Otimização e Sondas Dinâmicas de Perfuração. Medições em tempo real e precisas para uma perfuração produtiva. Risco Grave. Risco Alto.

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1 Risco Grave Risco Alto Risco Médio Risco Baixo 6,5 ft 7, ft Otimização e Sondas Dinâmicas de Perfuração Medições em tempo real e precisas para uma perfuração produtiva

2 Otimização e Sondas Dinâmicas de Perfuração Reduz os choques Melhora o ROP Maximiza o desempenho da broca Evita perdas no furo e custos de tempo não produtivo Previne a entrada de fluidos e fraturas As sondas dinâmicas de perfuração Schlumberger fornecem medições do fundo do poço em tempo real e precisas para alcançar a profundidade total da perfuração produtiva em menos tempo. As sondas dinâmicas de perfuração Schlumberger medem o choque e a vibração, o peso e torque na broca, a pressão anular e temperatura, e o tamanho do furo. Estas medições permitem aos perfuradores melhorar os parâmetros de perfuração e minimizar os riscos de fadiga na coluna de perfuração, disparos prematuros devido a falhas, canos furados, ressaltos e perda de circulação. PRODUTIVIDADE DE CHOQUES EM TEMPO REAL As ferramentas MWD e LWD Schlumberger e os sistemas ajustáveis giratórios PowerDrive* fornecem registros de memória e em tempo real do nível e duração dos choques de perfuração a que estão sujeitos ( = sem choque, 1 = nível de choque médio, 2 = nível de choque alto e 3 = nível de choque grave). Os choques podem ser caracterizados em termos de contagem por segundo (cps), choques de pico e choques cumulativos. O sistema de telemetria MWD PowerPulse* e o serviço de telemetria durante a perfuração TeleScope* de alta velocidade registram o número de choques superiores a 5 g s por segundo, assim como a média de movimento em um período de 1 s, transmite a resposta do furo como cps de choque e auxílio à definição do nível de risco de choque, 1, 2 ou 3. Nossas ferramentas também medem o deslizamento/desvio indicados por variações na rpm da tubulação do furo em um período de tempo específico. A medição da variação enviada pelo furo pode ser comparada à rpm da superfície e relatada como um nível de deslizamento/desvio e risco, 1, 2 ou 3. Estas contagens de choque e medições de deslizamento/desvio são produções básicas que a Schlumberger sempre fornece para ajudar os nossos engenheiros e clientes a entender quando os níveis de choque prejudicial na montagem do furo em potencial estão ocorrendo, permitindo que uma ação resolutiva seja tomada e possibilitando uma perfuração mais eficiente.

3 Use medições em tempo real para melhorar a eficiência da perfuração Profundidade, pés Média da Taxa de Penetração nos Últimos 5 pés pés/h 5 Velocidade Rotacional c/min 2 Indicador de deslizamento/desvio c/min 2 WOB de Superfície Torque de superfície Velocidade Rotacional da Tubulação 1. lbf 5 c/min 2 Risco Grave Risco Alto Risco Médio Risco Baixo Vibração RMS Transversal 1. pés.lbf 2 gn 1 Pico de Choque gn 5 6. pés Os níveis de vibração correspondem à montagem do furo em rotação 6.5 pés 7. pés Níveis de vibração suavizados com sucesso através da modificação na rpm de superfície, permitindo a conclusão com sucesso da seção do furo A localização de 5 destes registros de profundidade fornece informações sobre o nível de risco de vibrações.

