MXPA06007407A - Sistema y metodo de telemetria de perforacion. - Google Patents
Sistema y metodo de telemetria de perforacion.Info
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Abstract
Los sistemas y los metodos de comunicacion de la perforacion para un emplazamiento de pozo que tiene una herramienta del subterraneo desplegada de una torre de perforacion en una perforacion que penetra una formacion subterranea se divulgan. Un ejemplo de un sistema de comunicacion incluye un primer dispositivo de telemetria del pulso de lodo colocado en una herramienta del subterraneo y por lo menos un adicional dispositivo de telemetria del pulso de lodo colocado en la herramienta del subterraneo. El ejemplo del sistema tambien incluye al menos uno de transductor de presion o de un sensor de la presion adaptado para detectar una presion modulada proporcionada por al menos uno de los dispositivos de telemetria.
Description
SISTEMA Y MÉTODO DE TELEMETRÍA DE PERFORACIÓN
REFERENCIAS CRUZADAS CON APLICACIONES RELACIONADAS Esta aplicación reivindica prioridad a la Aplicación Provisional de los
Estados Unidos, número de serie 60/697,073, registrado el 5 de julio del 2005, y titulada "Sistema y Método de Telemetría de Perforación."
CAMPO DE REVELACIÓN La actual revelación se relaciona con los sistemas y métodos de telemetría para el uso en operaciones de perforación. Más particularmente, la actual revelación se relaciona con los sistemas y métodos de telemetría de perforación para transportar señales entre una unidad superficial y una herramienta para dentro de una perforación.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Perforaciones se pueden perforar para localizar y para producir hidrocarburos. Típicamente, una perforación se forma por avanzando una herramienta de perforación para dentro de una perforación teniendo una broca en un extremo en la tierra. Mientras que se avanza la herramienta de perforación, líquido de la perforación ("lodo") se bombea de un hoyo de lodo superficial a través de un pasaje o pasajes en la herramienta de perforación y hacia fuera de la broca. El lodo que sale de la broca fluye de nuevo a la superficie para ser retornado al hoyo de lodo y se puede recircular a través de la herramienta de perforación. De este modo, el lodo de perforación refresca la herramienta de perforación, lleva las virutas y otros residuos lejos de la herramienta de perforación, y deposita las virutas y otros residuos en el hoyo de lodo. Como es conocido, además de las operaciones realizadas de refrescando y limpiando por el bombeo de lodo en la perforación, el lodo forma una capa de lodo que alinea la perforación que, entre otras funciones, reduce la fricción entre la secuencia del taladro y las formaciones subterráneas.
Durante las operaciones de perforación (i.e., avanzando la herramienta de perforación para dentro de una perforación), comunicaciones entre la herramienta de perforación para dentro de una perforación y una unidad de proceso superficial y/o otros dispositivos superficiales se pueden realizar usando un sistema de telemetría. En general, tales sistemas de telemetría permiten el transporte de la energía, datos, ordenes y/o cualesquiera otras señales o información entre las herramientas de perforación para dentro de la perforación / ensamblaje del fondo del agujero (BHA) y los dispositivos superficiales. Así, los sistemas de telemetría permiten, por ejemplo, que se transporten los datos relacionados con las condiciones de la perforación a los dispositivos superficiales y/o que la herramienta de perforación para dentro de la perforación sea controlada a través de comandos y/u otra información enviada del dispositivo(s) superficial a la herramienta de perforación para dentro de la perforación. Un sistema de telemetría de perforación conocido 100 esta representado en figura 1. Una descripción más detallada de tal sistema conocido se encuentra en la Patente de los Estados Unidos, numero de serie 5,5 7,464, que es incorporada por referencia adjunta en su totalidad. Refiriendo a figura 1 , una torre de perforación 0 incluye un mecanismo accionador 12 para proporcionar un esfuerzo de torsión a una secuencia del taladro 14. El extremo inferior de la secuencia del taladro 14 se extiende en una perforación 30 y lleva una broca 16 para perforar una formación subterránea 18. Durante las operaciones de perforación, el lodo de perforación 20 se estira de un hoyo de lodo 22 en una superficie 29 a través de una o más bombas 24 (e.g., bombas oscilantes). El lodo de perforación 20 se circula a través de una línea de lodo 26 a través de la secuencia del taladro 14, a través de la broca 16, y de nuevo a la superficie 29 vía un ánulo 28 entre la secuencia del taladro 14 y la pared de la perforación 30. Al alcanzar la superficie 29, el lodo de perforación 20 se descarga a través de una línea 32 en el hoyo de lodo 22 de modo que la roca y/o los otros residuos cargados adentro del lodo puedan colocarse al fondo del hoyo de lodo 22 antes de que se recircule el lodo de perforación 20.
