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TELEMETRIA EN MWD
Pr ecision E nergy Se Ser vices
INDICE 1. Introducción Introducción a la Teleme Telemetr tría ía 2. Tipos de Tel Telem emetr etría ía en MWD Telemetría por Señal Electromagnética Telemetría por pulso de lodo - Pulso Pulso Positi Positivo vo - Pulso Negati Negativo vo - Onda Continua Continua 3. Generación 4. Propagación 5. Detección 6. Demodulación 7. Ventajas Ventajas de Telemetría Telemetría EM MWD
hacia el operador del sistema es lo que se conoce como Telemetría. Telemetría. 2. Tipos Tipo s de Telemetría Telemetría en MWD
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1. Introducc Introd ucción ión a la Teleme Telemetría tría En perforación existen dos maneras de adquirir datos de la formación: Datos en tiempo real y Datos en memori emoria. a. Los datos en memori emoria a son obtenidos por herramientas con sensores especiales los cuales toman medidas de la formación y la almacenan en una memoria la cual a su vez es descargada cuando la herramienta regresa a superficie. superficie. Por otro lado, los datos en tiempo real son tomados en fondo, codificados en formato binario y transmitidos a través de algún medio a la superfi superficie. cie. Esta medición remota de magnitudes físicas y el posterior envió de la información generada en la medición
En MWD se utilizan básicamente dos tipos de telemetría: Telemetría por señal electromagnética y Telemetría por pulso de lodo. La telemetría por pulso pulso de lodo utiliza un camino de transmisión incompresible (columna de lodo en la tubería) para llevar ondas de presión creadas por un pulser en fondo. Los datos pueden pueden ser codificados en muchas maneras diferentes (Código Manchester, modulación por posición de pulso, etc.) y luego son detectados en superficie para ser decodificados y finalm finalmente ente interpretados. La telemetría por pulso de lodo se divide en tres: Pulso Positivo, Pulso Negativo y Pulso continuo. continuo.
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La telemetría Electromagnética consiste en inyectar una corriente eléctrica dentro de la formación. Una onda electromagnética es creada y se propaga a través de la formación siendo canalizada a largo del drillstring. La herramienta EM MWD trabaja bajo el principio de la ley de Ohm (V=IR.) Por lo tanto, debido a su telemetría, el fluido de perforación puede ser incompresible o compresible dentro de muchas otras ventajas. Con EM MWD datos de Inclinación, Azimut, Rayos Gamma, RayosGamma Orientado, Resistividad de Inducción, Presión anular e inclinación-rayos gamma cerca de la broca pueden ser enviados a superficie en tiempo real.
presión en la forma de pulso positivo la cual viaja hacia superficie. Telemetría por pulso de lodo negativo. Utiliza una válvula controlada para liberar una cantidad pequeña de lodo momentáneamente desde el interior de la herramienta hacia dentro del anular. Este causa una disminución en la presión en la forma de pulso negativo la cual es transmitida de regreso a la superficie. Telemetría por pulso de lodo continuo. El sistema en fondo crea una onda continua de presión la cual modifica su fase o frecuencia ( modulación BPSK, QPSK, FSK) y esos corrimientos de fase o frecuencia son posteriormente detectados en superficie.
3. Generación. Telemetría por pulso de lodo positivo. Utiliza un dispositivo en fondo (poppet) para restringir momentáneamente el flujo de lodo a través del orificio en el pulser, este causa un incremento en la
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Telemetría por onda Electromagnética. La herramienta EM MWD genera y posteriormente modulada a través de la formación una corriente eléctrica la cual cambia
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su potencia de transmisión entre 1, 3 o 10A de acuerdo a la atenuación de la señal en superficie. La frecuencia de la señal transmitida es uno de los factores que se deben tener en cuenta para calcular la atenuación de la señal.
