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Mediciones DV de fondo de pozo en LWD, MWD, herramientas alámbricas

Introducción

La ingeniería de sensores de registro de pozos en los collares de perforación está simulando una revolución en el registro y la perforación. LWD, MWD y los sistemas tradicionales de muestreo de fluidos con cable proporcionan al perforador información completa en tiempo real y permiten que un geólogo estudie la formación mientras tiene lugar la invasión. El creciente número de pozos direccionales, de alcance extendido y altamente desviados significa que las tecnologías MWD / LWD a menudo son indispensables para una colocación eficiente del pozo. Los operadores piden mucho en sus herramientas de registro durante la perforación (LWD) y medición durante la perforación (MWD), que consumen una gran parte del presupuesto. Se espera que permita ahorrar a las empresas petroleras al aumentar la eficiencia y la eficacia de sus programas de perforación. Utilizando los resultados del análisis de fluidos, las compañías petroleras deciden cómo completar un pozo, desarrollar un campo, diseñar instalaciones de superficie y aumentar la producción.

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Aplicación

La capacidad de caracterizar los fluidos a medida que se producen es de gran importancia para los estudios de yacimientos. Sin embargo, los entornos de perforación son cada vez más duros y presentan requisitos serios para las herramientas de fondo de pozo. Las herramientas LWD, MWD y alámbricas consisten en sensores, componentes electrónicos (y transmisión en caso de MWD) y proporcionan información sobre levantamiento direccional, mecánica de perforación y propiedades de formación. Después del descubrimiento de un yacimiento, la necesidad de caracterizar la composición y las propiedades físicas de los fluidos producidos es esencial para la optimización de la producción de petróleo. La información en tiempo real sobre los cambios en las características del flujo y la composición del fluido durante la producción requiere mediciones en el fondo del pozo que pueden sondear las propiedades del fluido en escalas de tiempo más cortas que las de las velocidades de flujo características.

El conocimiento de la viscosidad y densidad del fluido de formación es clave para el manejo del yacimiento, la producción de petróleo, el diseño de terminación y para determinar su comercialización en el campo. La productividad y la eficiencia del desplazamiento del fluido están directamente relacionadas con la movilidad del fluido, que a su vez depende de su viscosidad. Por lo tanto, la viscosidad es un parámetro crítico para estimar el valor económico de un yacimiento de hidrocarburos y también para analizar gradientes de composición y conectividad vertical y horizontal del yacimiento. La viscosidad no solo controla la productividad y la eficiencia de desplazamiento del yacimiento, sino que también desempeña un papel importante al diseñar hardware y tuberías submarinas y para gestionar las preocupaciones relacionadas con el aseguramiento del flujo.

Los fluidos de perforación son químicos esenciales que se utilizan para cualquier actividad de exploración de pozos petroleros, como la eliminación de esquejes de debajo del pozo, suspender y transportar esquejes y para lubricar la superficie de perforación. Una de las funciones principales de un fluido de perforación de petróleo es confiscar los fluidos formados durante la perforación en sus lechos superficiales y la densidad que necesita para llevar a cabo esta función de manera efectiva depende de las presiones de formación del subsuelo. Las mediciones de densidad se utilizan para calcular qué tan libremente el petróleo y otros fluidos pueden fluir a través de la formación, así como el volumen de hidrocarburos presentes en la roca y, con otros datos, el valor de todo el depósito y las reservas del depósito. La densidad mide la presión hidrostática en el pozo y el contenido de sólidos de los lodos no pesados. La densidad adecuada asegura suficiente presión hidrostática requerida para evitar que la pared del pozo se hunda y para evitar que el fluido de la formación ingrese al pozo. Pero un peso de lodo demasiado alto disminuye la tasa de perforación y aumenta las posibilidades de que se pegue el diferencial, fracturando el pozo, provoca el desgaste del equipo, pérdida de circulación y un mayor costo del lodo. La densidad es la propiedad más crucial de los fluidos de perforación que debe medirse y mantenerse de manera efectiva.

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Planteamiento del problema

Los requisitos clave de las soluciones de medición de densidad y viscosidad en LWD, MWD y herramientas de cable son los siguientes:

  1. No se ve afectado por la vibración del conjunto del orificio inferior: El impacto y la vibración en el fondo del pozo continúan siendo problemáticos, y el desafío se ve exacerbado por el aumento en el número de pozos de aguas extendidas y ultra profundas y se espera que las herramientas LWD / MWD estén listas para este desafío.
  2. Opere a altas presiones, altas temperaturas: Los componentes de las herramientas LWD / MWD deben funcionar a una temperatura de hasta 200 ° C y 30,000 psi según lo exijan los requisitos del mercado y en el campo de la gestión de yacimientos.
  3. Admite muestreo y análisis de fluidos de alta calidad: El análisis de muestras de fluidos en las condiciones del yacimiento ayuda a validar la calidad de la muestra y permite el mapeo de las variaciones verticales en las propiedades del fluido, lo que permite a los intérpretes determinar la conectividad zonal y definir la arquitectura del yacimiento temprano en la vida del campo. Los sistemas necesitan entregar mediciones superiores de fondo de pozo (como densidad y viscosidad) para respaldar la identificación y análisis en tiempo real de las propiedades del fluido de formación en escalas de tiempo muy cortas.
  4. Fiabilidad: El mayor impacto de valor de LWD / MWD es hacerlo bien la primera vez. Las herramientas deben someterse a todo tipo de pruebas de destrucción, pruebas de vibración, pruebas de presión antes de usarse en aplicaciones de fondo de pozo. La reducción en el número de placas electrónicas y la redundancia, y aprovechar los avances en la industria de la informática / electrónica para tener sensores de menor tamaño que se vean menos afectados por los golpes y las vibraciones que experimentan en el fondo del pozo es extremadamente esencial.

