การเจาะตามทิศทาง ซึ่งเป็นแนวทางปฏิบัติในการบังคับทิศทางของหลุมเจาะไปตามเส้นทางที่วางแผนไว้ อาศัยการตรวจวัดในหลุมเจาะที่แม่นยำเป็นอย่างยิ่ง การทราบความเอียงและมุมราบที่แน่นอนของบ่อน้ำ ณ จุดใดๆ ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการไปถึงเป้าหมายทางธรณีวิทยา การหลีกเลี่ยงหลุมอื่นๆ และการเปิดใช้งานโปรไฟล์หลุมที่ซับซ้อน เช่น แนวนอน
หลักการและความท้าทายของการสำรวจหลุมเจาะ
การสำรวจใต้หลุมเป็นกระบวนการวัดทางอ้อม โดยอาศัยเซ็นเซอร์ในการตรวจจับสนามธรรมชาติหรือคุณสมบัติเฉื่อย การวัดจะขึ้นอยู่กับการอ้างอิงพื้นฐานสามประการ:
- สนามแรงโน้มถ่วงของโลก:ใช้ในการวัดความเอียง (มุมของรู) และการวางแนวหน้าเครื่องมือด้านสูง- เซ็นเซอร์ประกอบด้วยลูกตุ้มเชิงกล สวิตช์ลูกลอย และความทันสมัยเครื่องวัดความเร่ง.
- สนามแม่เหล็กโลก:ใช้ในการวัดราบแม่เหล็ก (ทิศทางสัมพันธ์กับทิศเหนือแม่เหล็ก) และหน้าเครื่องมือแม่เหล็ก เซ็นเซอร์ประกอบด้วยเข็มทิศแม่เหล็กและเครื่องวัดสนามแม่เหล็ก(แม่เหล็กฟลักซ์เกต) ข้อกำหนดสำคัญสำหรับการสำรวจด้วยแม่เหล็กคือการใช้ปลอกเจาะที่ไม่ใช่แม่เหล็ก-เพื่อแยกเซ็นเซอร์ออกจากการรบกวนทางแม่เหล็กของสายสว่านเหล็ก
- การอ้างอิงท้องฟ้าหรือเฉื่อย:ใช้สำหรับการสำรวจไจโรสโคปิกซึ่งเป็นอิสระจากสนามแม่เหล็ก อุปกรณ์เหล่านี้จะต้องจัดวางให้อยู่ในแนว True North ที่พื้นผิวก่อนจะวิ่งในหลุม
เครื่องมือสำรวจต้องทนทานต่อสภาพแวดล้อมใต้หลุมเจาะที่รุนแรง รวมถึงแรงดันสูง (ต้องใช้ตัวเรือนแรงดันสูง) อุณหภูมิที่สูงขึ้น (การจำแนกประเภทสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูง-สูงถึง 182 องศาขึ้นไป) และการกระแทกทางกลและการสั่นสะเทือนอย่างมีนัยสำคัญระหว่างการขุดเจาะหรือการสะดุด
การจำแนกประเภทของเครื่องมือสำรวจ
เครื่องมือสำรวจได้รับการจำแนกอย่างกว้างๆ ตามวิธีการบันทึกและส่งข้อมูล:
- กล้องถ่ายภาพเดี่ยวและหลายช่องแม่เหล็ก-:เครื่องมือรุ่นเก่าเหล่านี้ใช้เข็มทิศและลูกตุ้มเพื่อจับภาพการวางแนวบนแผ่นฟิล์มในเวลาที่กำหนดไว้ล่วงหน้า สิ่งเหล่านี้เรียบง่ายแต่มีข้อจำกัด และส่วนใหญ่ได้ยุติลงแล้ว
- เครื่องบันทึกภาพเดี่ยวและหลายรายการ-แบบอิเล็กทรอนิกส์:อุปกรณ์ทดแทนกล้องฟิล์มที่ทันสมัย พวกเขาใช้มาตรความเร่งและแมกนีโตมิเตอร์เพื่อวัดการวางแนวและจัดเก็บข้อมูลไว้ในหน่วยความจำภายใน ข้อมูลจะถูกดาวน์โหลดและประมวลผลหลังจากเรียกค้นเครื่องมือที่พื้นผิวแล้ว มีความแม่นยำสูงกว่าและใช้สำหรับการสำรวจตามแผน
