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LWD、MWD、有線ツールでのダウンホールDV測定

序言

ドリルカラーへの検層センサーのエンジニアリングは、検層と掘削の革命をシミュレートしています。 LWD、MWD、および従来の有線流体サンプリングシステムは、掘削者に包括的なリアルタイム情報を提供し、地質学者が侵入の発生中に地層を調査できるようにします。 方向性があり、リーチが長く、大きくずれた坑井の数が増えているということは、効率的な坑井の配置にはMWD / LWD技術がしばしば不可欠であることを意味します。 オペレーターは、掘削中のロギング(LWD)ツールと掘削中の測定(MWD)ツールに多くのことを要求しますが、これらは予算のかなりの部分を消費します。 掘削プログラムの効率と効果を高めることにより、石油会社に節約をもたらすことが期待されています。 石油会社は、流体分析の結果を使用して、坑井を完成させ、フィールドを開発し、地表施設を設計し、生産を増やす方法を決定します。

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生産中の流体を特性化する能力は、貯留層の研究にとって非常に重要です。 ただし、掘削環境はますます厳しくなり、ダウンホールツールに深刻な要件が課されています。 LWD、MWD、およびワイヤーラインツールは、センサー、電子機器(およびMWDの場合はトランスミッション)パッケージで構成され、方向測量、掘削力学、地層特性に関する情報を提供します。 貯留層の発見後、生産された流体の組成と物理的特性の特性評価の必要性は、石油生産の最適化に不可欠です。 生産中の流動特性と流体組成の変化に関するリアルタイム情報には、特徴的な流速よりも短い時間スケールで流体の特性を調べることができるダウンホール測定が必要です。

地層流体の粘度と密度の知識は、貯留層管理、石油生産、完成設計、およびそれらのフィールド商業性を決定するための鍵です。 生産性と流体置換効率は、流体の流動性に直接関係し、流動性はその粘度に依存します。 したがって、粘度は、炭化水素貯留層の経済的価値を推定し、組成勾配と垂直および水平貯留層の接続性を分析するための重要なパラメーターです。 粘度は、貯水池の生産性と排水効率を制御するだけでなく、海底ハードウェアとパイプラインを設計するとき、およびフロー保証関連の懸念を管理するときにも重要な役割を果たします。

掘削液は、掘削孔の下からの掘削片の除去、掘削片の一時停止と輸送、掘削面の潤滑など、油井探査活動に使用される重要な化学物質です。 石油掘削流体の主な機能の1つは、掘削中に形成された流体を地表に押し付けることであり、この機能を効果的に実行するために必要な密度は、地表下の圧力に依存します。 密度測定は、油や他の流体が地層を自由に流れることができる方法、岩石に存在する炭化水素の量、および他のデータとともに貯水池全体と貯水池埋蔵量の値を計算するために使用されます。 密度は、ボアホール内の静水圧と加重されていない泥の固形分を測定します。 適切な密度により、ボアホールの壁が陥没するのを防ぎ、地層流体が坑井に入るのを防ぐのに必要な十分な静水圧が確保されます。 ただし、泥の重量が大きすぎると、掘削の速度が低下し、坑井の破砕、坑井の破砕の可能性が高まり、機器の摩耗、循環の損失、泥のコストの増加を引き起こします。 密度は、効果的に測定および維持する必要がある掘削流体の最も重要な特性です。

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問題文

LWD、MWD、および有線ツールの密度および粘度測定ソリューションの主な要件は次のとおりです。

  1. ボトムホールアセンブリの振動の影響を受けない: ダウンホールの衝撃と振動は引き続き問題を抱えており、この課題は、延長リーチおよび超深井戸の数の増加によって悪化しており、LWD / MWDツールはこの課題に対応することが期待されています。
  2. 高圧、高温で動作: LWD / MWDツールのコンポーネントは、市場の要件および貯水池管理の分野で定められているように、最大​​200°Cおよび30,000 psiで動作する必要があります。
  3. 高品質の流体サンプリングと分析をサポート: 貯留層条件での流体サンプルの分析は、サンプル品質の検証に役立ち、流体特性の垂直変動のマッピングを可能にし、通訳者がフィールド接続の早い段階でゾーン接続を決定し、貯留層アーキテクチャを定義できるようにします。 システムは、非常に短い時間スケールで地層流体特性のリアルタイムの識別と分析をサポートするために、優れたダウンホール測定(密度や粘度など)を提供する必要があります。
  4. 信頼性: LWD / MWDの最大の価値の影響は、最初に正しく機能することです。 ツールは、ダウンホールアプリケーションで使用する前に、あらゆる種類の破壊テスト、振動テスト、圧力テストを受ける必要があります。 エレクトロニクスボードと冗長性の数を減らし、コンピューター/エレクトロニクス業界の進歩を活用して、ダウンホールで発生する大きな衝撃や振動の影響を受けにくいセンサーを小型化することが非常に重要です。

