Le fluide de forage, communément appelé « boue », est essentiel au succès ou à l'échec du système de circulation de la boue. Généralement stockés dans des réservoirs de boue sur les plateformes de forage terrestres et offshore, ces réservoirs constituent le cœur du système de circulation de la boue. Leur niveau de fluide a un impact direct sur la sécurité, l'efficacité et les coûts du système.
Le système pompe le fluide de forage à travers la tige de forage pour refroidir et lubrifier le trépan. La boue remonte ensuite à la surface, emportant les déblais de la formation. Le niveau de fluide dans ces réservoirs est mesuré paren lignecapteurs de niveauoutransmetteurs de niveau en ligne, qui fournissent des données essentielles aux opérations de forage. Le système surveille le volume total de boue afin d'identifier les gains ou pertes nets. Toute augmentation du volume de fluide de forage indique l'entrée de substances externes comme du pétrole, de l'eau ou du gaz dans le processus de forage, tandis qu'une diminution suggère une perte dans la formation. Ces deux scénarios sont extrêmement dangereux et pourraient entraîner une éruption.
1. Inconvénients de la surveillance traditionnelle du niveau de liquide
La mesure traditionnelle du niveau des fluides de forage pose des problèmes de sécurité du personnel, de délais de réponse et de coûts cachés. Examinons ces trois effets négatifs.
SafetethazardsLa surveillance manuelle des niveaux lors des opérations de forage en continu présente un inconvénient majeur. Les bassins de boue mesurent généralement entre 3 et 5 mètres de haut, et les observateurs doivent grimper jusqu'à leur sommet, glissant ou exposé au vent, ce qui peut entraîner des chutes. De plus, l'ouverture des hublots d'observation peut libérer des gaz dangereux tels que le sulfure d'hydrogène (H₂S) ou le méthane (CH₄), présentant des risques pour la santé du personnel.
Limitedmonitorineg frequency(1 à 2 fois/h) etdelayed responseIl existe deux raisons à la négligence des variations soudaines de niveau, comme les hausses ou baisses rapides dues à une perte de circulation ou à des impulsions de forage. On estime que la surveillance manuelle du niveau lors du forage d'un seul puits consomme plus de 50 heures, soit l'équivalent de deux à trois jours de temps d'exploitation effectif perdu. De plus, un retour d'information au foreur 5 à 10 minutes plus tard entraîne un débordement de boue ou une cavitation de la pompe lorsque le niveau de boue approche des limites supérieures ou inférieures.
Un contrôle manuel imprécis est susceptible d'entraînersurflaïeincibosses, où des dizaines de mètres cubes de fluide de forage peuvent être gaspillés en une seule opération. Des niveaux de fluide extrêmement bas peuvent entraîner un fonctionnement au ralenti des pompes et des coûts de maintenance supplémentaires liés à l'usure des équipements.
2. RécommendécédéSolutionsfor Surveillance du niveau de liquide en ligne
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(1) Capteurs de niveau radar (sans contact)
Radarlveillel tranfrapperters sont costumecapable for fluides de forage à haute viscosité et sujets à la formation de mousse (par exemple, boues à base d'huile), non affectés par les fluctuations du milieu.They meassurerniveau de fluide en émettant des ondes électromagnétiques à haute fréquence et en calculant la différence de temps des signaux réfléchis.
Dans les groupes de réservoirs de boue des plateformes de forage profond, les capteurs radar pénètrent la vapeur et le brouillard pour surveiller le niveau des réservoirs en temps réel et s'intègrent aux pompes à boue pour ajuster automatiquement le débit. Conception antidéflagrante (conforme aux normes ATEX et IECEx), idéale pour les environnements à haut risque comme les puits de pétrole et de gaz contenant du soufre.
(2) Capteurs de niveau à ultrasons (sans contact)
Les transmetteurs de niveau à ultrasons constituent une solution idéale pour les équipes de forage de petite et moyenne taille, à un coût relativement faible. Ils mesurent le niveau de liquide par émission d'ondes ultrasonores et calculent les temps de retour d'écho. Faciles à installer par filetage ou bride, ils ne nécessitent aucun entretien pendant une période allant jusqu'à 12 mois. Sensibles aux interférences de la vapeur ou de la poussière, ils sont particulièrement adaptés aux cuves à boues aqueuses plus propres.
3. Surveillance intelligente et collaborative
Combinaisonien lignecapteurs de niveauavecien ligne densimètresettransmetteurs de température en ligneCréer un système complet de surveillance des performances de la boue. Par exemple, une chute soudaine du niveau combinée à une augmentation de la densité déclenche l'identification automatique d'une perte de circulation, déclenchant ainsi des procédures d'étanchéité d'urgence.
Edge Computing et prédiction de l'IA :
L'apprentissage automatique analyse les données de niveau historiques pour prédire les tendances de consommation de boue (par exemple, les baisses de niveau accélérées lors du forage dans des formations spécifiques), permettant une planification proactive des réserves de boue pour réduire les risques de temps d'arrêt.
Opérations à distance :
Les sièges sociaux des champs pétroliers peuvent surveiller les niveaux des réservoirs de boue sur plusieurs sites de puits en temps réel via des plateformes cloud, permettant une allocation unifiée des ressources et une « gestion collaborative multi-puits », en particulier pour le développement de puits en grappe.
La surveillance du niveau des bassins de boue est passée d'une tâche laborieuse à une tâche technologique exigeante, portée par l'IoT industriel qui transforme les opérations traditionnelles. Les capteurs de niveau en ligne ne sont pas de simples outils de mesure, mais des nœuds essentiels reliant la sécurité, l'efficacité et les coûts du forage. Pour les compagnies pétrolières en quête d'un développement de haute qualité, l'adoption de solutions de surveillance intelligentes est à la fois un besoin crucial pour réduire les risques de sécurité et un investissement stratégique pour améliorer la compétitivité dans un secteur en crise.
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Date de publication : 05/06/2025