Según lo demostrado en figura 1 , una herramienta del subterráneo de medida durante la perforación (MWD) 34 se incorpora en la secuencia del taladro 14 cerca de la broca 16 para la adquisición y la transmisión de datos o de información del subterráneo. La herramienta MWD 34 incluye un paquete de sensor electrónico 36 y un dispositivo de telemetría de perforación del flujo de lodo 38. El dispositivo de telemetría de perforación del flujo de lodo 38 puede selectivamente bloquear el pasaje del lodo 20 a través de la secuencia del taladro 14 para causar cambios de la presión en la línea de lodo 26. Es decir, el dispositivo de telemetría de perforación 38 se puede utilizar para modular la presión en el lodo 20 para transmitir datos del paquete de sensor 36 a la superficie 29. Los cambios modulados en la presión son detectados por un transductor de presión 40 y un sensor de pistón de bomba 42, cuyos se acoplan a un procesador (no demostrado). El procesador interpreta los cambios modulados en la presión para reconstruir los datos colectados y enviados por el paquete de sensor 36. La modulación y la desmodulación de una onda de la presión se describen detalladamente en la patente de los Estados Unidos, comúnmente asignada numero de serie 5,375,098, que es incorporada por referencia adjunto en su totalidad. Además del sistema conocido de telemetría del pulso de lodo 100 representado en figura 1 , otros sistemas de telemetría de perforación se pueden utilizar para establecer comunicación entre una herramienta del subterráneo y una unidad superficial. Los ejemplos de sistemas de telemetría conocidos incluyen un sistema de telemetría de perforación atado con alambre de la pipa de taladro según lo descrito en la Patente de los Estados Unidos, número de serie 6,641 ,434, un sistema de telemetría de perforación electromagnético según lo descrito en la Patente de los Estados Unidos, número de serie 5,624,051 , un sistema de telemetría de perforación acústico según lo descrito en la Patente publicada PCT, número de serie W02004085796, que son incorporadas por este medio por la referencia adjunto en sus totalidades. Otros ejemplos, usando dispositivos de transporte o de comunicación de los datos (e.g., transmisores-receptores acoplados a los sensores) también se han utilizado para transportar energía y/o datos entre una herramienta del subterráneo y una unidad de la superficie. A pesar del desarrollo y del adelanto de los dispositivos de telemetría en las operaciones de perforación, sigue habiendo una necesidad para adicionales capacidades de telemetría de perforación y confiabilidad para las operaciones de perforación. Así como con muchos otros dispositivos de perforación, los dispositivos de telemetría de perforación a veces fallan. Además, la energía proporcionada por muchos conocidos dispositivos de telemetría de perforación puede ser no lo suficiente para accionar deseadas operaciones de perforación. Se ha intencionado el uso de dos diferentes tipos de dispositivos de telemetría del pulso de Iodo en una herramienta del subterráneo. En particular, cada uno de los diferentes dispositivos de telemetría del pulso de lodo típicamente se coloca en la herramienta del subterráneo y comunicativamente se liga a una unidad superficial diversa, respectivamente. Tales herramientas de telemetría de perforación se han funcionado simultáneamente y no simultáneamente y a diferentes frecuencias. Intentos también se han realizado para desarrollar telemetría del canal dual de perforación del subterráneo para la independiente interpretación de la transmisión de secuencias de datos a través de canales comunicativos según lo descrito en la Patente de los Estados Unidos, número de serie 6,909,667. A pesar de los antedichos adelantos en sistemas de telemetría de perforación, sigue habiendo una necesidad de proporcionar sistemas de telemetría de perforación capaces de proporcionando agregada confiabilidad, aumento en velocidad, y aumento en capacidades de energía. Según lo dispuesto en la descripción detallada abajo, los métodos del ejemplo y los aparatos permiten sistemas de telemetría que funcionen en una o más deseadas frecuencias y proporcionen aumento en ancho de banda. Además, los métodos del ejemplo y los aparatos descritos abajo permiten una pluralidad de diversos dispositivos de telemetría de perforación sean combinados con una variedad de uno o más componentes del subterráneo, tales como herramientas de evaluación de la formación, para proporcionar flexibilidad en la ejecución de operaciones de la perforación. Aún más, los métodos del ejemplo y los aparatos descritos abajo proporcionan capacidad de reserva de telemetría de perforación, permiten la operación de múltiples herramientas idénticas o substancialmente similares de telemetría de perforación, permiten la generación de las medidas comparativas de la perforación, permiten la activación de múltiples herramientas de telemetría de perforación, aumentan el ancho de banda disponible y/o gama de transmisión de datos para las comunicaciones entre una o más herramientas del subterráneo y una o más unidades de la superficie, y permiten la adaptación de las herramientas de telemetría de perforación a condiciones diversas y/o variables de la perforación.
COMPENDIO DE LA INVENCIÓN De acuerdo con un ejemplo divulgado, un sistema de comunicación de la perforación para un emplazamiento de pozo teniendo una herramienta del subterráneo desplegada en una perforación penetrando una formación subterránea incluye un primer dispositivo de telemetría de pulso del lodo dispuesto en la herramienta del subterráneo. El sistema del ejemplo puede también incluir por lo menos un dispositivo adicional de telemetría con excepción de un dispositivo de telemetría del pulso de lodo y dispuesto en la perforación. Además, el sistema del ejemplo puede incluir por lo menos uno de ya sea un transductor de presión o un sensor de la presión adaptado para detectar una presión modulada proporcionada por lo menos uno de los dispositivos de telemetría. En otro ejemplo divulgado, un sistema de comunicación de la perforación para un emplazamiento de pozo que hacía una herramienta del subterráneo desplegar en una perforación que penetraba una formación subterránea incluye una pluralidad de sistemas de telemetría de perforación. Por lo menos uno de los sistemas de telemetría de la perforación puede abarcar un sistema atado con alambre de telemetría de la pipa de taladro. El sistema del ejemplo puede también incluir por lo menos una unidad superficial en la comunicación con por lo menos una de la pluralidad de sistemas de telemetría de perforación. En otro ejemplo divulgado, un sistema de comunicación de la perforación para un emplazamiento de pozo que hace una herramienta del subterráneo desplegar en una perforación que penetra una formación subterránea incluye por lo menos un componente de la evaluación de la formación para medir por lo menos un parámetro de la perforación. El sistema del ejemplo puede también incluir una pluralidad de sistemas de telemetría de la perforación. Por lo menos uno de los sistemas de telemetría de la perforación puede estar en la comunicación con el por lo menos un componente de la evaluación de la formación para recibir datos allí y para transmitir los datos a una unidad superficial.
En inmóvil otros divulgaron ejemplo, un método de comunicarse entre una localización superficial y una herramienta del subterráneo desplegada en una perforación que penetra una formación subterránea evalúa una formación subterránea usando por lo menos un componente del subterráneo colocado en la herramienta del subterráneo. La herramienta del subterráneo puede abarcar una pluralidad de sistemas de telemetría de la perforación. El método del ejemplo puede también transmitir selectivamente datos del por lo menos un componente del subterráneo a una unidad superficial vía por lo menos uno de los sistemas de telemetría de la perforación.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS Figura 1 es una vista esquemática, parcialmente en sección representativa, de una medida conocida mientras que la herramienta de perforación y el dispositivo de telemetría de la perforación conectados a una secuencia del taladro y desplegados de una torre de perforación dentro de una perforación. Figura 2 es una vista esquemática, parcialmente en sección representativa, de un ejemplo de sistema de telemetría incluyendo una herramienta del subterráneo teniendo múltiples dispositivos de telemetría del pulso de lodo. Figura 3 es una vista esquemática, parcialmente en sección representativa, de otro ejemplo de sistema de telemetría incluyendo una herramienta del subterráneo teniendo un dispositivo de telemetría de la perforación atado de alambre con una pipa de taladro. Figura 4 es una vista esquemática, parcialmente en sección representativa, de aún otro ejemplo de sistema de telemetría incluyendo una herramienta del subterráneo teniendo un dispositivo de telemetría del pulso de lodo y un dispositivo de telemetría de perforación electromagnético. Figura 5 es una vista esquemática, parcialmente en sección representativa, de aún más otro ejemplo de un sistema de telemetría incluyendo una herramienta del subterráneo teniendo múltiples componentes del subterráneo y múltiples dispositivos de telemetría de la perforación.
