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Registros Direccionales
Ignacio GorgoneDept. Diseno - MCA
2 Initials3/7/2005
Contenido
• Correcciones de Azimuth – Azimuth Reference• Principios Magneticos• Herramientas de Survey• Telemetria de MWD’s• Metodos para Calculo de Surveys
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Latitid & Longitud
• Paralelos o Latitud– Lineas imaginarias
paralelas al Ecuador– Definido en grados,
minutos y segundos– Definido como
• 0 grados en el Ecuador
•+90 en el Polo Norte•- 90 en el Polo Sur
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El Problema…
• Mapas utilizados en Perforacion Direccional son planos pero la tierra es un esferoide.
• Como representamos la posicion de un punto fisico en la forma esferica de la tierra en unaseccion de papel plana.– Debe existir un compromiso para obtener una
solucion aceptable, y:– Siempre va a existir un error asociado.
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Correccion de Azimuth
Grid North
Magnetic North
True North
Magnetic Azimuth
• El cliente posiblemente quiere sus registros de surveys referenciado al Norte Magnetico
• El cliente posiblemente quiere sus registros de surveys referenciados al Norte Verdadero (Geografico).
• El cliente generalmente quiere sus registros de surveys referenciados al Norte de Grilla.
El MWD calcula el azimuth referenciado al Norte Magnetico
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Correccion de Azimuth
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Declinacion Magnetica
Declinacion Magnetica: Es el angulo que existe entre el Norte Verdadero y el Norte Magnetico medido desde el Norte Verdadero.
TRUE NORTH(Geographical North)
MAGNETIC NORTH
XXXX
TNTNMNMN
TNTNMNMN
MN hacia OMag Dec -ve
MN hacia EMag Dec +ve
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Declinacion Magnetica
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Correccion de Grilla
GN TN
LONGITUDINAL UTM ZONE
• Cuantifica la cantidadde distorsion de cadaarea que se dibuja en un mapa
• La correccion es aplicada a cada SURVEY
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Correccion de GrillaConvergencia:
• Convergence: es la correccion applicadapara convertir el Norte Verdadero al Norte de Grilla.
True North
Grid North
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Grid Convergence
Grid Convergence:• DEFINICION: Es el angulo entre
Norte Verdadero y Norte de Grillamedido desde el Norte Verdadero
• Convergencia hacia el Este(sentido aguja del relog) es positiva
• Convergencia hacia el Oeste(sentido contrario) es negativa
• Convergencia es RESTADA del azimuth corregido
GNGN
TNTN
WEST
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Formulas
• Norte VerdaderoTN = NM + (+/-) Declinacion MagneticaDeclinacion Magnetica Este (+)Declinacion Magnetica Oeste (-)
• Correccion de Grilla (GN): TN - Convergencia
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Declinacion Magnetica
• Surveys Magneticos necesitan ser corregidos al Norte Verdadero
• Norte Verdadero es el Norte Geografico o Norte de Mapa
• Norte Magnetico es el Norte Linea magnetica• Norte Magnetico cambia con respecto al Tiempo• Exacta ubicacion del Norte Magnetico es
actualizada regularmente
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Ejemplo de Conversion
• Ejemplo # 1:Azimuth magnetico = N40E Declinacion Magnetica = 3.4 Oeste
TN = 40 + (-3.4) = 36.6
• Ejemplo # 2:Azimuth Magnetico = S23E, Declinacion = 3.4 OesteConvergencia = 8 Oeste
GN = 157 + (-3.4) – (-8)
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Ejemplo de Conversion
• Ejemplo # 3:
Se obtiene un Survey Magnetico cuya direccion es N38W, la
Declinacion Magnetica es 5 Oeste y la Convergencia es 3 Este.
Corregir el azimuth al Norte de Grilla.
Respuesta: Azimuth = 314°
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Por que tomamos un Survey?
