21. Medicin durante la perforacin (MWD) y su aplicacin en Perforacin Direccional MWD (medicin durante la perforacin) es un sistema desarrollado para realizar mediciones de fondo de pozo de perforacin y transmitir la informacin relacionada a la superficie durante la perforacin de un pozo.

La medicin durante la perforacin (MWD) se produjo en la aplicacin de principios de 1970.

Antes de la introduccin de MWD, todos los datos de la encuesta fueron obtenidos por detener el proceso de perforacin para el registro de telefona fija. Para el registro de lneas fijas, tuvimos que parar el proceso de perforacin, la tubera de perforacin puesto en el recibo, romper con Kelly, baje la herramienta de lnea fija, recuperar la herramienta, lea la encuesta y planificar la adopcin de nuevas medidas. Este utiliza para aumentar el tiempo no productivo (TNP).

La herramienta de MWD de transmisin de la encuesta de lectura a la superficie a travs del torrente de lodo en la tubera de perforacin. El proceso de perforacin se detuvo por unos minutos y las lecturas de la encuesta fueron obtenidos en condicin de bomba. Esto ahorr a veces en mayor medida en comparacin con el registro de telefona fija.

La transmisin de los datos de la encuesta aunque flujo de barro era uno de los medios. Otros medios de transmisin fueron electromagntica y acaustic que se desarrollaron en etapas posteriores.

As MWD se consider una mejor opcin para la encuesta de transmisin de datos en comparacin con el procedimiento de lnea fija.

Inicialmente, el sistema de entrega tres datos bsicos: la inclinacin, el acimut y Toolface. Estos tres parmetros ayudado el perforador direccional para posicionar correctamente el bien a la diana deseada.

Ms tarde, MWD estaba equipado con un sensor de rayos gamma para detectar la radioactividad natural y caracterizar la presencia de esquisto, calibrar para medir la presin anular que son tiles en el agujero delgado para determinar ECD, Cuele calibre para medir WOB y el par de bits.

Las herramientas MWD tambin puede proporcionar informacin sobre las condiciones de la broca. Esto puede incluir: Velocidad de rotacin de la sarta de perforacin Suavidad de que la rotacin Tipo y gravedad de cualquier fondo de pozo vibracin El fondo del pozo la temperatura Par y peso sobre la broca, medidos cerca de la broca Volumen de flujo de lodo Aqu voy a hacer hincapi en mi discusin sobre MWD sobre la base de telemetra de pulso positivo de barro.

Componentes del sistema de MWD La telemetra del canal Sistema de Transmisin Fuente de alimentacin Los sensores MWD Los sistemas de superficie

TELEMETRA CANAL Canales de telemetra son los canales o medio a travs del cual se transmiten los datos de fondo de pozo a la superficie. A continuacin, los canales de transmisin utilizados para la transmisin de datos: Mtodo de alambre duro Mtodo electromagntica Mtodo Acaustic La telemetra de pulso de lodo

MUD TELEMETRA PULSO

La mayora de los sistemas MWD comercialmente disponibles se basan en algn tipo de telemetra de pulso de lodo.

Los componentes principales de un sistema de lodo de telemetra de impulsos se muestran en la figura a continuacin:

Los componentes de fondo de pozo estn alojados en un collar de taladro magntico (NMDC).

Los componentes principales son: (A) una fuente de energa para operar la herramienta: funciona la herramienta cuando tenemos la intencin de participar en una encuesta (B) sensores para medir la informacin requerida; (C) un transmisor para enviar los datos a la superficie en forma de un cdigo; (D) un sistema de microprocesador de control o para coordinar las diversas funciones de la herramienta: se pone en marcha los sensores, almacena la informacin que se ha medido y entonces se activa el transmisor para enviar los datos en la forma de un mensaje codificado.

