Le fluide de forage, communément appelé « boue », est essentiel au bon fonctionnement du système de circulation de la boue. Stocké généralement dans des réservoirs sur les plateformes de forage terrestres et maritimes, ce système repose sur des niveaux de fluide qui influent directement sur la sécurité, l'efficacité et les coûts.
Le système pompe le fluide de forage à travers le train de tiges pour refroidir et lubrifier le trépan. La boue remonte ensuite à la surface, emportant les déblais de forage. Le niveau de fluide dans ces réservoirs à boue est mesuré paren lignecapteurs de niveauoutransmetteurs de niveau en ligneCe système fournit des données essentielles aux opérations de forage. Il surveille le volume total de boue afin de déterminer les gains ou les pertes nets. Toute augmentation du fluide de forage indique l'infiltration de substances externes telles que du pétrole, de l'eau ou du gaz dans le processus de forage, tandis qu'une diminution suggère une fuite dans la formation. Ces deux situations sont extrêmement dangereuses et peuvent entraîner une éruption.
1. Inconvénients de la surveillance traditionnelle du niveau des fluides
La mesure traditionnelle du niveau des fluides de forage présente des inconvénients liés à la sécurité du personnel, aux délais d'intervention et aux coûts cachés. Examinons ces trois points négatifs.
SafetyhazardsL'un des principaux inconvénients de la surveillance manuelle des niveaux lors des opérations de forage continu réside dans la hauteur des cuves de boue, généralement de 3 à 5 mètres. Les observateurs doivent grimper jusqu'au sommet de ces cuves, souvent glissant ou exposé au vent, ce qui peut entraîner des chutes. De plus, les orifices d'observation ouverts peuvent libérer des gaz dangereux tels que le sulfure d'hydrogène (H₂S) ou le méthane (CH₄), présentant des risques pour la santé du personnel.
LimitedmoniToring frequency(1 à 2 fois/h) etdelayed responDeux facteurs expliquent la négligence des variations soudaines de niveau, telles que les montées ou les descentes rapides lors de pertes de circulation ou d'éruptions de puits. On estime que la surveillance manuelle du niveau pendant le forage d'un seul puits consomme plus de 50 heures, soit l'équivalent de 2 à 3 jours de temps opérationnel perdus. De plus, un retour d'information tardif de 5 à 10 minutes au foreur peut entraîner un débordement de boue ou une cavitation de la pompe lorsque le niveau de boue approche des limites supérieures ou inférieures.
Une commande manuelle imprécise est susceptible desurflowincibossesDans ce cas, des dizaines de mètres cubes de fluide de forage peuvent être gaspillés en une seule fois. Des niveaux de fluide extrêmement bas peuvent entraîner le fonctionnement au ralenti des pompes et des coûts de maintenance supplémentaires liés à l'usure du matériel.
2. RécommendécédéSolutionsfor Surveillance en ligne du niveau de fluide
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(1) Capteurs de niveau radar (sans contact)
Radarlveillel transmitters sont costumecapable for fluides de forage à haute viscosité et sujets à la formation de mousse (par exemple, boue à base d'huile), non affectés par les fluctuations du milieu.They measurele niveau du fluide est déterminé en émettant des ondes électromagnétiques à haute fréquence et en calculant la différence de temps des signaux réfléchis.
Sur les plateformes de forage en eaux profondes, les groupes de réservoirs à boue sont équipés de capteurs radar qui, malgré la vapeur et les brouillards, surveillent en temps réel les niveaux des réservoirs et s'intègrent aux pompes à boue pour ajuster automatiquement les débits. Leur conception antidéflagrante (conforme aux normes ATEX et IECEx) les rend idéaux pour les environnements à haut risque tels que les puits de pétrole et de gaz contenant du soufre.
(2) Capteurs de niveau à ultrasons (sans contact)
Les transmetteurs de niveau à ultrasons sont une solution idéale pour les petites et moyennes équipes de forage, offrant un coût relativement faible. Ils mesurent le niveau de fluide en émettant des ondes ultrasonores et en calculant le temps de retour de l'écho. Leur installation est simple grâce à un raccord fileté ou à bride, et ils ne nécessitent aucun entretien pendant 12 mois. Sensibles aux interférences de la vapeur ou de la poussière, ils sont particulièrement adaptés aux cuves à boue à base d'eau.
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 brutale du niveau, combinée à une augmentation soudaine de la densité, déclenche l'identification automatique des pertes de circulation et initie des procédures de colmatage d'urgence.
Informatique de périphérie et prédiction par IA :
L'apprentissage automatique analyse les données historiques de niveau 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 afin de réduire les risques de temps d'arrêt.
Opérations à distance :
Les sièges sociaux des champs pétrolifères peuvent surveiller en temps réel les niveaux des réservoirs de boue sur plusieurs sites de puits via des plateformes cloud, permettant une allocation unifiée des ressources et une « gestion collaborative multi-puits », notamment pour le développement de puits groupés.
La surveillance du niveau des cuves à boue, autrefois laborieuse, est devenue une tâche à forte intensité technologique, portée par l'Internet des objets industriel (IIoT) qui transforme les opérations traditionnelles. Les capteurs de niveau en ligne ne sont plus de simples outils de mesure ; ce sont des éléments essentiels qui relient la sécurité, l'efficacité et les coûts de forage. Pour les compagnies pétrolières soucieuses d'un développement de haute qualité, l'adoption de solutions de surveillance intelligentes est à la fois une nécessité absolue pour réduire les risques et un investissement stratégique pour renforcer leur compétitivité dans un contexte de ralentissement du secteur.
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Date de publication : 5 juin 2025
