随着自动化、智能化、信息化技术的发展,石油钻井自动化程度越来越高,目前国外自动化钻机已经实现钻台操作自动化、地面设备信息和井下信息融合贯通,开发了不同的钻机控制系统,可以对接不同的钻井自动化软件,实现自动化钻井;国内在钻井地面自动化装备、钻井自动化智能仪器工具和钻井远程作业控制系统等方面也取得了较大进展。钻井液作为钻井的“血液”,其性能自动化测量是自动化钻井的重要组成部分,也是当前比较热门的研究领域。
传统钻井液性能的人工测量方法耗时长、不连续、时效性差,且不易保存,测量精度受人员、经验差异影响较大,而离子含量的测量方法则更加繁琐,需要携带大量的试剂,且不易储存、对人体有伤害,误差更大,难以实时监控钻井液性能的变化情况,更重要的是人工测量的数据记录频次少,*只有两个点的数据可以存储下来。
而钻井液性能在线监测可连续实时测量钻井液性能数据,能直观地监测钻井液性能参数变化趋势,做到早预判、早准备;同时结合工程、地质和地层等各类综合录井信息,对出现的溢流等井下风险进行预警,从而降低事故发生风险。
(1)钻井液性能在线测量可实时监测密度、流变性、pH值和离子浓度等10项钻井液性能参数,具有实时测量、连续记录、自动测量、数据远传四大优点,通过曲线图实时直观地反映钻井液性能的变化趋势,并采集存储相关数据,便于今后的查验和对比分析,解决了人工测量不连续、记录零散、人为差异干扰误差、测量数据单一等问题。
(2)通过实时监测钻井液性能变化可预警溢流,做到早预判、早准备,从而降低事故发生风险;测量数据结合气测变化,为判断地层流体特征提供依据。结合工程、地质和地层等各类综合录井信息,建立区域钻井作业知识库,可为后续钻井作业提供专业分析。
(3)多个现场应用证明,该系统性能可靠稳定、准确度高,与手动测量结果相比基本一致,误差较小,完全满足现场钻井液性能自动化测量的需要。
(4)钻井液性能实时在线监测技术还处于起步阶段,但钻井自动化、信息化的发展,为该技术提供了广阔的应用空间,同时该技术的推广也将加快钻井自动化发展进程。
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