钻井液性能在线监测技术及应用
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完成单位:中石化胜利石油工程有限公司钻井工艺研究院
登记编号:ZSXC-2023-SH-2-130
登记年份:2023
发布时间:2023-06-29
张志财、徐运波、王忠杰、涂德洪、刘保双、李炳太、徐 鑫、公培斌
通过对石油钻井中钻井液流变性、密度、离子、pH、乳化稳定性、油水比等性能参数在线测量技术的研究,以及钻井液数据采集分析应用系统、软件系统和相关在线监测配套系统的开发,研制出水基和油基钻井液性能在线监测系统,分别能够实现10项水基钻井液和12项油基钻井液性能参数的在线测量、自动记录、实时存储和远程传输,形成了胜利天工Sentry系列钻井液在线监测系统产品,包括两大类4种型号产品,制定了产品标准和技术规程,实现了商业化,形成了一整套钻井液性能在线监测技术。
该技术的主要创新点包括:(1)在国内外首次提出变径异型管在线监测钻井液流变性方法;(2)发明了双压力振动管式钻井液密度在线测量方法;(3)发明了全量程离子浓度在线监测方法;(4)发明了高频率油基钻井液乳化稳定性、油水比在线连续测量方法;(5)形成了在线监测温度补偿模型和恒温保障技术;(6)形成在线监测配套与应用技术,研发了钻井液性能在线监测系统。
该技术主要实施效果:(1)钻井液性能在线监测保障钻井安全;(2)钻井液性能在线监测为油气层保护提供支持;(3)钻井液性能在线监测提高了现场HSE水平;(4)钻井液性能在线监测助力甲方实时监控和决策;(5)钻井液性能在线监测助力节约建井周期。
该成果在胜利油田、中海油南海深水区块、中石化西北油田、中石油塔里木油田、东北局龙凤山等地区200余口井现场应用,应用最高密度2.30g/cm3,应用效果良好,测试数据精度高、偏差小、实时连续而且稳定性好,受到各方高度赞誉。截止2023年,累计销售设备19套,技术服务7口井,累计新增产值2200余万元,节支4960余万元,直接经济效益显著。构建了自主知识产权专利池,授权专利29件,其中发明11件,取得软著3件;获得2020年山东省技术发明三等奖、第三届中国安全生产协会安全科技进步一等奖等奖项。
该技术填补了国内在该领域的空白,经中石化科技部鉴定整体达到国际领先水平,自主品牌胜利天工哨兵(Sentry)系列钻井液性能在线监测系统入选石油工程公司内部互供优势产品;为实现自动化、智能化钻井奠定了基础,提升了我国钻井自动化水平和国际市场竞争力,具有广阔应用前景。