RU2016118660A

RU2016118660A - Калибровка моделирования бурения, включая оценку растяжения и скручивания бурильной колонны

Info

Publication number: RU2016118660A
Application number: RU2016118660A
Authority: RU
Inventors: Робелло СЭМЮЭЛЬ
Original assignee: Халлибертон Энерджи Сервисез Инк.
Priority date: 2013-12-17
Filing date: 2013-12-17
Publication date: 2017-11-16
Also published as: CA2930528C; GB2539794A; NO346313B1; BR112016011038B1; GB201608869D0; GB2539794B; CA2930528A1; AU2013408385A1; US20160281490A1; NO20160850A1; MX360722B; RU2640324C2; CN105899757A; BR112016011038A2; WO2015094174A1; AU2013408385B2; US10975679B2; MX2016006477A

Claims

1. Способ бурения ствола скважины, включающий:

вычисление первого расчетного значения параметра, связанного с размещением вдоль бурильной колонны, расположенной в указанном стволе скважины, с использованием математической модели, при этом указанная математическая модель включает математический коэффициент, причем указанное первое расчетное значение является функцией по меньшей мере указанного математического коэффициента, когда указанный математический коэффициент имеет начальное значение;

измерение характеристики, относящейся к указанному параметру с использованием по меньшей мере одного датчика, который перемещается вдоль бурильной колонны в указанное размещение;

определение измеренного значения указанного параметра с использованием указанной измеренной характеристики;

присвоение скорректированного значения указанному математическому коэффициенту на основании сопоставления указанного первого расчетного значения с указанным измеренным значением; а затем

вычисление второго расчетного значения указанного параметра, связанного с указанным размещением в указанной бурильной колонне, с использованием указанной математической модели, содержащей указанный математический коэффициент с указанным скорректированным значением; при этом

указанное второе расчетное значение ближе к указанному измеренному значению, чем указанное первое расчетное значение.

2. Способ по п. 1, дополнительно включающий:

расположение измерительного инструмента вдоль указанной бурильной колонны в указанном местоположении, при этом указанный измерительный инструмент содержит по меньшей мере один указанный датчик.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что:

указанный измерительный инструмент содержит по меньшей мере первый и второй датчики положения, датчик усилия и датчик изгиба.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что:

указанный параметр является одним из группы, включающей крутящий момент, скручивание, осевую силу, расположение, азимут, наклон и изгибающий момент.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что:

указанное размещение находится рядом с дистальным концом указанной бурильной колонны;

указанный параметр является крутящим моментом на долоте; и

указанный математический коэффициент является коэффициентом извилистости.

6. Способ по п. 5, дополнительно включающий:

измерение изменения углового положения между указанными по меньшей мере одним датчиком и вторым датчиком благодаря приложению добавочного крутящего момента к указанной бурильной колонне, при этом указанный по меньшей мере один датчик и указанный второй датчик отделены заданным расстоянием по оси; и

вычисление указанного крутящего момента на долоте исходя из указанного изменения углового положения.

7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что:

указанный параметр является нагрузкой на долото; и

указанный математический коэффициент является коэффициентом трения.

8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что:

указанный параметр является изгибом долота; и

указанный математический коэффициент является коэффициентом прочности на смятие.

9. Способ по п. 1, дополнительно включающий:

оценку посредством указанной математической модели с указанным вторым расчетным значением по меньшей мере одного из группы, включающей удлинение указанной бурильной колонны и скручивание указанной бурильной колонны.

10. Способ по п. 1, дополнительно включающий:

итеративное вычисление расчетных значений указанного параметра;

итеративное определение измеренных значений указанного параметра;

итеративное сопоставление указанных расчетных значений с указанными измеренными значениями; и

итеративное корректировку указанного математического коэффициента.

11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что:

указанная математическая модель является моделью вращательно-режущего бурения.

12. Способ по п. 1, дополнительно включающий:

разработку плана бурения;

бурение первого участка указанного ствола скважины в соответствии с указанным планом бурения;

корректировку указанного плана бурения на основании указанного второго расчетного значения; и

бурение второго участка указанного ствола скважины в соответствии со скорректированным планом бурения.

