Głębokość wiertła

Oryginalna głębokość zarejestrowana podczas wiercenia odwiertu naftowego lub gazowego jest znana jako głębokość wiertła .

Problem

Ponieważ nie ma jednego systemu odniesienia ani systemu pomiarowego do obliczania głębokości w środowiskach podpowierzchniowych, dwóch inżynierów rozmawiających o jednym odwiercie może udzielić różnych odpowiedzi, gdy zostanie poproszony o podanie pomiaru głębokości.

Dwa główne odniesienia głębokości używane w środowisku „odwiertu” (tj. pod powierzchnią) to głębokości wiertnicze i głębokości rejestratora (zwane również głębokościami rejestratora przewodowego). Te systemy pomiarowe są rejestrowane zupełnie inaczej, a głębokości rejestratora są ogólnie uważane za dokładniejsze z dwóch:

Pomiar głębokości wiertarki jest powiązany z operacjami wiercenia i innymi ściśle powiązanymi czynnościami, takimi jak pozyskiwanie drewna podczas wiercenia ), pomiar podczas wiercenia i wiercenie rdzeniowe.
Głębokość wiertła jest zawsze rejestrowana i stanowi podstawowy system głębokości, chyba że zostanie później zastąpiony dokładniejszym pomiarem, takim jak głębokość z dziennika przewodowego z otworem otwartym lub w obudowie .
Głębokość wiertła powinna zawsze mieć 1) jednostkę miary, np. metr lub stopy, 2) punkt odniesienia, np. dno wiertnicy.

Pomiar głębokości wiercenia

Podczas pomiaru należy wziąć pod uwagę kilka części miejsca wiercenia:

Zespół obracających się części, który schodzi w dół otworu, który jest serią połączeń rur wiertniczych i kołnierzy wiertniczych , zakończonych obrotowym wiertłem. Opcjonalnie mogą istnieć również narzędzia do rejestrowania podczas wiercenia. Ich długość jest mierzona, a to daje głębokość wiercenia w danym momencie. W miarę dodawania kolejnych rur i pogłębiania odwiertów pomiar ten będzie aktualizowany.
Na lądzie podłoga platformy daje nam wysokość startową i wszystkie pomiary głębokości są obliczane względem niej. Ponieważ jest mało prawdopodobne, aby wysokość gruntu zmieniła się znacząco podczas wiercenia, przyjmuje się, że jest to bezwzględne.
Na morzu ten bezwzględny układ odniesienia musi być niezależny od pływu. Wspólne dane bezwzględne obejmują ( najniższy przypływ astronomiczny ) i średni poziom morza ). Jest to najbardziej istotne w przypadku odwiertów wierconych z platform pływających, gdzie prawdopodobieństwo błędu jest największe.

W praktyce pomiar głębokości wiertłem jest operacją ręczną, która nie uległa znaczącym zmianom na przestrzeni lat i istnieje wiele aspektów systemu, które mogą wprowadzać błędy i niespójności. Proces ten został po raz pierwszy opisany przez Reistle'a i Sikesa w 1938 roku i nie zmienił się znacząco.

Pomiar długości przewodu wiertniczego

Brak jednorodności rury wiertniczej

Większość przewodu wiertniczego to rura wiertnicza , która ma nominalną długość 9,6 metra na odcinek rury, jednak w rzeczywistości nie wszystkie rury mają taką samą długość. Osłabione lub uszkodzone końce odcinka rury zostaną przerobione, co spowoduje zmniejszenie długości.

Rura stalowa ma z jednej strony złącze „męskie” (zwane sworzniem ) i „żeńskie” z drugiego końca (zwane skrzynką ), a gdy każdy odcinek rury jest opuszczany do otworu, jest on łączony z rurą poprzedzającą go poprzez skręcenie ze sobą elementów męskich i żeńskich. Połączenia rur wiertniczych (lub rura wiertnicza/kołnierz lub kołnierz/świder i wszelkie inne połączenia) muszą mieć bardzo dobrą powierzchnię uszczelniającą, ponieważ płuczka pod wysokim ciśnieniem będzie przechodzić przez rurę, a wszelkie wżery lub zatarte obszary mogą szybko ulec erozji . Jest to zwykle określane jako wymywanie lub słowa w tym znaczeniu i może wystąpić w dowolnej części przewodu wiertniczego lub zespołu otworu dennego. Z tego powodu rura jest rutynowo kontrolowana przed i po użyciu. Wszelkie niedoskonałości eliminujemy jedną z dwóch czynności:

