trừu tượng
Điều kiện giá dầu thấp hiện nay đã đổi mới sự nhấn mạnh vào việc tối ưu hóa hoạt động khoan nhằm tiết kiệm thời gian khoan giếng dầu khí và giảm chi phí vận hành.Mô hình hóa tốc độ xuyên thấu (ROP) là công cụ chính trong việc tối ưu hóa các thông số khoan, cụ thể là trọng lượng mũi khoan và tốc độ quay để quá trình khoan nhanh hơn.Với một công cụ lập mô hình ROP và trực quan hóa dữ liệu hoàn toàn tự động mới được phát triển trong Excel VBA, ROPPlotter, công trình này nghiên cứu hiệu suất mô hình và tác động của cường độ đá lên hệ số mô hình của hai mô hình PDC Bit ROP khác nhau: Hareland và Rampersad (1994) và Motahhari et al.(2010).Hai cái này bit PDC các mô hình được so sánh với trường hợp cơ bản, mối quan hệ ROP chung được phát triển bởi Bingham (1964) trong ba dạng sa thạch khác nhau trong mặt cắt dọc của giếng đá phiến Bakken nằm ngang.Lần đầu tiên, một nỗ lực đã được thực hiện để tách biệt ảnh hưởng của cường độ đá khác nhau lên các hệ số mô hình ROP bằng cách nghiên cứu các thạch học với các thông số khoan tương tự khác.Ngoài ra, một cuộc thảo luận toàn diện về tầm quan trọng của việc lựa chọn giới hạn hệ số mô hình phù hợp cũng được tiến hành.Độ bền của đá, được tính đến trong các mô hình của Hareland và Motahhari chứ không phải trong mô hình của Bingham, dẫn đến giá trị cao hơn của các hệ số mô hình nhân không đổi cho các mô hình trước đây, bên cạnh số mũ số hạng RPM tăng lên cho mô hình của Motahhari.Mô hình của Hareland và Rampersad được chứng minh là hoạt động tốt nhất trong số ba mô hình với bộ dữ liệu cụ thể này.Hiệu quả và khả năng ứng dụng của mô hình ROP truyền thống được đặt ra câu hỏi, vì các mô hình như vậy dựa trên một tập hợp các hệ số thực nghiệm kết hợp tác động của nhiều hệ số khoan không được tính đến trong công thức của mô hình và là duy nhất cho một loại thạch học cụ thể.
Giới thiệu
Các bit PDC (Poly Crystal Diamond Compact) là loại bit chiếm ưu thế được sử dụng trong các giếng khoan dầu và khí đốt ngày nay.Hiệu suất bit thường được đo bằng tốc độ thâm nhập (ROP), một dấu hiệu cho thấy tốc độ khoan giếng tính theo chiều dài lỗ được khoan trên một đơn vị thời gian.Tối ưu hóa hoạt động khoan đã được đặt lên hàng đầu trong chương trình nghị sự của các công ty năng lượng trong nhiều thập kỷ nay và nó càng trở nên quan trọng hơn trong môi trường giá dầu thấp hiện nay (Hareland và Rampersad, 1994).Bước đầu tiên trong việc tối ưu hóa các thông số khoan để tạo ra ROP tốt nhất có thể là phát triển một mô hình chính xác liên quan đến các phép đo thu được trên bề mặt với tốc độ khoan.
Một số mô hình ROP, bao gồm các mô hình được phát triển riêng cho một loại bit nhất định, đã được xuất bản trong tài liệu.Các mô hình ROP này thường chứa một số hệ số thực nghiệm phụ thuộc vào thạch học và có thể làm giảm sự hiểu biết về mối quan hệ giữa các thông số khoan và tốc độ xuyên thấu.Mục đích của nghiên cứu này là phân tích hiệu suất của mô hình và cách các hệ số mô hình phản ứng với dữ liệu hiện trường với các thông số khoan khác nhau, đặc biệt là cường độ đá, cho haibit PDC mô hình (Hareland và Rampersad, 1994, Motahhari và cộng sự, 2010).Các hệ số và hiệu suất của mô hình cũng được so sánh với mô hình ROP trường hợp cơ bản (Bingham, 1964), một mối quan hệ đơn giản được coi là mô hình ROP đầu tiên được áp dụng rộng rãi trong toàn ngành và hiện vẫn đang được sử dụng.Dữ liệu mỏ khoan ở ba dạng đá sa thạch có cường độ đá khác nhau được nghiên cứu và các hệ số mô hình cho ba mô hình này được tính toán và so sánh với nhau.Người ta cho rằng các hệ số cho mô hình của Hareland và Motahhari trong mỗi thành tạo đá sẽ có phạm vi rộng hơn các hệ số mô hình của Bingham, vì cường độ đá khác nhau không được tính đến một cách rõ ràng trong công thức sau.Hiệu suất của mô hình cũng được đánh giá, dẫn đến việc lựa chọn mô hình ROP tốt nhất cho vùng đá phiến Bakken ở Bắc Dakota.
Các mô hình ROP được đưa vào công trình này bao gồm các phương trình không linh hoạt liên quan đến một số thông số khoan với tốc độ khoan và chứa một tập hợp các hệ số thực nghiệm kết hợp ảnh hưởng của các cơ chế khoan khó lập mô hình, chẳng hạn như thủy lực, tương tác đá cắt, bit thiết kế, đặc điểm lắp ráp lỗ đáy, loại bùn và làm sạch lỗ.Mặc dù các mô hình ROP truyền thống này thường không hoạt động tốt khi so sánh với dữ liệu thực địa, nhưng chúng cung cấp bước đệm quan trọng cho các kỹ thuật lập mô hình mới hơn.Các mô hình dựa trên thống kê hiện đại, mạnh mẽ hơn với tính linh hoạt cao hơn có thể cải thiện độ chính xác của mô hình ROP.Gandelman (2012) đã báo cáo sự cải tiến đáng kể trong mô hình ROP bằng cách sử dụng mạng lưới thần kinh nhân tạo thay vì mô hình ROP truyền thống trong các giếng dầu ở lưu vực tiền muối ngoài khơi Brazil.Mạng lưới thần kinh nhân tạo cũng được sử dụng thành công để dự đoán ROP trong các tác phẩm của Bilgesu et al.(1997), Moran và cộng sự.(2010) và Esmaeili và cộng sự.(2012).Tuy nhiên, sự cải thiện như vậy trong mô hình ROP phải trả giá bằng khả năng diễn giải mô hình.Do đó, các mô hình ROP truyền thống vẫn phù hợp và cung cấp một phương pháp hiệu quả để phân tích ảnh hưởng của một tham số khoan cụ thể đến tốc độ xuyên thấu.
ROPPlotter, một phần mềm mô hình hóa ROP và trực quan hóa dữ liệu hiện trường được phát triển trong Microsoft Excel VBA (Soares, 2015), được sử dụng để tính toán các hệ số mô hình và so sánh hiệu suất mô hình.
Thời gian đăng: Sep-01-2023