除设备故障之外,在钻井平台上导致无法正常生产的因素多与钻井液有关。所以,一口井在钻探、固井或测井的过程中出现的很多问题都可最终归结到一个因素——钻井液。
超声波流量计是现阶段精度高、通用性好、灵敏度高的流量计,但由于超声波在钻井液中衰减很大,不能测出钻井液的环空返出流量。为获取更加精确的测量值并在很大程度上降低对钻井设备的损坏,一种新型超声波钻井液测量仪正在被研发。该流量计可缠绕在钻井设备的液体入口或流程管线上,对钻井液的流量、密度、流变学和粒度分布等进行实时分析。
开发人员的目标是使用该流量计获取数据,并用所得到的数据快速地处理钻井时出现的诸如井控、反冲检测、卡管、泥浆泵效率以及常规评估等关键问题。
研发团队由Jason Norman带领。Jason Norman是Apach公司与壳牌公司的前高级钻井工程师,现在是一家现场综合服务的公司股东。Jason Norman表示,钻井液可能只占总体钻井作业成本的15%,但若疏于管理将耗资更多。该仪器将在钻井液管理方面有更大改进与完善,而且操作方便,只需将其缠绕在油管四周,无需将油管穿透、焊接或切割等,在平台上就可以观察到所有测试数据。这样,多数人都会愿意接受并使用这种设备。
无论是陆地还是海上的钻井平台,科里奥利流量计都是比较常用的测量钻井液密度、黏度的仪器,因为它是目前唯一的可提供钻井液有效流动数据的实验设备。超声波流量计与科里奥利流量计相比,其突出优势在于其整体缠绕安装在钻井设备流程管线上,不容易脱落。如果进展顺利,该仪器已在2015年第四季度投入使用并进行测试工作。它的研发成功,将有可能取代科里奥利流量计在钻井液测量方面的应用。
另外,该超声波流量计使测量值更加精确,在工程设计与施工中都有助于做出更好的决定,也有利于公司构建实时液压模型和扭矩拖拽模型。在预警系统中,它还可以人工智能地自动检测出系统故障与问题。不过,这种仪器很难处理井口净化程度与水力参数优化等问题。