„Chase and Face”, w którym cienki odcinek jest zgolony z końca rury, a pudełko lub sworzeń jest ponownie gwintowane, co powoduje zmniejszenie długości rury
„Ponowne cięcie”, w którym gwinty rur są skutecznie przesuwane w dół, co ponownie skutkuje zmniejszeniem całkowitej długości

Istotny wpływ na dokładność wykonanego pomiaru mają również różne metody pomiaru długości żerdzi wiertniczej. „Spinanie” rur jest powszechnie używane do określania długości rury wiertniczej, gdzie rura jest mierzona na stojakach na rury za pomocą (stalowej) taśmy mierniczej. Wyniki te są odnotowywane w zeszycie kontrolnym, a długość przewodu wiertniczego jest w ten sposób zdefiniowana. Jednak dokładność tej metody pomiaru jest ograniczona przez prawidłowe zastosowanie taśmy stalowej, dokładność odczytu i szereg problemów środowiskowych. Znaczącą poprawę dokładności pomiaru rur wiertniczych uzyskuje się za pomocą lasera, a dokładność można łatwo poprawić o współczynnik około 4. Ważne jest również zanotowanie warunków kalibracji, aby można było zastosować poprawki w oparciu o te warunki kalibracji. Dotyczy to w szczególności temperatury przy określaniu wydłużenia termicznego.

Śledzenie długości używanej rury wiertniczej

Śledzenie i rejestracja rury wiertniczej na stanowisku wiertniczym rozpoczyna się w momencie pobrania poszczególnych połączeń. Numery połączeń są ręcznie zaznaczane na boku rury. Zazwyczaj trzy odcinki rur są łączone w stojak (o długości około 27–29 m) i układane w rzędy po 10, z podstawą spoczywającą na podłożu wiertniczym. Przed uruchomieniem w otworze każdy stojak jest ręcznie mierzony stalową taśmą mierniczą, a pomiar odnotowywany jest w komputerowym arkuszu kalkulacyjnym (wcześniej stosowano księgę miar rur) wraz z numerem stanowiska. Aby potwierdzić na dowolnym etapie, na jakiej głębokości pracuje wiertło, wiertarka sprawdza zapisy dotyczące rur i mierzy długość aktualnego stojaka rury wiertniczej poniżej dna wiertnicy.

Błędy pomiaru spowodowane montażem dolnego otworu

Innym potencjalnym obszarem błędu jest zespół dolnego otworu. Składa się z wiertła, kołnierzy wiertniczych i stabilizatorów. Może również zawierać silnik wgłębny, narzędzia do pomiaru podczas wiercenia i logowania podczas wiercenia. Błędy pojawiają się, gdy całkowity zespół otworu w dnie nie jest prawidłowo mierzony lub rejestrowany. Podczas operacji mogą zostać wprowadzone zmiany w zespole dolnego otworu, a jeśli te zmiany nie zostaną zarejestrowane, głębokości będą nieprawidłowe.

W idealnym przypadku zespół otworu dolnego jest obsługiwany w celu zminimalizowania „ugięcia” w otworze wiertniczym. Od czasu do czasu dochodzi do rozciągania i ściskania rur, ale nie są one korygowane podczas normalnej eksploatacji, mimo że mogą wprowadzać dość znaczące skumulowane błędy na głębokości wiertarki, szczególnie w głębokich studniach lub w obszarach zwięzłych skał.

Radzenie sobie z błędami głębokości wiercenia

Jeśli prognozowane głębokości eksploracyjne znacznie różnią się od głębokości wiertarki, np. o 10−30 m, wtedy rozlegają się dzwonki ostrzegawcze – możliwe, że w obliczeniach pominięto odcinek rury lub stanowisko. Jeśli istnieje takie podejrzenie, należy zmierzyć ciąg wiertniczy (naprężenie) przy następnym wyciągnięciu z otworu, a wyniki sprawdzić z licznikiem. Mudloggerzy powinni być czujni, ponieważ dają możliwość sprawdzenia krzyżowego z firmą wiertniczą.

