Al perforar pozos de relleno en plataformas congestionadas o plataformas de campo maduro, la interferencia magnética de las sartas de revestimiento cercanas y los minerales de formación corrompen las lecturas de las mediciones basadas en magnetómetros-convencionales-durante-las herramientas de perforación (MWD), lo que deja a los perforadores direccionales ciegos a la verdadera posición del pozo. El riesgo de colisión aumenta precisamente donde el espaciamiento entre pozos es más estrecho, y una sola intersección no planificada puede causar pérdida de control del pozo, daños al equipo y exposición ambiental. La tecnología giroscópica inalámbrica durante la perforación responde a este problema derivando la posición a partir de la rotación de la Tierra en lugar de su campo magnético, lo que produce estudios continuos y libres de interferencias-en tiempo real a medida que avanza la perforación.
Principio de detección de Coriolis y arquitectura de estado-sólido
La herramienta giroscópica inalámbrica mientras se perfora mide la velocidad angular utilizando giroscopios micro-electromecánicos (MEMS) construidos alrededor del efecto Coriolis, en el que una estructura vibratoria responde a la rotación planetaria con una desviación mensurable. A partir de esa velocidad, el sensor deriva la inclinación, el azimut y la orientación de la cara de la herramienta sin ninguna masa mecánica giratoria. Debido a que el elemento sensor no tiene partes giratorias, no requiere giro-ni período de estabilización, no sufre desequilibrio de masa y no varía con la temperatura como lo hacen los giroscopios mecánicos. El instrumento tiene una clasificación de 20 000 psi y 150 grados para servicio estándar, brindando una precisión de inclinación de ±0,1 grados y una precisión de acimut de ±1 grado en inclinaciones superiores a 5 grados. El paquete de estado sólido-también elimina el cambio de calibración entre ejecuciones, lo que mantiene la calidad del estudio constante durante toda la campaña de perforación.
La detección MEMS Coriolis no requiere giro-ni estabilización mecánica
Sin desequilibrio de masa, cambio de calibración ni zonas de precaución este-oeste
Velocidad de encuesta y adquisición bajo demanda-
Debido a que los giroscopios MEMS se estabilizan casi instantáneamente, se pueden realizar mediciones durante las conexiones y estar disponibles tan pronto como las bombas vuelvan a estar encendidas, en lugar de esperar hasta media hora para que un giroscopio mecánico gire y se estabilice. Se pueden capturar hasta dos estudios completos en el tiempo que un sistema giroscópico convencional necesita para una sola medición, y el sensor mantiene su precisión en latitudes altas por encima de los 70 grados, donde las herramientas magnéticas-se vuelven poco confiables. Esta capacidad bajo-demanda significa que los datos de trayectoria están disponibles en cada tramo de tubería, lo que brinda al perforador direccional retroalimentación continua y elimina las corridas de estudio dedicadas que interrumpen el proceso de perforación.
Mayor incertidumbre en la posición para evitar colisiones
Los estudios giroscópicos reducen fundamentalmente la elipse de incertidumbre (EOU) alrededor del recorrido del pozo estudiado, y los estudios de campo de la industria informan reducciones de EOU de hasta un 45 por ciento en comparación con los estudios magnéticos en los mismos pozos. Una elipse más pequeña se traduce directamente en márgenes anti-anticolisión más ajustados: en plataformas de múltiples-pozos, los operadores pueden colocar los pozos más cerca unos de otros manteniendo factores de separación aceptables, y en campos maduros, los pozos de relleno se pueden perforar de manera segura más allá de las completaciones existentes con un riesgo de explosión reducido. La incertidumbre reducida también mejora la probabilidad de alcanzar objetivos de yacimientos estrechos, particularmente en secciones horizontales delgadas donde errores de colocación lateral de unos pocos metros determinan la productividad del pozo.
Robustez ante golpes y vibraciones
La perforación de fondo de pozo somete a cada sensor a fuertes golpes y vibraciones, y los paquetes giroscópicos están validados para soportar vibraciones continuas en el rango de 8 gramos en todos los ejes en condiciones normales de perforación. La estructura MEMS es inherentemente resistente porque no tiene cojinetes, ruedas que giran ni elementos de suspensión frágiles que puedan fatigarse. Por lo tanto, las herramientas se pueden colocar más cerca de la broca en el conjunto de fondo de pozo sin-collares espaciadores no magnéticos, lo que mejora la respuesta de la dirección y la proximidad de la medición a la estructura de corte y, al mismo tiempo, simplifica el manejo del BHA en el piso de perforación. Los collarines giroscópicos se ofrecen en tamaños de collares de perforación estándar de 3,375 a 9,5 pulgadas para adaptarse a los programas comunes de ensamblaje de fondo de pozo.
Compatibilidad y duración de la batería para perforación por lotes
La herramienta giroscópica inalámbrica durante la perforación se integra con las plataformas MWD y de telemetría existentes y es compatible con sistemas de telemetría electromagnética, de tuberías cableadas y de pulsos de lodo-, de modo que los operadores pueden agregar capacidad giroscópica sin cambiar su arquitectura de medición. La duración de la batería oscila aproximadamente entre 40 y 250 horas, dependiendo de la relación de deslizamiento y las operaciones de la plataforma, suficiente para campañas prolongadas entre viajes a la superficie. Para los programas de perforación por lotes, en los que se perforan varios pozos consecutivamente desde una plataforma, la herramienta se puede dejar en el BHA y reutilizarse en todos los pozos, y los estudios adquiridos durante el disparo proporcionan un registro de memoria de múltiples-disparos que valida la trayectoria del pozo después de cada sección del pozo.
Conclusión
La precisión del posicionamiento del pozo ya no es opcional cuando se perfora cerca de pozos existentes o se persiguen objetivos delgados. El giroscopio inalámbrico durante la perforación ofrece estudios-libres de interferencias a pedido, reduce la elipse de incertidumbre y elimina la penalización operativa asociada con la medición giroscópica. Los sistemas inalámbricos GWD de China Vigor aportan esta capacidad a los programas de perforación direccional en todo el mundo.
Para obtener más información, comuníquese con China Vigor al info@vigorpetroleum.com o llame al +0086 29 81161513.