DESCRIPCIÓN DETALLADA Ciertos ejemplos están demostrados en las figuras identificadas anteriormente y se describen detalladamente en lo siguiente. En describir estos ejemplos, números de referencia similares o idénticos se utilizan para identificar elementos comunes o similares. Las figuras no son necesariamente a escala y ciertas características y ciertas vistas de las figuras se pueden demostrar exageradas en escala o en el diagrama esquemático para la claridad y/o la concisión. Refiriendo ahora a figura 2, se demuestra un sistema 200 de telemetría de perforación del pulso de lodo que tiene múltiples dispositivos de telemetría. En contraste con el conocido sistema 100 de figura 1 , el ejemplo de sistema 200 de telemetría de la perforación incluye dos herramientas de MWD 234a y 234b, dos dispositivos 238a y 238b de telemetría del pulso de lodo, dos transductores 240a y 240b, y dos sensores 242a y 242b. Además, las herramientas de MWD 234a y 234b pueden comunicarse con una sola computadora o unidad superficial 202 vía los dispositivos de telemetría del pulso de lodo 238a y 238b. Como puede ser observado, en el ejemplo del sistema 200 de figura 2, los dispositivos de telemetría del pulso de lodo 238a y 238b son idénticos o substancialmente idénticos, las herramientas de MWD 234a y 234b son idénticas o substancialmente idénticas, y los dispositivos 238a y 238b y las herramientas 234a y 234b están colocados dentro de una sola herramienta 201 (i.e., la misma herramienta del subterráneo). La unidad superficial o la computadora 202 se puede implementar usando cualquier combinación deseada del hardware y/o del software. Por ejemplo, una plataforma de la computadora personal, plataforma del sitio de trabajo, etc. puede almacenar en un medio legible por computadora (e.g., un disco magnético o un disco duro óptico, una memoria de acceso aleatorio, etc.) y ejecutar una o más rutinas del software, programas, código o instrucciones legibles por máquina, etc. para realizar las operaciones descritas adjunto. Además o alternativamente, la unidad superficial o la computadora 202 puede utilizar el hardware dedicado o utilizar lógica tal como, por ejemplo, circuitos integrados específicos a la aplicación, reguladores de lógica configurados y programables, lógica discreta, circuitería analógica, componentes eléctricos pasivos, etc., para realizar las funciones o las operaciones descritas adjunto. Aún más, mientras que la unidad superficial 202 se representa en el ejemplo de figura 2 como siendo relativamente próxima a la torre de perforación 10, una cierta parte de o la entera unidad superficial 202 puede de alternativa estar situada relativamente remotamente de la torre de perforación 10. Por ejemplo, la unidad superficial 202 se puede acoplar operacionalmente y/o comunicativamente al sistema de telemetría de perforación 200 a través de cualquier combinación de uno o más puentes de comunicaciones inalámbricos o alámbricos (no demostrado). Tales puentes de comunicaciones pueden incluir comunicaciones a través una red de paquetes conmutados (e.g., el Internet), líneas telefónicas alámbricas, puentes de comunicaciones celulares y/o otros puentes de comunicaciones basados en radiofrecuencia, etc. usando cualquier deseado protocolo de comunicación. Volviendo detalladamente a figura 2, las herramientas de MWD 234a y 234b se pueden poner en ejecución usando el mismo dispositivo(s) usado para implementar la herramienta de MWD 34 de figura 1. Semejantemente, los dispositivos de telemetría del pulso de lodo 283a y 238b se pueden implementar usando el mismo dispositivo(s) usado para implementar el dispositivo de telemetría del pulso de lodo 38 de figura . Un ejemplo de un dispositivo de telemetría del pulso de lodo que se pueda utilizar o adaptar de otra manera para implementar los dispositivos 38, 238a, y 238b se describe en la Patente de los Estados Unidos, número de serie 5,517,464, que ha sido incorporada previamente por referencia. En operación, el ejemplo de sistema de telemetría de perforación 200 figura 2 utiliza los dispositivos de telemetría del pulso de lodo 238a y 238b para generar señales (e.g., señales moduladas de la presión) en el lodo 20 que fluye en la pieza anular 28 de la perforación 30. Estas señales generadas (e.g., señales moduladas o que varían de la presión) se pueden detectar por uno o más de los transductores de presión 240a y 240b y/o los sensores de la presión 242a y 242b y se pueden analizar por la unidad superficial 202 para extraer o de otra manera para obtener los datos u otra información relacionada a la condición(s) operacional de la herramienta del subterráneo 201 (e.g., una o ambas herramientas de MWD 234a y 234b), condiciones en la perforación 30, y/o cualquier otra deseada información del subterráneo. De este modo, las comunicaciones se pueden establecer entre la herramienta del subterráneo 201 y, así, entre las herramientas de MWD 234a y 234b, y la unidad superficial 202. Más generalmente, tales comunicaciones entre la herramienta del subterráneo 201 y la unidad superficial 202 se pueden establecer usando sistemas de enlace ascendente y/o enlace descendente. Además, mientras que los dispositivos de telemetría del pulso de lodo 238a y 238b se describen en la conexión con el ejemplo del sistema de telemetría 200 de figura 2, otros tipos de dispositivos de telemetría de la perforación se pueden emplear en vez o además de los dispositivos de telemetría del pulso de lodo 238a y 238b. Por ejemplo, una o más turbinas de lodo, dispositivos del pulso positivo de telemetría del flujo de lodo, y/o dispositivos del pulso negativo de telemetría del flujo de lodo pueden ser utilizados. En general, el ejemplo de los sistemas de telemetría de la perforación descritos adjunto pueden utilizar dispositivos de telemetría dispuestos o colocados en varias