PDC разрядты ROP модельдерін бағалауды және тау жыныстарының беріктігінің модель коэффициенттеріне әсерін қалай білуге ​​болады?

Аннотация

Мұнай бағасының қазіргі төмен жағдайы мұнай және газ ұңғымаларын бұрғылау уақытын үнемдеу және пайдалану шығындарын азайту үшін бұрғылауды оңтайландыруға баса назар аударды. Кесу жылдамдығын (ROP) модельдеу бұрғылау параметрлерін оңтайландырудың негізгі құралы болып табылады, атап айтқанда, жылдамырақ бұрғылау процестері үшін қашау салмағы мен айналу жылдамдығы. Excel VBA, ROPPlotter бағдарламаларында әзірленген жаңа, толық автоматтандырылған деректерді визуализациялау және ROP модельдеу құралы арқылы бұл жұмыс екі түрлі PDC Bit ROP модельдерінің модельдік коэффициенттеріне тас беріктігінің әсерін зерттейді: Hareland және Rampersad (1994) және Мотаххари т.б. (2010). Осы екеуі PDC биті модельдер Баккен тақтатас көлденең ұңғымасының тік бөлігіндегі үш түрлі құмтас түзілімдерінде Bingham (1964) әзірлеген негізгі жағдаймен, жалпы ROP қатынасымен салыстырылады. Алғаш рет бұрғылау параметрлері басқаша ұқсас литологияларды зерттеу арқылы ROP моделінің коэффициенттеріне тау жыныстарының беріктігінің өзгеруінің әсерін оқшаулау әрекеті жасалды. Сонымен қатар, сәйкес модельдік коэффициенттер шекараларын таңдаудың маңыздылығы туралы жан-жақты талқылау жүргізіледі. Хареланд пен Мотаххари үлгілерінде ескерілген, бірақ Бингемдікінде емес тау жыныстарының беріктігі Мотаххари моделі үшін ұлғайған RPM терминінің көрсеткішіне қосымша, бұрынғы үлгілер үшін тұрақты көбейткіш модель коэффициенттерінің жоғары мәндерін береді. Hareland және Rampersad моделі осы нақты деректер жинағы бар үш модельдің ішінде ең жақсы нәтиже беретіні көрсетілген. Дәстүрлі ROP модельдеудің тиімділігі мен қолдану мүмкіндігі күмән тудырады, өйткені мұндай модельдер модельді құрастыруда ескерілмеген көптеген бұрғылау факторларының әсерін қамтитын және белгілі бір литологияға ғана тән эмпирикалық коэффициенттер жиынтығына сүйенеді.

Кіріспе

PDC (Polycrystalline Diamond Compact) қашаулары бүгінгі күні мұнай және газ ұңғымаларын бұрғылауда қолданылатын басым қашау түрі болып табылады. Бит өнімділігі әдетте уақыт бірлігінде бұрғыланған тесік ұзындығы бойынша ұңғыманың қаншалықты жылдам бұрғыланатынын көрсететін ену жылдамдығымен (ROP) өлшенеді. Бұрғылау жұмыстарын оңтайландыру энергетикалық компаниялардың күн тәртібінде ондаған жылдар бойына алдыңғы қатарда болды және ол мұнай бағасының қазіргі төмен жағдайында одан әрі маңыздылыққа ие болады (Харелланд және Рамперсад, 1994). Ең жақсы мүмкін болатын ROP алу үшін бұрғылау параметрлерін оңтайландырудың бірінші қадамы бұрғылау жылдамдығына жер бетінде алынған өлшемдерге қатысты дәл үлгіні жасау болып табылады.

Әдебиетте бірнеше ROP үлгілері, соның ішінде белгілі бір бит түрі үшін арнайы әзірленген үлгілер жарияланды. Бұл ROP үлгілері әдетте литологияға тәуелді және бұрғылау параметрлері мен ену жылдамдығы арасындағы байланысты түсінуді нашарлатуы мүмкін бірқатар эмпирикалық коэффициенттерді қамтиды. Бұл зерттеудің мақсаты модель өнімділігін талдау және модель коэффициенттерінің бұрғылау параметрлері әртүрлі өріс деректеріне қалай жауап беретінін, атап айтқанда тау жыныстарының беріктігіне екіPDC биті модельдер (Харелланд және Рамперсад, 1994, Мотаххари және т.б., 2010). Модельдік коэффициенттер мен өнімділік сонымен қатар негізгі ROP үлгісімен (Бингэм, 1964) салыстырылады, ол барлық салада кеңінен қолданылған және әлі де қолданыста болған бірінші ROP үлгісі ретінде қызмет ететін қарапайым қатынас. Әр түрлі тау жыныстарының беріктігі бар үш құмтас түзілімдеріндегі бұрғылау өрісінің деректері зерттеледі және осы үш модель үшін модельдік коэффициенттер есептеледі және бір-бірімен салыстырылады. Әрбір жыныс қабатындағы Хареланд және Мотаххари үлгілері үшін коэффициенттер Бингхэм моделінің коэффициенттеріне қарағанда кеңірек диапазонды қамтиды деп болжануда, өйткені соңғы тұжырымда тау жыныстарының беріктігінің өзгеруі нақты ескерілмеген. Модель өнімділігі де бағаланады, бұл Солтүстік Дакотадағы Баккен тақтатас аймағы үшін ең жақсы ROP үлгісін таңдауға әкеледі.

Бұл жұмысқа енгізілген ROP модельдері бұрғылау жылдамдығына бірнеше бұрғылау параметрлерін байланыстыратын икемді емес теңдеулерден тұрады және гидравлика, кескіш жыныстардың өзара әрекеттесуі, қашау сияқты бұрғылаудың қиын үлгідегі механизмдерінің әсерін біріктіретін эмпирикалық коэффициенттер жиынтығын қамтиды. конструкциясы, төменгі саңылау құрастыру сипаттамалары, балшық түрі және тесіктерді тазалау. Бұл дәстүрлі ROP үлгілері далалық деректермен салыстырғанда әдетте жақсы нәтиже бермесе де, олар жаңа үлгілеу әдістеріне маңызды баспалдақ береді. Икемділігі жоғары заманауи, қуаттырақ, статистикаға негізделген модельдер ROP модельдеу дәлдігін жақсарта алады. Ганделман (2012) Бразилия теңізіндегі тұзға дейінгі бассейндердегі мұнай ұңғымаларында дәстүрлі ROP үлгілерінің орнына жасанды нейрондық желілерді қолдану арқылы ROP модельдеудің айтарлықтай жақсарғанын хабарлады. Білгесу және т.б. еңбектерінде ROP болжау үшін жасанды нейрондық желілер де сәтті қолданылған. (1997), Moran et al. (2010) және Esmaeili және т.б. (2012). Дегенмен, ROP модельдеудегі мұндай жақсарту модельді интерпретациялау есебінен жүзеге асырылады. Сондықтан дәстүрлі ROP үлгілері әлі де өзекті және нақты бұрғылау параметрінің ену жылдамдығына қалай әсер ететінін талдаудың тиімді әдісін қамтамасыз етеді.

Microsoft Excel VBA (Soares, 2015) бағдарламасында әзірленген далалық деректерді визуализациялау және ROP модельдеу бағдарламалық құралы ROPPlotter модель коэффициенттерін есептеу және үлгі өнімділігін салыстыру үшін қолданылады.