يُحدث دمج أجهزة استشعار تسجيل الآبار في أنابيب الحفر ثورةً في مجال تسجيل الآبار والحفر. توفر أنظمة التسجيل أثناء الحفر (LWD) والقياس أثناء الحفر (MWD) وأنظمة أخذ عينات السوائل السلكية التقليدية للحفار معلومات شاملة وفورية، وتُمكّن الجيولوجي من دراسة التكوين الجيولوجي أثناء عملية الحفر. ونظرًا لتزايد عدد الآبار الموجهة، والآبار ذات المدى الممتد، والآبار شديدة الانحراف، تُصبح تقنيات MWD/LWD ضروريةً في كثير من الأحيان لتحديد مواقع الآبار بكفاءة. يطلب المشغلون الكثير من أدوات التسجيل أثناء الحفر (LWD) والقياس أثناء الحفر (MWD)، والتي تستنزف جزءًا كبيرًا من الميزانية. ومن المتوقع أن تُحقق هذه التقنيات وفورات لشركات النفط من خلال زيادة كفاءة وفعالية برامج الحفر. وباستخدام نتائج تحليل السوائل، تُقرر شركات النفط كيفية إكمال البئر، وتطوير الحقل، وتصميم المرافق السطحية، وزيادة الإنتاج.

تُعدّ القدرة على تحديد خصائص السوائل أثناء إنتاجها ذات أهمية بالغة لدراسات المكامن. مع ذلك، تزداد بيئات الحفر قسوةً، ما يفرض متطلباتٍ صارمة على أدوات الحفر. تتألف أدوات القياس أثناء الحفر (LWD) والقياس أثناء الحفر (MWD) والقياس السلكي من أجهزة استشعار وإلكترونيات (ووحدات نقل بيانات في حالة القياس أثناء الحفر)، وتوفر معلوماتٍ حول المسح الاتجاهي وآليات الحفر وخصائص التكوين. بعد اكتشاف المكمن، يصبح تحديد تركيب وخصائص السوائل المنتجة أمرًا ضروريًا لتحسين إنتاج النفط. تتطلب المعلومات الآنية حول تغيرات خصائص التدفق وتركيب السوائل أثناء الإنتاج قياساتٍ في قاع البئر قادرة على فحص خصائص السائل في نطاقات زمنية أقصر من سرعات التدفق المميزة.

يُعدّ فهم لزوجة وكثافة سوائل التكوين أمرًا أساسيًا لإدارة المكامن، وإنتاج النفط، وتصميم عمليات الإكمال، وتحديد جدوى الحقول تجاريًا. ترتبط الإنتاجية وكفاءة إزاحة السوائل ارتباطًا مباشرًا بحركية السوائل، والتي بدورها تعتمد على لزوجتها. لذا، تُعتبر اللزوجة معيارًا حاسمًا لتقدير القيمة الاقتصادية لمكمن الهيدروكربونات، وكذلك لتحليل تدرجات التركيب والترابط الرأسي والأفقي للمكمن. لا تقتصر أهمية اللزوجة على التحكم في إنتاجية وكفاءة إزاحة المكمن فحسب، بل تلعب أيضًا دورًا رئيسيًا في تصميم المعدات تحت سطح البحر وخطوط الأنابيب، وفي إدارة المخاوف المتعلقة بضمان التدفق.

تُعدّ سوائل الحفر مواد كيميائية أساسية تُستخدم في جميع أنشطة استكشاف آبار النفط، مثل إزالة نواتج الحفر من أسفل البئر، وتعليقها ونقلها، وتزييت سطح الحفر. ومن أهم وظائف سائل حفر النفط حجز السوائل المتكونة أثناء الحفر في طبقاتها السطحية، وتعتمد الكثافة اللازمة لأداء هذه الوظيفة بكفاءة على ضغوط التكوينات الجوفية. تُستخدم قياسات الكثافة لحساب مدى سهولة تدفق النفط والسوائل الأخرى عبر التكوين، بالإضافة إلى حجم الهيدروكربونات الموجودة في الصخور، وبالاستعانة ببيانات أخرى، يتم تحديد قيمة الخزان بأكمله واحتياطياته. تقيس الكثافة الضغط الهيدروستاتيكي في البئر ومحتوى المواد الصلبة في الطين غير المُثقّل. تضمن الكثافة المناسبة ضغطًا هيدروستاتيكيًا كافيًا لمنع انهيار جدار البئر ومنع دخول سوائل التكوين إلى البئر. لكن زيادة وزن الطين بشكل مفرط تُقلل من معدل الحفر وتزيد من احتمالية الالتصاق التفاضلي، وتصدع البئر، وتُسبب تآكل المعدات، وفقدان الدوران، وزيادة تكلفة الطين. تُعد الكثافة أهم خاصية لسوائل الحفر التي يجب قياسها والحفاظ عليها بشكل فعال.