configuraciones concerniente a la herramienta del subterráneo. En el ejemplo de figura 2, uno o ambos dispositivos de telemetría 238a y 238b se pueden acoplar operativamente o comunicativamente a la misma (es decir, una sola) herramienta de MWD (e.g., la herramienta 234a o la herramienta 234b). Alternativamente, cada uno de los dispositivos de telemetría 238a y 238b se pueden acoplar operativamente o comunicativamente a diversas herramientas respectivas. Por ejemplo, el dispositivo de telemetría 238a se puede acoplar comunicativamente u operativamente a la herramienta de MWD 234a y el dispositivo de telemetría 238b se puede acoplar comunicativamente u operativamente a la herramienta de MWD 234b, según lo representado en figura 2. Según lo descrito en más detalle en lo siguiente, uno o ambos dispositivos de telemetría 238a y 238b se pueden acoplar comunicativamente u operativamente a uno o más adicionales componentes del subterráneo. Regresando otra vez al ejemplo de la operación del sistema 200 de figura 2, los dispositivos de telemetría del pulso de lodo 238a y 238b pueden enviar señales de enlaces ascendentes (e.g., señales variadas o moduladas de la presión que serán transportadas por la pieza anular 28 a la superficie 29) por alterando el flujo de lodo a través de los dispositivos de telemetría 238a y 238b. Tales señales de enlaces ascendentes (e.g., señales variadas o moduladas de la presión) son notadas o detectadas por los transductores de presión 240a y 240b y/o los sensores de presión 242a y 242b. En particular, las señales de enlaces ascendentes generadas por el dispositivo de telemetría 238a se pueden detectar o notar por el transductor 240a y/o el sensor de presión 242a. Semejantemente, las señales de enlaces ascendentes generadas por el dispositivo de telemetría 238b se pueden detectar o notar por el transductor 240b y/o el sensor de presión 242b. Los transductores de presión 240a y 240b se pueden implementar usando dispositivos idénticos o similares a ése usado para implementar el transductor de presión 40 de figura 1 , y los sensores 242a y 242b se pueden implementar usando dispositivos idénticos o similares a ése usado para implementar el sensor 42 de figura 1. La figura 3 es una vista esquemática, parcialmente en sección representativa, de otro ejemplo de sistema de telemetría 300 incluyendo una herramienta del subterráneo 301 teniendo un sistema de telemetría de la perforación atado de alambre con la pipa de taladro o un dispositivo 348. En contraste con el conocido sistema de telemetría del pulso de lodo 100 representado en figura 1 , el ejemplo del sistema de telemetría 300 utiliza un dispositivo de telemetría del pulso de lodo 338 que esta cubierto en una herramienta de MWD 334 e incluye el sistema de telemetría atado de alambre con la pipa de taladro 348. Según lo demostrado en figura 3, la herramienta de MWD 334 y el dispositivo de telemetría del pulso de lodo 338 se pueden colocar en la herramienta del subterráneo 301. La herramienta de MWD 334 se puede implementar usando un dispositivo que sea similar o idéntico a ése usado para implementar la herramienta de MWD 34 de la figura 1 y/o las herramientas de MWD 234a y 234b de figura 2. Semejantemente, el dispositivo de telemetría del pulso de lodo 338 se puede implementar usando un dispositivo que sea similar o idéntico a ése usado para implementar el dispositivo de telemetría del pulso de lodo 38 de figura 1 y/o los dispositivos de telemetría del pulso de lodo 238a y 238b de figura 2. Además, la unidad superficial o la computadora 302 se puede implementar de una manera similar a la unidad superficial o a la computadora 202 descrita en conexión con figura 2. Así, la unidad superficial 302 se puede acoplar operativamente o comunicativamente a la herramienta de MWD 334 a través del dispositivo de telemetría del pulso de lodo 338 y/o se puede acoplar operativamente o comunicativamente con el sistema de telemetría atado con alambre de la pipa de taladro 348 a través uno o más puentes de comunicaciones (no demostrado). Así como con el ejemplo del sistema 200 de figura 2, la unidad superficial o la computadora 302 puede ser próxima a la torre de perforación 10 o, alternativamente, algo de o toda la unidad superficial o computadora 302 se puede establecer remotamente concerniente a la torre de perforación 10. Regresando en detalle al sistema de telemetría de la perforación atado con alambre de la pipa de taladro 348, puede ser observado en el ejemplo de figura 3 que el sistema 348 extiende substancialmente y totalmente a través de la secuencia del taladro 14. Un ejemplo de un sistema de telemetría de la perforación atado con alambre de la pipa de taladro que se pueda utilizar para implementar el sistema 348 se describe en la Patente de los Estados Unidos, número de serie 6,641 ,434, que ha sido incorporada previamente por referencia adjunto. Según lo representado en figura 3, el sistema de telemetría de la perforación atado con alambre de la pipa de taladro 348 incluye una pluralidad o una serie de alambres 352 colocados en cada pipa de taladro 350 que forman o componen la secuencia del taladro 14. Un acoplador 354 se coloca en el extremo de cada una de las pipas de taladro 350 para que cuando las pipas 350 estén conectadas, juntadas, o de otro modo, acopladas, la secuencia del taladro 14 proporciona un puente de comunicaciones alámbrico extendiendo a través de la secuencia del taladro 14. Mientras que el sistema de telemetría atado con alambre de la pipa de taladro 348 esta representado en figura 3 como extendiendo substancialmente y totalmente a través de la secuencia del taladro 14 a la herramienta de MWD 334, el sistema de telemetría atado con alambre de la pipa de taladro 348 puede de otro modo extender solamente parcialmente a través de la secuencia del taladro 14. Durante la operación, cualquiera