El equipo de superficie se compone de: (A) un transductor de presin vertical para detectar variaciones en la presin y para convertir estas seales elctricas; (B) un dispositivo electrnico de filtrado para reducir o eliminar cualquier interferencia de las bombas de los equipos de perforacin o motores de fondo de pozo que tambin pueden causar variaciones de presin; (C) un equipo de superficie para interpretar los resultados; (D) una plataforma de piso de la pantalla para comunicar los resultados a que el perforador, o conspirar para producir dispositivos de registros continuos

SISTEMA DE TRANSMISIN

Aqu en el sistema de transmisin que se centrar en la transmisin a travs del fluido de perforacin, es decir, la telemetra de pulso de lodo.

La telemetra de pulso de lodo pueden clasificarse en: Lodo de telemetra de pulso positivo (el mximo uso en la industria) Barro negativa de telemetra de pulso La telemetra de onda continua

Barro positivo de telemetra de pulso:

Telemetra Positivo pulso lodo (MPT) utiliza una vlvula de disco hidrulico para restringir momentneamente el flujo de lodo a travs de un orificio en la herramienta para generar un aumento de la presin en la forma de un pulso positivo o onda de presin que se desplaza de nuevo a la superficie y se detecta en el tubo vertical.

Para transmitir datos a la superficie, esta vlvula es operado varias veces, creando una serie de pulsos que son detectados por el transductor, y decodificado por el equipo de superficie.

El ordenador superficie inicialmente reconoce un conjunto de impulsos de referencia, que son seguido por los impulsos de datos. El mensaje se decodifica mediante la deteccin de la presencia o ausencia de un impulso dentro de un determinado perodo de tiempo. Este cdigo binario se puede traducir en un resultado decimal. Un registrador de grficos se utiliza para controlar la secuencia de pulsos.

Fig. 21.2 barro positivo de telemetra de pulso

Fig. 21.3 barro positivo de telemetra de pulso

Barro negativa de telemetra de pulso MPT Negativo utiliza una vlvula controlada para ventilar lodo momentneamente desde el interior de la herramienta en el espacio anular. Este proceso genera una disminucin de la presin en la forma de un pulso negativo o onda de presin que se desplaza de nuevo a la superficie y se detecta en el tubo vertical. La rpida apertura y cierre de esta vlvula por lo tanto crea una cada de tubo vertical que puede ser detectado por el transductor de presin.

Fig. 21.4 telemetra de pulso negativo de barro Fig. 21.5 telemetra de pulso negativo de barro

La telemetra de onda continua Telemetra de onda continua utiliza una vlvula rotativa o "sirena lodo" con un rotor y el estator con ranuras que restringe el flujo de lodo de tal manera como para generar una onda moduladora de presin positiva que se desplaza a la superficie y se detecta en el tubo vertical. Uno de los discos es estacionario mientras que el otro es impulsado por un motor. La velocidad constante del motor crea una variacin regular y continuo de la presin que es esencialmente una onda estacionaria. Esta onda se utiliza como un portador para transmitir los datos a la superficie. Cuando la informacin es transmitida a la velocidad del motor se reduce de modo que la fase de la onda portadora es alterado (es decir, invertida).

La onda portadora es modulada por lo tanto, para representar los datos requeridos. El equipo de superficie detecta estos cambios de fase en la seal de presin y se traduce esto en un cdigo binario. Se trata de un sistema de telemetra ms sofisticado y ofrece una velocidad de datos superior a los dos mtodos anteriores de pulso de lodo.

Fig. 21.6 telemetra de onda continua FUENTES DE ENERGA

Fig. 21.7 telemetra de onda continua

La herramienta de MWD funciona en dos situaciones: (a) Cuando la circulacin est en ON (b) Cuando no hay circulacin, es decir, mientras el disparo cuando la bomba est en OFF. Adems, una vez bajada, la herramienta MWD no se recupera de nuevo a la superficie a menos que exista algn tipo de problema con la herramienta. As, para proporcionar continuamente energa a la herramienta, se requiere una fuente de alimentacin.