プロセスの課題

オペレーターは通常、2のさまざまな機器を使用して密度と粘度を測定します。 2つの別々の機器を使用する場合、大きな問題があります。

  • 密度と粘度の測定に使用されるほとんどの従来の機器は、ダウンホール流体サンプルシリンダーから抽出された分析用の個別の流体サンプルを必要とし、再利用できない非常に貴重な大量の流体サンプルを使い果たします
  • 2つの別々の機器で同じ温度と圧力の条件を達成するのは難しく、測定誤差につながります
  • LWD / MWD /有線設定のスペースと取り付けの制約により、大型でかさ密度計と粘度計を同じ場所に配置するのが難しい
  • 測定データを同期し、コンプライアンスを確保するために、ハードウェアとソフトウェアの重要な統合作業が必要です

レオニクスのLWD / MWD / Wirelineサービスにおける密度と粘度の測定統合

深海だけでは、完全で信頼性の高いダウンホールデータの取得に問題が生じる可能性がありますが、極端な温度と圧力が加わると、困難/コストが大幅に増大します。 極端なHP / HTは、有線およびMWD / LWDツールの信頼性とパフォーマンスに悪影響を及ぼします。 高温はツールの電子回路に損傷を与え、センサーの精度と精度に影響を与え、このサービスに対して機器の設計が不適切な場合、ツールの早期故障につながる可能性があります。 非常に高い圧力と温度、衝撃と振動、限られた電力の利用可能性、掘削リグの厳しいスペースの制約により、測定機器への新し​​いアプローチが求められています。 これは、掘削用途向けのレオニクスのDVソリューションのチャーターとして機能します。

Rheonicsは、センサー(DV)と電子機器で構成される技術プラットフォームを提供し、LWD、MWD、およびワイヤーラインロギングツールでの密度と粘度の同時測定のための統合および開発サービスを提供します。そして、調査管理と開発計画のためのデータを提供します。

レオニクスの差別化は、深海井戸の掘削と評価を成功させる高温定格のダウンホール密度と粘度測定ツールの開発です。 新しいツールの設計と電子機器は、極端な温度のリザーバーでより優れた制御を提供するため、「掘削ブラインド」の不確実性を低減します。

  • BHA振動の影響を受けない
  • HPHT条件でうまく動作する
  • 最も正確で最速の密度と粘度の測定により、サンプリングされた流体の高品質分析を促進
  • ダウンホール条件で非常に信頼性が高く、毎回正しいデータを提供します。 激しい衝撃や振動に耐えることができ、取り付け条件に左右されない
  • 密度および粘度測定用の単一の機器。 必要最小限の量の液体サンプル
  • 統合を容易にする非常に小さなフォームファクター

動作原理

レオニックスのDVMは、テスト対象の流体に浸された、タインの端が平らになっているねじり音叉共振器を使用して、粘度と密度を測定します。 流体の粘性が高いほど、共振器の機械的減衰が高くなり、流体の密度が高いほど、共振周波数は低くなります。 減衰周波数と共振周波数から、密度と粘度はレオニックス独自のアルゴリズムを使用して計算できます。 レオニックスの結合ねじり共振器設計(米国特許番号9518906)のおかげで、センサーの取り付けからの優れた機械的絶縁を維持しながら、トランスデューサーは完全にバランスが取れています。 減衰および共振周波数は、レオニックセンシングおよび評価電子機器(米国特許番号8291750)によって測定されます。 レオニックスの実績のあるゲート位相ロックループ技術に基づいて、電子機器ユニットは、指定された温度と流体特性の全範囲にわたって、安定した再現性のある高精度の読み取りを提供します。

 

レオニクスのねじれ平衡共振器の技術について詳しく知るには、 ホワイトペーパー.

