Оперативный контроль качества и коррекция магнитных дирекционных измерений в процессе бурения

Введение

Как известно в бурении скважин одной из трудных и ответственных задач является ориентирование ствола скважины в пространстве, т.е. определение пространственных координат ствола скважины [1]. Для проведения данного рода измерений необходимо использование специального прибора – инклинометра [3].

Получение данных инклинометрии в процессе бурения происходит по:

• Электромагнитный канал связи (Кондуктор и Э/К)
• Гидравлический канал связи (Э/К и хвостовик)

Некачественная обработка данных инклинометра приводит к следующим неблагоприятным последствиям:

• Столкновение стволов скважин при бурении
• Не достижение проектных дебитов и добычи
• Неэффективное расположение зависимых проектных целей бурения в дальнейшем при планировании
• Не достижение плановых показателей проводки по ЦИ

1. Основная часть

Бурение новых скважин и скважин методом ЗБС с каждым годом увеличивается. Но с каждым годом процент расхождения замеров инклинометрии при бурении и записываемыми гироскопами растет. Так же участились случаи, когда при бурении в уплотненном районе фактическая точка вскрытия пласта не соответствует плановой даже с учетом достаточного количества ранее пробуренных скважин, подтверждающих структурный план в секторе бурения проектной скважины. На рисунке 1 показана плановая точка входа в пласт при бурении в уплотненном районе, на рисунке 2 показана фактическая точка входа в пласт, где видно, что произошло смещение отметки кровли пласта на 10м вниз, что является возможной ошибкой обработки данных телесистемы.

1.1 Цели и задачи

Цель работы:

• Целью является контроль и коррекция данных телеметрии предаваемых подрядчиками по ННБ

• Снятие рисков коррекции исходных данных телесистемы перед отправкой заказчику

Задачи:

• Коррекция исходных данных инклинометра с применением метода многоточечного анализа данных и применением актуальной геомагнитной модели  BGGM 2020.

• Коррекция и пересчет траекторий для уточнения положения ранее пробуренных скважин с целью корректировки сетки разработки.

1.2 Описание метода многоточечного анализа исходных данных инклинометра

Метод многоточечного анализа данных основан на анализе исходных данных инклинометров по нескольким точкам замера, сравнении значений со значениями в глобальной магнитной модели высокого разрешения (BGGM HD 2019) и вводе поправочных коэффициентов на показания датчиков инклинометра.

Метод многоточечного анализа (MSA) имеет существенные преимущества по сравнению с более распространенным методом одноточечной коррекции (показания инклинометра корректируются по одной оси):

• позволяет корректировать показания всех 6 датчиков инклинометра:

(Gx,Gy,Gz – Акселерометр) – Зенитный угол определяется с помощью акселерометра силы тяжести (гравиметра), который измеряет параметры гравитационного поля Земли в осях X, Y и Z. ось Z расположена вдоль оси инструмента; ось X – перпендикулярно оси Z, ось Y перпендикулярна к X и Z.

По сумме векторных составляющих можно определить зенитный угол [4].

(Bx,By,Bz – Магнитометр) – Азимут ствола скважины измеряется в зонде телесистемы индукционными магнитометрами [2]. Индукционные магнитометры определяют составляющие магнитного поля Земли ортогонально, т.е. по тем же трём осям, что и акселерометры.

• позволяет вносить поправку на магнитное влияние от бурильного инструмента поперечного оси прибора (Bx,By)

• позволяет производить коррекцию влияния намагниченного раствора не зависит от угла и направления ствола скважины

1.3 BGGM HD 2020

BGGM HD 2020 – это глобальная модель геомагнитного поля земли которое складывается из главного, аномального и внешнего геомагнитных полей

1. Главное или основное геомагнитное поле генерируется внутриземными источниками
2. Аномальное поле создается намагниченными горными породами
3. Внешнее геомагнитное поле связанно с солнечно-земными взаимодействиями

2. Опытно – промышленные испытания

На Самотлорском месторождении были проведены опытно-промышленные испытания, по скважинам, которые отличаются сложностью проводки скважины, плотной сеткой разработки, а также с высокими рисками пересечений.

1. Анализ исходных данных из памяти прибора после окончания бурения:

2765_35008 проектный пласт БВ8(0)

783_27371-3 ствол, проектный пласт БВ8(1-3)

2458_17073 проектный пласт АВ1(1-2)

2. Скважины сопровождаемые в процессе бурения в круглосуточном режиме:

713_27737-2 ствол, проектный пласт БВ8(1-3)

736_722 проектный пласт ЮВ1

1986_37474 проектный пласт БВ8(0)

2.1 Куст 2765 Скважина 35008, проектный пласт БВ8(1-3)

По исходным данным скважины 35008 куст 3075, проанализированным после окончания бурения можно сделать вывод, что подрядчик по телеметрии предоставлял некорректные данные (таблица 1, рис.4.), возможными причинами которых является 

• Человеческий фактор (ошибки при снятии или обработке замеров телесистемы)
• Отсутствие НУБТ в КНБК
• Намеренное изменение исходных данных перед отправкой Заказчику

Рисунок 1. Анализ данных после окончания бурения

Траектория, передаваемая подрядчиками по ННБ не соответствует геологическому разрезу (рис.1.), а траектория, проанализированная по исходным данным инклинометра имеет полное соответствие.

Мощность целевого интервала в данном случае составляет 1-1.5 м. по вертикали, что не дает права на ошибку в проводке горизонтального участка

Так же при неправильно проводке скважины на подрядчика по ННБ могут накладываться штрафные санкции, поэтому при отправке обработанных данных заказчику подрядчик намеренно корректирует замеры.

2.4 Выводы и наблюдения по итогу проведения опытно промышленных работ с применением сервиса «Управление замерами»

По результатам анализа данных, полученных из памяти прибора после окончания бурения скважины наблюдается:

• Несоответствие переданных значений зенитного угла и азимута подрядчиком по ННБ измеренным значениям;
• Вмешательство подрядчика по ННБ путем правки исходных значений инклинометра, перед отправкой Заказчику;
• Ошибки в учете магнитной поправки;
• Недостаточное удаление инклинометра от стальных частей КНБК (коррекция невозможна) – влияние на корректность работы прибора;

Результаты анализа данных, полученные в ходе бурения скважин, в круглосуточном режиме:

• В отличие от скважин, проанализированных после окончания бурения, скважины, пробуренные с применением сервиса «Управление замерами» в круглосуточном режиме, в основном, характеризуются полным соответствием переданных и измеренных значений зенитного угла и азимута, высоким качеством передаваемой информации, что гарантирует максимально точное положение ствола скважины в пространстве (уменьшение эллипса неопределенности).

6. Заключение

Исходя из информации, представленной выше, можем сделать выводы, что с применением сервиса «Управление замерами» мы будем иметь

1. Эффективная проводка горизонтального участка по целевому интервалу.

Как следствие – достижение проектных дебитов нефти и эффективное расположение проектных целей, в дальнейшем при планировании бурения в данном районе.

2. Экономическая эффективность

Состоит в предупреждении перебуров по причине ошибочной проводки скважины.

3. Абсолютная применимость

Возможность применения технологии на всех месторождениях.

4. Снижение рисков в области ПБОТОС

Сняты риски по преднамеренной корректировке исходных значений т.к. на данным момент коррекция замеров проводится повсеместно. Снижение рисков получения аварийных ситуаций на скважине.