Технологический сервис

Роботизированный потоковый анализ бурового раствора и шлама

Связаться с нами
0.1 О компании

Компания ООО «Технологии непрерывных измерений» разрабатывает, серийно производит, проводит обучение по использованию и сопровождает в эксплуатации отечественное инновационное оборудование для реализации технологического сервиса по измерениям во время бурения - потоковые анализаторы свойств бурового раствора и состава шлама.

Основана ведущими профильными специалистами МГТУ им. Г.И. Носова, на основе исследований проведенных в области измерений свойств материалов в потоке.

При разработке анализаторов были учтены следующие задачи нефтегазовой отрасли, решение которых повышает эффективность бурения при разработке нефтяных и газовых месторождений:

Также были проанализированы все имеющиеся на данный момент технологии в этих областях на рынке отечественного и зарубежного оборудования, что дало возможность изготовить приборы, превосходящие аналоги.

Анализаторы могут использоваться как в комплексе, так и автономно.
  • Анализатор свойств бурового раствора
    Потоковый анализатор свойств бурового раствора
    автоматически определяет основные свойства бурового раствора в процессе бурения, что позволяет снизить риск возникновения осложнений.
  • Анализатор шлама
    Потоковый анализатор шлама
    автоматически определяет элементный состав шлама с помощью ренгенофлоурисцентного анализа в потоке во время бурения. Конечная цель применения анализатора - увеличить продуктивность скважины и КИН за счёт более точной привязки шлама по глубине.
0.2 Потоковый анализатор свойств бурового раствора

Потоковый анализатор свойств бурового раствора в режиме реального времени без участия человека измеряет основные параметры бурового раствора, определяющие его функциональность и передает их в информационные системы заказчика, формируя базу данных фактических свойств раствора с минимальной частотой измерений 5 минут.

Для монтажа требуется:
Анализатор свойств бурового раствора
Анализатор представляет собой вертикальный металлический шкаф
Габаритные размеры анализатора В*Ш*Г (мм): 1200*600*400
Размещение на ёмкостях для хранения бурового раствора в эшелоне буровой установки
Подключение:
  • Техническая вода из системы буровой установки
  • Электрическое питание (380 В)
Время работы между техническим обслуживанием — не менее 30 суток.
Перечень измеряемых анализатором параметров:
Наименование Ед. измерения Буровой раствор на углеводородной основе Буровой раствор на водной основе
Температура °С + +
Плотность г/см3 + +
Водородный показатель (рН) - +
Удельное электрическое сопротивление Ом*м +
Содержание твёрдой фазы об% + +
Содержание углеводородов об% +
Содержание воды об% +
Минерализация мг/л +
Электростабильность В +
Пластическая вязкость (АНИ) мПа*с (сП) + +
Динамическое напряжение сдвига (АНИ) фунт/100 фут2 + +
Вязкость при низкой скорости сдвига (ВНСС) мПа*с (сП) + +
Показатель нелинейности по модели Гершеля-Балкли - + +
Показатель консистентности по модели Гершеля-Балкли Па*сn + +
Предельное динамическое напряжение сдвига по модели Гершеля-Балкли фунт/100 фут2 (Па) + +
Содержание смазки об% +
Сравнение результатов измерения параметров бурового раствора инженером и потоковым анализатором свойств бурового раствора по результатам опытно-промышленных работ:
Наименование параметра РУО, ед. измерения Результаты измерения инженера Результаты измерения с применением анализатора свойств бурового раствора
Температура, °С 44 39
Плотность, г/см3 1,1 1,115
Водно-нефтяное (масляное) отношение (OWR), об. % 71:29 75:25
Электростабильность, В 350 360
Минерализация, мг/л 55000 63800
Статическое напряжение сдвига 10 сек, фунт/100 фут2 3 4,4
Динамическое напряжение сдвига, фунт/100 фут2 8 9,7
Пластическая вязкость, мПа*с (сПз) 24 25
Показатель консистентности по модели Гершеля-Балкли, Па*сn 0,189
Показатель нелинейности по модели Гершеля-Балкли 0,720
Предельное динамическое напряжение сдвига по модели Гершеля-Балкли, Па 0,230
0.3 Потоковый анализатор шлама

Потоковый анализатор шлама в режиме реального времени без участия человека отбирает пробы выбуренного шлама в темпе бурения, проводит их элементный анализ и передает данные анализа в информационные системы заказчика, формируя базу данных элементного состава шлама (по определяемым элементам) с минимальной частотой измерений 6 минут.

