Unsaon pagkahibalo sa ebalwasyon sa mga modelo sa PDC bit ROP ug ang epekto sa kusog sa bato sa mga koepisyente sa modelo?

Abstrak

Ang kasamtangang ubos nga presyo sa lana nagbag-o sa paghatag og gibug-aton sa pag-optimize sa pag-drill aron makadaginot sa oras sa pag-drill sa mga atabay sa lana ug gas ug makunhuran ang mga gasto sa operasyon. Ang rate of penetration (ROP) modeling usa ka importanteng himan sa pag-optimize sa mga parameter sa pag-drill, nga mao ang bit weight ug rotary speed para sa mas paspas nga proseso sa pag-drill. Gamit ang usa ka nobela, all-automated data visualization ug ROP modeling tool nga naugmad sa Excel VBA, ROPPlotter, kini nga trabaho nagsusi sa performance sa modelo ug ang epekto sa kusog sa bato sa mga coefficient sa modelo sa duha ka lain-laing PDC Bit ROP models: Hareland ug Rampersad (1994) ug Motahhari et al. (2010). Kining duha PDC bit Ang mga modelo gitandi batok sa usa ka base case, ang kinatibuk-ang relasyon sa ROP nga gihimo ni Bingham (1964) sa tulo ka lain-laing mga pormasyon sa sandstone sa bertikal nga seksyon sa usa ka Bakken shale horizontal well. Sa unang higayon, usa ka pagsulay ang gihimo aron ihimulag ang epekto sa lainlaing kusog sa bato sa mga coefficient sa modelo sa ROP pinaagi sa pag-imbestiga sa mga lithology nga adunay parehas nga mga parameter sa pag-drill. Dugang pa, usa ka komprehensibo nga diskusyon sa kamahinungdanon sa pagpili sa angay nga mga utlanan sa coefficient sa modelo ang gihimo. Ang kusog sa bato, nga gikonsiderar sa mga modelo ni Hareland ug Motahhari apan dili sa Bingham's, miresulta sa mas taas nga kantidad sa mga coefficient sa constant multiplier model alang sa mga naunang modelo, dugang pa sa usa ka dugang nga RPM term exponent alang sa modelo ni Motahhari. Ang modelo ni Hareland ug Rampersad gipakita nga labing maayo nga naghimo gikan sa tulo ka mga modelo gamit kini nga partikular nga dataset. Ang kaepektibo ug pagkagamit sa tradisyonal nga pagmodelo sa ROP gikuwestiyon, tungod kay ang ingon nga mga modelo nagsalig sa usa ka hugpong sa mga empirical coefficient nga naglakip sa epekto sa daghang mga hinungdan sa pag-drill nga wala gikonsiderar sa pormulasyon sa modelo ug talagsaon sa usa ka partikular nga lithology.

Pasiuna

Ang mga PDC (Polycrystalline Diamond Compact) bits mao ang dominanteng tipo sa bit nga gigamit sa pag-drill sa mga atabay sa lana ug gas karon. Ang performance sa bit kasagarang gisukod sa rate of penetration (ROP), usa ka indikasyon kung unsa ka paspas ang pag-drill sa atabay base sa gitas-on sa lungag nga gi-drill kada unit time. Ang pag-optimize sa pag-drill naa sa unahan sa mga agenda sa mga kompanya sa enerhiya sulod sa mga dekada karon, ug kini nagkadako ang importansya atol sa kasamtangang ubos nga presyo sa lana (Hareland ug Rampersad, 1994). Ang unang lakang sa pag-optimize sa mga parameter sa pag-drill aron makahimo sa labing maayo nga ROP mao ang pagpalambo sa usa ka tukma nga modelo nga naglambigit sa mga sukod nga nakuha sa ibabaw ngadto sa rate sa pag-drill.