o ambos dispositivo de telemetría del pulso de lodo 338 y el sistema de telemetría atado con alambre de la pipa de taladro 348 se pueden utilizar para permitir comunicaciones entre la herramienta del subterráneo 301 (e.g., la herramienta de MWD 334) y la unidad superficial 302. Dependiendo del modo operativo particular de la torre de perforación 10 y/o el subterráneo u otras condiciones ambientales, el dispositivo 338 o el sistema 348 puedan ser más apropiados para transportar datos a la unidad superficial 302. Alternativamente o además, ambos el dispositivo 338 y el sistema 348 se pueden utilizar para transportar información entre la unidad superficial 302 y la herramienta del subterráneo 301 a la vez. En tal caso, la información transportada puede involucrar el mismo parámetro(s) o condición(es) o diferentes parámetro(s) o condición(es) del subterráneo. La figura 4 es una vista esquemática, parcialmente en sección representativa, de aún otro ejemplo del sistema de telemetría 400 incluyendo una herramienta del subterráneo 401 teniendo un dispositivo de telemetría del pulso de lodo 438 y un dispositivo de telemetría de la perforación electromagnético 448. Similar a los sistemas 200 y 300 representados en las figuras 2 y 3, respectivamente, el sistema 400 incluye una unidad superficial o una computadora 402 que puede comunicarse con la herramienta del subterráneo 401 y/u otros componentes del subterráneo y analizar la información obtenida desde allí. De este modo, la unidad superficial 402 se puede acoplar operativamente o de otro modo a una herramienta de MWD 434 a través, por ejemplo, del dispositivo de telemetría del pulso de lodo 438. Aún más, como con los otros sistemas 200 y 300, la unidad superficial 402 puede ser próxima a la torre de perforación 10 según lo demostrado, o algo o toda la unidad superficial 402 se puede establecer remotamente concerniente a la torre de perforación 10 y comunicativamente acoplarse a través, por ejemplo, a cualquier combinación deseada de los puentes de comunicaciones inalámbricos y alámbricos al sistema 400. El dispositivo de telemetría del pulso de lodo 438 está colocado en la herramienta del subterráneo 401 y se puede implementar usando el mismo dispositivo o un dispositivo similar al dispositivo usado para implementar el dispositivo 38 de figura 1 , los dispositivos 238a y 238b de figura 2, y/o el dispositivo 338 de figura 3. También, la herramienta de MWD 434 se coloca en la herramienta del subterráneo 401 y se puede implementar usando el mismo dispositivo o un dispositivo similar al dispositivo usado para implementar el dispositivo(s) usado para implementar las herramientas 234a y 234b de figura 2, y/o 334 de figura 3. El sistema de telemetría de la perforación electromagnético 448 incluye un transmisor-receptor del subterráneo 454 y un transmisor-receptor superficial 452. Un ejemplo de un sistema de telemetría de la perforación electromagnético que se pueda utilizar para implementar el sistema 448 de figura 4 se describe en la Patente de ios Estados Unidos, número de serie 5,624,051 , incorporada previamente por referencia adjunto. Según lo representado en el ejemplo de figura 4, el sistema de telemetría de la perforación electromagnético 448 también se proporciona con un collar con un espacio 450, que es colocado en la herramienta del subterráneo 401 para amplificar las señales electromagnéticas transportadas entre los transmisores-receptores 452 y 454. Un ejemplo de un collar con un espacio que se puede utilizar para implementar el collar 450 se describe en la Patente de los Estados Unidos, número de serie 5,396,232.
Mientras que los ejemplos de sistemas representados en las figuras 2-4 incluyen ciertas combinaciones de sistemas de telemetría del pulso de lodo, de telemetría atada con alambre de la pipa de taladro, y de sistemas de telemetría electromagnético, otras combinaciones de tales sistemas se pueden emplear para alcanzar el mismo o los resultados similares. Por ejemplo, un sistema de telemetría de la perforación usando una turbina de lodo, dispositivos de telemetría de pulsos positivos y/o negativos, un dispositivo de telemetría acústico, un dispositivo de telemetría de onda torcional ("Tortional"), o cualquier otro dispositivo(s) de telemetría se podría utilizar en vez de o además de ésos representados en las figuras 2-4 para comunicarse con una unidad superficial o una computadora. Además, varias combinaciones de los puentes de comunicaciones (e.g., radio, alámbrico, etc.) pueden ser empleadas para proporcionar comunicaciones selectivas entre la unidad superficial y los dispositivos de telemetría para satisfacer las necesidades de los usos particulares.
Aún más, debe ser entendido que los dispositivos de telemetría, o cualquier combinación de eso, utilizados con el ejemplo de los sistemas descritos adjunto se pueden colocar en varias configuraciones alrededor de la herramienta del subterráneo. Por ejemplo, los dispositivos se pueden colocar adyacente el uno al otro o, alternativamente, a cierta distancia deseada o espaciados aparte, con o sin los componentes dispuestos entre allí. Los dispositivos de telemetría se pueden orientar verticalmente según lo demostrado en los ejemplos, o uno o más de los dispositivos pueden ser invertidos. La figura 5 es una vista esquemática, parcialmente en sección representativa, inmóvil de aún otro ejemplo de sistema de telemetría 500 incluyendo una herramienta del subterráneo 501 que tiene componentes múltiples del subterráneo y dispositivos múltiples de telemetría de la perforación. Según lo representado en el sistema 500 del ejemplo de figura 5, la herramienta del subterráneo 501 incluye dos herramientas de MWD 534a y 534b, dos dispositivos de telemetría del pulso de lodo 538a y 538b, dos transductores de presión 540a y 540b, y dos sensores 542a y 542b.
