Повышение достоверности измерений характеристик нефти релаксометром протонного магнитного резонанса в составе проточного анализатора

Обсуждаются актуальные задачи контроля и диагностики оборудования для оптимального управления нефтедобычей и нефтеподготовкой. Для решения этих задач необходимо сформировать парк надежных средств измерений на базе автоматизированных программно-измерительных комплексов с диагностикой измерительного оборудования без остановки его функционирования. Формирование общего парка средств измерений может быть выполнено на базе релаксометра протонного магнитного резонанса (ПМР) в составе проточного экспресс-анализатора ПМР, совмещающего в одном приборе возможности самодиагностики, измерения многих параметров нефти и эффективное управление работой скважин и оборудования. Представлены методы самодиагностики элементов блоков релаксометра и узлов программно-измерительного комплекса по релаксационным параметрам ПМР, подверженных влиянию аддитивных и мультипликативных шумов. Разработаны алгоритмы и программы самодиагностики элементов и блоков анализатора, а также методики измерений характеристик нефти, включая такой важный параметр, как общая сера, негативно влияющий на качество нефти и сохранность оборудования. Предложены методы и алгоритмы диагностики узлов оборудования (без его остановки) по анализу шумов и отклонению отдельных параметров датчиков ПМР .

1. Юрчик М. А., Дукмасова Н. В. Цифровизация: новая эра для нефти и газа // Система управления экологической безопасностью: сб. тр. XIV междунар. науч.-практ. конф. Екатеринбург, 20–21 мая 2020 г. Екатеринбург: УрФУ, 2020. С. 281–286.

2. Азиева Р. Х., Таймасханов Х. Э. Необходимость и возможности использования цифровых технологий в нефтегазовой отрасли в условиях цифровой трансформации экономики // Изв. СПбГЭУ . 2020. № 5(125). C. 178–185.

3. Воробьев А. Е., Тчаро Х., Воробьев К. А. Цифровизация нефтяной промышленности: „интеллектуальный“ нефтепромысел // Вестник Евразийской науки. 2018. № 3. С. 71–87.

4. Сафиуллин Б. Р., Козелкова В. О., Кашаев Р. С. и др. Очистка нефти от асфальтено-смол и парафинов // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2022. Т. 24, № 5. С. 166–178.

5. Козелков О. В. Методы и средства экспресс-контроля характеристик скважинной жидкости и нефти на базе протонной магнитной резонансной релаксометрии: дис. … докт. техн. наук. Казань, 2022.

6. Кашаев Р. С., Козелков О. В., Кубанго Б. Э. Проточные протонные магнитно-резонансные анализаторы для контроля скважинной жидкости по ГОСТ Р 8.615-2005 ГСИ // Изв. вузов. Проблемы энергетики. 2017. № 1-2. С. 137–151.

7. Кашаев Р. С., Нгуен Дык Ань, Козелков О. В. Проточный экспресс-анализатор протонного магнитного резонанса в составе промышленного интернета вещей // Изв. вузов. Приборостроение. 2024. Т. 67, № 5. С. 425–434. DOI: 10.17586/0021-3454-2024-67-5-425-434.

8. Денисов Е. С. Флуктуационно-шумовые и релаксационные методы и приборы интеллектуального контроля и диагностики водородный твердополимерных топливных элементов: автореф. дис. … докт. техн. наук. Казань: КНИТУ-КАИ, 2024.

9. Денисов Е. С., Никишина Г. В., Коньков К. В. Влияние собственных шумов измерительной аппаратуры // ЮжноСибирский научный вестник. 2024. № 2(54). С. 33–39.]

10. Granwehr J. Multiplicative or t1 Noise in NMR Spectroscopy // Applied Magnetic Resonance. 2007. Vol. 32. Р. 113– 156. DOI 10.1007/s00723-007-0006-39.

11. Soltner H. and Blümler P. Dipolar Halbach magnet stacks made from identically shaped permanent magnets for magnetic resonance // Concepts Magn. Reson. 2010. Vol. 36A, N 4. P. 211–222. https://doi.org/10.1002/cmr.a.20165.

12. Cooley C. Z., Stockmann J. P., Armstrong B. D. et al. Two-dimensional imaging in a lightweight portable MRI scanner without gradient coils // Magn. Reson. Med. 2015. Vol. 73, N 2. P. 872–883. https://doi.org/10.1002/mrm.25147.

13. Bogaychuk A., Kuzmin V. Accounting for material imperfections in the design and optimization of low cost Halbach magnets // Rev. Sci. Instrum. 2020. Vol. 91, N 10. Р. 103904. https://doi.org/10.1063/5.0013274.

14. Freeman R. A Handbook of Nuclear Magnetic Resonance. Longman, Harlow, 1997.