СБОР ДАННЫХ В ПРОЦЕССЕ БУРЕНИЯ НАКЛОННО-НАПРАВЛЕННЫХ И ГОРИЗОНТАЛЬНЫХ СКВАЖИН

DATA COLLECTION DURING DRILLING DIRECTIONAL AND HORIZONTAL WELLS

Alzubair Abakar

student, Department of Oil and Gas Drilling, gr. VPSm-22-1, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

Galina Sheshukova

scientific supervisor, Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Tyumen Industrial University,

Russia, Tyumen

АННОТАЦИЯ

При анализе данных в процессе бурения скважин важно знакомство с различными датчиками, используемыми для сбора данных на поверхности. В данной статье рассмотрены основные наземные приборы используемые в настоящее время на буровых установках.

ABSTRACT

When analyzing data during the drilling process, it is important to become familiar with the various sensors used to collect data on the surface. This article discusses the main hired instruments currently used on drilling rigs.

Ключевые слова: наклонно-направленное бурение; датчик; наземное оборудование; буровой раствор.

Keywords: directional drilling; sensor; ground equipment; drilling mud.

Благодаря достигнутому за последние 20 лет прогрессу в области аппаратного и программного обеспечения компьютеров, подстегиваемому расширением применения приборов для измерений параметров и каротажа во время бурения, возможности сбора, хранения и использования данных на скважине многократно выросли в сравнении со скупыми данными, которые были доступны всего несколько лет назад [1].

Анализируя шлам, буровой раствор и параметры бурения, мы можем многое узнать о физических свойствах скважины от устья до конечной глубины. При анализе данных важно знакомство с различными датчиками, используемыми для сбора данных на поверхности. Данные датчики можно разделить на следующие группы:

• контроль глубины;
• контроль расхода бурового раствора на входе в скважину;
• контроль давления;
• контроль расхода бурового раствора на выходе из скважины;
• контроль процесса бурения;
• контроль уровня раствора в емкостях;
• контроль газосодержания.

Датчики контроля глубины. Нынешние датчики контроля глубины ведут цифровой подсчет количества вращательного движения барабана буровой лебедки при спуске и подъёме бурового каната. Цифровые датчики крепятся к компенсаторам, чтобы можно было учитывать любые изменения в движении, делая возможным точное определение глубины (рисунок 1).

Датчики контроля расхода бурового раствора используются для контроля расхода подаваемого в скважину раствора, а также числа ходов насоса, необходимого для достижения этого расхода. С этих датчиков собираются существенные входные данные для расчета гидравлики бурового раствора, управления скважиной и запаздывания в проявлении частиц выбуренной породы на виброситах [1].

Рисунок 1. Пример типовой системы контроля глубины

Широко применяются два типа: контактные и бесконтактные переключатели (рисунок 2). Оба типа - цифровые счетчики; увеличение числа отсчетов соответствует конкретному увеличению как расхода, так и подачи насоса.

Рисунок 2. Пример бесконтактного и контактного переключателей датчика расхода бурового раствора

Датчики контроля давления. Датчики контроля давления используются, как правило, для контроля давления нагнетания на устье скважины. Данные с датчиков используются либо для проверки вычисленных значений, либо для подтверждения возможных осложнений в скважине, таких как размыв стенок скважины, газонефтеводопроявления и потеря циркуляции.

Датчик контроля расхода бурового раствора на выходе из скважины. Этот датчик, часто называемый «расходомерной лопастью», измеряет расход на выходе из кольцевого пространства с использованием тензометрического аналогового преобразователя (рисунок 3). Этот датчик обеспечивает раннее оповещение либо о газонефтеводопроявлений (внезапное увеличение расхода), либо о потере циркуляции [1].

Рисунок 3. Схема расходомера

Датчики контроля процесса бурения. Датчики контроля процесса бурения контролируют значения скорости вращения (об/мин), крутящий момент и вес на крюке. Датчик крутящего момента представляет собой зажим, посаженный на сетевой кабель, питающий систему верхнего силового привода (ВСП).

Датчик контроля уровня раствора в емкостях. В большинстве датчиков контроля уровня бурового раствора используется время пробега ультразвуковой волны. Датчик устанавливается на емкости выше максимального уровня и непрерывно посылает звуковые волны, которые отражаются обратно к приемнику [2].

Датчики обнаружения газа состоят, как правило, из газоуловителя, пневмолинии, связывающей газоуловитель с оборудованием обнаружения газа (которое находится внутри установки для контроля состояния и свойств бурового раствора) и приборами обнаружения газа (хроматограф и суммарные газоанализаторы).

Дополнительные датчики. Буровым и добывающим компаниям могут дополнительно требоваться специальные сервисы, такие как контроль пластового давления и оптимизация буровых работ. Для эффективной поддержки этих сервисов могут требоваться дополнительные датчики, например, температуры, плотности и удельной электропроводности жидкости. В районах с высоким содержанием газов Н₂S или СО₂ также могут требоваться соответствующие датчики, контролирующие исключительно эти газы [1, 2].

Список литературы:

1. Справочник инженера-нефтяника. Том II. Инжиниринг бурения. Перевод с английского под редакцией к.т.н. А.Г. Шатровского, С.О. Бороздина – М. – Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2014. – 1064 с.
2. Грачев Ю.В., Варламов В.П. Автоматический контроль в скважинах при бурении и эксплуатации. М.: Недра, 1968, - 328с.