• Para Calcular la posicion de un pozo
• Cumplir con regulaciones locales o estadales.
• Penetrar Target Gelogico.
• Minimizar el Riesgo de Colision.
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Principios Magneticos de Survey
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Campo Magnetico
• Campo Magnetico de la Tierra– Horizontal component
• hT x Cos (Dip)
A
Horizontal Component
A = Dip Angle
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Campo Magnetico
+
-
La Intensidad del Campo Magnetico en cada locacion a lo largo de la Tierra tiene una Direccion determinada
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Campo Gravitacional
El Campo Gravitacional que se ejerce sobre la tierra cualquier cuerpo en la superficien, es verticalmente empujado hacia el centro de la tierra.
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Error en Survey Magnetico
Drillstring interference Magnetic Variance Crustal Field
95% of Magnetic Survey Errors
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Interferencia por Sarta de Perforacion
Collares antimagnetico son requeridos para contrarestar el efecto de interferencia. Depende: • La proporcion de metal arriba y
abajo de los moneles.
• La direccion e Inclinacion del Pozo.
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Collares No Magnetico
• Herramientas de Survey magnetico requiere collares antimagnetico (Moneles)– “Magnetico” es un termino generico que cubre
los metodos de surveys que miden azimuth magnetico.
– La herramienta debe ser corrida con suficientelongitud de moneles, para islar el efecto de interferencia magnetica producido por la sarta.
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Calculo de la Inclinacion
Inclination is the angle between a vertical line and the path of the wellbore at that point.
⎥⎦⎤
⎢⎣⎡= −
GFHGxCosInc 1 222 GzGyGxGFH ++=
• The MWD tool measures the strength of the Gravitational field along 3 orthogonal axes: Gx, Gy, Gz
• Inclination is calculated using:
where
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Calculo del Azimuth
El Azimuth es el angulo entre la proyeccion horizontal del hoyo y el Norte Magnetico.
• La referencia es el campo magnetico de la tierra.• Usualmente de corrige azimuth para ser referenciado al
Norte de Verdadero de o de Grilla usando la DeclinacionMagnetica y la Convergencia.
• Las lecturas de Azimuth requiere la lectura de losAcelerometros y Magnetometros.
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Herramientas de Surveys
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Tipos
• Single shot– Magnetico– Gyro
• Multi shot– Magnetico– Gyro
• MWD– Magnetico– Gyro
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Single Shot (Toma Simple)• Un Single Shot Magnetico es utilizado para obtener los datos magnetico de direccion e inclinacion de una trayectoria determinada.
• Puede ser Bajado con clable o soltado desde superficie.
• Componentes: Baterias, Sistema de Tiempo, Unidad de Camara & Compas
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EMS – Multishot Electronico
• La Herramienta EMS provee la misma informacion que el instrumento de tomasimple.
• Emplea un sistema de Acelerometros y Magnetometros muy similar a las herramientas de desviacion pero utiliza baterias.
• La herramienta es programada en superficie, las tomas son tomadas en intervalos de tiempo programado y almacenado en memoria. La informacion es bajada de la memoria y procesada cuando la herramienta esta en superficie.
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Gyro Survey• Sistemas Giroscopicos no estan afectados por interferencia
magnetica. Principalmente usado para obtener survey dentro del revestidor o KOP cuando la interferencia magnetica esmuy alta.
• Free Gyros (film based) and Rate Gyros (fully electronic) are the two main types of gyro systems. North Seeking Gyro
• Principio de Gyros
– Pequena masa balanceada que puede rotar libremente en uno o mas ejes
– Es resistente a las fuerzas externas y va a tratar de mantener su orientacion en todo el intervalo.
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Gyro Survey
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Gyro Survey
Aumentar la exactitud
Mejora las elipses de Incertidumbre
NO estan afectados por interferenciamagnetica- interference, e.g. batch setting conductors, casing string, drill-string, fish, formations, magnetised mud/cuttings or magnetic variations (daily, storms)
Utilizar para Re-Surveys – e.g. of old wells, re-entries. Surveying in cased hole/tubing can not use magnetic survey tools.
