Abstrakt
Aktuele betingsten foar lege oaljeprizen hawwe de klam op boaroptimalisaasje fernijd om tiid te besparjen by it boarjen fan oalje en gasboarnen en de operasjonele kosten te ferminderjen. Rate of penetration (ROP) modellering is in wichtich ark by it optimalisearjen fan boarparameters, nammentlik bitgewicht en rotaasjesnelheid foar rapper boarprosessen. Mei in nij, folslein automatisearre datafisualisaasje- en ROP-modelleringsark ûntwikkele yn Excel VBA, ROPPlotter, ûndersiket dit wurk modelprestaasjes en de ynfloed fan rocksterkte op modelkoëffisjinten fan twa ferskillende PDC Bit ROP-modellen: Hareland en Rampersad (1994) en Motahhari et al. (2010). Dizze twa PDC bit modellen wurde fergelike mei in basis gefal, algemiene ROP relaasje ûntwikkele troch Bingham (1964) yn trije ferskillende sânstien formaasjes yn de fertikale seksje fan in Bakken shale horizontale put. Foar it earst is besocht it effekt fan wikseljende rotssterkte op ROP-modelkoëffisjinten te isolearjen troch lithologyen te ûndersykjen mei oars ferlykbere boarparameters. Derneist wurdt in wiidweidige diskusje hâlden oer it belang fan it selektearjen fan passende grinzen foar modelkoëffisjinten. Rotssterkte, rekkene yn Hareland's en Motahhari's modellen, mar net yn Bingham's, resultearret yn hegere wearden fan konstante multipliermodelkoëffisjinten foar de eardere modellen, neist in ferhege RPM-termeksponint foar Motahhari's model. It model fan Hareland en Rampersad docht bliken dat it bêste prestearret fan 'e trije modellen mei dizze bepaalde dataset. De effektiviteit en tapasberens fan tradisjonele ROP-modellearring wurdt yn fraach steld, om't sokke modellen fertrouwe op in set fan empiryske koeffizienten dy't it effekt opnimme fan in protte boarfaktoaren dy't net rekkene binne yn 'e formulearring fan it model en unyk binne foar in bepaalde lithology.
Ynlieding
PDC (Polycrystalline Diamond Compact) bits binne it dominante bittype dat hjoeddedei brûkt wurdt by it boarjen fan oalje- en gasputten. Bitprestaasjes wurde typysk mjitten troch de penetraasjerate (ROP), in yndikaasje fan hoe fluch de put wurdt boarre yn termen fan lingte fan gat boarre per ienheid tiid. Boaroptimalisaasje is al tsientallen jierren oan 'e foargrûn fan' e aginda's fan enerzjybedriuwen, en it krijt fierder belang yn 'e hjoeddeistige lege oaljepriisomjouwing (Hareland en Rampersad, 1994). De earste stap yn it optimalisearjen fan boarparameters om de bêste mooglike ROP te produsearjen is de ûntwikkeling fan in krekte model oangeande mjittingen krigen op it oerflak oant boaringsnivo.
Ferskate ROP-modellen, ynklusyf modellen dy't spesifyk ûntwikkele binne foar in bepaald bittype, binne publisearre yn 'e literatuer. Dizze ROP-modellen befetsje typysk in oantal empiryske koeffizienten dy't lithology-ôfhinklik binne en kinne it begryp fan 'e relaasje tusken boarparameters en penetraasjesnelheid beynfloedzje. It doel fan dizze stúdzje is om modelprestaasjes te analysearjen en hoe't modelkoëffisjinten reagearje op fjildgegevens mei wikseljende boarparameters, benammen rotssterkte, foar twaPDC bit modellen (Hareland en Rampersad, 1994, Motahhari et al., 2010). Modelkoëffisjinten en prestaasjes wurde ek fergelike mei in basisgefal ROP-model (Bingham, 1964), in simplistyske relaasje dy't tsjinne as it earste ROP-model breed tapast yn 'e yndustry en noch op it stuit yn gebrûk. Boaringsfjildgegevens yn trije sânstiennen formaasjes mei wikseljende rotssterkten wurde ûndersocht, en modelkoëffisjinten foar dizze trije modellen wurde berekkene en fergelike mei elkoar. It wurdt postulearre dat koeffizienten foar Hareland's en Motahhari's modellen yn elke rotsformaasje in breder berik sille spanne as Bingham's modelkoëffisjinten, om't wikseljende rotssterkte net eksplisyt yn 'e lêste formulearring rekkene wurdt. Model prestaasjes wurdt ek evaluearre, dy't liedt ta de kar fan de bêste ROP model foar Bakken shale regio yn Noard Dakota.
De ROP-modellen opnaam yn dit wurk besteane út ûnfleksibele fergelikingen dy't in pear boarparameters relatearje oan it boartempo en befetsje in set fan empiryske koeffizienten dy't de ynfloed kombinearje fan hurd te model boarmeganismen, lykas hydraulyk, cutter-rock-ynteraksje, bit ûntwerp, skaaimerken fan gearstalling fan boaiem, moddertype en gatreiniging. Hoewol dizze tradisjonele ROP-modellen oer it generaal net goed prestearje yn fergeliking mei fjildgegevens, jouwe se in wichtige stapstien foar nijere modelleringstechniken. Moderne, krêftiger, statistyk-basearre modellen mei ferhege fleksibiliteit kinne de krektens fan ROP-modellering ferbetterje. Gandelman (2012) hat in signifikante ferbettering yn ROP-modellering rapportearre troch it brûken fan keunstmjittige neurale netwurken ynstee fan tradisjonele ROP-modellen yn oaljeboarnen yn 'e pre-sâltbassins offshore Brazylje. Keunstmjittige neuronale netwurken wurde ek mei súkses brûkt foar ROP-foarsizzing yn 'e wurken fan Bilgesu et al. (1997), Moran et al. (2010) en Esmaeili et al. (2012). Sokke ferbettering yn ROP-modellering komt lykwols ten koste fan de ynterpretabiliteit fan it model. Dêrom binne tradisjonele ROP-modellen noch altyd relevant en jouwe in effektive metoade om te analysearjen hoe't in spesifike boarparameter beynfloedet de snelheid fan penetraasje.
ROPPlotter, in software foar fisualisaasje fan fjildgegevens en ROP-modellearring ûntwikkele yn Microsoft Excel VBA (Soares, 2015), wurdt brûkt by it berekkenjen fan modelkoëffisjinten en it fergelykjen fan modelprestaasjes.
Post tiid: Sep-01-2023