Desafíos del proceso

Los operadores suelen utilizar diferentes instrumentos 2 para medir la densidad y la viscosidad. Existen problemas importantes al usar dos instrumentos separados:

  • La mayoría de los instrumentos tradicionales utilizados para la medición de la densidad y la viscosidad necesitan muestras de líquido separadas para el análisis, que se extraen de los cilindros de muestras de fluidos de fondo de pozo, utilizando grandes cantidades de una muestra de fluidos extremadamente valiosa que no puede reutilizarse
  • Las mismas condiciones de temperatura y presión son más difíciles de lograr en dos instrumentos separados que conducen a errores de medición
  • Es difícil ubicar conjuntamente medidores y viscosímetros grandes y voluminosos debido a limitaciones de espacio y montaje en configuraciones LWD / MWD / cable
  • Necesita un trabajo de integración significativo en hardware y software para sincronizar los datos de medición y garantizar el cumplimiento

Integración de medición de densidad-viscosidad de Rheonics en servicios LWD / MWD / Wireline

Las aguas profundas por sí solas pueden hacer que la adquisición de datos de fondo de pozo completos y confiables sea problemática, pero suman las temperaturas y presiones extremas y las dificultades / costos aumentan considerablemente. Extreme HP / HT afecta negativamente la confiabilidad y el rendimiento de las herramientas de línea fija y MWD / LWD. Las altas temperaturas dañan la electrónica de la herramienta, afectan la precisión y la precisión del sensor y pueden provocar fallas prematuras de la herramienta si el equipo está mal diseñado para este servicio. Las presiones y temperaturas muy altas, los golpes y las vibraciones, la disponibilidad limitada de energía y las severas limitaciones de espacio en las plataformas de perforación requieren enfoques novedosos para los instrumentos de medición. Esto sirve como la carta para las soluciones DV de Rheonics para aplicaciones de perforación.

Rheonics ofrece una plataforma tecnológica compuesta por el sensor (DV) y la electrónica y ofrece servicios de integración y desarrollo para mediciones simultáneas de densidad y viscosidad en LWD, MWD y herramientas de registro por cable, para adquirir datos de evaluación de formación y optimización de perforación durante las operaciones de perforación para guiar la colocación del pozo. y para proporcionar datos para la gestión de encuestas y la planificación del desarrollo.

La diferenciación de Rheonics es el desarrollo de herramientas de medición de viscosidad y densidad de fondo de pozo de alta temperatura que permiten la perforación y evaluación exitosas de pozos de aguas profundas. Los nuevos diseños de herramientas y componentes electrónicos brindan un mayor control en los depósitos de temperatura extrema, reduciendo así las incertidumbres de la "perforación ciega".

  • No se ve afectado por las vibraciones de BHA
  • Opere bien en condiciones HPHT
  • Realice análisis de alta calidad del fluido muestreado a través de las mediciones de densidad y viscosidad más precisas y rápidas
  • Extremadamente confiable en condiciones de fondo de pozo y entrega datos correctos cada vez; puede soportar fuertes golpes y vibraciones y son indiferentes a las condiciones de montaje
  • Instrumento único para mediciones de densidad y viscosidad; requiere una cantidad extremadamente mínima de muestra de fluido
  • Factor de forma extremadamente pequeño que permite una integración más fácil

Principio de operación

El DVM de rheonics mide la viscosidad y la densidad por medio de un resonador de diapasón de torsión con puntas aplanadas, que se sumerge en el fluido bajo prueba. Cuanto más viscoso sea el fluido, mayor será la amortiguación mecánica del resonador, y cuanto más denso sea el fluido, menor será su frecuencia de resonancia. A partir de la frecuencia de amortiguación y resonancia, la densidad y la viscosidad se pueden calcular mediante los algoritmos patentados de reonics. Gracias al diseño de resonador torsional acoplado de reonics (número de patente de EE. UU. 9518906), el transductor está perfectamente equilibrado, mientras mantiene un excelente aislamiento mecánico del montaje del sensor. La amortiguación y la frecuencia de resonancia se miden mediante la electrónica de detección y evaluación reónica (patente de EE. UU. Número 8291750). Basada en la probada tecnología de circuito cerrado de fase cerrada de rheonics, la unidad electrónica ofrece lecturas estables, repetibles y de alta precisión en todo el rango de temperaturas y propiedades de fluidos especificadas.