4 Choques superiores a 5 gn Cps de choque Cps de choque 1 18 Tempo, s O cps de choque fornecido pelas nossas ferramentas MWD é uma média de movimento. Tempo, s Valor de deslizamento/desvio Rpm do furo Variações na rpm da tubulação do furo indicam deslizamento/desvio. Medição de deslizamento/desvio avançada Uma medição avançada para ser usada em conjunto com as medições de deslizamento/desvio padrão do furo está disponível em todas as ferramentas MWD Schlumberger para auxiliar a avaliar a severidade do deslizamento/desvio. Esta medição avançada é a porcentagem de tempo durante um ciclo de deslizamento/desvio em que a rotação da coluna de perfuração do furo é inferior a 5 rpm. A medição é dividida em quatro níveis ( = %, 1 = 1% a 24%, 2 = 25% a 49% e 3 = 5% ou superior). Medições de choque dos quatro eixos A adição de um chassi de vibração modular opcional (MVC) ao sistema de telemetria MWD PowerPulse ou ao serviço de telemetria durante a perfuração de alta velocidade TeleScope fornece a medição do choque dos quatro eixos em tempo real e pode ser usada para uma análise detalhada das dinâmicas da coluna de perfuração. Devido ao MVC ser um componente integral, nenhuma tubulação ou conexão extra é necessária. A medição do choque de quatro eixos em tempo real do MVC alerta o perfurador a respeito de movimentos dinâmicos prejudiciais no furo, como o rebatimento das brocas, deslizamento/desvio e rotação, que, se não detectados, podem reduzir a eficiência de perfuração, causar danos à broca e fadiga prematura da coluna de perfuração. Geralmente, o MVC é usado em conjunto com um IWOB* de peso integrado na broca, que fornece o torque na broca do furo, o peso na broca no furo DWOB* e o torque na broca no furo DTOR*. Isto permite ao perfurador ajustar o peso na broca, o torque da broca, a velocidade da rotação da coluna de perfuração e outros parâmetros de perfuração para reduzir os choques no furo identificados pelo MVC, melhorando significantemente o ROP e aumentando a vida útil da montagem do furo.

5 Profundidade, pés WOB da Superfície Torque de superfície lbf 4. pés.lbf 2. Taxa de penetração WOB do fundo do poço Torque do fundo do poço pés/h 5 lbf 4. pés.lbf 1. Vibração Lateral Largura do Choque gn 4 ms 3. Vibração Axial gn 1 Velocidade de Rotação da Coluna de Rotação do Fundo do Poço 1 c/min 3 Pico de Choque gn 2 Vibração Torsional radian/s 3. XX.32 XX.34 XX.36 Peso limite de deslizamento/desvio XX.38 Estas medições de superfície e do fundo do poço foram usadas para melhorar a perfuração no campo da África Ocidental.

6 4 Período com a rpm do furo inferior a 5 Período com a rpm do furo superior a 5 3 Rpm do furo 2 1 Rpm da superfície Tempo, s A medição de deslizamento/desvio avançada exibe a duração do período de parada durante um ciclo de deslizamento/desvio. WOB, toneladas WOB, toneladas Média de WOB = 6,7 ton Tempo, s Média de WOB = 6,5 ton Tempo, s Medições do furo IWOB permitem ao perfurador melhorar o ROP Um torque de eixo é medido por extensiômetros. Os outros três eixos são medições de choque axial e radial realizadas através de três acelerômetros mutuamente perpendiculares. Estes acelerômetros são alinhados axialmente com o pacote de direção e inclinação (D&I) no centro da tubulação para garantir que as medições de choque representem com precisão a vibração do fundo do poço. Devido às medições de choque serem alinhadas com o eixo do fundo do poço, o perfurador pode identificar e corrigir condições de perfuração ruins antes que o fundo do poço sofra fadiga excessiva. Medições de peso na broca e torque na broca O peso na broca com IWOB integrado um componente opcional do sistema de telemetria MWD PowerPulse fornece medições do peso na broca (WOB) e torque da broca (DTOR) no furo em tempo real. Estas medições dinâmicas diretas da quantidade de peso de superfície sendo transferido pela tubulação PowerPulse para a broca e do torque gerado abaixo da tubulação permitem ao perfurador melhorar o ROP, identificando os problemas no furo, corrigindo-os ou evitando-os. As medições IWOB tornam possível distinguir os efeitos da coluna de perfuração a montagem do furo pendurada nas bordas, altos coeficientes de fricção e giros na montagem do furo pelos efeitos da broca deslizamento/desvios e cones travados. Estas medições permitem que o uso da broca seja maximizado através de uma monitoração contínua da condição da broca e eliminam as viagens desnecessárias para trocar as brocas, pois o perfurador pode verificar se a redução na eficiência da perfuração é devida a desgaste na broca ou a uma mudança na litologia. Detectando os problemas de travamento em potencial, as medições IWOB auxiliam a evitar a perda no furo e custos de tempo ocioso, ajudando os perfuradores a alcançar a profundidade total mais rapidamente.