Una unidad superficial o una computadora 502, que pueden ser similares o idénticas a una o más de las unidades superficiales 202, 302, y 402 del ejemplo de las figuras 2, 3, y 4, respectivamente, se pueden acoplarse comunicativamente y/o operativamente a los dispositivos de telemetría 538a y 538b y/o a los componentes del subterráneo 548a y 548b. Como con las otras unidades superficiales 202, 302, y 404 del ejemplo, la unidad superficial 502 del ejemplo puede ser próxima (e.g., en el sitio) o situado remotamente (e.g., fuera del sitio) concerniente al aparejo 10 y acoplada operativamente y/o de otra manera a los sistemas de telemetría, a las herramientas de MWD 534a y 534b, y/o a los dispositivos de telemetría del pulso de lodo 538a y 538b a través cualquier puente de comunicaciones deseado (no demostrado). Las herramientas de MWD 534a y 534b se pueden implementar usando los dispositivos similares o idénticos a ésos usados para implementar las herramientas de MWD 34, 234a, 234b, 334, y/o 434. Semejantemente, los dispositivos de telemetría del pulso de lodo 538a y 538b se pueden implementar usando los dispositivos similares o idénticos a ésos usados para implementar los dispositivos de telemetría del pulso de lodo 38, 238a, 238b, 338, y/o 438. Según lo representado en figura 5, la herramienta del subterráneo 501 contiene las herramientas de MWD 534a y 534b, los dispositivos de telemetría del pulso de lodo 538a y 538b, y los componentes 548a y 548b del subterráneo. En el ejemplo de figura 5, los componentes del subterráneo 548a y 548b se representan como herramientas de la evaluación de la formación, que se pueden utilizar para probar y/o para muestrear el líquido de una formación circundante. Los ejemplos de tales herramientas de la evaluación de la formación que se puedan utilizar para implementar las herramientas 548a y 548b se describen en la Patente de ios Estados Unidos, número de serie 2005/01109538, que es incorporada por referencia adjunto en su totalidad. Según lo demostrado, los componentes del subterráneo 548a y 548b incluyen las láminas del estabilizador 552a y 552b con las puntas de prueba 554a y 554b para el líquido de dibujo en la herramienta del subterráneo 501 , y los pistones de reserva 550a y 550b para asistir a conducir las puntas de prueba 554a y 554b en la posición contra la pared de la perforación 30.
Los componentes de la evaluación de la formación 548a y 548b pueden permitir las varias pruebas de presión y/o procedimientos de muestreo que se realizarán. Aunque el ejemplo de figura 5 representa dos componentes de la evaluación de la formación en la herramienta del subterráneo 501 , uno o más de dos componentes de la evaluación de la formación se pueden utilizar en lugar de otro. En el ejemplo de figura 5, los dispositivos de telemetría de la perforación 538a y 538b se acoplan operativamente a los componentes del subterráneo respectivos 548a y 548b. Sin embargo, uno o más dispositivos de telemetría de la perforación se pueden acoplar a uno o más componentes de la evaluación de la formación. Por ejemplo, dos dispositivos de telemetría de la perforación se pueden acoplar al mismo componente del subterráneo o, alternativamente, cada uno de los dispositivos de telemetría de la perforación se puede acoplar a un solo componente del subterráneo, respectivamente. Además, una variedad de componentes de la evaluación de la formación se puede acoplar a uno o ambos dispositivos 538a y 538b de telemetría de la perforación. Según lo utilizado adjunto, "el componente de la evaluación de la formación" se refiere a un dispositivo para realizar la evaluación de la formación tal como, por ejemplo, muestreo, detectando la presión de la formación durante la perforación, resistencia de mediciones, medidas nucleares magnéticas, o cualquier otra herramienta del subterráneo usada para evaluar una formación subterránea. Los múltiples dispositivos de telemetría de la perforación y/o sistemas tales como ésos descritos en conexión con el ejemplo de los sistemas adjunto se pueden utilizar para proveer las herramientas del subterráneo con la capacidad de realizar operaciones independientes o integradas del subterráneo. Por ejemplo, un sistema de telemetría de la perforación y/o dispositivo de telemetría se puede utilizar conjuntamente con un componente de la evaluación de la formación del subterráneo para realizar varias operaciones de prueba, mientras que un segundo dispositivo de telemetría se puede utilizar para realizar operaciones de la resistencia. Adicionales sistemas de telemetría de la perforación y/o dispositivos se pueden proporcionar según lo deseado. En algunos casos puede ser deseable utilizar ciertos sistemas de telemetría de la perforación o dispositivos conjuntamente con ciertos componentes del subterráneo para realizar ciertas operaciones del subterráneo. Las medidas que se toman utilizando los dispositivos de telemetría de la perforación pueden ser comparadas y analizadas. De este modo, medidas duplicadas o redundantes se pueden tomar con los propósitos de calibración y/o de verificación. Además, medidas duplicadas o redundantes se pueden tomar en diversas posiciones (al mismo tiempo o en diferentes tiempos) para determinar diferencias en la formación de varias localizaciones subterráneas. Medidas tomadas por diferentes componentes también se pueden analizar para determinar, por ejemplo, capacidades de funcionamiento y/o características de la formación. La funcionalidad de los dispositivos de telemetría de la perforación ya sea separada o individual también se puede utilizar para proveer y/o para amplificar las capacidades de energía para instrumentos o herramientas del subterráneo en el BHA como sea necesario para realizar operaciones continuas o adicionales. Por ejemplo, encarnaciones de los sistemas divulgados adjunto pueden ser implementadas con una fuente de energía (e.g. baterías) o con un generador de energía (e.g. turbina de lodo), según lo conocido en el arte, para proporcionar la energía deseada. Aún otras encarnaciones se pueden implementar para la transmisión de energía a través del transporte de energía electromagnético usando los sistemas atados con alambre de la pipa de taladro que están divulgados aquí. Múltiples dispositivos de telemetría de la perforación también se pueden utilizar para aumentar gamas de transmisión de datos a la superficie y/o para eliminar la necesidad de baterías en la herramienta del subterráneo. El uso de múltiples dispositivos de telemetría de la perforación puede también proporcionar un sistema de reserva en el caso donde uno de los sistemas de telemetría de la perforación falla o de otra manera no puede funcionar correctamente. Además, en los casos donde se utilizan dos sistemas y/o dispositivos de telemetría de la perforación diferentes, alternativo tipos de comunicaciones se pueden emplear según lo deseado o necesitado para proporcionar comunicaciones más eficaces entre una herramienta del subterráneo y una unidad superficial. Aún más, cualquier medio de comunicación deseado (e.g., gas/mezclas de gas/ incluyendo aire, metano, nitrógeno, lodo, etc.) o la combinación de medios se pueden utilizar para