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MWDHerramienta Magnetica
Utiliza un sistema de Magnetometros y Acelerometrospara medir la intensidad del campo magnetico y gravitacional.
Utiliza Bateria o turbina y tranmite la informacion del survey a travez de pulso en el fluido o ondas.
Puede ser recuperable o estar montado en un collar
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TelemetriaPulso Positivo/Negativo
Baja Frecuencia (< 2 Hz)menor tasa de Datos(<1 bps)
Continuous Mud Siren
Alta Frecuencia (24 Hz)Alta tasa de datos (12 bps)
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Telemetria
• Beneficios de la telemetria tipo sirenaSeñal es generada fuera de las fuentes de ruidoMenos afectada por el ruido de perforación, ruido de las bombas de lodo y tranca del motorMayor tasa de información puede ser transmitidaFlexibilidad en los frames o ventanas de estructura, adaptable a las necesidades del cliente
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Calculos de Surveys
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Calculos Basicos
• Punto de atadura (Tie In):MD, TVD, NS y desplazamiento EW , Inclinacion, Azimuth, Angulo de seccion vertical
• Inclinacion : angulo entre la trayectoria y la vertical• Azimuth : angulo entre la referencia del norte y la
proyeccion horizontal del agujero• Intervalo Survey : Distancia entre estaciones de survey
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Calculos de Surveys
• Para definir la posicion de la trayectoria de un pozo en el espacio debemos hacer calculo en base a los survey tomados
• Calculamos TVD, NS & EW desplazamiento y seccion vertical
• Existen 4 metodos:
– Tangencial
– Angulo Average
– Radio de Curvatura
– Minimo Curvatura
• Cada uno de estos metodos hacen asunciones sobre la trayectoria del pozo
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Metodo 1: Tangencial
SURVEY INTERVAL (∆MD)
DISPLACEMENT
TVD
INC
SURVEY STATION 1
SURVEY STATION 2
Asume: La trayectoria es una linea recta entre los dos ultimos surveys tomados. Toma la inclinacion y Azm del ultimo survey
)sin()cos(
incMDntDisplacemeincMDTVD
×∆=∆×∆=∆
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Metodo 2: Angulo Average
DEPARTURE ERROR
VERTICAL ERROR
ASSUMED WELL PATH
ACTUAL WELL PATH
LATITUDEERROR
SURVEY POINT 1
SURVEY POINT 2
N
Asume: la trayectoria en un alinea recta calculando el promedio deinclinacion y azimuth del survey actual y el survey anterior.
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Angulo Average
Obtiene un average de la inclinacion y azimuth previocon los del ultimo survey
)sin(
)cos(
)sin(
)cos(
avg
avg
avg
avg
AntDisplacemeEW
AntDisplacemeNS
IMDntDisplaceme
IMDTVD
×∆=∆
×∆=∆
×∆=∆
×∆=∆
2
221
21
AAA
III
avg
avg
+=
+=
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Metodo 3: Radio de Curvatura
A1
I1
I2
A2
Asume: La trayectoria es una curva suave que puede ser ajustada a la superficie de un cilindro con un radio especifico
• Mejora la exactitud
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Metodo 4: Minimo Curvatura
Asume: La trayectoria es una curva suave que puede ser ajsutada a la superficie de una esfera con un radio especifico.
N
EW
S
²TVD
²MD
A1
A2
I1
I2
DL
DL
• Mejora la exactitud de calculos
• Muy similar a Radio curvatura• Preferido por la industria
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Metodo 4: Minimo Curvatura
[ ]))cos(1(sinsin)cos(cos 1221121 AAIIII
MDdDLS −−−−
∆= −
Severidad (Dog Leg Severity)
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Comparacion de Metodos