بخشی از مقاله
چکیده
با گسترش تکنولوژی درصنعت نفت، استفاده از تکنیک های حفاری افقی بیش از پیش مورد توجه و استفاده قرار گرفته است. بدنبال آن هزینه های ناشی از عملیات حفاری و خدمات جانبی همچون نمودارگیری افزایش یافته است. نمودارگیری در چنین چاه ها ییبا درجه انحنا و عمق زیاد با مشکلات فراوان مواجه است . محدودیت های استفاده از LWD و سیستم وای ر لای ن در چاه هایافق ی، متخصصین را به طراحی سیستم نمودارگیری جدید با عنوان ' نمودارگیری از درون مته حفاری' وادار نموده است.
در یا ن سیستمبا بهره گیری از یک مته دهانه باز و متعلقات آن و با استفاده از فشار هیدرولیکی سیال حفاری، ابزار نمودارگیری با قطر کم از فضای داخلی لوله های حفاری و رشته حفاری عبور کرده و از مته خارج می شود. در یا ن سیستم مشکلات از کار افتادن LWD و محدودیت های آن و همچنین مشکلات انتقال ابزار نمودارگیری با وایر لاین به ته چاه های انحرافی و افقی تا حدود زی ادی برطرف شده است.
۱- مقدمه
افزایش استفاده از حفاری افقی، کمپانی های اکتشافی و تولیدی را برآن داشته است تا راه های مقرون به صرفه تری را برای نمودارگیری چاه ها به کار ببرند.برای رسیدن به این هدف،یک سرویس نمودارگیری جدید به وجود آمده است.اکنون اپراتورها روی روشی منحصر به فرد سرمایه گذاری کرده اند که از ابزار هایی با قطر کوچک برای بدست آوردن داده های ارزیابی سازند در چاه های با انحراف بالا - Extended Reach - استفاده می کنند .
پیشرفت تکنولوژی حفاری و تکمیل چاه به کمپانی های اکتشاف و تولید کننده کمک می کند تا نقشه های جدیدی را که قبلا غیر اقتصادی به نظر می رسید طراحی و توسعه دهند. در اکثر این نقشه ها ،اپراتورها جهت حفاری افقی و تحریک هیدرولیکی برای افزایش تولید از سازند ها آموزش می بینند . هر چند، چاه های افقی یا انحراف بالا ارزیابی بسیار مشکلی دارند اما اغلب این چاه ها بدون ابزار انتقالی مخصوص قابل نمودارگیری به روش وایرلاین نیستند که استفاده از این ابزار مخصوص به طور مکرر باعث افزایش هزینه ها و تاخیر عملیات می شوند.
متاسفانه مشکلی که وجود دارد این است که اپراتورها کاملا از بکار بردن داده های پتروفیزیکی صرف نظر می کنند. در چاه های انحرفی با شعاع انحنا زیاد، مجموعه اثرات ناشی از مسیر انحرافی حفره و مشکلات زمین شناسی، مانع از توانایی اپراتور برای بدست آوردن داده های مورد نیاز جهت تعیین پارامتر های مخزن و توسعه برنامه انگیزشی در ازدیاد برداشت اولیه می شود. در مقابله با چالش چاه های با درجه انحراف بالا، تکنولوژی تصحیح شده ای برای نمودارگیری از این چاه ها به خدمت گرفته شده است.
هرچند که نمودارگیری در حین حفاری - LWD - و تکنیک های مختلف نمودارگیری وایرلاین از طریق لوله - - Pipe Conveyed ،از جمله روش هایی بودند که تا کنون برای کاهش زمان انتظار دکل حفاری یا پیمایش و به دنبال آن کاهش هزینه های عملیاتی مورد استفاده قرار می گرفتند. یکی از فاکتور های اصلی برای صرفه اقتصادی عملیات میادین نفتی، کاهش هزینه های ناشی از عملیات حفاری است.