4. Propagación. Telemetría por Pulso de lodo. En la propagación de la señal por pulso de lodo se deben tener en cuenta los factores que atenúan la señal, los factores que la destruyen y por ultimo los factores que suman ruido a la señal recibida. - Factores que atenúan la señal: Viscosidad Plástica del lodo, Profundidad, radio interno de la tubería, densidad del lodo, presión y frecuencia de propagación. - Factores que destruyen la señal: Vibración de la tubería, condiciones del lodo y ecos o reflexiones de la señal. - Fuentes de ruido que afectan la señal: Interferencia eléctrica, ruido de bombas, ruido producido por el motor
de fondo, ruido debido a la broca y ruido por ecos y reflexiones. Telemetría por onda Electromagnética. La propagación de la señal electromagnética es dependiente de la naturaleza de la formación que se atraviesa y de la frecuencia de la onda portadora. Aunque el sistema EM MWD puede ser configurado para operar a cualquier profundidad y formación, la configuración del sistema es determinada por un numero de factores que pueden contribuir a la atenuación de la señal. La frecuencia de la transmisión, la fuerza de la señal recibida y el nivel de interferencia electromagnética parásita sobre la señal portadora son variables los cuales el sistema y el operador deben tener en cuenta. El perfil del pozo y las resistividades de la formación son las variables usadas para modelar las características de la transmisión y así determinar la configuración del sistema para una operación apropiada. El plan del pozo y un registro de resistividad son usados para modelar la atenuación de la señal con este propósito. Rango Extendido. El rango extendido (ER) es un sistema que permite el uso de la transmisión EM donde el sistema de EM-MWD normal no puede ser operado debido a una excesiva profundidad o alta resistividad de la formación. Este sistema utiliza la herramienta EM-MWD (Desviación, Rayos Gamma, Presión Anular y Resistividad) junto con un cable mono conductor de antena para atravesar la
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formación que causa problemas y reubicar el punto de telemetría a una posición mas cerca del transmisor / receptor en superficie.
5. Detección. Transmisión por pulso de lodo. Para la detección del pulso de lodo se utilizan 1 o 2 transductores de presión (SPT) colocados estratégicamente en superficie. Estos transductores de presión generan una salida de corriente de 4-20mA para una señal de presión entre 0 y 5000psi. Existen varias técnicas de detección: Utilizando un solo SPT o en combinación dos SPT´s que permiten una detección diferencial, aditiva o “stacking” la cual permite eliminar ruidos de bombas de una única bomba. Para una buena detección es de crucial importancia la ubicación de los SPT´s, las líneas de bombas, la pulsación de los dampener de las bombas entre otros. Transmisión onda electromagnética. La detección de la onda EM involucra la instalación de dos cables en
superficie que actúan como las antenas de transmisión y recepción. Un cable es atado a la cubierta de superficie de la BOP, mientras el segundo es conectado a tierra con estacas de metal o se ata a una cabeza de pozo existente cercana. La señal detectada es decodificada por un equipo en superficie llamado “Transceiver” y enviada a un computador para su posterior interpretación. 6. Demodulacion. Los datos desde la herramienta de Pulso de lodo o EM son enviados en paquetes binarios de información que son llamados palabras de información. Estas palabras pueden variar en tamaño y un grupo de palabras es lo que consideramos un “frame” y un frame es siempre precedido por otro frame de idenficación. 7. Ventajas de Telemetría EM MWD Comunicación ilimitada en ambas direcciones. Cambios parámetros de transmisión en cualquier momento. Incremento / disminución en la potencia de transmisión. Además del ahorro de energía, el hecho de no tener partes móviles reduce el consumo. Toma de medidas en los mas adecuados momentos para reducir riesgos de pega o washout. Tiempo real en todas las fases de perforación. •
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Independencia las características del lodo. Independencia de las condiciones hidráulicas. Independencia del fluido de perforación. Tiempos reducidos para toma de Surveys. Instalación simple y rápida sin dependencia del taladro. No partes móviles y no-restricción del flujo de lodo.