المتطلبات الرئيسية لحلول قياس الكثافة واللزوجة في أدوات القياس أثناء الحفر (LWD) والقياس أثناء الحفر (MWD) وأدوات الحفر السلكية هي كما يلي:

1. لا تتأثر باهتزازات مجموعة الثقوب السفلية: لا تزال الصدمات والاهتزازات في قاع البئر تشكل مشكلة، ويتفاقم التحدي بسبب زيادة عدد الآبار ذات المدى الممتد والآبار العميقة للغاية، ومن المتوقع أن تكون أدوات LWD/MWD على قدر هذا التحدي.
2. يعمل تحت ضغوط عالية ودرجات حرارة عالية: يجب أن تعمل مكونات أدوات LWD/MWD عند درجة حرارة تصل إلى 200 درجة مئوية وضغط 30,000 رطل لكل بوصة مربعة وفقًا لمتطلبات السوق وفي مجال إدارة الخزانات.
3. دعم أخذ عينات السوائل وتحليلها بجودة عالية: يُساعد تحليل عينات السوائل في ظروف المكمن على التحقق من جودة العينات، ويُمكّن من رسم خرائط التغيرات الرأسية في خصائص السوائل، مما يسمح للمحللين بتحديد الترابط بين المناطق وتحديد بنية المكمن في وقت مبكر من عمر الحقل. يجب أن توفر الأنظمة قياسات فائقة الدقة في قاع البئر (مثل الكثافة واللزوجة) لدعم تحديد وتحليل خصائص سوائل التكوين في الوقت الفعلي خلال فترات زمنية قصيرة جدًا.
4. الموثوقية: يكمن الأثر الأكبر لتقنيات القياس أثناء الحفر (LWD/MWD) في ضمان دقة النتائج من المرة الأولى. لذا، يجب أن تخضع هذه الأدوات لاختبارات شاملة، تشمل اختبارات التلف والاهتزاز والضغط، قبل استخدامها في تطبيقات الآبار. ومن الضروري للغاية تقليل عدد لوحات الدوائر الإلكترونية وأنظمة النسخ الاحتياطي، والاستفادة من التطورات في صناعة الحواسيب والإلكترونيات لتصغير حجم أجهزة الاستشعار وتقليل تأثرها بالصدمات والاهتزازات الشديدة التي تتعرض لها في الآبار.

عادةً ما يفصل المشغلون الأجهزة المستخدمة لقياس الكثافة واللزوجة. وتوجد مشاكل كبيرة في استخدام جهازين مختلفين:

• تتطلب معظم الأجهزة التقليدية المستخدمة لقياس الكثافة واللزوجة عينات سائلة منفصلة للتحليل، والتي يتم استخراجها من أسطوانات عينات السوائل الموجودة في قاع البئر، مما يؤدي إلى استهلاك كميات كبيرة من عينة سائلة قيّمة للغاية لا يمكن إعادة استخدامها.
• يصعب تحقيق نفس ظروف درجة الحرارة والضغط في أجهزة منفصلة، ​​مما يؤدي إلى أخطاء في القياس.
• يصعب وضع أجهزة قياس الكثافة الكبيرة والضخمة وأجهزة قياس اللزوجة في نفس الموقع بسبب قيود المساحة والتركيب في تجهيزات الحفر أثناء القياس/القياس أثناء الحفر/الحفر السلكي
• يتطلب الأمر عملاً تكاملياً كبيراً في الأجهزة والبرامج لمزامنة بيانات القياس وضمان الامتثال

قد يُشكّل وجود المياه العميقة وحده تحديًا في الحصول على بيانات كاملة وموثوقة من قاع البئر، ولكن مع إضافة درجات الحرارة والضغوط القصوى، تتفاقم الصعوبات والتكاليف بشكل كبير. تؤثر درجات الحرارة والضغوط العالية للغاية سلبًا على موثوقية وأداء أدوات القياس السلكية وأدوات القياس أثناء الحفر (MWD/LWD). تُلحق درجات الحرارة المرتفعة الضرر بالإلكترونيات الخاصة بالأدوات، وتؤثر على دقة وفعالية أجهزة الاستشعار، وقد تؤدي إلى تلف الأدوات قبل الأوان إذا لم يكن تصميم المعدات مناسبًا لهذه الخدمة. تتطلب الضغوط ودرجات الحرارة العالية جدًا، والصدمات والاهتزازات، ومحدودية الطاقة المتاحة، والقيود الشديدة على مساحة منصات الحفر، مناهج مبتكرة لأجهزة القياس. هذا ما يُشكّل أساسًا لـ Rheonicsحلول DV لتطبيقات الحفر.