Daghang mga modelo sa ROP, lakip ang mga modelo nga espesipikong gihimo alang sa usa ka piho nga tipo sa bit, ang gipatik na sa literatura. Kini nga mga modelo sa ROP kasagaran adunay daghang mga empirical coefficients nga nagdepende sa lithology ug mahimong makadaot sa pagsabot sa relasyon tali sa mga parameter sa pag-drill ug rate sa penetration. Ang katuyoan niini nga pagtuon mao ang pag-analisar sa performance sa modelo ug kung giunsa pagtubag sa mga coefficients sa modelo ang datos sa uma nga adunay lainlaing mga parameter sa pag-drill, labi na ang kusog sa bato, sulod sa duha ka bulan.PDC bit mga modelo (Hareland ug Rampersad, 1994, Motahhari et al., 2010). Ang mga koepisyente ug performance sa modelo gitandi usab batok sa usa ka base case nga modelo sa ROP (Bingham, 1964), usa ka simple nga relasyon nga nagsilbing unang modelo sa ROP nga kaylap nga gigamit sa tibuok industriya ug gigamit gihapon karon. Gisusi ang datos sa drilling field sa tulo ka sandstone formations nga adunay lain-laing kusog sa bato, ug ang mga koepisyente sa modelo alang niining tulo ka mga modelo gikompyut ug gitandi batok sa usag usa. Gi-postulate nga ang mga koepisyente alang sa mga modelo ni Hareland ug Motahhari sa matag pormasyon sa bato mokabat sa mas lapad nga range kaysa sa mga koepisyente sa modelo ni Bingham, tungod kay ang lain-laing kusog sa bato wala gikonsiderar nga klaro sa ulahi nga pormulasyon. Gisusi usab ang performance sa modelo, nga mosangpot sa pagpili sa labing maayo nga modelo sa ROP alang sa rehiyon sa Bakken shale sa North Dakota.

Ang mga modelo sa ROP nga gilakip niini nga trabaho gilangkoban sa dili mausab nga mga equation nga naglambigit sa pipila ka mga parameter sa pag-drill sa rate sa pag-drill ug adunay usa ka hugpong sa mga empirical coefficients nga naghiusa sa impluwensya sa mga mekanismo sa pag-drill nga lisud i-modelo, sama sa hydraulics, interaksyon sa cutter-rock, disenyo sa bit, mga kinaiya sa pag-assemble sa ilawom sa lungag, tipo sa lapok, ug paglimpyo sa lungag. Bisan kung kini nga tradisyonal nga mga modelo sa ROP sa kasagaran dili maayo ang performance kung itandi sa datos sa uma, naghatag kini usa ka hinungdanon nga lakang padulong sa mas bag-ong mga teknik sa pagmodelo. Ang moderno, mas gamhanan, mga modelo nga nakabase sa estadistika nga adunay dugang nga pagka-flexible makapauswag sa katukma sa pagmodelo sa ROP. Si Gandelman (2012) nagtaho sa hinungdanon nga pag-uswag sa pagmodelo sa ROP pinaagi sa paggamit sa mga artipisyal nga neural network imbes sa tradisyonal nga mga modelo sa ROP sa mga atabay sa lana sa mga pre-salt basin sa baybayon sa Brazil. Ang mga artipisyal nga neural network malampuson usab nga gigamit alang sa prediksyon sa ROP sa mga buhat ni Bilgesu et al. (1997), Moran et al. (2010) ug Esmaeili et al. (2012). Bisan pa, ang ingon nga pag-uswag sa pagmodelo sa ROP moabut sa gasto sa pagka-interpretable sa modelo. Busa, ang tradisyonal nga mga modelo sa ROP may kalabutan gihapon ug naghatag usa ka epektibo nga pamaagi sa pag-analisar kung giunsa ang usa ka piho nga parameter sa pag-drill makaapekto sa rate sa penetration.

Ang ROPPlotter, usa ka field data visualization ug ROP modeling software nga gihimo sa Microsoft Excel VBA (Soares, 2015), gigamit sa pagkalkulo sa mga model coefficients ug pagtandi sa model performance.