Ważnym aspektem jest określenie wymaganej dokładności dla zarejestrowanych głębokości wiercenia. Jeśli wiertnicy i geolodzy są „OK” z (na przykład +/- 15 m) na tych głębokościach, ale później inżynierowie zajmujący się zbiornikami próbujący mapować kontakty z płynną wodą wymagają wyższego poziomu precyzji (na przykład +/- 3 m) , to do czasu zakończenia wiercenia nie można odtworzyć wyższego poziomu dokładności. Prowadzi to do koncepcji rzeczywistej głębokości wzdłuż otworu, w której dokonywane pomiary są definiowane przy użyciu dokładności metody kalibracji długości rury i (jeśli występują) dokładności poprawek zastosowanych metodologii korekcji.

Jedną z wprowadzonych metodologii jest Driller Way-point Depth (zgłoszony patent), która daje rzeczywistą głębokość wzdłuż otworu. Niepewność pomiaru jest zatem kombinacją dokładności pomiaru długości rury wiertniczej, dokładności pomiaru parametrów korekcji oraz wierności zastosowanego modelu korekcji.

Przykłady

W przypadku niektórych odwiertów głębokich, np. 7000 m lub 25000 stóp, należy uwzględnić wydłużenie rury wiertniczej pod wpływem jej ciężaru własnego i temperatury. Może to być rzędu 24 m (80 stóp). Wireline nie zachowuje się w ten sposób: ma tendencję do wydłużania się pod wpływem naprężenia, ale skraca się wraz ze wzrostem temperatury. Można jedynie przypuszczać, o ile ten efekt netto jest zróżnicowany. Korekcja głębokości linii przewodowej pod kątem temperatury i napięcia istniała jeszcze przed komputerową akwizycją danych i jest ogólnie postrzegana jako niezawodna. Z doświadczenia wynika, że wpływ na model geologiczny oparty wcześniej na głębokości przewodowej, przy wierceniu na głębokości większej niż 7 000 m i stosowaniu rejestrowania podczas wiercenia (wiertniczego), może wprowadzić różnice w głębokościach znaczników do 25 m (80 stóp): głębokości wiertła są stale wyższe niż bardziej niezawodne głębokości przewodowe.

Ankieta wiertarki nie nazywa tego wydłużenia niepewnością, ale raczej błędem systematycznym lub błędem . Dla powyższego przykładu, oprócz odchylenia 25 m (+80 stóp), istniałaby niepewność szczątkowa około ± 3 m/12 stóp do 10 m/30 stóp w zależności od nachylenia otworu. W branży jest kilku, którzy wiedzą, jak korygować ten czas w czasie rzeczywistym, a niektóre firmy usługowe opracowały koncepcyjne lub prototypowe narzędzia/procesy, aby uwzględnić ten efekt wydłużenia. W przyszłości korekty te powinny stać się standardową praktyką w branży, ale tak nie jest Od 2013 r. Określanie dokładnej głębokości nie było tradycyjnie popularnym obszarem badań, głównie z powodu braku rozpoznania wpływu, jaki ma niedokładność pomiaru głębokości od wartości danych dotyczących głębokości. Wpływ błędów głębokości jest najbardziej krytyczny w przypadku integracji danych z więcej niż jednego odwiertu, np. w celu zbudowania modelu złoża. Wpływ ten jest jednak zwykle widoczny dopiero długo po zakończeniu procesu pomiaru głębokości i nie jest postrzegany jako problem podczas budowy odwiertu.

Rozpoznanie wartości dokładności pomiaru głębokości na etapach planowania wierceń, a następnie w trakcie samego procesu wierceń, jest prekursorem osiągania poprawy dokładności.

Słownik terminów

Głębokość bezwzględna: odległość wzdłuż ścieżki (wzdłuż otworu, w pionie itp.) między punktem odniesienia (stół obrotowy, poziom gruntu, średni poziom morza itp.) a danym punktem w odwiercie (po Ref. 3, §13.2).
Rzeczywista głębokość wzdłuż otworu (TAH): głębokość wzdłuż otworu oparta na skalibrowanym i skorygowanym pomiarze z powiązaną niepewnością

Zobacz też