implementar los sistemas de telemetría descritos adjunto. Por ejemplo, cualquier combinación de medios inalámbricos y/o alámbricos se pueden utilizar para satisfacer las necesidades de usos particulares. Más específicamente, medios inalámbricos pueden incluir lodo de perforación, señales electromagnéticas, señales acústicas, etc., y medios alámbricos pueden incluir la pipa de taladro atada con alambre y/o cualquier otro medio usando los conductores eléctricos. En algunos casos, especialmente durante perforación desequilibrada, el gas inerte tal como nitrógeno, metano o el aire se mezclan para reducir el peso del lodo. Si hay una cantidad excesiva de gas en el sistema de lodo, sistemas de telemetría del pulso de lodo a menudo fallan y no funcionan. En algunos casos solamente el gas presurizado se utiliza para la perforación. En estos casos sistemas electromagnéticos y/o sistemas de telemetría de la invención atados con alambre de la pipa de taladro pueden ser utilizados. Una combinación de estos sistemas de telemetría o múltiples dispositivos electromagnéticos u otros de telemetría también se pueden utilizar según lo divulgado adjunto. Según lo observado arriba en conexión con los ejemplos de las figuras 2, 3, 4, y 5, las unidades superficiales 202, 302, 402, y/o 502 pueden estar en el sitio o fuera del sitio localizado (e.g., concerniente a la torre de perforación), y se pueden acoplarse comunicativamente y/o operativamente a una o más respectivas herramientas del subterráneo a través los puentes de comunicaciones (no demostrado). Los puentes de comunicaciones se pueden implementar usando cualquier acoplamiento deseado inalámbrico y/o alámbrico capaz de transmitir datos entre los dispositivos de telemetría de la perforación y las unidades superficiales o las computadoras. En algunos ejemplos, el puente de comunicaciones se puede acoplar a un dispositivo de telemetría de la perforación a través un dispositivo intermediario tal como, por ejemplo, un transductor de presión. El puente de comunicaciones proporciona los medios para pasar señales tales como comando, datos, energía u otras señales entre los dispositivos de telemetría de la perforación y la computadora superficial. Estas señales se pueden utilizar para controlar la herramienta del subterráneo y/o para recuperar los datos recogidos por la herramienta del subterráneo. Preferiblemente, pero no necesariamente, las señales se pasan en tiempo real para proporcionar la colección de datos, la operación de la herramienta y/o las respuestas rápidas y eficientes a las condiciones de la perforación. Uno o más puentes de comunicaciones se pueden proporcionar para operativamente acoplar el sistema(s) y/o el dispositivo(s) de telemetría de la perforación a una o más unidad(es) superficiales. De este modo, cada dispositivo y/o sistema de telemetría de la perforación pueden selectivamente comunicarse con una o más unidad(es) superficiales. Alternativamente, tales puentes de comunicaciones pueden acoplar el sistema(s) y/o el dispositivo(s) de telemetría de la perforación. El dispositivo(s) de telemetría puede comunicarse con la superficie a través un sistema de telemetría de la perforación. Los varios puentes de comunicaciones se pueden proporcionar de modo que los dispositivos y/o los sistemas de telemetría de la perforación puedan comunicarse el uno con el otro y/o a la unidad(es) superficial independientemente, simultáneamente o substanctalmente simultáneamente, de forma alterna (e.g., mientras que un dispositivo de telemetría se está comunicando activamente, otros dispositivos de telemetría no se están comunicando activamente), y/o durante seleccionados (e.g., predeterminado) marcos o intervalos de tiempo. Las señales y/o otras comunicaciones transportadas a través los ejemplos de sistemas de telemetría de la perforación descritos adjunto se pueden utilizar o manipular para permitir el flujo eficiente de datos o de la información. Por ejemplo, el ejemplo de los dispositivos de telemetría y/o los sistemas se pueden operar selectivamente para pasar datos de la herramienta del subterráneo a la unidad superficial o a la computadora. Tales datos se pueden pasar de los dispositivos y/o de los sistemas de telemetría en frecuencias similares o diversas, simultáneamente o substanciaimente simultáneamente, e independientemente. Los datos y/o las señales se pueden manipular selectivamente, analizar, o procesar de otra manera para generar un grado óptimo y/o una deseada salida de datos. Los datos (e.g., salida de datos) pueden ser comparados (e.g., a los valores de referencia, a los valores umbrales, etc.) y/o pueden ser analizados para determinar las condiciones del emplazamiento del pozo, que puede ser utilizado para ajusfar las condiciones operativas, para localizar los hidrocarburos valiosos, y/o para realizar cualesquiera otras deseadas operaciones o funciones del emplazamiento del pozo. Será entendido por la descripción anterior que los ejemplos de sistemas y métodos descritos adjunto pueden ser modificados de las encarnaciones específicas proporcionadas. Por ejemplo, los puentes de comunicaciones descritos adjunto pueden ser alámbricos o inalámbricos. El ejemplo de dispositivos descritos adjunto pueden ser activados manualmente y/o automáticamente o operados para activar (as deseadas operaciones. Tal activación se puede realizar según lo deseado y/o basado en los datos generados, las condiciones detectadas, y/o los resultados de operaciones del subterráneo. La anterior descripción y ejemplos de los sistemas y métodos proporcionados allí sirven de ilustración solamente y no deben ser interpretados como limitados. Así, aunque ciertos aparatos y métodos se han descrito adjunto, el ámbito de cobertura de esta patente no se limita a ello. Por lo contrario, esta patente cubre todas las encarnaciones que caen básicamente dentro del ámbito de las reivindicaciones añadidas ya sea literalmente o bajo la doctrina de equivalentes.
Claims (28)
1. Un sistema de comunicación de la perforación para un emplazamiento de pozo teniendo una herramienta del subterráneo desplegada en una perforación penetrando una formación subterránea, el sistema de comunicación abarcando: un primer dispositivo de telemetría del pulso de lodo dispuesto en la herramienta del subterráneo; por lo menos un dispositivo de telemetría adicional con la excepción de un dispositivo de telemetría del pulso de lodo dispuesto en el perforación; y por lo menos uno de un transductor de presión o de un sensor de la presión para detectar una presión modulada proporcionada por el dispositivo de telemetría del pulso del lodo.
2. El sistema de comunicación de reivindicación 1 , además abarcando una unidad superficial para comunicarse con por lo menos uno de los dispositivos de la telemetría.
3. El sistema de comunicación de reivindicación 1 , además abarcando el por lo menos un componente de la evaluación de la formación para realizar una operación del subterráneo.
4. El sistema de comunicación de reivindicación 3, en donde el por lo menos un componente de la evaluación de la formación debe ser operativamente acoplado con el por lo menos uno de los dispositivos de telemetría.
