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钻井液智能检测评价系统的研制与现场应用

杨超

杨超. 钻井液智能检测评价系统的研制与现场应用[J]. 钻井液与完井液,2023,40(3):319-324 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.03.006
引用本文: 杨超. 钻井液智能检测评价系统的研制与现场应用[J]. 钻井液与完井液,2023,40(3):319-324 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.03.006
YANG Chao.Development and field application of a drilling fluid intelligent testing and evaluating system[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2023, 40(3):319-324 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.03.006
Citation: YANG Chao.Development and field application of a drilling fluid intelligent testing and evaluating system[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2023, 40(3):319-324 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.03.006

钻井液智能检测评价系统的研制与现场应用

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.03.006
基金项目: 中国石油天然气集团有限公司专项”深井超深井优快钻井技术研究“(2021DJ41);中油技服科技项目“钻完井复杂防治技术研究”(2023T-001-002)
详细信息
    作者简介:

    杨超,硕士研究生,毕业于中国石油大学(北京),现在主要从事数智化钻完井技术规划设计工作。电话 19535288009;E-mail:yangchaodri@126.com

  • 中图分类号: TE254.1

Development and Field Application of a Drilling Fluid Intelligent Testing and Evaluating System

  • 摘要: 钻探过程中钻井液性能的实时检测、数据云储、智能诊断、自动优化建议,是油气行业实现智能化、数字化转型的先决要素,为此研发出一套基于行业标准、现场施工要求、配合物联网及大数据平台相结合的钻井液智能检测系统。该系统可在常温~200 ℃,常压~8 MPa条件下进行24H*365D的全时段、全自动、不间断检测不同钻井液体系性能参数,测试范围包括钻井液温度、密度、流变参数、中压及高温高压滤失量参数和滤液离子参数的变化,并根据智能分析模块对钻井液的实时参数与设计参数进行对比分析,及时提供钻井液优化建议,保证井下施工安全。通过长期室内检测及现场多口试验井数千组实验对比数据得出,流变模块及滤失模块准确率97.3%,离子测试模块准确率96.2%,为安全、高效、智能的油气勘探开发前景提供了精确、稳定的数据保障。

     

  • 图  1  高温高压钻井液监测系统示意图

    图  2  数据采集界面化显示

    图  3  离子浓度分析模块组件

    图  4  钻井液性能参数异常报警界面

    图  5  钻井液密度和黏度检测控制展示模块

    图  6  中压及高温高压滤失量检测控制模块

    图  7  钻井液离子浓度检测控制模块

    图  8  钻井液性能参数远程及智能分析模块

    图  9  人机测试参数差异分析图

    表  1  钻井液智能检测系统主要技术指标参考

    测试项目测试范围及精度测试标准
    工作温度 室温~200 ℃,精度范围≤1 ℃  
    密度测试 0~4 g/cm3,精度范围≤0.01 g/cm3 GB/T 16783.1—2014
    流变性测试 静切力、动切力、塑性黏度、动塑比、n值、K值与手动检测差异≤5% GB/T 16783.1—2014
    滤失压力 0~7.2 MPa(≤0.01MPa) GB/T 16783.1—2014
    pH值及离子浓度测试 pH值、Cl、Ca2+、K+、Mg2+准确率与手动检测差异≤5% GB/T 16783.1—2014
    滤失量测试 API滤失量准确率与手动检测差异≤0.2 mL
    HTHP滤失量准确率与手动检测差异≤0.1 mL
    GB/T 16783.1—2014
    远程监控系统 依托内网服务器及手机APP端对现场数据进行检索、报表查看、实验条件调试等
    云存储 现场采集的实验数据集中存储至云端,随时随地进行参数调取和对比
    智能分析系统 导入云端数据库中井位所在区块设计参数、邻井复杂情况数据、现场实测数据进行参数对比并提供优化建议
    拓展功能 审计追踪功能:记录设备操作详细信息、追溯如开机时间、登录名、测试项目等情况;电子签名功能:可防止非相关执行者误操作设备,保证设备人员安全
    下载: 导出CSV

    表  2  钻井液智能检测系统APP端及远程控制界面

    井号13#层位须家河组G10 s/Pa0.6φ60074.5
    队号 ZY5115L 岩性 泥岩、沙岩 G10 min/Pa 4.10 φ300 42.1
    开钻日期 2021年10月 工况 钻进 n 0.82 φ200 29.7
    一开井深/m 150 ρ/(g·cm−3) 2.00 K 126.91 φ100 16.6
    二开井深/m 1200 T/℃ 57.95 FL/mL 3.072 φ6 1.8
    三开井深/m 4590 AV/(mPa·s) 37.26 pH 7.60 φ3 1.6
    四开井深/m 6573 PV/(mPa·s) 32.40 Ca2+/(mg·L−1) 1745 检测人员
    五开井深/m 6990 YP/Pa 4.86 Cl/(mg·L−1) 75 610 检测时间 12/5 13:07
    实际井深/m 2752 YP/PV/(Pa/mPa·s) 0.15
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-12-24
  • 修回日期:  2023-01-28
  • 网络出版日期:  2023-07-21
  • 刊出日期:  2023-05-30

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