7 Torque no furo, instantâneo - média Tempo, s rms Medições da vibração torsional IWOB exibem o tamanho das rms na flutuação de torque do furo. Devido ao IWOB ser um componente integrado na tubulação PowerPulse, ele elimina a necessidade de conexões elétricas e fiações subterrâneas. O torque do furo real e o WOB são medidos e transmitidos para a superfície através da telemetria MWD em tempo real. O processamento do furo avançado permite uma interpretação precisa das medições de vibrações para se identificar o deslizamento/desvio e outros fenômenos. Uma medição do tamanho do média quadrática na flutuação do torque do furo na ferramenta MWD também está disponível. Esta medição é uma indicação valiosa da ineficiência da perfuração e pode ser usada para minimizar o risco de eventos de variação e identificar o giro na montagem do furo e outros mecanismos. As medições do furo IWOB são especialmente benéficas para se melhorar a perfuração direcional com motores de lama direcionáveis. As medições em tempo real melhoram a eficiência da perfuração, permitindo a correção rápida dos problemas de limpeza da lama e furo como acúmulos de detritos, força da lama e fricção para que a profundidade total possa ser alcançada mais rapidamente com menos danos à montagem do furo. As medições IWOB eliminam grande parte do trabalho de adivinhação na determinação das forças que atuam na coluna de perfuração. Ao combinar estas medições com o choque de quatro eixos MVC e a pressão anular APWD* durante a perfuração, as medições removem automaticamente os fatores de interferência, como pressão, temperatura e torção. A identificação rápida das fontes de ineficácia e de possíveis problemas possibilita as medidas corretivas a serem tomadas, reduzindo o custo e o tempo não produtivo. Um conjunto com DVDs de Choque e Vibração, disponível gratuitamente na Schlumberger, discute como o choque e a vibração tornam a taxa de penetração mais lenta e prejudica a qualidade do furo e os componentes da montagem do furo. Para solicitar um conjunto, entrar em contato com seu representante local da Schlumberger. Torção da ferramenta (esquerda) e danos de impacto a broca (direita) resultados de choque e vibração.

8 Medições de superfície e de fundo do poço integradas para melhorar a perfuração Estes exemplos mostram como o desempenho e a eficiência de perfuração podem ser melhorados integrando-se os dados de nossas medições das sondas do fundo do poço com aquelas das sondas de superfície. Posição de Bloqueio pés 15 Taxa de penetração WOB do fundo do poço 1 pés/h lbf 6. Carga do Gancho WOB de Superfície 1. lbf 5. lbf 6. Valor de Profundidade da Broca Vibração, Eixo X pés gn 4 4 Vibração Fluxo Total 55 Torsional da Bomba Torque de Superfície pés.lbf galus/min 1. pés.lbf 3. Velocidade da Vibração Lateral Coluna de RPM da gn Rotação na Turbina, 4 Superfície Tempo Real Torque do Fundo do Poço pés.lbf 3. c/min c/min Broca na Sinalização Inferior ECD psi/1. pés Temperatura Anular 65 7 C 15 Pressão Anular 5.2 psi 7.2 Pressão do Reservatório Elevado 2.8 psi 4.4 Aumento da WOB de superfície reduz os choques Choques laterais altos Aumento do WOB reduz os choques laterais O aumento do WOB da superfície reduz os choques laterais detectados pelas sondas do fundo do poço.

9 Velocidade de Bloqueio 2 pés/s 2 4 WOB de Superfície lbf 6. Carga do Gancho lbf 5. Vibração, Eixo X gn Taxa de penetração WOB do fundo do poço 5 pés/h lbf 5. Valor de Profundidade da Broca pés Profundidade da Broca pés Torque de superfície pés.lbf 2. Torque do Fundo do Poço lbf 2. Vibração Vibração Torsional Lateral 4. 4 Temperatura Anular 1 3 F Fluxo Total da Bomba 1 1. galus/min 12 9 ECD lbm/galus Pressão Anular psi Broca no Fundo Pressão do Reservatório Elevado psi 5. A rotação foi iniciada e não foi parada depois de um desligamento por um curto período de tempo. A rotação foi finalmente parada depois de um longo período longe do fundo. Fora do fundo por um curto período de tempo o choque retorna Fora do fundo por um curto período de tempo o choque retorna Fora do fundo por um longo período de tempo o choque reduz-se Duas tentativas de se reduzir a rotação BHA aumentando-se a broca inferior para dissipar a energia onde não obteve sucesso devido à broca não ser mantida longe do fundo por tempo suficiente. Na terceira tentativa, a broca foi mantida longe do fundo por um tempo maior, reduzindo os choques torsionais e laterais quando a perfuração foi reinicializada.