5. El sistema de comunicación de reivindicación 1 , en donde el por lo menos un dispositivo adicional de telemetría abarca un sistema de telemetría.
6. El sistema de comunicación de reivindicación 5, en donde el por lo menos un adicional sistema de telemetría abarca un sistema de telemetría de la perforación electromagnético.
7. El sistema de comunicación de reivindicación 5, en donde el por lo menos un adicional sistema de telemetría abarca un sistema atado con alambre de telemetría de la pipa de taladro.
8. El sistema de comunicación de reivindicación 1 , además abarcando por lo menos un adicional dispositivo de telemetría del pulso de lodo colocado en la herramienta del subterráneo.
9. Un sistema de comunicación de la perforación para un emplazamiento de pozo teniendo una herramienta del subterráneo desplegada de una torre de perforación penetrando una formación subterránea, el sistema de comunicación abarcando: una pluralidad de sistemas de telemetría de la perforación, en donde por lo menos uno de los sistemas de telemetría de la perforación abarca un sistema atado con alambre de telemetría de la pipa de taladro; y por lo menos una unidad superficial en comunicación con por lo menos uno de la pluralidad de sistemas de telemetría de la perforación.
10. El sistema de comunicación de reivindicación 9, en donde la pluralidad de sistemas de telemetría de la perforación abarca uno o más de otro sistema atado con alambre de telemetría de la pipa de taladro, de un sistema de telemetría del pulso del lodo, o de un sistema de la telemetría electromagnético.
11. El sistema de comunicación de reivindicación 9, además abarcando por lo menos un componente de la evaluación de la formación para realizar una operación del subterráneo.
12. El sistema de comunicación de reivindicación 11 , en donde el por lo menos un componente de la evaluación de la formación debe ser operativamente acoplado a por lo menos uno de los sistemas de telemetría de la perforación.
13. Un sistema de comunicación de la perforación para un emplazamiento de pozo teniendo una herramienta del subterráneo desplegada en una perforación penetrando una formación subterránea, el sistema de comunicación abarcando: por lo menos un componente de la evaluación de la formación para medir por lo menos un parámetro de la perforación; y una pluralidad de sistemas de telemetría de la perforación, en donde por lo menos uno de los sistemas de telemetría de la perforación debe estar en comunicación con el por lo menos un componente de la evaluación de la formación para recibir datos desde allí y para transmitir los datos a una unidad superficial.
14. El sistema de comunicación de reivindicación 13, en donde los sistemas de telemetría de la perforación abarcan uno o más de un sistema de telemetría del pulso del lodo, de un sistema de telemetría electromagnético, o de un sistema atado con alambre de telemetría de la pipa de taladro.
15. El sistema de comunicación de reivindicación 13, en donde cada herramienta de la evaluación de la formación debe ser operativamente acoplada a un dispositivo de telemetría de la perforación, respectivamente.
16. Un método de comunicarse entre una localización superficial y una herramienta del subterráneo desplegada en una perforación penetrando una formación subterránea, el método abarcando: evaluando una formación subterránea usando por lo menos un componente del subterráneo colocado en la herramienta del subterráneo, en donde la herramienta del subterráneo abarca una pluralidad de sistemas de telemetría de la perforación; y . selectivamente transmitiendo datos del por lo menos un componente del subterráneo a una unidad superficial a través de por lo menos uno de los sistemas de telemetría de la perforación.
17. El método de reivindicación 16, en donde los datos se transmiten simultáneamente de cada componente del subterráneo.
18. El método de reivindicación 16, en donde los datos se transmiten en tiempos diferentes de por lo menos dos componentes del subterráneo.
9. El método de reivindicación 16, además abarcando transmitiendo los datos entre los dispositivos de telemetría de la perforación.
20. El método de reivindicación 16 además abarcando analizando datos colectados de por lo menos un componente de la evaluación de la formación.
21. El método de reivindicación 20, en donde los datos de cada componente de la evaluación de la formación se comparan.
22. El método de reivindicación 16, además abarcando el proveer de energía a una herramienta del subterráneo usando uno de la pluralidad de sistemas de telemetría de la perforación.
23. Un sistema de telemetría de la perforación, abarcando: un primer dispositivo de telemetría de la perforación acoplado a una herramienta del subterráneo y adaptado para utilizar un medio de comunicación para comunicarse con una computadora superficial; y un segundo dispositivo de telemetría de la perforación acoplado a la herramienta del subterráneo y adaptado para utilizar uno del medio de comunicación, de un puente de comunicaciones atado con alambre de la pipa de taladro, o de un puente de comunicaciones electromagnético para comunicarse con la computadora superficial.
24. El sistema de telemetría de la perforación de reivindicación 23, en donde la herramienta del subterráneo abarca por lo menos dos herramientas de mediciones durante la perforación.
25. El sistema de telemetría de la perforación de reivindicación 23, en donde el medio de comunicación abarca lodo en una perforación.
26. El sistema de telemetría de la perforación de reivindicación 23, en donde el medio de comunicación abarca una mezcla de lodo y un gas en una perforación.
27. El sistema de telemetría de la perforación de reivindicación 23, en donde el medio de comunicación abarca un gas que consiste substanciaimente de nitrógeno, metano, o el aire en una perforación.
28. El sistema de telemetría de la perforación de reivindicación 24, en donde los primeros y segundos dispositivos de telemetría de la perforación abarcan por lo menos uno de los dispositivos de telemetría del pulso de lodo, turbinas, dispositivos de pulso positivo, o dispositivos de pulso negativo. RESUMEN DE LA INVENCION. Los sistemas y los métodos de comunicación de la perforación para un emplazamiento de pozo que tiene una herramienta del subterráneo desplegada de una torre de perforación en una perforación que penetra una formación subterránea se divulgan. Un ejemplo de un sistema de comunicación incluye un primer dispositivo de telemetría del pulso de lodo colocado en una herramienta del subterráneo y por lo menos un adicional dispositivo de telemetría del pulso de lodo colocado en la herramienta del subterráneo. El ejemplo del sistema también incluye al menos uno de transductor de presión o de un sensor de la presión adaptado para detectar una presión modulada proporcionada por al menos uno de los dispositivos de telemetría.
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