрических систем (ТС), выдающих информацию в процессе бурения появилась в середине 70-х голов прошлого века, когда резко возросло число наклонно направленных и морских скважин, при проводке которых необходимы частые замеры кривизны [2].  

Применяемая в настоящее время технология наклонно – направленного и горизонтального бурения предусматривает использование скважинных геофизических информационно-измерительных систем, встраиваемых в бурильный инструмент, обеспечивающих измерение инклинометрических параметров скважины в процессе бурения и передачу данных в реальном масштабе времени по проводному, гидравлическому, акустическому, гидроакустическому или электромагнитному каналу связи «забой-устье». Наибольшее применение в нашей стране нашли системы, реализованные в забойном инклинометре с электромагнитным каналом связи ЗИС-4М и системы с проводным каналом связи (СТЭ, СТТ) [3].

Выходя на современный рынок услуг в области исследования скважин в процессе бурения, отечественные фирмы и предприятия предлагают аппаратуру, обеспечивающую измерение основных параметров бурения и разбуриваемых пород. Основное достоинство отечественной аппаратуры работоспособность в тяжелых условиях бурения, а также сравнительно низкая стоимость услуг по сравнению с услугами зарубежных фирм. Проведенная в последние годы модернизация, а именно: разработка аппаратуры малого диаметра и для исследования горизонтальных скважин малого радиуса, типового ряда забойной аппаратуры для соответствующих диаметров скважин, разработка наддолотных модулей с датчиками максимально приближенными к долоту, разработка новых более совершенных датчиков - значительно повышает конкурентоспособность отечественной аппаратуры [4]. Забойные телеметрические системы (ЗТС) – это системы для измерения технических и технологических параметров процесса бурения, траектории ствола скважины, без которых невозможно построить скважину с горизонтальным окончанием. Геофизики в первые годы освоения горизонтального бурения переделывали традиционные инклинометры, и сначала закачивали их потоком промывочной жидкости (ПЖ) на забой, после проходки 20-30 метров ствола, потом научились спускать их на кабеле, переводя его в затрубье, а с появлением бескабельных систем с гидравлическими, электромагнитными и другими каналами связи стали включать их в состав бурильной колонны (в диамагнитной трубе) и получать данные в реальном масштабе времени о текущих координатах горизонтального ствола. По терминологии, существующей за рубежом, их назвали системой MWD (Measurement while drilling — измерения в процессе бурения) [5].

Совокупность технических средств, служащих для передачи сообщений от источника к получателю, образует канал связи. Этими средствами являются передатчик, линия связи и приемник. Канал связи вместе с источником и получателем сообщения образует систему связи. Назначение передающего устройства - отобразить сообщение в сигнале, наиболее удобном для передачи по длинной линии связи. Для телеметрических систем - это преобразование неэлектрических величин от измерительных датчиков в электрические сигналы, в вид, удобный для передачи в канал связи.

Вывод. Таким образом, основное назначение систем телеметрии в процессе бурения скважин заключается в оперативном получении с забоя данных глубинных измерений, используемых для уточнения режима бурения с целью его оптимизации (установления оптимальной частоты вращения бура и осевой нагрузки на долото и др.), определения и корректировки направления бурения ствола, исследования геофизических характеристик геологического разреза с целью установления истинных размеров вскрытых пластов и прогнозирования их продуктивности [7]. Применение новейших цифровых технологий в телеметрических системах, позволит увеличивать количество замеряемых параметров и довести их оператору по бурению и геологу в минимальные моменты времени, что приведёт к быстрой оценки ситуации и правильному принятию решения по проводке скважины c горизонтальным участком.

Список литературы:

1. Галямов В.П., Закиров Н.Н. Эффективность применения телеметрических систем при бурении горизонтальных скважин / В.П. Галямов, Н.Н. Закиров. – Текст: непосредственный // Электронный научно-практический журнал «Современные научные исследования и инновации»: электронный ресурс. –  2018. № 2 . С. 25.
2. Акбулатов, Т.О. Телеметрические системы для бурения направленных скважин: учебное пособие /Т.О. Акбулатов, Л.М. Левинсон, В.Х. Самигуллин. – Уфа, 2003. 59 с. – Текст: непосредственный.
3. Варламов, С.Е. Гидродинамические процессы на забое скважин и совершенствование систем промывки буровых долот: специальность 25.00.15 Дисс. на соиск. уч. степ. канд. техн. наук /С.Е. Варламов. –Уфа, УГНТУ, 1997. 175 с. – Текст: непосредственный.
4. Элементы теории передачи информации / А.Г. Зюко. – Киев: Техника, 1969. – 285 с. – Текст: непосредственный
5. Галямов В.П., Закиров Н.Н. Анализ применения телеметрических систем при бурении наклонно-направленных и горизонтальных скважин / В.П. Галямов, Н.Н. Закиров. – Текст: непосредственный // Электронный научно-практический журнал «Современные научные исследования и инновации»: электронный ресурс. –  2018. № 2 . С. 58.