埃克森美孚公司开发了一种裂缝成像仪器——三轴井眼地震(TABS),利用声波方法推断水力压裂裂缝的几何形状。这种仪器可以在压裂期间用于处理井中,也可以在一口或多口邻井中使用。仪器的整体设计使其能够通过井口防喷管。
1.TABS裂缝绘图技术
为了降低裂缝监测作业的成本,TABS仪器被设计成集成的测井仪器,目的是能够在处理井中实现微地震裂缝绘图,而无须监测井。为达到这一目的,TABS仪器具有下列特征:
TABS由一列声波接收器组成,在仪器短节之间有“挠曲连接部件”,这种连接部件在旋转方面是刚性的,在弯曲方面又是柔性的,使得每个夹臂能够独立地固定在套管上,便于接收器定向。一体式Gyrodata“速率陀螺”仪用于提供所有接收器的方向,不必使用邻井检验炮资料确定仪器方向。
开发了遥测技术,用常规7芯电缆将数据实时传送至地面,具有更高的带宽。
开发了处理注入“压裂井口”,减轻压裂处理期间的电缆冲蚀。
2.TABS技术构成
(1)井下仪器
TABS仪器由3轴接收器、数据遥测短节和陀螺短节组成。接收器位于仪器的顶部、中部和底部。遥测短节位于顶部和中部接收器之间,钻铤定位器短节在顶部接收器之下,压力和温度传感器在遥测短节的底部。陀螺短节位于中部和底部接收器之间。在仪器的底部,可以使用机械弹簧偏心器或缓冲器短节。仪器的总长度大约70ft。
TABS的一个关键部分是各短节之间的“挠曲连接部件”。挠曲连接部件由低模量的钛质材料制成,外径较小,弯曲性较好。连接部件的中心有个孔,允许电子接头间的连线通过。
(2)地面设备
在目前的仪器结构中,TABS地面设备由架式安装的外壳组成,含有电子模块、电力供应和计算机系统。电缆接口电路具有标尺和控制设备,可调节电缆长度,读取仪器的电压和电流数据。信号从接口电路传送到位于架式安装的PC上的数据采集板上。
(3)压裂处理井口设备
可以使用专有的压裂处理井口设备减轻支撑剂冲击对电缆的侵蚀,也可以使用耐磨接头。
至今,TABS仪器已经在16口井的32个压裂处理阶段使用。现场测试始于1995年。TABS仪器是一种新的裂缝绘图工具,便于在现场使用,其经济性使得其比以前的裂缝绘图技术具有更广泛的用途。