Automatisert sanntidsmålesystem av borevæskeparametere

Abstract

Borevæsker brukes i alle boreoperasjoner i olje- og gassindustrien. Borevæsken bidrar til at boreoperasjonen gjennomføres på en trygg og vellykket måte. Borevæskens hovedfunksjoner er å smøre borekronen, transportere borekaksen opp fra borehullet og å opprettholde ønsket trykk i borehullet. Borevæskens sammensetning tilpasses det utstyret som brukes og de bergformasjonene det bores i. Borevæsken tilføres borehullet gjennom borestrengen og strømmer opp fra borekronen mellom borestreng og borehull. Når borevæsken kommer tilbake fra borehullet opp på riggen, behandles den av borevæskesystemet før den gjenbrukes i borehullet. For å sikre at borevæsken har de ønskede egenskapene tas det prøver av denne på boreriggen. Tradisjonelt gjøres måling av borevæskens egenskaper manuelt av borevæskeingeniør på riggen fire ganger i døgnet. Det brukes relativt enkle målemetoder som gir raske men ufullstendige svar. Det er utviklet nye målemetoder hvor målingene er automatiserte og tas hyppigere enn de tradisjonelle metodene. De nye metodene gir pr i dag sanntidsmålinger av reologi, viskositet, densitet og geleringsstyrke. Målinger gjøres med intervaller på mellom tre sekunder og 15 minutter avhengig av metode og enhet. Vi har vurdert tre ulike målesystemer fra henholdsvis Halliburton/Baroid, Schlumberger/M-I SWACO og Intelligent Mud Solutions. Disse selskapene og systemene ble valgt etter anbefaling fra vår veileder i Aker BP. Seks casestudier viser at bruk av automatisert sanntidsmåling gir hyppigere og mer nøyaktig informasjon om borevæsken, noen som gir mulighet for bedre kontroll over borevæskens egenskaper. I de aktuelle casene har dette gitt følgene fordeler: Inntil 30% raskere boreoperasjon, redusert risiko for tap av borestreng og borekrone, lavere slitasje på borekrone. Casene viser at bruk av automatisert sanntidsmåling vil være kostnadsbesparende ved boreoperasjoner i kompliserte felt. Sammenligning av de tre målesystemene viser at Intelligent Mud Solutions gjør hyppigere målinger enn konkurrentene med deres RheoSense enhet.

Drilling fluids are used during all drilling operations in the oil and gas industry. The drilling fluid contributes to a safe and successful drilling operation. The main functions of the drilling fluid are to lubricate the drill but, transport the drill cuttings up from the borehole and to maintain the desired downhole pressure. The composition of the drilling fluid is adjusted based on the rock formations and the equipment used during the operation. The drilling fluid is supplied to the borehole through the drill string and flows back up from the bit between the drill string and the borehole. When the drilling fluid returns to the rig, it is processed through the drilling fluid system before it can be reused in the borehole. To ensure that the drilling fluid has the desired properties, tests are taken at the rig. The drilling fluid has traditionally been measured manually by the mud engineer at the rig site, up to four times a day. Simple test methods are used that provide quick but incomplete results. New measurement methods are now being developed that are automated and allow for more frequent measurements than the traditional method. The new methods currently provide real-time measurements of rheology, viscosity, density and gelation strength. Measurements are made at intervals of between three seconds and 15 minutes depending on the method and unit. We have evaluated three different measurement system from the companies Halliburton/Bariod, Schlumberger/M-I SWACO and Intelligent Mud Solutions, respectively. These companies and measurement systems were chosen based on the recommendation from our supervisor at Aker BP. Six case studies show that the use of automated real-time measurement provides more frequent and more accurate drilling fluid data, which provides the opportunity for better control over the drilling fluid properties. In the relevant cases, this has led to a 30% faster drilling operation, reduced risk of equipment loss or damage, and lower wear on the drill bit. The cases show that use of automated real-time measurement reduce costs of drilling in complex fields. Comparison of the three measurement systems show that Intelligent Mud Solutions have the most accurate measurement system with their product, RheoSense.