هزینه های حفاری و تکمیل چاه های افقی یکی از گزینه هایی است که گاها با هزینه های غیر معمول باعث کاهش راندمان صرفه اقتصادی می شود. از این رو خدمات نمودارگیری که در این نوع چاه ها با مشکلات فراوان همراه بوده است، اپراتور ها را از اجرای برخی طرح های غیر رایج در نمودارگیری چاه با محدودیت مواجه کرده است. اغلب از نمودار های اشعه گاما بدست آمده بوسیله ابزارها اندازه گیری در هنگام حفاری - MWD - در هنگام راندن در یک چاه، برای تعین وضعیت چینه شناسی استفاده می شود.
در برخی از چاه ها، نمودار اشعه گاما MWD، داده های ورودی پتروفیزیکی منحصر به فردی را برای طراحی برنامه مشبک کاری و شکافت هیدرولیکی سازند فراهم می کند. اگرچه نمودار اشعه گاما ممکن است به زمین شناسان برای تشخیص لایه های هدف از طریق انطباق و جبران نمودار های دیگر یاری رساند، اما اندازه گیری های گاما به تنهایی برای تعیین مشخصات موثر بر تولید مخزن کافی نیست .
اندازه گیری های جانبی و عمودی در شناسایی لیتولوژی، کانی شناسی و اندازه دانه ها، تخلخل، تراوایی و سطح تماس سیالات در مخازن غیر معمول پیچیده به یک رشته از ابزار نمودار گیری نیاز دارد. قابلیت شناسایی تغییرات در سنگ مخزن که توسط نمودار های پتروفیزیکی تهیه می شود، می تواند به اندازه کافی بر برنامه تکمیل چاه و اقتصادی بودنش موثر باشد که این موضوع به ویژه در مخازن غیر معمول و سازند های کم ضخامت نمود بیشتری می یابد.
عملیات معالجه سازند به روش شکافت باید در چندین مرحله انجام گیرد تا عملیات انگیزش در یک سازند بهره ده مورد نظر را که در طول مشخصی از هزاران فوت مسیر افقی چاه قرار دارد، به درستی انجام گیرد. در مشبک کاری انتخابی از طریق مسدود کردن برخی سازند ها و انگیزش فواصلی که می خواهیم از آنها تولید شود، اپراتورها ممکن است شمار مراحل مورد نیاز برای شکاف دار کردن بهینه یک مخزن را کاهش دهند. با کاهش تعداد و طول این مراحل با کنترل آب، ماسه و سایر موارد مشکل ساز ، کاهش هزینه و اثرات انگیزشی چاه را در پی دارد.
۲- تکنولوژی نمودارگیری از درون مته حفاری
یک سیستم نمودارگیری منحصر به فرد، مقرون به صرفه و توسعه یافته به اپراتورها کمک کند تا داده های باارزشی را در سازند های چاه های با انحراف بالا بدست آورند. این سیستم که بوسیله ThruBit LLC توسعه یافته، بابهره گیری از فشار پمپ های گل برای رساندن ابزار نمودارگیری با قطر کم به انتهای رشته حفاری و خارج کردن از میان مته مخصوص، به نمودارگیری از قسمت چاه باز می پردازد. با جابجایی ابزار نمودارگیری از درون مجرای لوله های حفاری به عمق نهایی، ابزار از مجرای مته به کمک فشار پمپ تا جایی که بتواند سازند را ارزیابی کند خارج می گردد،درست به همان اندازه که لوله های حفاری بالا کشیده می شود تا ابزار نمودارگیری بتواند به مقابل سازند راه یابد.
