钻井液性能在线测量技术

浏览: 作者:石油工程科技动态 来源:石油工程科技动态 时间:2022-08-09 分类:产品资讯

全球构建数字化油田进程正在加速,目前已在智能钻井平台、智能钻井设计和智能地质导向等方面取得了巨大进步,但在钻井液性能实时采集方面始终未有实质性的进展。因此,钻井液性能在线测量技术对于规避井下钻井施工风险、提高钻井效率、建设数字化油田具有重要意义。 

美国OFI检测设备有限公司(OFITE)的科研团队开发了一套自动化流体测量设备。该设备安装在振动筛处,可连续测量钻井液的密度、表观粘度、温度、乳化稳定性等性能参数,对当前钻井液的适用性进行评估,并给出下一步钻井液性能调控建议。现场技术人员根据实时反馈的技术数据,将不同时间间隔的各种数据组件集成到实时工程分析中,以提高钻井液性能,提高钻井效率和质量。

自动化流体测量设备是一台完全独立的装置,长137cm、宽122cm、高244cm,重量约1089kg,通常被安装在振动筛下方的泥浆存储槽中。在测量过程中,通过设定取样周期、清洗循环路径和样品自动化处理程序,以确保测试条件的一致性,防止钻井液固液分离,具体的装置部件如下图所示。

自动化图片

作为钻井液性能自动分析器(AMS)的主要样品管理子系统,自动密粘测定装置(ADVT)可连续进行样本采集,并可以对样本的密度、表观粘度和乳液稳定性进行连续测量,通过腔室的加压和排压装置,最大限度地消除空气和夹杂气体对测试结果产生的测量误差。自动粘度计(AVM)定期从ADVT中提取样品,批量测定不同温度下钻井液的剪切应力与剪切速率的关系,从而反映温度对流变性的影响,并基于当前数据自动建立流变模型,为下部地层的钻井液流变性能调控提供操作建议。设置在AMS中部的在线振荡挤压流装置(OSF)则是利用两个平板之间流体的挤压振荡作用获取流体的存储模量(G')和损失模量(G"),并实时生成钻井液的全粘弹性流动剖面,从而实现对钻井液粘弹特性的连续和原位测量。数据整合器(DA)可收集和整理各子系统测量数据,结合钻机实钻数据进行工程技术分析,并将分析结果通过云端口传输给工程技术人员。

在美国非常规页岩气钻井中,该设备已在超过40口井和超过120000m的井段得到应用。今后,技术人员将进一步对该设备进行升级改造,将不同时间间隔的各种数据组件集成到实时工程分析中,以达到实时优化的目的。

资料来源:Inline Drilling Fluid Property Measurement, Integration and Modeling to Enhance Drilling Practice and Support Drilling Automation. SPE-208064-MS., Abu Dhabi International Petroleum Exhibition & Conference, Abu Dhabi, UAE, November 2021.