Резюме
Настоящите условия на ниски цени на петрола подновиха акцента върху оптимизацията на сондажите, за да се спести време при пробиване на нефтени и газови кладенци и да се намалят оперативните разходи. Моделирането на скоростта на проникване (ROP) е ключов инструмент за оптимизиране на параметрите на сондажите, а именно теглото на дюзата и скоростта на въртене за по-бързи процеси на сондиране. С нов, изцяло автоматизиран инструмент за визуализация на данни и моделиране на ROP, разработен в Excel VBA, ROPPlotter, тази работа изследва производителността на модела и влиянието на якостта на скалата върху коефициентите на модела на два различни PDC ROP модела на дюзи: Hareland and Rampersad (1994) и Motahhari et al. (2010). Тези два... PDC бит Моделите са сравнени с базов случай, обща ROP зависимост, разработена от Bingham (1964) в три различни пясъчникови формации във вертикалното сечение на хоризонтален кладенец от шисти Bakken. За първи път е направен опит да се изолира ефектът от вариращата якост на скалата върху коефициентите на ROP модела чрез изследване на литологии с иначе сходни параметри на сондиране. Освен това е проведена подробна дискусия относно важността на избора на подходящи граници на коефициентите на модела. Якостта на скалата, отчетена в моделите на Hareland и Motahhari, но не и в тези на Bingham, води до по-високи стойности на коефициентите на константния множител за първите модели, в допълнение към увеличения показател на RPM за модела на Motahhari. Моделът на Hareland и Rampersad е показан като най-добър от трите модела с този конкретен набор от данни. Ефективността и приложимостта на традиционното ROP моделиране е поставена под въпрос, тъй като такива модели разчитат на набор от емпирични коефициенти, които включват ефекта на много фактори на сондиране, които не са отчетени във формулировката на модела и са уникални за конкретна литология.
Въведение
PDC (поликристални диамантено-компактни) коронки са доминиращият тип коронки, използвани за пробиване на нефтени и газови кладенци днес. Производителността на коронките обикновено се измерва със скоростта на проникване (ROP), индикация за това колко бързо се пробива сондажът по отношение на дължината на пробивания отвор за единица време. Оптимизацията на пробиването е начело на дневния ред на енергийните компании от десетилетия и придобива още по-голямо значение в настоящата среда на ниски цени на петрола (Hareland and Rampersad, 1994). Първата стъпка в оптимизирането на параметрите на пробиване за постигане на възможно най-добрата ROP е разработването на точен модел, свързващ измерванията, получени на повърхността, със скоростта на пробиване.
В литературата са публикувани няколко ROP модела, включително модели, разработени специално за определен тип бит. Тези ROP модели обикновено съдържат редица емпирични коефициенти, които зависят от литологията и могат да нарушат разбирането на връзката между параметрите на сондиране и скоростта на проникване. Целта на това изследване е да се анализира производителността на модела и как коефициентите на модела реагират на полеви данни с различни параметри на сондиране, по-специално якост на скалата, за два...PDC бит модели (Hareland and Rampersad, 1994, Motahhari et al., 2010). Коефициентите и производителността на модела също се сравняват с базов модел на ROP (Bingham, 1964), опростена зависимост, която послужи като първият ROP модел, широко прилаган в цялата индустрия и все още се използва. Изследват се данни от сондажни полета в три пясъчникови формации с различна якост на скалите и се изчисляват и сравняват коефициентите на модела за тези три модела. Постулира се, че коефициентите за моделите на Hareland и Motahhari във всяка скална формация ще обхващат по-широк диапазон от коефициентите на модела на Bingham, тъй като различната якост на скалата не се отчита изрично в последната формулировка. Оценява се и производителността на модела, което води до избора на най-добрия ROP модел за шистовия регион Bakken в Северна Дакота.
Моделите на ROP, включени в тази работа, се състоят от негъвкави уравнения, които свързват няколко параметъра на сондиране със скоростта на сондиране и съдържат набор от емпирични коефициенти, които комбинират влиянието на трудно моделируеми механизми на сондиране, като хидравлика, взаимодействие между резец и скала, дизайн на дюзата, характеристики на сглобката на дъното на сондажа, вид на буровия разтвор и почистване на сондажа. Въпреки че тези традиционни ROP модели обикновено не се представят добре в сравнение с полеви данни, те осигуряват важна стъпка към по-нови техники за моделиране. Съвременните, по-мощни, базирани на статистика модели с повишена гъвкавост могат да подобрят точността на ROP моделирането. Gandelman (2012) съобщава за значително подобрение в ROP моделирането чрез използване на изкуствени невронни мрежи вместо традиционни ROP модели в нефтени кладенци в предсолните басейни край бреговете на Бразилия. Изкуствените невронни мрежи също се използват успешно за прогнозиране на ROP в трудовете на Bilgesu et al. (1997), Moran et al. (2010) и Esmaeili et al. (2012). Подобно подобрение в ROP моделирането обаче идва за сметка на интерпретируемостта на модела. Следователно, традиционните ROP модели все още са актуални и предоставят ефективен метод за анализ на това как специфичен параметър на сондиране влияе върху скоростта на проникване.
ROPPlotter, софтуер за визуализация на полеви данни и ROP моделиране, разработен в Microsoft Excel VBA (Soares, 2015), се използва за изчисляване на коефициентите на модела и сравняване на производителността на модела.
Време на публикуване: 01 септември 2023 г.