Для монтажа требуется:
Анализатор шлама
Анализатор закрепляется под первой секцией шламового конвейера или устанавливается на основании выше привода второй секции шламового конвейера.
Габаритные размеры анализатора с проботборником Д*Ш*В (мм): 1400*330*300
Произвести врезку пробоотборника в вертикальную часть шламового конвейера. Диаметр отверстия не менее 70 мм.
Подключение:
  • Сжатый воздух из системы буровой установки
  • Электрическое питание (220 В)
Время работы между техническим обслуживанием — не менее 30 суток.
Перечень измеряемых анализатором параметров:
Наименование Описание
Качественный элементный состав шлама, % База данных содержания химических элементов в шламе с высокой степенью дискретности. Общее кол-во измеряемых элементов составляет 80 ед. от Al до U.
0.4 Видео

Видео работы анализаторов

Видео Открыть видео
Работа потокового анализатора свойств бурового раствора с прямым забором проб из рабочей емкости
Видео Открыть видео
Автоматический отбор пробы шлама для потокового анализатора шлама
Видео Открыть видео
Демонстрация работы поршневого пробоотборника
0.5 Результаты опытно-промышленных работ с применением анализаторов

Работоспособность и надежность потоковых анализаторов была проверена в промышленно-эксплуатационных условиях. Опытно-промышленные работы были проведены при разработке месторождения в 2 этапа: с 24 января по 4 февраля и с 8 по 26 марта 2023 года. Каждый анализатор отработал в рабочем режиме суммарно 325 часов, в интервалах бурения горизонтальных секций основного ствола скважины на глубинах 2515-3003 м, 4606-5319 м и дополнительного ствола скважины на глубинах 3686-4921 м.

Результаты применения потокового анализатора свойств бурового раствора
Результаты ОПР
Результаты ОПР
Результаты ОПР
Результаты ОПР

Динамика изменения плотности и реологических параметров модели Гершеля-Балкли в зависимости от глубины.

Отмечается хорошая сходимость данных полученных при помощи анализатора свойств бурового раствора со стандартным замером.

Динамика изменения начального напряжения сдвига (LSYP) модели Гершеля-Балкли в зависимости от глубины.

Отмечается хорошая сходимость данных полученных при помощи анализатора свойств бурового раствора по сравнению со стандартным замером.

Динамика изменения реологических констант ПВ и ДНС (АНИ) в зависимости от глубины.

Отмечается хорошая сходимость данных полученных при помощи анализатора свойств бурового раствора по сравнению со стандартным замером.

Динамика изменения pH, минерализации по хлору и содержания смазки в зависимости от глубины.

Отмечается хорошая сходимость данных полученных при помощи анализатора свойств бурового раствора по сравнению со стандартным замером.

Результаты ОПР
Результаты ОПР
Результаты ОПР
Результаты ОПР
Результаты применения потокового анализатора шлама
  • В составе шлама на качественном уровне определены концентрации по 33-м химическим элементам – с 13 по 45 элементы периодической таблицы Менделеева.
  • Полученные на данном этапе результаты позволяют сделать вывод о том, что при однотипном геологическом разрезе химический состав выбуриваемых пород отличается.
Таблица Менделеева

Передача данных в систему мониторинга бурения и визуализация

Результаты анализа бурового раствора
Результаты анализа бурового раствора
Результаты анализа шлама
Результаты анализа шлама
0.6 Выводы

Выводы по результатам опытно-промышленных работ

Анализатор шлама Анализатор свойств бурового раствора
Подтверждены:
  • Стабильность и надежность работы анализаторов в промышленных условиях;
  • Передача данных и их интеграция в систему мониторинга бурения заказчика в режиме реального времени.

Эффективность применения потокового анализатора свойств бурового раствора:

  • кратное увеличение частоты замеров параметров бурового раствора в процессе бурения, что приводит к увеличению скорости реагирования на возможные отклонения от оптимального режима бурения;
  • возможность полной автоматизации процесса замера параметров раствора и исключение человеческого фактора в нем;
  • формирование базы данных фактических параметров бурового раствора в процессе бурения с высокой дискретностью в режиме реального времени;
  • снижение уровня риска возникновения таких осложнений как:
    • неудовлетворительная очистка ствола скважины;
    • осыпи и обвалы ствола скважины;
    • загрязнение бурового раствора;
    • поглощение или гидроразрыв пласта;
    • нефтегазоводопроявления;
  • возможность оперативного расчета и изменения параметров промывки в удаленном режиме с использованием инженерного программного обеспечения.

Эффективность применения потокового анализатора шлама:

  • определение основных элементов-маркеров для данного месторождения;
  • формирование базы данных элементного состава шлама (по определяемым элементам) с высокой дискретностью в режиме реального времени;
  • получение информации для более точного литологического расчленения разреза скважины и создания математических моделей для дальнейшего автоматического определения химического состава пород.
0.8 Контакты

Контактная информация