10 A sonda APWD fornece uma medição precisa para manter a pressão dentro da margem operacional estreita detecção prematura do fluxo de água superficial Medições da pressão anular durante a perfuração A sonda de pressão anular APWD durante a perfuração fornece uma medição em tempo real e precisa da densidade de circulação equivalente (ECD), densidade estática equivalente (ESD) e temperatura anular. Isto permite ao perfurador melhorar o desempenho de perfuração e minimizar os riscos, melhorando as práticas de limpeza do furo, estabilidade do furo de sondagem, controle do poço e manutenção da pressão anular entre os limites estreitos em poços que possuem grandes margens entre o gradiente de quebra e a pressão do poro. melhorar os procedimentos de disparo perfuração não balanceada monitoramento da inclinação de barita monitoramento do desempenho do motor testes de vazamento discriminação de influxos da varredura Enquanto as bombas estão ligadas e o fluido de perfuração está fluindo, a telemetria MWD fornece os dados APWD em tempo real. Durante os testes de vazamento e de conexões quando o fluido está estático, os valores de pressão mínima, máxima e média são registrados no fundo do poço e transmitidos para superfície quando as bombas são ligadas. Em poços desviados que precisam de uma perfuração extensa enquanto estão deslizando e poços de água profunda e de alcance estendido comprimidos por fricção e inclinação de barita, os sensores APWD próximos à broca podem identificar o aumento de ECD devido a cortes de acúmulo ou inclinação de barita, falta de rotação e hidráulica ruim. Isto permite a realização de uma ação corretiva antes do acúmulo excessivo ou que a sedimentação de barita cause um acidente de tubulação entupida. Sondas APWD próximas à broca também podem detectar pequenas perdas ou ganhos de fluido no fundo do poço conforme ocorrem. Esta detecção prematura pode auxiliar o perfurador a identificar possíveis problemas de controle no poço antes de qualquer indicação de um influxo de fluido e uma perda de circulação ser observada na superfície, permitindo que o perfurador mantenha um excedente para melhorar a taxa de penetração sem sacrificar a segurança. Ao monitorar o efeito de picos de sambaio no ECD, estas sondas próximas à broca permitem que as velocidades de disparo sejam melhoradas para prevenir influxos de fluido e quebras. detecção de entradas e influxos. Além disso, um perfurador pode usar as medições APWD para discriminar uma formação de influxo de fluido do fluxo de lama no bocal da bolsa uma ocorrência comum quando a circulação é parada. Confundir um fluxo de lama para um influxo causado pelo aumento da pressão de formação pode resultar em um aumento desnecessário do peso da lama, o que retarda a taxa de penetração e pode causar perda na circulação. As sondas APWD foram integradas a várias ferramentas e sistemas LWD e MWD Schlumberger, alguns dos quais incluem uma sonda de pressão interna em adição ao sensor anular. As medições de pressão interna e anular, juntamente com o torque do motor e rpm implicado, permitem uma perfuração direcional para monitorar continuamente o desempenho e o desgaste do motor, maximizando o desempenho da perfuração enquanto aumenta o tempo de vida do motor, evitando esgotamentos.

