掘削中測定（MWD）システムは、坑井の位置、ドリルビットの性能、ドリルストリングの方向を監視します。ドリルストリングのステアリングツール内のモジュール内の機器は、リアルタイムデータを MWD オペレーターに送信します。-これは、掘削中のロギング（LWD）--に関連しています。
耐久性の高い機器-温度 400 度、圧力 25,000 psi、および 500 G、0.5 ミリ秒の衝撃に耐えることができる磁力計、ジャイロスコープ、加速度計-が底穴アセンブリ (BHA) に組み込まれています。 BHA には、ボアホールの形状、方向、貫通力を担う機能コンポーネントであるドリルビット、ドリルカラー、ドリルスタビライザーが装備されています。 BHA には、MWD および LWD システムに加えて、ダウンヒル モーターとロータリー ステアリング システムが含まれることがよくあります。機械的動力と電力は多くの場合、ダウンホール タービンによって供給されます。
MWD はドリルストリングの性能を厳密に定量化します。 LWD は、次のような地層に関連する側面を測定します。
- 岩石や堆積物から放出されるガンマ線
- 密度と光電指数
- 中性子空隙率 (貯留層内の水素指数を測定するため)
- キャリパー（ボアホールのサイズと形状）
- 抵抗率 (オーム-メートル)
- ソニック検層（ボーリング孔が音波を伝達する能力）
- ボーリング孔イメージング
- 地層テスターとサンプラー (流体と潜在的な生産量を決定するため)
- 核磁気共鳴（地層の空隙率と透水性を測定するため）
- 最適なボーリング孔経路の決定に役立つ掘削中の地震測定
掘削エンジニアは、MWD および LWD システムからのデータを使用して掘削ストリングをジオステアリングし、陸上および沖合の掘削用途でボーリング孔の経路と予想される坑井の生産量について情報に基づいた決定を下します。{0}貫通速度を遅らせる可能性のある掘削の危険を軽減することで、ドリルストリングの生産性が向上します。このデータは、許可されたゾーンでのみ掘削が行われるようにするためにも使用されます。
MWD はまた、ビット回転の速度と滑らかさ、ダウンホールの振動と温度、ドリルビットにかかるトルクと圧力、掘削液の流量などのパラメータを含むドリルビットとドリルストリングの動作を監視します。ドリルストリングを動作仕様内に維持することで、ドリルストリングの寿命と性能が最大化されます。
データの収集と送信
従来、有線検層では、耐久性のある電気ケーブルを介して、ドリルストリング内に配置された一連の器具を地表に接続していました。坑井の穴が 60 度を超えて逸脱すると、従来のワイヤーライン機器をドリルストリングに押し込むことができなくなるため、コストは増加しますが、MWD テクノロジーが使用されます。
MWD システムでは、データはソリッド ステート メモリに記録され、データをバイナリに変換するロジック コントローラーにも渡されます。ほとんどの場合、データはパルサー ユニットに供給され、マッド パルス テレメトリー (MPT) として知られるコードに従ってドリル パイプ内の掘削流体の圧力を変動させます。表面上の圧力トランスデューサーとコンピューターは、圧力の正、負、連続正弦波調整を分離し、オペレーターのために解読します。
ポジティブ：バルブを切り替えてドリルパイプ内の泥の流れを制限し、坑井表面で確認される圧力の増加を引き起こします。データはパルス-位置変調のラインコードでエンコードされます。
ネガティブ：バルブが切り替わり、掘削流体がドリルパイプの内側から環状部に放出され、表面で認識される圧力の低下が生じます。データはラインコードまたはパルス位置変調でエンコードされます。-
連続:バルブが徐々に切り替わり、掘削液に正弦波の圧力変化が生じます。データは任意のデジタル変調形式でエンコードされますが、最も一般的なのは連続位相変調です。
最大 40 ビット/秒の MPT 帯域幅が一般的です。データレートは坑井の長さが増加するにつれて低下し、深さ 40,000 フィートでは 1.5 ビット/秒にまで低下することがあります。多くの場合、すべてのデータを MPT 経由で送信できるわけではないため、追加のデータは有線経由で、またはツールが穴から外れた後にメモリから取得できます。
しかし、バランスが崩れている掘削中は、坑井の圧力を掘削中の地層の圧力よりも低く保つために、圧縮ガスが掘削流体に注入されます。これは、循環損失、ディファレンシャルスティッキング、遅い掘削速度、地層の損傷、ドリルビットの過熱など、従来の（オーバーバランスの）掘削に共通する課題を軽減するために行われます。ガスを追加すると MPT 信号の減衰が増加するため、代替の送信技術が使用されます。
電磁テレメトリー (EMT) では、ドリルストリングに電気絶縁体が組み込まれており、絶縁体の上のコンポーネントとその下にあるコンポーネントに変化した電圧差を生成します。データは、電圧を変調することによって電圧に挿入されます。表面-ベースのダイポールアンテナの電極は、坑口に取り付けられたワイヤと、地面に打ち込まれたロッドに取り付けられたワイヤによって形成されます。電極間の電圧差がドリルストリングから信号を受け取り、それがコンピューターによって読み取られます。 EMT はドリルストリングにデータを送信することもできます。 EMT は最大 10 ビット/秒のデータ速度を提供しますが、井戸の深さや地層の材質に応じて信号は急速に劣化します。
電気ハードウェアを備えたドリルパイプも利用できます。 2 メガビット/秒を超えるデータ速度が達成されています。このテクノロジーの欠点は、製造、追加のケア、回路保護などにかかる費用が増加することです。
構成
MWD 器具はドリルカラーに取り付けることができ、設備の整った施設でのみ保守できます。首輪-に取り付けられた MWD システムはデータをより速く転送し、より多くの機器をサポートできます。ドリルストリングが詰まった場合は、すべてのツールを一緒に回収する必要があります。
MWD システムは、有線で接続された内部モジュールに含めることもできます。これらのモジュールは必要に応じてドリルストリングから取り出すことができますが、ドリルストリング内に配置されているため薄くする必要があります。小規模な構成では、MWD システムがサポートできるデバイスが制限されます。ドリルストリングが詰まった場合は、MWD だけまたはドリルストリング全体を回収できます。
ProGuide™ ツールは、高角度や曲がりくねった坑井セクションなど、困難な坑井セクションに非常に適しています。正確なダウンホール情報が提供されるため、掘削者は複雑な軌道を安全かつ効率的に移動でき、合併症のリスクを軽減できます。
詳細については、メールボックスまでご連絡ください。info@vigorpetroleum.com & mail@vigorpetroleum.com
