وضعیت: بسته
شماره سند:RFP958252339
تاریخ انتشار: 1395/11/01
مهلت ارسال پیشنهاد:1395/11/28
فرصتها: براساس پیشنهادها قابل مذاکره خواهد بود.
تماس : ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۶۳ – ۰۲۱۸۸۳۹۸۵۴۳
ارسال پروپوزالها: Proposal@boomerangtt.com
هنگام حفاریهای افقی و جهتدار، تعیین موقعیت BHA) Bottom hole assembly) از اهمیت ویژهای برخوردار است. این موقعیت توسط سیستم MWD) Measuring while drilling) یا LWD) Logging while Drilling) محاسبه میشود که بخش درونچاهی آن بر روی لوله حفاری (stand pipe) و بخش سطحی آن نیز بر روی Manifold لوله حفاری نصب میگردد. شکل (۱) نقش سیستم MWD در حفاری هدفمند یک چاه نفتی را نشان میدهد.
بهطورکلی سیستم MWD از سه بخش اصلی ساخته شده است که عبارتاند از:
با توجه به اینکه انرژی ابزار درونچاهی MWD (نصبشده بر روی لوله حفاری) توسط تجهیزات سطحی تأمین نمیشود، این انرژی باید در درون چاه تولید شود. دو نوع منبع تغذیه در ابزار درونچاهی MWD عبارتاند از: ۱- باتریهای لیتیومی (با ظرفیت ۸۰۰ آمپرساعت) و ۲- توربینهای ژنراتور. در ابزار درونچاهی MWD که مجهز به سیستم پالس منفی هستند انرژی کمتری مورد نیاز است و از باتری بهعنوان منبع تغذیه استفاده میشود درحالیکه در سیستمهای پالسساز مثبت و فرکانسی که انرژی بیشتری مصرف میکنند، از توربینهای ژنراتور بهعنوان منبع تغذیه استفاده میشود. از طرف دیگر، در سیستمهایی که سنسورهای بیشتری نصب شدهاند و حجم بیشتری از اطلاعات ارسال میشود، انرژی بیشتری مورد نیاز است و حتی در سیستمهای پالس منفی نیز بهجای استفاده از باتری، از توربین ژنراتور استفاده میشود. همچنین در سازندهای با دمای بالا که استفاده از باتری امکانپذیر نیست، توربینها از اولویت برخوردارند. گرچه توربینها مزایای بیشتری نسبت به باتریها دارند، اما بیشتر در معرض صدمات مکانیکی هستند. برای محافظت توربینها از کندههای حفاری که در گل حفاری معلق هستند و باعث بروز خسارت در پرههای آن میشوند، از صفحات فیلتر استفاده میگردد.
سنسورهای موقعیتیاب سیستم MWD
تقریباً در تمامی سیستمهای MWD از سنسورهای موقعیتیاب یکسانی برای محاسبه inclination، آزیموت و جهت BHA استفاده میشود. این سنسورها شامل سه جاذبهسنج (accelerometer) عمود بر یکدیگر و سه مغناطیسسنج (magnetometer) عمود بر هم میباشند. شکل (۳) شماتیکی از موقعیت سنسورهای فوق در ابزار درونچاهی MWD را نشان میدهد.
هر جاذبهسنج، مؤلفه میدان جاذبه زمین را در طول محور خود اندازهگیری میکند. شکل (۴) تصویر عملکرد و اجزای سازنده یک جاذبهسنج نوعی را بهصورت شماتیک نشان میدهد. یک قطعه با اتصال به لولا در یک جهت قابل حرکت بوده و با شیب به یک سمت، بهوسیله نیروی جاذبه به پایین کشیده شده و متقابلاً جریان عبوری از یک سیمپیچ روی آن افزایش میبابد تا با ایجاد حالت مغناطیسی درون بوبین، مجدداً آن وزنه را در موقعیت سابق خود قرار دهد. مقدار ولتاژ الکتریکی مصرفشده برای غلبه بر نیروی جاذبه، ثبت و گزارش میگردد. تلفیق نتایج هر سه جاذبه سنج که در محورهای سهگانه نصب شدهاند، نهتنها برای محاسبه زاویه inclination بلکه برای محاسبه زاویه آزیموت و همچنین جهت BHA به کار میروند.