11 Medições de calibre Medições de calibre ultrasônicas e elétricas durante a perfuração não são apenas importantes para os petrofísicos no controle da qualidade do registro LWS, como também podem ser cruciais para o sucesso da perfuração. A análise da informação de calibre em tempo real, especialmente em combinação com as medições APWD, pode identificar eliminações, problemas de limpeza do furo e problemas de estabilidade do poço. As sondas ultrasônicas Schlumberger medem a separação precisamente até 3 pol além do tubo de perfuração até uma grande classe de pesos de lama e propriedades de formação. Conforme a coluna de perfuração gira, estas medições são atualizadas azimutalmente e podem ser transmitidas, por quadrante, em tempo real para criar imagens calibradas. As medições de separação azimutal são úteis para se compreender as respostas de densidade interpretadas e para se criar estimativas do tamanho do furo médio, que podem ser usadas para se corrigir as medições da porosidade de nêutrons. Um calibre diferencial deduzido das medições de densidade pode ser usado como um controle de qualidade no calibre ultrasônico. Nosso calibre elétrico de média azimutal pode ser usado para quantificar esmaecimentos em furos maiores. Este calibre, disponível apenas em lamas a base de água (WBM) com uma resistividade inferior a,5 ohm.m, fornece estimativas do tamanho do furo de até 36 pol, com precisão de até menos do que,5 pol na maioria das classes de resistividade da formação. Uma vez que nosso calibre elétrico de média azimutal pode ser usado para se estimar o tamanho do furo enquanto dispara, ele oferece uma imagem baseada em tempo das condições dinâmicas do poço. Uma medição de calibre durante o disparo também é valiosa para operações de cimentação, pois o valor total do furo pode ser uma informação crucial para a cimentação bem sucedida.

12 Fluxo de trabalho para otimização da perfuração Estes gráficos de fluxo de trabalho sugerem ações corretivas que podem ser tomadas para suavizar a vibração axial, lateral ou torsional. Vibrações Reconheça os Sintomas Tratamentos Convencionais Durante a Perfuração Vibrações Reconheça os Sintomas Tratamentos Convencionais Durante a Perfuração MEDIÇÃO DA SUPERFÍCIE OU SINTOMA Aumento do torque da superfície médio Perda da ferramenta de orientação da perfuração Redução da taxa de penetração MEDIÇÕES DE FUNDO Aumento do torque de fundo médio Choques de fundo de alta frequência 1 a 5 Hz Aumento dos choques laterais Aumento da aceleração torsional Perda dos dados/medições em tempo real Aumento da contagem de choque Repetir três vezes, exceto quando o limite do peso sobre a broca for excedido Sim Não Não VIBRAÇÃO LATERAL (giro da broca/bha) Diminuição do Rpm em 1% Aumento do peso sobre a broca em 1% A vibração continua? Sim Retire do fundo e permita que o torque da coluna se desfaça Reinicie a perfuração com 7 rpm Aumente o peso sobre a broca em 1% do original Aumente o rpm para o valor original A vibração retorna? MEDIÇÃO DA SUPERFÍCIE OU SINTOMA Travamento do Top Drive Aumento do torque de superfície delta Ciclo rpm/torque Perda da ferramenta de orientação da perfuração Redução da taxa de penetração MEDIÇÕES DE FUNDO Aumento do torque de fundo delta Aumento da aceleração torsional Aumento do indicador de aderência/deslizamento Rpm do tubo de fundo superior ao rpm da superfície Perda de dados/medições em tempo real Aumento dos choques laterais Aumento da contagem de choques VIBRAÇÃO TORSIONAL (adere/desliza) Colocar o top drive em engrenagem alta; garantir que o torque suave está funcionando Repetir três vezes, exceto quando o limite do peso sobre a broca for excedido Sim Não Não Diminua o peso sobre a broca em 5% Aumente o rpm em 1% A vibração continua? Sim Retire do fundo e permita que o torque da coluna se desfaça Reinicie a perfuração com um aumento de 1% no rpm Diminua o peso sobre a broca de 15 a 2% A vibração retorna? EVIDÊNCIA APÓS O ACIONAMENTO Cortadores/encaixes danificados, geralmente no flange ou medidor Lâminas PCD quebradas Sim Retire do fundo e permita que o torque da coluna se desfaça Reinicie a perfuração com 7 rpm EVIDÊNCIA APÓS O ACIONAMENTO Cortadores/encaixes danificados, geralmente nos bicos e extremidades cônicas Conexões com torque excessivo Sim Retire do fundo e permita que o torque da coluna se desfaça Reinicie a perfuração com 7 rpm Desgaste dos híbridos (equivalentes) com desgaste mínimo dos cortadores Furo super calibrado pelos calibradores Desgaste em um lado nos estabilizadores e BHA Aumente o peso sobre a broca para o valor original Aumente o rpm para 25% abaixo do valor original Desenroscagens e esvaziamentos Falha do BHA Aumente o peso sobre a broca em 25% abaixo do valor original Retorne gradualmente o rpm para 15% acima do original Falha do BHA CONTINUE A PERFURAÇÃO CONTINUE A PERFURAÇÃO

