02 Registros Direccionales
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Registros Direccionales
Ignacio GorgoneDept. Diseno - MCA
2 IG12/7/2005
Contenido
• Correcciones de Azimuth – Azimuth Reference• Principios Magneticos• Herramientas de Survey• Telemetria de MWD’s• Metodos para Calculo de Surveys• Proyecciones
3 IG12/7/2005
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
4 IG12/7/2005
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.
5 IG12/7/2005
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
6 IG12/7/2005
Correccion de Azimuth
7 IG12/7/2005
Declinacion Magnetica
8 IG12/7/2005
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
9 IG12/7/2005
Declinacion Magnetica
10 IG12/7/2005
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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Reporte de SurveysEncabezado
Canon 10 Plan ProposalReport Date: November 13, 2004 Survey / DLS Computation Method: Minimum Curvature / Lubinski
Client: Pemex Exploracion y Produccion Vertical Section Azimuth: 16.260°Field: Canon Field Vertical Section Origin: N 0.000 ft, E 0.000 ft
Structure / Slot: Canon 10 / Canon 10 TVD Reference Datum: RKBWell: Canon 10 TVD Reference Elevation: 133.1 ft relative to MSL
Borehole: Canon 10 Sea Bed / Ground Level Elevation: 118.110 ft relative to MSLUWI/API#: Magnetic Declination: 5.977°
Survey Name / Date: Canon 10 Plan / November 12, 2004 Total Field Strength: 46224.017 nTTort / AHD / DDI / ERD ratio: 40.000° / 1575.89 ft / 4.811 / 0.160 Magnetic Dip: 55.296°
Grid Coordinate System: NAD27 UTM Zone 14N Declination Date: April 25, 2002Location Lat/Long: N 26 8 28.039, W 98 28 19.018 Magnetic Declination Model: BGGM 2004
Location Grid N/E Y/X: N 2891256.240 m, E 552784.190 m North Reference: True NorthGrid Convergence Angle: +0.23265583° Total Corr Mag North -> True North: +5.977°
Grid Scale Factor: 0.99963440 Local Coordinates Referenced To: Well Head
16 IG12/7/2005
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)
17 IG12/7/2005
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°
18 IG12/7/2005
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.
19 IG12/7/2005
Principios Magneticos de Survey
20 IG12/7/2005
Campo Magnetico: Orientacion
Intensidad del Campo Magnetico
Variacion del campo Magnetico
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Campo Magnetico
• Campo Magnetico de la Tierra– Horizontal component
• hT x Cos (Dip)
A
Horizontal Component
A = Dip Angle
22 IG12/7/2005
Campo Magnetico
+
-
La Intensidad del Campo Magnetico en cada locacion a lo largo de la Tierra tiene una Direccion determinada
23 IG12/7/2005
Campo Gravitacional: Inclinacion
Fuerza Gravitacional
24 IG12/7/2005
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.
25 IG12/7/2005
Error en Survey Magnetico
Drillstring interference Magnetic Variance Crustal Field
85% of Magnetic Survey Errors
26 IG12/7/2005
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.
27 IG12/7/2005
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.
28 IG12/7/2005
Calculo de la Inclinacion
Inclinacion es el angulo entre la linea vertical y la trayectoria del agujero en un punto particular.
= −
GFHGx
CosInc 1 222 GzGyGxGFH ++=
• La herramienta MWD mide la intensidad del campo Gravitacional a lo largo de 3 ejes ortogonales: Gx, Gy, Gz
• La inclinacion es calculada usando:
where
29 IG12/7/2005
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.
30 IG12/7/2005
Herramientas de Surveys
31 IG12/7/2005
Tipos
• Single shot– Magnetic– Gyro
• Multi shot– Magnetic– Gyro
• MWD– Magnetic– Gyro
32 IG12/7/2005
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
33 IG12/7/2005
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.
34 IG12/7/2005
Gyro Survey
• Sistemas Giroscopicos no estan afectados por interferenciamagnetica. Principalmente usado para obtener survey dentro del revestidor o KOP cuando la interferencia magnetica esmuy alta.
• Free Gyros (film based) y Rate Gyros (fully electronic) son losdos principales sistema de gyro. 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.
35 IG12/7/2005
Gyro Survey
36 IG12/7/2005
Gyro Survey
q Aumentar la exactitud
ü Mejora las elipses de Incertidumbre
q 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)
q Utilizar para Re-Surveys – e.g. of old wells, re-entries. Surveying in cased hole/tubing can not use magnetic survey tools.
37 IG12/7/2005
MWDl Herramienta Magnetica
l Utiliza un sistema de Magnetometros y Acelerometrospara medir la intensidad del campo magnetico y gravitacional.
l Utiliza Bateria o turbina y tranmite la informacion del survey a travez de pulso en el fluido o ondas.
l Puede ser recuperable o estar montado en un collar
38 IG12/7/2005
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)
39 IG12/7/2005
Telemetria
• Beneficios de la telemetria tipo sirena§ Señal es generada fuera de las
fuentes de ruido§ Menos afectada por el ruido de
perforación, ruido de las bombas de lodo y tranca del motor§ Mayor tasa de información puede
ser transmitida§ Flexibilidad en los frames o
ventanas de estructura, adaptable a las necesidades del cliente
40 IG12/7/2005
Calculos de Surveys
41 IG12/7/2005
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
42 IG12/7/2005
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
43 IG12/7/2005
Metodo 1: Tangencial
SURVEY INTERVAL (∆M
D)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
×∆=∆×∆=∆
44 IG12/7/2005
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.
45 IG12/7/2005
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
+=
+=
46 IG12/7/2005
Metodo 3: Radio de Curvatura
A1
I1
I2
A2
Asume: La trayectoria es una curva suave que puede ser fajustada a la superficie de un cilindro con un radio especifico
• Mejora la exactitud
47 IG12/7/2005
Metodo 4: Minimo Curvatura
Asume: La trayectoria es una curva suave que puede ser ajustada 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
48 IG12/7/2005
Metodo 4: Minimo Curvatura
[ ]))cos(1(sinsin)cos(cos 1221121 AAIIII
MDd
DLS −−−−∆
= −
Dog Leg Severity
49 IG12/7/2005
Comparacion de Metodos