レオニクスの利点

堅牢で優れたセンサー技術

RheonicsのDVはコンパクトなフォームファクターを持ち、特許取得済みの平衡共振器を使用して、DVの取り付け方法に関係なく、一貫性のある再現可能な測定を保証します。 DVは、業界で最も堅牢で再現性があり、十分に特性化されたセンサーに至る、材料、振動ダイナミクス、および流体共振器相互作用モデリングの長年の経験を使用して構築された超安定共振器を使用します。 これらのセンサーは、取り付け条件、衝撃、振動の影響を受けず、あらゆる種類の破壊、振動、圧力試験を受けています。

シングル機器、デュアル機能

RheonicsのDVは、2つの選択肢に代わるユニークな製品であり、真の貯留層条件で動作しながらより優れたパフォーマンスを提供します。 密度と粘度(および温度)の2つの異なる機器を同じ場所に配置することの困難さを排除します。

正確で高速かつ信頼性の高い測定

洗練された特許取得済みの3rd 世代の電子機器がこれらのセンサーを駆動し、その応答を評価します。 総合的な計算モデルと組み合わされた優れた電子機器は、評価ユニットを業界最速かつ最も正確なものの1つにしています。 DVMは、2秒未満でリアルタイムの密度と粘度を測定します!

正確で高速かつ信頼性の高い測定

レオニクスのDVMは超安定共振器です。 洗練された特許取得済みの3rd 世代の電子機器がこれらのセンサーを駆動し、その応答を評価します。 総合的な計算モデルと組み合わされた優れた電子機器は、評価ユニットを業界最速かつ最も正確なものの1つにしています。 DVMは、2秒未満でリアルタイムの密度と粘度を測定します!

最も広い オペレーショナル 機能

レオニックスの広範な機器機能により、ユーザーは困難な貯留層条件で測定を実行できます。 市場で最も広い運用範囲を持っています。

  • 30,000 psiまでの圧力範囲
  • -40から200°Cの温度範囲
  • 粘度範囲:0.02から300 cP
  • 密度範囲:0から3 g / cc

最小限のサンプルサイズ要件

別個のラインまたはサンプリングシステムの要件がないため、DVでのテストには最小限のリザーバ液が使用されます。 安全で費用対効果に優れたDVは、0.7mlのサンプルのみでP、Tの全範囲にわたって粘度と密度を測定し、時間と費用を節約します。

手間のかからない便利な操作

DVを使用すると、かなり大きなサンプル量、多数の再構成、面倒な液体移送システムを必要とする密度と粘度を測定するための個別の機器が不要になります。 稼働中の粘度とライブオイルサンプルの密度の変化を継続的に追跡でき、ハードウェアの変更や再構成を必要としません。 Rheonicsのソフトウェアは、強力で直感的で使いやすいです。 水銀、タイマー、または複数のピストンを使用せずに、DVは操作と環境で簡単です。

レオニクスの価値提案:業界最高

以下は、HPHT条件での粘度計と密度計の既存の技術と、RheonicsのDV(ねじれ平衡共振器)の比較です。

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ニーズに合わせて構築された電子機器

防爆型トランスミッターハウジングと小型フォームファクターのDINレールマウントの両方で利用可能なセンサー電子機器は、プロセスパイプラインおよび機械の機器キャビネット内に簡単に統合できます。

 

統合が容易

センサーエレクトロニクスに実装された複数のアナログおよびデジタル通信方法により、産業用PLCおよび制御システムへの接続が簡単かつ簡単になります。

 

レオニクス機器の選択

スイスで製造されたRheonicsのDVは、最も困難な環境でのアプリケーションのニーズに適合するように設計されています。 稼働中のライブオイルサンプルの粘度と密度の変化を追跡します。 全範囲で測定するためにコンポーネントやパラメーターを変更する必要はありません。

アプリケーションの推奨ソリューション

  • LWD / MWD / Wirelineセットアップに直接インストールされた密度と粘度の同時測定用の単一ユニット
  • ニュートン流体と非ニュートン流体の両方で再現性のある測定
  • 全範囲で測定するためにコンポーネントやパラメーターを変更する必要はありません
  • 組み込みの流体温度測定
  • 最大+/- 1%の粘度精度(絶対)および密度精度:0.001 g / cc以上のNIST基準液を使用して較正
  • 粘度範囲:0.2から300 cP(低め)
  • 密度範囲:0から1.5 g / cc(より高い利用可能)
  • 最高気温:200°C
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