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14 Especificações Choques MWD e Deslizamento/Desvio Medições Classe Resolução Contagem de choque a 255 cps 1 cps Pico de choque a 1.2 gn 4 gn Deslizamento/desvio a 381 rpm 3 rpm Velocidade rotacional da tubulação a 255 rpm 1 rpm Choque e risco de deslizamento/desvio a 3 1 Medição MVC Classe Resolução Vibração rms axial do eixo X a 3,2 gn,125 gn Vibração rms lateral do eixo Y a 6,8 gn,25 gn Vibração rms lateral do eixo Z a 6,8 gn,25 gn Vibração rms lateral a 6,8 gn,25 gn Vibração rms torsional a 5.1 pés.lbf 5 pés.lbf Nível do pico de choque a 1.2 gn 4 gn Largura do pico de choque a 2,5 ms 2 us Sensor IWOB WOB Torque Classe de medição 65. a 19. lbf 8. a 15. pés.lbf Resolução 5 lbf 9 pés.lbf Precisão absoluta consulte a tabela abaixo consulte a tabela abaixo Fator de escala 5 lbf/contagem 9 pés.lbf/contagem Precisão Absoluta Estimada IWOB Condições do Fundo do Poço Erro no WOB Erro no Torque 33. lbf WOB (erro eletrônico total) ± 2,85% (conversão cruzada) ± 2,85% Torque de 5. pés.lbf (conversão cruzada) ± 1.41 lbf (erro eletrônico total) ± 25 pés.lbf Pressão diferencial de ± 5 psi ± 885 lbf ± 7 pés.lbf ± 15 curva fechada (deslizamento, pior orientação possível) ± 3.33 lbf ± 438 pés.lbf Pressão hidrostática 15 lbf/1. psi 5 pés.lbf/1. psi Temperatura 41 lbf/ F 41 pés.lbf/ F A precisão depende dos desvios das condições no fundo do poço tais como o WOB aplicado, torque de acionamento, deslizamento da curva fechada, pressão hidrostática e temperatura longe dos valores correspondentes no último ponto de reinicialização do fundo do poço. O efeito da pressão diferencial (ΔP) será eliminado pelo software de superfície baseado na pressão do reservatório elevado. O erro devido à curva fechada existe quando a ferramenta MWD está no modo deslizamento. Quando a ferramenta está no modo giratório, o erro desaparece devido ao filtro de dados.

15 Sondas APWD (do serviço LWD multifunção EcoScope, ferramentas de resistência compensada do conjunto arcvision* ou serviço TeleScope) Resolução Precisão Classes disponíveis 1 psi a,1% da escala completa a 5. psi a 1. psi a 2. psi Resolução da temperatura anular 1 C Precisão da temperatura anular 1 C Taxa de registro 4-s mínimo média de amostras de 2-s Taxa em tempo real programável geralmente a cada 8 s a 12 Hz 3 bps Calibre Ultrasônico (do serviço EcoScope ou ferramentas de nêutrons da densidade azimutal adnvision*) Frequência Taxa de separação 25 khz 3 pol no peso de lama máximo 1 lb/galus e formação de densidades superiores a 2,2 g/cm3 1 pol no peso de lama máximo 16 lb/galus e formação de densidades superiores a 2,5 g/cm3 Precisão Frequência Taxa de separação tempo de trânsito de ± 1,5 ms (±,1 polegada na água) 67 khz 2 pol no peso de lama máximo 1 lb/galus e formação de densidades superiores a 2,2 g/cm3 1 pol no peso de lama máximo 5,9 kg/galus e formação de densidades superiores a 2,5 g/cm3 Precisão tempo de trânsito de ± 1,5 ms (±,1 polegada na água)

16 Otimização e Sondas Dinâmicas de Perfuração