- เครื่องมือบังคับเลี้ยว (แบบมีสาย):เครื่องมือเหล่านี้ส่งข้อมูลเรียลไทม์-ไปยังพื้นผิวผ่านทางสายไฟ (- สายเคเบิลตัวนำเดี่ยว) ที่วิ่งอยู่ภายในท่อเจาะ โดยจะอัปเดตผิวหน้าของเครื่องมือ ความเอียง และแอซิมุทอย่างต่อเนื่อง ซึ่งจำเป็นสำหรับการกำหนดทิศทางมอเตอร์ใต้หลุมและการบังคับทิศทางของบ่อ
- เครื่องมือวัดขณะเจาะ (MWD) (ไร้สาย):เหล่านี้เป็นระบบที่ทันสมัยที่สุดและใช้กันอย่างแพร่หลายสำหรับการเจาะตามทิศทาง เซ็นเซอร์ใต้หลุมจะส่งข้อมูลไปยังพื้นผิวแบบเรียลไทม์-โดยไม่ต้องใช้สายไฟ ซึ่งโดยทั่วไปจะใช้มาตรชีพจรโคลน(พัลส์แรงดันบวกหรือลบในของไหลเจาะ) ช่วยให้สามารถบังคับเลี้ยวและสำรวจได้โดยไม่รบกวนการดำเนินการขุดเจาะ
- เครื่องมือสำรวจไจโรสโคปิก:เครื่องมือเหล่านี้ใช้ไจโรสโคปเพื่อกำหนดทิศทาง ซึ่งทำให้ทนทานต่อการรบกวนทางแม่เหล็ก สิ่งเหล่านี้จำเป็นสำหรับการสำรวจในหลุมที่มีกล่องภายใน ภายในกลุ่มของหลุมที่มีการรบกวนทางแม่เหล็กจากกล่องที่อยู่ติดกันสูง หรือสำหรับการวางแนวทางเบี่ยงจากกล่องที่มีอยู่
ตัวอย่างเครื่องมือสำคัญ
บทความนี้จะแจกแจงรายละเอียดของเครื่องมือทั่วไปหลายประเภท ซึ่งสามารถสรุปได้ดังต่อไปนี้
1. Electronic Multi-Shot (เช่น ESS - ระบบสำรวจอิเล็กทรอนิกส์)
ESS เป็นอุปกรณ์บันทึกที่มี-ความแม่นยำสูง-ในตัว
- หลักการ:ใช้เครื่องวัดความเร่งแบบไตร-แกนและเครื่องวัดสนามแม่เหล็กเพื่อตรวจจับแรงโน้มถ่วงและสนามแม่เหล็ก ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่และเก็บข้อมูลการสำรวจไว้ในหน่วยความจำภายใน
- การทำงาน:ทำงานในปลอกสวมสว่านที่ไม่ใช่แม่เหล็ก- โดยจะวัดความเอียง มุมราบ และหน้าเครื่องมือตามช่วงเวลาที่ตั้งโปรแกรมไว้ หลังจากเรียกข้อมูลแล้ว ข้อมูลจะถูกดาวน์โหลดและประมวลผลผ่านคอมพิวเตอร์ Surface
- ข้อดี:ความแม่นยำสูง เหมาะสำหรับการสำรวจที่สำคัญ รวมถึงในหลุมมุมสูง-และแนวนอน รวมคุณลักษณะซอฟต์แวร์สำหรับการวิเคราะห์สนามแม่เหล็กและการควบคุมคุณภาพ
2. เครื่องมือบังคับเลี้ยวแบบมีสาย (เช่น SST - เครื่องมือสำรวจระบบบังคับเลี้ยว)
SST ให้ข้อมูลแบบเรียลไทม์-ระหว่างการขุดเจาะ ช่วยให้ตัดสินใจบังคับทิศทางได้ทันที
- หลักการ:ใช้เซ็นเซอร์ดาวน์โฮล (มาตรความเร่ง/แมกนีโตมิเตอร์) ในถังแรงดัน กำลังและข้อมูลจะถูกส่งผ่านสายตัวนำ-เส้นเดียวที่วิ่งภายในท่อเจาะ และเชื่อมต่อผ่านรายการย่อยด้านข้าง-
- การทำงาน:ส่งหน้าเครื่องมือ ความเอียง และแอซิมัทไปยังพื้นผิวอย่างต่อเนื่อง ข้อมูลจะแสดงบนคอมพิวเตอร์พื้นผิวและการอ่านข้อมูลของผู้เจาะ ช่วยให้ผู้เจาะกำหนดทิศทางสามารถปรับทิศทางมอเตอร์ตัวเรือนที่โค้งงอได้อย่างแม่นยำ
- ข้อดี:ข้อมูลเรียลไทม์- มีความแม่นยำสูง และสามารถตรวจสอบสภาพของหลุมเจาะได้ทันที มันเป็นเครื่องมือสำคัญสำหรับการขุดเจาะตามทิศทางก่อนที่จะมีการนำ MWD ไปใช้อย่างกว้างขวาง