La fuente de energa puede ser: (a) Bateras (b) Los alternadores de turbina Bateras: Batera de litio (, por lo general de 24 V)

Son compactos y fiables, puesto que no contienen partes mviles. Tienen una vida operativa finito y dependen de la temperatura. pilas. Puesto que no tiene relacin con el movimiento del fluido de perforacin, esto permite que la herramienta funcione, mientras que el disparo y tambin permite el funcionamiento independiente de la hidrulica de flujo de lodo. Se han utilizado con xito para aplicaciones en las que slo los datos de direccin son necesarios. A medida que proporcionan una salida de potencia limitada, no se prefieren con herramienta multisensor. Los alternadores de turbina: Con la tendencia de usar las herramientas de multisensor para la encuesta de fondo de pozo, las turbinas son cada vez ms ampliamente utilizado para proporcionar energa a la herramienta de MWD. El flujo de lodo a travs de la herramienta es aprovechada por los labes de la turbina, que rotan un eje conectado a un alternador, por lo tanto, la generacin de electricidad.

La energa elctrica generada debe ser controlada por un regulador de voltaje. Aunque este sistema ofrece ms potencia y prolonga la vida til de un paquete de bateras, fallas de energa puede ocurrir si la turbina est daado. Para evitar este dao una pantalla puede ser instalado aguas arriba de la turbina para filtrar los desechos en el lodo

Fig. 21.10 barro pantalla

La pantalla puede estar situado en la parte superior de la sarta de perforacin para la facilidad de acceso si se requiere para ser vaciado o retirado para permitir el paso de las herramientas de lnea fija. SENSORES MWD Una herramienta MWD est equipado con la combinacin de sensores siguientes dependiendo de la exigencia: Sensor de direccin Sensor de rayos gamma Sensor de Temperatura El fondo del pozo WOB / Par Sensor Turbina RPM Sensor

Sensor de direccin: Los sensores de direccin que se utilizan actualmente en las herramientas MWD utiliza los magnetmetros y acelermetros triaxiales

Fig. 21.10 acelermetros y sensores de direccin en Magnetometors Estos sensores miden los ngulos de inclinacin requerido, el acimut y toolface. Dado que el azimut medida magnetmetros relativa al norte magntico, la declinacin magntica correcta debe ser aplicado a los resultados. El eje C est alineado con el eje de la herramienta, y el eje B define la referencia para medir el ngulo toolface. La desviacin angular entre el eje B y la lnea de trazado de los sub dobladas debe medirse antes de ejecutar en el hoyo. Los dos magnetmetros y acelermetros dan salidas de tensin que tienen que ser corregidas mediante la aplicacin de los coeficientes de calibracin. Los voltajes corregidas puede entonces ser utilizada para calcular los ngulos de direccin requeridos. Algn tipo de seal (como cuando la rotacin se detiene la cadena de perforacin o cuando las bombas se apagar) se envan desde la superficie hasta el sistema de control de MWD. El sistema de control despus de recibir las seales de potencia tales hasta los sensores. Un transductor o sensor de movimiento dentro de la herramienta de fondo de pozo reconoce esta seal y se inicia el estudio. Durante el tiempo cuando los sensores estn realmente tomando las mediciones de la sarta de perforacin debe permanecer estacionaria para obtener resultados precisos para obtenerse. Este perodo es generalmente menos de 2 min., Despus de lo cual la perforacin normal puede reanudar. El perforador se reanuda el proceso de perforacin normal una vez que la unidad de

perforacin MWD pantalla muestra el estudio actualizado. Las mediciones de azimut inclinacin y toolface se envan en un orden predeterminado. Generalmente toma 2-4 min. para la transmisin de un estudio direccional completa.

La precisin de la encuesta: 0,25 de inclinacin, 2,0 para el azimut y 3,0 de Toolface, que pueden variar de un fabricante de herramientas de uno a otro.