ضرورت نمودارگیری
مفهوم نمودارگیری از درون مته حفاری نیازمند دو ضرورت است:
ابزار نمودارگیری که به اندازه کافی برای گذر میان رشته حفاری کوچکند و یک مته طراحی شده که به آن اجازه عبور به قسمت چاه باز را می دهد. سیستم نمودارگیری ThruBit از ابزار های نمودارگیری طراحی شده مخصوصی استفاده می کند که قطر کوچک با قابلیت های تحمل دما و فشار بالا را ترکیب کند. در قطر in همه ابزار ها در Surelog به اندازه ای کوچک هستند که بتوانند از میان لوله های حفاری، جار، لوله های وزنه و مته عبور کنند. هر کدام از ابزارها می توانند دمای F 300و فشار بالای psi 1500را تحمل کنند.
مجموعه ابزار نمودارگیری سیستمTHRUBIT
این ابزار ها می توانند در اجرا ترکیب شوند تا یک رشته کامل اندازه گیری در طول اجرای یک عملیات نمودارگیری را بدست آورند. برای بدست آوردن یک اندازه گیری کامل در طی یکبار اجرای نمودارگیری،این ابزار می توانند ترکیب شوند. ابزار اندازه گیری از دور، ابزار حافظه و ابزار اشعه گاما بعنوان اصلی ترین ابزار، برای فراهم کردن ارتباط و ثبت حافظه ای در مجموعه کامل نمودارگیری رانده می شوند. گیرنده اشعه ی گاما به طور طبیعی اشعه های ساطع شده از سازند را اندازه می گیرد تا کیفیت و محتوای شیلی موجود را ارزیابی کند. یک شتاب سنج چند محوره در مجموعه نیز حرکت، جهت گیری و نوسان در ابزار ته چاهی را مانیتور و کنترل می کند. این ابزار همچنین انحنا و دمای ته چاه را اندازه می گیرد.
آرایش ابزار نشان داده شده دارای پنج عمق نفوذ و سه دقت عمودی - Vertical Resolution - است. در برخی حالت ها ترکیب ابزار پتانسیل خودزا - - SP فورا پشت سایر ابزار بسته می شود. اندازه گیری های SP کیفیت سازند شیلی را نشان داده و تراوایی را نشان میدهد و می تواند برای تعیین معادلات مقاومت آبی سازند به کار رود. یک سنسور مقاومت الکتریکی گل حفاری ساخته و در آرایش مذکور قرار می گیرد و تصحیح سیال چاه و آنالیز این سیالات را انجام می دهد. ابزار های نوترون surelog ،هم در چاه های باز و هم جداری گذاری شده به کار می رود.
از یک المنت رادیواکتیو برای بدست آوردن اندازه گیری های تخلخل نوترون گرمایی استفاده می کند. علاوه بر تصحیحات فشار و دمای ته چاهی، ابزار های تخلخل نوترون باید با فاکتورهای محیطی مانند اندازه چاه، نوع گل ،وزن گل ،کیک گل، ضخامت، شوری و ابزار انحراف از مرکز - standoff - تصحیح شود. ابزار دانسیته ،دانسیته توده سازند - - b و ضریب فوتوالکتریک - Pe - و قطر ته چاهی را اندازه می گیرد. گیرنده های این ابزار که در داخل یک پد چند تکه و مفصل مانند قرار گرفته تا تماس بهتری با سازند داشته باشند و کیفیت اندازه گیری بهتر و کاملتری از انحنا و چین چاه ها را نشان بدهد.
ابزار دانسیته با استفاده از یک بازو قطر سنج - - Caliper قطر چاه را اندازه می گیرد و با فشار دادن ابزار را در مقابل سازند قرار می دهد. ابزار سونیک نیز دارای آرایش یک فرستنده و شش گیرنده است. امواج صوتی تولید شده از شش فرستنده با استفاده از تکنیک ارتباط Showness Time پردازش می شوند تا پارامتر های سرعت تراکمی - - Vp و سرعت برشی - - Vs را محاسبه نمایند. سرعت منحصر به فرد برشی با استفاده از اندازه گیری سونیک در سازندهایی که سرعت برشی و فشاری آنها سریعتر از سرعت صوت در گل است بدست می آید.