 

Para conocer en detalle la tecnología de los resonadores torsionales balanceados de la retónica, consulte el whitepaper.

La ventaja de los reónicos

Robusto construido y tecnología de sensor superior

El DV de Rheonics tiene un factor de forma compacto y utiliza resonadores balanceados patentados para garantizar mediciones consistentes y reproducibles sin importar cómo esté montado el DV. DV utiliza resonadores ultraestables, construidos con décadas de experiencia en materiales, dinámica de vibraciones y modelado de interacción fluido-resonador que se suman a los sensores más robustos, repetibles y mejor caracterizados de la industria. Estos sensores son insensibles a las condiciones de montaje, golpes y vibraciones y han sido sometidos a todo tipo de pruebas de destrucción, vibración y presión.

Instrumento único, doble función

DV de Rheonics es un producto único que reemplaza dos alternativas y ofrece un mejor rendimiento mientras opera en condiciones reales de yacimiento. Elimina la dificultad de colocar dos instrumentos diferentes de densidad y viscosidad (y temperatura también).

Mediciones precisas, rápidas y confiables

Sofisticado, patentado 3rd La electrónica de generación impulsa estos sensores y evalúa su respuesta. La excelente electrónica, combinada con modelos computacionales integrales, hacen de las unidades de evaluación una de las más rápidas y precisas de la industria. ¡DVM ofrece mediciones de densidad y viscosidad en tiempo real en menos de 2 segundos!

Mediciones precisas, rápidas y confiables

Los DVM de Rheonics son resonadores ultraestables. Sofisticado, patentado 3rd La electrónica de generación impulsa estos sensores y evalúa su respuesta. La excelente electrónica, combinada con modelos computacionales integrales, hacen de las unidades de evaluación una de las más rápidas y precisas de la industria. ¡DVM ofrece mediciones de densidad y viscosidad en tiempo real en menos de 2 segundos!

Más ancho operacional capacidad

Las amplias capacidades de instrumentos de Rheonics permiten a los usuarios realizar mediciones en condiciones de yacimientos desafiantes. Cuenta con el rango operativo más amplio del mercado:

  • Rango de presión hasta 30,000 psi
  • Rango de temperatura de -40 a 200 ° C
  • Rango de viscosidad: 0.02 a 300 cP
  • Rango de densidad: 0 a 3 g / cc

Requisito mínimo de tamaño de muestra

El líquido de depósito mínimo se usa para las pruebas en el DV ya que no se requiere una línea separada o un sistema de muestreo. Para operar de manera segura y rentable, DV requiere solo 0.7ml de muestra para medir la viscosidad y la densidad en todo el rango P, T, ahorrando tiempo y dinero.

Operación sin problemas y conveniente

DV elimina la necesidad de instrumentos separados para medir la densidad y la viscosidad que requieren volúmenes de muestra apreciablemente más grandes, numerosas reconfiguraciones y sistemas de transferencia de fluidos engorrosos. Puede rastrear continuamente el cambio de viscosidad y densidad de la muestra de aceite vivo en todo el proceso y no requiere ningún cambio de hardware o reconfiguración. El software de Rheonics es potente, intuitivo y conveniente de usar. Sin mercurio, temporizador o pistones múltiples, DV es fácil para las operaciones y el medio ambiente.

Propuesta de valor de Rheonics: lo mejor de la industria

La siguiente es una comparación de las tecnologías existentes de viscosímetros y densímetros con el DV (resonador torsional equilibrado) de Rheonics en condiciones HPHT.

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Electrónica construida para satisfacer sus necesidades.

Disponible tanto en una carcasa del transmisor a prueba de explosión como en un montaje de riel DIN de factor de forma pequeño, la electrónica del sensor permite una fácil integración en las tuberías de proceso y dentro de los gabinetes de equipos de las máquinas.

 

Fácil de integrar

Múltiples métodos de comunicación analógica y digital implementados en la electrónica del sensor hacen que la conexión a PLC industriales y sistemas de control sea sencilla y sencilla.

 

Selección de instrumentos reónicos

Construido con precisión en Suiza, el DV de Rheonics está diseñado para satisfacer las necesidades de la aplicación en el entorno más desafiante. Rastree el cambio de viscosidad y densidad de la muestra de aceite vivo a lo largo de todo el ciclo. No es necesario cambiar ningún componente o parámetro para medir en todo el rango.

Solución sugerida para la aplicación

  • Unidad individual para medición simultánea de densidad y viscosidad instalada directamente en configuración LWD / MWD / Wireline
  • Mediciones repetibles en fluidos newtonianos y no newtonianos
  • No es necesario cambiar ningún componente o parámetro para medir en todo el rango
  • Medida de temperatura de fluido incorporada
  • Calibrado usando fluidos de referencia NIST hasta +/- 1% de precisión de viscosidad (absoluta) y precisión de densidad: 0.001 g / cc o mejor
  • Rango de viscosidad: 0.2 a 300 cP (menor disponible)
  • Rango de densidad: 0 a 1.5 g / cc (mayor disponible)
  • Temperatura máxima: 200 ° C
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