Sensor de Rayos Gamma: Todas las formaciones rocosas de la Tierra presentan diversos grados de radiactividad. El registro de rayos gamma es una medicin de la radiactividad natural de las formaciones. Los rayos gamma son emitidos por los elementos radiactivos, tales como los istopos de potasio, torio y uranio. Estos elementos se encuentran ms comnmente en las pizarras que en otras rocas. As, midiendo la emisin de rayos gamma a partir de una secuencia de rocas por lo que es posible identificar las zonas de esquisto. Para ser ms eficaz en la deteccin de cambios de litologa, el sensor de rayos gamma deben situarse lo ms cerca de la punta como sea posible, de manera que tan slo unos metros de una nueva formacin se perforan antes de que la herramienta responde. Por razones prcticas, la distancia entre la punta y el sensor de rayos gamma es de aproximadamente 6 pies

Dos tipos bsicos de detectores son utilizados por las compaas MWD para medir los rayos gamma: (A) del tubo Geiger-Mller (B) contador de centelleo Geiger-Muller tubo: Se compone de un cilindro que contiene un gas inerte a una presin bastante baja. Un electrodo de alto voltaje ( 1000 V) pasa por el centro de la cmara.

Como los rayos gamma entrar en la cmara que causan la ionizacin del gas, creando un flujo de electrones de movimiento rpido hacia el electrodo central como se muestra en la figura a continuacin.

Fig. 21.13 Tubo Geiger-Mller La corriente de electrones por lo tanto se puede utilizar para medir la cantidad de rayos gamma emitidos desde la formacin.

Contador de centelleo: Se utiliza un cristal un cristal de yoduro de sodio dopado con talio. Los naturales rayos gamma emitidos por la formacin pasa a travs del cristal de yoduro de sodio. La radiacin excita el cristal, que produce un destello de luz o destellos cuando el rayo gamma interacta con el cristal. La luz emitida por el cristal golpea el fotoctodo y libera electrones. Los electrones viajan a travs de una serie de nodos, provocando la emisin de electrones ms. Esto genera un pulso de voltaje que es proporcional a la flash original de la luz.

La cantidad de radiacin que entra por lo tanto, el sensor puede medirse contando el nmero de impulsos durante un perodo de tiempo dado

Fig. 21,14 contador de centelleo NOTA:

El tubo Geiger-Muller, no es tan preciso como el contador de centelleo, ya que slo se puede detectar un porcentaje mucho menor del total de los rayos emitidos. Lo hace tienen la ventaja, sin embargo, de ser ms resistente y fiable y siendo ms barato que el contador de centelleo. Adems de proporcionar la discriminacin litolgica, el sensor de rayos gamma dispone: La formacin de los lmites de cama y la determinacin grosor. Bueno, para la correlacin y estructural de las camas. Profundidad de control y la carcasa de seleccin de asientos. Estimacin de la fraccin de pizarra en las rocas del yacimiento. Un registro principal para los estudios sedimentolgicos. Control de inyeccin de material radiactivo

SENSOR DE TEMPERATURA El sensor de temperatura se montan generalmente en la pared exterior del cuello de perforacin, y por lo tanto, controla la temperatura del lodo anillo. El elemento sensor puede ser una tira de metal (por ejemplo platino) cuya resistencia elctrica cambia con la temperatura.

El sensor puede ser calibrado para medir las temperaturas que van desde 50 a 350 F.

El fondo del pozo WOB / Par Sensor Estas mediciones son realizadas por un sistema de medidores de deformacin sensibles montados en un sub especiales colocados cerca de la broca. Los extensmetros detectar las fuerzas axiales de las fuerzas de WOB y de torsin de par. Al colocar pares de galgas en lados opuestos de la sub, cualquier tensiones debidas a la flexin puede ser eliminado.

