Телеметрические системы типа MWD и LWD

Системы телеметрические забойные MWD предназначены для измерений в скважине азимута и зенитного угла ствола горизонтальной или наклонно-направленной скважины и угла установки отклонителя, передачи данных по гидравлическому каналу связи и дешифрации на поверхности земли измеренных параметров, индикации и регистрации азимута и зенитного угла ствола скважины, угла установки отклонителя в процессе бурения скважины гидравлическим забойным двигателем.

Описание средства измерений Принцип действия системы телеметрической забойной MWD основан на измерении в скважине в трех направлениях, с помощью трех ортогонально установленных акселерометров, значений проекций вектора силы тяжести на ось чувствительности акселерометра и измерениях в трех направлениях, с помощью трех магнитометров, проекций вектора напряженности естественного магнитного поля Земли на ось чувствительности магнитометра. На основании этих измерений вычисляются азимутальный и зенитный углы скважины, а также угол установки отклонителя. Для передачи информации с забоя скважины используется беспроводной гидравлический канал связи. Приём информации осуществляется в наземное приемное устройство – Интерфейс Безопасной Зоны (ИБЗ). При возникновении циркуляции промывочной жидкости в гидравлической линии бурового инструмента датчик определения циркуляции пульсатора формирует управляющую команду и инициализирует процесс съема и передачи инклинометрических замеров для определения зенитного угла и азимута искривления буровой скважины с целью контроля её пространственного положения. После этого скважинный прибор переключается в режим выполнения постоянных замеров для определения визирного угла сборки скважинных приборов телеметрической системы по отношению к плоскости наклона.

Другой тип данных, передаваемых на поверхность во время бурения – это гамма-каротаж. Кривая каротажа естественной гамма-активности позволяет получить представление о геологии пласта, в котором в данный момент проводится горизонтальная скважина. Путем сравнения значений гамма-каротажа, поступающих из горизонтальной скважины во время бурения со значениями гамма-каротажа опорной скважины, специалист по геонавигации принимает решение о геометрии пласта и дальнейшем направлении проводки скважины.

В отличии от MWD, системы каротажа во время бурения (LWD) имеют более сложные каротажные приборы в составе бурильной компоновки. Другими словами, в дополнение к измерениям инклинометрии специалист по геонавигации получает еще целый ряд различных каротажных данных в режиме реального времени, в т.ч. спектральный гамма-каротаж, нейтронный и плотностной каротажи, каротажи сопротивления, акустические каротажи и пр.

Данные каротажа во время бурения дают дополнительные возможности для эффективной проводки горизонтальных скважин по сравнению со стандартной геонавигацией на основе данных MWD, помогая инженерам проводить детальный анализ строения пласта в процессе бурения, и служат основой для принятия важных решений при корректировки траекторий скважин, особенно в районах с низкой изученностью строения и характеристик пласта.

В бурении такие передовые научные разработки как каротажные приборы LWD позволяют значительно увеличить эффективность процесса бурения и минимизировать связанные с этим риски, но, как правило, они более дорогие, чем стандартные приборы MWD. Поэтому услуги по каротажу во время бурения изредка заказываются лишь крупными нефтегазовыми компаниями, которые сфокусированы на максимальной эффективности и безопасности бурения.

Приборы LWD также могут записывать и передавать в высоком разрешении изображения стенок скважины, так называемые имидж-логи. Разрешение имидж-логов зависит от типа данных: сопротивление, плотность, гамма. Данные имидж-логов скважины наиболее ценны для оптимизации процесса проводки скважины (геонавигации). Имидж-логи могут интерпретироваться в режиме реального времени и являются основой для оценки истинных углов наклона пласта, в котором проводится скважина, а также для выявления разломов и трещин, пересекаемых скважиной. Благодаря этим данным о строении пласта, получаемым в режиме реального времени, специалист геонавигации может более качественно осуществить проводку скважины в пласте.