هر سنسور مغناطیسسنج، مؤلفه میدان مغناطیسی را در طول یک محور اندازهگیری میکند. همانطور که در شکل (۵) نشان داده شده است، هنگامیکه بوبین حلقوی (toroid) در میدان مغناطیسی خارجی قرار میگیرد، یک جریان الکتریکی در سیمپیچ آن القا میشود که شدت آن به سطح مؤثر سیمپیچ در میدان مغناطیسی یا همان زاویه بوبین حلقوی بستگی دارد؛ مانند سنسور جاذبهسنج، در این سنسور نیز ولتاژ دو سر مدار الکتریکی آن اندازهگیری میشود. برخلاف سنسور جاذبه سنج، تلفیق ولتاژ خروجی هر سه مغناطیسسنج در محورهای سهگانه فقط برای محاسبه زاویه آزیموت مورد استفاده قرار میگیرند.
در تمامی سیستمهای MWD یک آشکارساز فشار در تجهیزات سطحی قرار دارد که به manifold لوله حفاری متصل است. این آشکارساز باید به اندازه کافی حساس به تغییرات باشد تا تغییرات فشاری بسیار ناچیز (در حد psi۱۰۰-۵۰) را در بازههای زمانی کمتر از یک ثانیه ثبت نماید. سپس پالسهای دریافت و رمزگشایی (decoding) میشود و اطلاعات مفید آنها نمایش داده میشود.
سادهترین سیستم سطحی، آشکارساز پالسهای مثبت است. هنگامیکه پالسهای فشاری مربوط به inclination، آزیموت و جهت BHA به سطح رسیدند، بهصورت binary رمزگشایی میشوند؛ در یک بازه زمانی هر پالس نمایانگر عدد یک و هر پالس نمایانگر عدد صفر است. این سیستمهای سطحی به حجم زیادی نیاز نداشته و میتوانند در اتاق کنترل دکل قرار گیرند.
سیستم MWD بخش اجتنابناپذیر لوله حفاری و تجهیزات سطحی در شرکتهای غربی میباشد درحالیکه در شرکتهای داخلی صرفاً در موارد خاص مورد استفاده قرار میگیرد. عدم خرید و بهرهبرداری از این سیستم باعث شده است که نیاز قابلتوجهی به طراحی و ساخت آن در داخل کشور احساس شود. مزیت عمده سیستم MWD در حفاری، دریافت اطلاعات از موقعیت و جهت BHA در چاه، بدون تداخل با سایر فرایندهای حفاری است. در سادهترین حالت، سیستم MWD مجهز به سنسورهایی است که inclination، آزیموت (azimuth) و جهت BHA را در چاه نشان میدهند؛ اما ابزارهای درونچاهی پیشرفتهتر سیستم MWD که به LWD معروفاند، به سنسورهای بیشتری مجهز شدهاند که برخی از آنها عبارتاند از: سنسورهای تعیین خواص پتروفیزیکی سازند (تراوایی، تخلخل، توزیع شکاف و غیره) و سنسورهای تعیین اطلاعات حفاری (وزن مته یا WOB و گشتاور مته یا torque). برخی از این سنسورها، دستگاههای اشعه گاما و تعیین رسانای الکتریکی سازند میباشند و حجم زیادی از دادهها از طریق گل به سطح منتقل میشوند. همچنین سیستم MWD مجهز به سیستم انتقال دادهها از طریق گل حفاری به سطح میباشد. دادههای منتقلشده به سطح، رمزگشایی (decoding) میشوند و با فرمت عدد و نمودار ارائه میگردد. در ضمن، سیستم انتقال دادههای سنسورهای MWD که بدون کابل و اتصالات الکتریکی است نیز به MPT (Mud pulse telemetry) معروف است. شکل (۶) شماتیکی از سیستم MWD و اجزای آن را نشان میدهد. بدون استفاده از سیستم MWD نیز میتوان موقعیت BHA در چاه را تعیین نمود. در این روش، از ابزار wireline استفاده میشود و اجرای آن منوط به راندن (running) ابزار wireline، ثبت دادهها و بیرون کشیدن (pooling) آن از لوله حفاری است. بهطور معمول، کسب اطلاعات از موقعیت BHA با روش قدیمی wireline حدود ۲-۱ ساعت و با روش MWD حدود ۴ دقیقه به طول میانجامد. گرچه اجرای سیستم MWD در حفاری بسیار پرهزینهتر از روش قدیمی wireline است اما سرعت دریافت اطلاعات از سیستم MWD و کاهش هدر رفت زمان (time saving) بهشدت سودآورتر از هزینه اجرای آن است. همچنین عدم استفاده از روش wireline در چاههای افقی، بهعنوان یک محدودیت جدی، شرکتهای حفاری را به سمت استفاده از سیستم MWD تشویق و مجبور نموده است. لذا ساخت چنین سیستمی بهعنوان هدف این شرکت مطرح میگردد.
(راهحلهای پیشنهادی برای حل مسئله، لزوماً محدود به پیشنهادیهای زیر نخواهد بود)