Turbina RPM Sensor Cuando se perfora con una turbina de fondo de pozo, la velocidad real a la que la broca se est convirtiendo no se sabe en la superficie.

La nica manera efectiva de controlar las rpm es utilizar un tacmetro turbina vinculado a un sistema MWD para proporcionar datos en tiempo real.

El sensor de fondo de pozo consiste en un 2-en. sonda de dimetro que se coloca muy cerca de la parte superior del eje de la turbina de rotacin.

En la parte superior del eje se montan dos imanes 180 .

A medida que el eje gira, una bobina elctrica dentro de la sonda recoge impulsos de tensin debido a los imanes (que se muestra en la figura a continuacin).

Fig. 21.15 Turbina RPM Sensor

Contando el nmero de impulsos durante un cierto intervalo, la velocidad de la turbina en rpm puede ser calculado. Esta informacin es codificada como una serie de impulsos de lodo que se transmiten a intervalos a la superficie para permitir que el perforador sabe cmo el rpm est cambiando. los sistemas de superficie Tubo vertical del transductor de presin Piso de perforacin Unidad de Presentacin Radio mdem

Tubo vertical del transductor de presin:

El colector de tubo vertical tiene un nmero de tomas de presin donde los medidores pueden ser instalados. El transductor puede ser instalado en un punto conveniente mediante la eliminacin de uno de estos indicadores. En el interior del transductor es un diafragma sensible que detecta la variacin de la presin y convierte estos impulsos hidrulicos a impulsos de tensin elctrica.

La salida de tensin es transmitida al resto del equipo de superficie por medio de un cable elctrico.

Radio Mdem: El radio mdem se utiliza para comunicarse con el piso de la torre a travs de la estacin de trabajo RT (porttil). Toda la informacin y los datos enviados entre los dos componentes se cifra para fines de seguridad.

TODOS LOS COMPONENTES DE MWD

1. (UPS) Uninturupted suministro Powe 2. Barril Llave 3. transductor de presin 4. Piso de perforacin Unidad de Presentacin 5. Pick-Up placa 6. Multmetro Digital 7. Caso Terminal Remota 8. Llave inglesa 9. Float Dart Pequeo, Float aleta grande 10. vibracin del interruptor 1. Perforar la pantalla de tuberas 2. Muleshoe Crawn Llave 3. Anillo de Abogados 4. La orientacin de Abogados 5. Bar Sinker corto 6. J - Llave 7. En tiro de Bell 8. Ms de Tiro 9. Bar Sinker largo 10. Tarros SpangDeshacer cambios

ALL COMPONENTS OF MWD 1. (UPS) Uninturupted Powe Supply 2. Barrel Wrench 3. Pressure Transducer 4. Rig Floor Display Unit 5. Pick-Up Plate 6. Digital Multimeter 7. Remote Terminal Case 8. Spanner Wrench 9. Small Dart Float, Large Flapper Float 10. Vibration Switch 1. Drill Pipe Screen

2. Muleshoe Crawn Wrench 3. Ring Bar 4. Orienting Bar 5. Short Sinker Bar 6. J - Wrench 7. Over shot Bell 8. Over Shot 9. Long Sinker Bar 10. Spang Jars

1. Orifice 2. Mule Shoe (Landing Sleeve) 3. Mule Shoe (Crown) 4. Poppet 5. Stinger 6. Piston Shaft 7. Stinger Barrel 8. Lower Piston Cap 9. Upper Piston cap 10. Stinger Spring

1. orificio 2. Mule Calzado (manga de aterrizaje) 3. Mule calzado (Corona) 4. cabezal 5. aguijn 6. pistn de eje 7. Stinger barril 8. Pistn inferior Cap 9. Tapa del pistn superior 10. Stinger primavera

Fig. 21.22 Componentes MWD

Figura 21.23 Secuencia de herramientas MWD

Figura 21.24 Secuencia de herramientas MWD