Abstrakt
De hjoeddeiske lege oaljepriisomstannichheden hawwe de klam op boaroptimalisaasje fernijd om tiid te besparjen by it boarjen fan oalje- en gasputten en de operasjonele kosten te ferminderjen. Penetraasjesnelheid (ROP) modellering is in kaai-ark by it optimalisearjen fan boarparameters, nammentlik bitgewicht en rotaasjesnelheid foar rapper boarprosessen. Mei in nije, folslein automatisearre gegevensvisualisaasje- en ROP-modelleringsark ûntwikkele yn Excel VBA, ROPPlotter, ûndersiket dit wurk modelprestaasjes en de ynfloed fan rotssterkte op modelkoëffisiënten 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 basisgefal, in algemiene ROP-relaasje ûntwikkele troch Bingham (1964) yn trije ferskillende sânstienformaasjes yn 'e fertikale seksje fan in horizontale put fan Bakken-skalie. Foar it earst is in poging dien om it effekt fan ferskillende rotssterkte op ROP-modelkoëffisiënten te isolearjen troch litologyen te ûndersykjen mei oars ferlykbere boarparameters. Derneist wurdt in wiidweidige diskusje fierd oer it belang fan it selektearjen fan passende grinzen fan modelkoëffisiënten. Rotssterkte, rekkene yn 'e modellen fan Hareland en Motahhari, mar net yn dy fan Bingham, resulteart yn hegere wearden fan konstante multiplikatormodelkoëffisiënten foar de eardere modellen, neist in ferhege RPM-termeksponent foar it model fan Motahhari. It model fan Hareland en Rampersad docht bliken dat it it bêste presteart fan 'e trije modellen mei dizze bepaalde dataset. De effektiviteit en tapassing fan tradisjonele ROP-modellering wurdt yn twifel lutsen, om't sokke modellen fertrouwe op in set empiryske koëffisiënten 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 litology.
Ynlieding
PDC (Polycrystalline Diamond Compact) bits binne it dominante bittype dat hjoed de dei brûkt wurdt by it boarjen fan oalje- en gasputten. Bitprestaasjes wurde typysk metten troch de penetraasjesnelheid (ROP), in oantsjutting fan hoe fluch de put boarre wurdt yn termen fan lingte fan it boarre gat per tiidseenheid. Boaroptimalisaasje stiet al tsientallen jierren foaroan op 'e aginda fan enerzjybedriuwen, en it krijt fierder oan belang tidens de hjoeddeiske 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 krekt model dat mjittingen dy't oan it oerflak wurde krigen relatearret oan de boarsnelheid.
Ferskate ROP-modellen, ynklusyf modellen dy't spesifyk ûntwikkele binne foar in bepaald boartype, binne yn 'e literatuer publisearre. Dizze ROP-modellen befetsje typysk in oantal empiryske koëffisiënten dy't litology-ôfhinklik binne en it begryp fan 'e relaasje tusken boarparameters en penetraasjesnelheid kinne beheine. It doel fan dizze stúdzje is om modelprestaasjes te analysearjen en hoe't modelkoëffisiënten reagearje op fjildgegevens mei ferskillende boarparameters, yn it bysûnder rotssterkte, foar twa ...PDC-bit modellen (Hareland en Rampersad, 1994, Motahhari et al., 2010). Modelkoëffisiënten en prestaasjes wurde ek fergelike mei in basisgefal ROP-model (Bingham, 1964), in ferienfâldige relaasje dy't tsjinne as it earste ROP-model dat breed tapast waard yn 'e yndustry en noch altyd yn gebrûk is. Boarfjildgegevens yn trije sânstienformaasjes mei ferskillende rotssterktes wurde ûndersocht, en modelkoëffisiënten foar dizze trije modellen wurde berekkene en mei-inoar fergelike. Der wurdt postulearre dat koëffisiënten foar de modellen fan Hareland en Motahhari yn elke rotsformaasje in breder berik sille omfetsje as de modelkoëffisiënten fan Bingham, om't ferskillende rotssterktes net eksplisyt rekken holden wurde yn 'e lêste formulearring. Modelprestaasjes wurde ek evaluearre, wat liedt ta de kar fan it bêste ROP-model foar de Bakken-skalieregio yn Noard-Dakota.
De ROP-modellen dy't yn dit wurk opnommen binne, besteane út ynfleksibele fergelikingen dy't in pear boarparameters relatearje oan boarsnelheid en befetsje in set empiryske koëffisiënten dy't de ynfloed kombinearje fan lestich te modellearjen boarmeganismen, lykas hydraulyk, ynteraksje tusken snijder en rots, ûntwerp fan boarbiten, skaaimerken fan 'e gearstalling fan it boaiemgat, moddertype en gatreiniging. Hoewol dizze tradisjonele ROP-modellen oer it algemien net goed prestearje yn ferliking mei fjildgegevens, leverje se in wichtige stap nei nijere modelleartechniken. Moderne, krêftiger, op statistiken basearre modellen mei ferhege fleksibiliteit kinne de krektens fan ROP-modellering ferbetterje. Gandelman (2012) hat wichtige ferbetteringen rapportearre yn ROP-modellering troch it brûken fan keunstmjittige neurale netwurken ynstee fan tradisjonele ROP-modellen yn oaljeputten yn 'e pre-sâltbekkens foar de kust fan Brazylje. Keunstmjittige neurale 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 ferbetteringen yn ROP-modellering geane lykwols ten koste fan 'e ynterpretearberens fan it model. Dêrom binne tradisjonele ROP-modellen noch altyd relevant en leverje se in effektive metoade om te analysearjen hoe't in spesifike boarparameter ynfloed hat op de penetraasjesnelheid.
ROPPlotter, in software foar fjildgegevensvisualisaasje en ROP-modellering ûntwikkele yn Microsoft Excel VBA (Soares, 2015), wurdt brûkt by it berekkenjen fan modelkoëffisiënten en it fergelykjen fan modelprestaasjes.
Pleatsingstiid: 1 septimber 2023