3. ระบบ MWD ไร้สาย (เช่น DWD - ทิศทางขณะเจาะ)
DWD แสดงถึงมาตรฐานอุตสาหกรรมสำหรับการขุดเจาะตามทิศทางสมัยใหม่ โดยเฉพาะในหลุมที่ซับซ้อน
หลักการ:เซ็นเซอร์ใต้หลุม (หัววัด MEP) วัดการวางแนว ข้อมูลนี้จะถูกเข้ารหัสและส่งไปยังชุดพัลเซอร์ ซึ่งสร้างพัลส์แรงดันในของเหลวจากการเจาะที่ไหลเวียนภายในท่อเจาะ
- วิธีการส่ง:
- ชีพจรเชิงบวก:วาล์วจะจำกัดการไหลของโคลนชั่วขณะ ทำให้เกิดแรงดันบวกที่ตรวจพบที่พื้นผิว
- ชีพจรเชิงลบ:วาล์วระบายโคลนจำนวนเล็กน้อยจากภายในท่อเจาะไปยังวงแหวนชั่วขณะ ทำให้เกิดแรงดันลบลดลง
- คลื่นต่อเนื่อง:วาล์วหมุนจะสร้างคลื่นแรงดันต่อเนื่องกัน การเปลี่ยนเฟสในคลื่นแสดงถึงข้อมูลที่เข้ารหัส
- ส่วนประกอบของระบบ:
- หลุม:หัววัด MEP (เซ็นเซอร์) ชุดพัลเซอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากังหัน (ขับเคลื่อนโดยการไหลของโคลน) และปลอกเจาะแบบไม่ใช่-แม่เหล็ก
- พื้นผิว:ตัวแปลงสัญญาณแรงดัน (ติดตั้งบนขาตั้ง), คอมพิวเตอร์พื้นผิว (MPSR) สำหรับการถอดรหัสและประมวลผลสัญญาณ, การอ่านข้อมูลของผู้เจาะ (DDU) และเครื่องพิมพ์
- ข้อดี:ไม่ต้องมีสาย ช่วยประหยัดเวลาในการขุดได้มาก ให้ข้อมูลแบบเรียลไทม์-สำหรับ geosteering และมีความน่าเชื่อถือสูงใน-มุมสูงและหลุมแนวนอน มีความแม่นยำสูงและ-ชัดเจนสำหรับการเอียง แนวราบ และหน้าเครื่องมือ
การเลือกเครื่องมือสำรวจทิศทางขึ้นอยู่กับการใช้งานเฉพาะ สภาพแวดล้อมของบ่อน้ำ และข้อกำหนดข้อมูล
- สำหรับโพสต์พื้นฐาน-แบบสำรวจงานในหลุมเดียวโดยไม่มีการรบกวนจากแม่เหล็กเครื่องบันทึกมัลติช็อตแบบอิเล็กทรอนิกส์-ให้ความแม่นยำสูงด้วยต้นทุนที่ค่อนข้างต่ำ
- สำหรับพวงมาลัยแบบเรียลไทม์-ในระหว่างการขุดเจาะ โดยเฉพาะในหลุมที่ซับซ้อนหรือจากแท่นนอกชายฝั่งระบบเอ็มดับบลิวดีเป็นตัวเลือกหลัก ความสมดุลระหว่างประสิทธิภาพ ความหนาแน่นของข้อมูล และความน่าเชื่อถือ
- เมื่อดำเนินการในสภาพแวดล้อมแม่เหล็ก(หลุมบรรจุ, ระยะห่างระหว่างหลุมปิด),เครื่องมือวัดการหมุนวนเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการได้รับข้อมูลราบที่แม่นยำ
- แม้ว่าเทคโนโลยีรุ่นเก่าๆ เช่น กล้องฟิล์มและเครื่องมือบังคับเลี้ยวแบบมีสายจะถูกแทนที่ไปเป็นส่วนใหญ่ แต่ก็ได้วางรากฐานสำหรับระบบอิเล็กทรอนิกส์และระบบการวัดและส่งข้อมูลทางไกลที่ซับซ้อน ซึ่งทำให้การเจาะตามทิศทางที่มีความแม่นยำสมัยใหม่เป็นไปได้
สำหรับข้อมูลโดยละเอียดเพิ่มเติม โปรดอย่าลังเลที่จะติดต่อทีม Vigor เพื่อขอข้อมูลผลิตภัณฑ์โดยละเอียดเพิ่มเติม