Rheonics تقدم منصة تكنولوجية تتكون من المستشعر (DV) والإلكترونيات، وتقدم خدمات التكامل والتطوير لقياسات الكثافة واللزوجة المتزامنة في أدوات تسجيل LWD وMWD وأدوات تسجيل الأسلاك - للحصول على بيانات تقييم التكوين وتحسين الحفر أثناء عمليات الحفر لتوجيه وضع الآبار وتوفير البيانات لإدارة المسح وتخطيط التطوير.

التفريق Rheonics يتمثل الهدف الرئيسي في تطوير أدوات قياس الكثافة واللزوجة في قاع البئر، المصممة للعمل في درجات حرارة عالية، مما يُمكّن من حفر وتقييم آبار المياه العميقة بنجاح. توفر التصاميم الجديدة للأدوات والإلكترونيات تحكمًا أكبر في خزانات المياه ذات درجات الحرارة القصوى، مما يقلل من مخاطر الحفر العشوائي. الميزات الرئيسية لـ Rheonicsفيما يلي حلول قياس DV المصممة خصيصًا للتكامل في LWD/MWD/Wireline:

• غير متأثر باهتزازات BHA
• يعمل بشكل جيد في ظروف الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية
• إجراء تحليل عالي الجودة للسوائل المأخوذة من خلال قياسات الكثافة واللزوجة الأكثر دقة وسرعة
• موثوقة للغاية في ظروف الآبار العميقة، وتوفر بيانات صحيحة في كل مرة؛ ويمكنها تحمل الصدمات والاهتزازات الشديدة، ولا تتأثر بظروف التركيب.
• جهاز واحد لقياس الكثافة واللزوجة؛ يتطلب كمية ضئيلة للغاية من عينة السائل
• حجم صغير للغاية يتيح سهولة التكامل

مبدأ التشغيل

استخدم rheonicsيقيس جهاز قياس اللزوجة الرقمي (DVM) اللزوجة والكثافة باستخدام شوكة رنانة ذات أطراف مسطحة، مغمورة في السائل المراد اختباره. كلما زادت لزوجة السائل، زاد التخميد الميكانيكي للرنان، وكلما زادت كثافة السائل، انخفض تردد رنينه. ومن خلال التخميد وتردد الرنين، يمكن حساب الكثافة واللزوجة. rheonicsخوارزميات خاصة. شكرًا لـ rheonicsبفضل تصميم الرنان الالتوائي المزدوج (براءة الاختراع الأمريكية رقم 9518906)، يتميز المحول بتوازن مثالي، مع الحفاظ على عزل ميكانيكي ممتاز عن قاعدة تثبيت المستشعر. ويتم قياس التخميد وتردد الرنين بواسطة rheonics إلكترونيات الاستشعار والتقييم (براءة اختراع أمريكية رقم 8291750). استنادًا إلى rheonicsبفضل تقنية الحلقة المغلقة الطورية المثبتة، توفر وحدة الإلكترونيات قراءات مستقرة وقابلة للتكرار وعالية الدقة على كامل نطاق درجات الحرارة وخصائص السوائل المحددة.

لمعرفة المزيد عن تكنولوجيا rheonicsيرجى الرجوع إلى قسم "المرنانات المتوازنة الالتوائية". المستند التقني.

بنية متينة وتقنية استشعار فائقة

Rheonicsيتميز جهاز DV بحجمه الصغير واستخدامه لمرنانات متوازنة حاصلة على براءة اختراع لضمان قياسات متسقة وقابلة للتكرار بغض النظر عن طريقة تركيبه. يستخدم DV مرنانات فائقة الاستقرار، تم بناؤها بالاستفادة من عقود من الخبرة في مجال المواد وديناميكيات الاهتزاز ونمذجة تفاعل المائع مع المرنان، مما يجعله من أكثر أجهزة الاستشعار متانة وقابلية للتكرار ودقة في الصناعة. هذه المستشعرات غير حساسة لظروف التركيب والصدمات والاهتزازات، وقد خضعت لاختبارات قاسية من حيث التلف والاهتزاز والضغط.