13. Способ оценки состояния бурильной колонны, включающий:

расчет нагрузки, крутящего момента и изгибающего момента в дистальной точке в указанной бурильной колонне в первый момент времени, с использованием математической модели, при этом указанная математическая модель содержит коэффициент трения, коэффициент извилистости и коэффициент прочности на смятие;

обеспечение измерительным инструментом, размещенным в указанной бурильной колонне рядом с указанной дистальной точкой;

измерение посредством указанного измерительного инструмента нагрузки, крутящего момента и изгибающего момента рядом с указанной дистальной точкой в указанный первый момент времени или в пределах указанного первого момента времени;

сопоставление указанной измеренной нагрузки с указанной расчетной нагрузкой;

корректировку указанного коэффициента трения, если указанная расчетная нагрузка отличается от указанной измеренной нагрузки на заданное значение нагрузки;

сопоставление указанного измеренного крутящего момента с указанным расчетным крутящим моментом;

корректировку указанного коэффициента извилистости, если указанный расчетный крутящий момент отличается от указанного измеренного крутящего момента на заданное значение крутящего момента;

сопоставление указанного измеренного изгибающего момента с указанным расчетным изгибающим моментом;

корректировку указанного коэффициента прочности на смятие, если указанный расчетный изгибающий момент отличается от указанного измеренного изгибающего момента на заданное значение изгибающего момента; и

расчет нагрузки, крутящего момента и изгибающего момента в указанной дистальной точке во второй момент времени с использованием указанной математической модели по меньшей мере с одним из группы, включающей указанный скорректированный коэффициент трения, указанный скорректированный коэффициент извилистости и указанный скорректированный коэффициент прочности на смятие.

14. Способ по п. 13, дополнительно включающий:

расчет удлинения указанной бурильной колонны с использованием указанной математической модели по меньшей мере с одним из группы, включающей указанный скорректированный коэффициент трения, указанный скорректированный коэффициент извилистости и указанный скорректированный коэффициент прочности на смятие.

15. Способ по п. 13, дополнительно включающий:

расчет скручивания указанной бурильной колонны с использованием указанной математической модели по меньшей мере с одним из группы, включающей указанный скорректированный коэффициент трения, указанный скорректированный коэффициент извилистости и указанный скорректированный коэффициент прочности на смятие.

16. Буровой комплекс, содержащий:

бурильную колонну, имеющую буровое долото на дистальном конце;

устройство, функционирующее для вращения и перемещения указанной бурильной колонны;

измерительный инструмент, расположенный вдоль указанного бурового снаряда и функционирующий для измерения характеристики, которая указывает на измеренное значение параметра бурения в указанном измерительном инструменте; и

систему управления, скомпонованную для выполнения математической модели бурения, при этом указанная модель функционирует для итерационного вычисления расчетных значений указанного параметра бурения в указанном измерительном инструменте и корректировки коэффициента моделирования таким образом, чтобы указанные расчетные значения сходились с указанным измеренным значением.

17. Буровой комплекс по п. 16, отличающийся тем, что:

указанный измерительный инструмент содержит первый и второй датчики положения и выполнен с возможностью измерения угла скручивания в целом по указанному измерительному инструменту;

указанный параметр бурения является крутящим моментом на долоте; и

указанный коэффициент моделирования является коэффициентом извилистости.

18. Буровой комплекс по п. 16, отличающийся тем, что:

указанный измерительный инструмент содержит по меньшей мере один датчик изгиба и выполнен с возможностью измерения изгибающего момента указанным измерительным инструментом;

указанный параметр бурения является изгибом долота; и

указанный коэффициент моделирования является коэффициентом прочности на смятие.

19. Буровой комплекс по п. 16, отличающийся тем, что:

указанный измерительный инструмент содержит по меньшей мере один датчик усилия и выполнен с возможностью измерения усилия в указанном измерительном инструменте;

указанный параметр бурения является нагрузкой на долото; и

указанный коэффициент моделирования является коэффициентом трения.

20. Буровой комплекс по п. 16, отличающийся тем, что:

указанный измерительный инструмент выполнен с возможностью связи с указанной системой управления посредством скважинной системы телеметрии.

21. Буровой комплекс по п. 16, отличающийся тем, что:

указанная система управления выполнена с возможностью создания указанной математической модели бурения в режиме реального времени.