أداة واحدة، وظيفة مزدوجة

Rheonicsيُعدّ جهاز DV منتجًا فريدًا يحلّ محلّ بديلين، ويُقدّم أداءً أفضل أثناء التشغيل في ظروف الخزان الحقيقية. كما أنه يُزيل صعوبة وضع جهازين مختلفين لقياس الكثافة واللزوجة (ودرجة الحرارة أيضًا) في نفس الموقع.

قياسات دقيقة وسريعة وموثوقة

3 متطور، حاصل على براءة اختراع^rd تُشغّل الإلكترونيات المتطورة هذه المستشعرات وتقيّم استجابتها. وبفضل الإلكترونيات المتقدمة، بالإضافة إلى النماذج الحسابية الشاملة، تُعدّ وحدات التقييم من بين الأسرع والأكثر دقة في هذا المجال. يوفر جهاز قياس الكثافة الرقمي (DVM) قياسات فورية للكثافة واللزوجة في أقل من ثانيتين!

قياسات دقيقة وسريعة وموثوقة

Rheonicsتُعدّ أجهزة DVM رنانات فائقة الاستقرار. متطورة، حاصلة على براءة اختراع 3^rd تُشغّل الإلكترونيات المتطورة هذه المستشعرات وتقيّم استجابتها. وبفضل الإلكترونيات المتقدمة، بالإضافة إلى النماذج الحسابية الشاملة، تُعدّ وحدات التقييم من بين الأسرع والأكثر دقة في هذا المجال. يوفر جهاز قياس الكثافة الرقمي (DVM) قياسات فورية للكثافة واللزوجة في أقل من ثانيتين!

أوسع نطاق تشغيل قدرة

Rheonicsتتيح إمكانيات الجهاز الواسعة للمستخدمين إجراء القياسات في ظروف الخزانات الصعبة. ويتميز بأوسع نطاق تشغيل في السوق.

• نطاق الضغط يصل إلى 30,000 رطل لكل بوصة مربعة
• نطاق درجة الحرارة من -40 إلى 200 درجة مئوية
• نطاق اللزوجة: من 0.02 إلى 300 سنتي بواز
• نطاق الكثافة: من 0 إلى 3 جم/سم مكعب

الحد الأدنى لحجم العينة المطلوب

يُستخدم الحد الأدنى من سائل الخزان للاختبار في جهاز DV، إذ لا يتطلب خطًا منفصلاً أو نظام أخذ عينات. يتميز جهاز DV بأنه آمن وفعال من حيث التكلفة، حيث لا يتطلب سوى 0.7 مل من العينة لقياس اللزوجة والكثافة عبر نطاق الضغط ودرجة الحرارة بالكامل، مما يوفر الوقت والمال.

عملية سهلة ومريحة

يُغني نظام DV عن الحاجة إلى أجهزة منفصلة لقياس الكثافة واللزوجة، والتي تتطلب أحجام عينات أكبر بكثير، وإعادة تهيئة متكررة، وأنظمة نقل سوائل معقدة. فهو قادر على تتبع تغيرات لزوجة وكثافة عينة الزيت الحية باستمرار طوال فترة التشغيل، ولا يتطلب أي تغيير في الأجهزة أو إعادة تهيئة. Rheonicsيتميز البرنامج بقوته وسهولة استخدامه وبديهيته. وبفضل عدم استخدامه للزئبق أو المؤقت أو المكابس المتعددة، فإن نظام DV سهل التشغيل وصديق للبيئة.

Rheonicsعرض القيمة: الأفضل في هذا المجال

فيما يلي مقارنة بين التقنيات الحالية لأجهزة قياس اللزوجة وأجهزة قياس الكثافة مع Rheonics'DV (رنان متوازن الالتواء) في ظروف الضغط العالي ودرجة الحرارة العالية.

أجهزة إلكترونية مصممة لتناسب احتياجاتك

تتوفر إلكترونيات المستشعر في كل من غلاف جهاز الإرسال المقاوم للانفجار وحامل سكة DIN صغير الحجم، مما يتيح سهولة دمجها في خطوط أنابيب العمليات وداخل خزائن معدات الآلات.

من السهل دمج

إن استخدام طرق اتصال تناظرية ورقمية متعددة في إلكترونيات المستشعرات يجعل الاتصال بأنظمة التحكم المنطقية القابلة للبرمجة الصناعية وأنظمة التحكم أمرًا بسيطًا وسهلاً.

صُنعت بدقة في سويسرا، Rheonicsصُمم جهاز DV ليلبي احتياجات التطبيق في أصعب الظروف. يتتبع الجهاز تغير لزوجة وكثافة عينة الزيت الحية خلال كامل مدة التشغيل. لا حاجة لتغيير أي مكون أو معيار للقياس عبر النطاق الكامل.