CN106156930B

CN106156930B - 钻井设计的连续集成、验证和生成

Info

Publication number: CN106156930B
Application number: CN201510184880.7A
Authority: CN
Inventors: M·S·帕索特
Original assignee: Schlumberger Technology Corp
Current assignee: Schlumberger Technology Corp; Smith International Inc
Priority date: 2015-04-17
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2022-09-23
Anticipated expiration: 2035-04-17
Also published as: CN106156930A

Abstract

一种用于协同设计井的计算系统、方法和计算机可读介质。所述方法包括在可被多个井设计者访问的服务器处从所述多个井设计者中的第一个设计者接收井设计方案的第一设计参数，并且在所述服务器处从所述多个井设计者中的第二个设计者接收第二设计参数。所述方法还包括确定出第一和第二设计参数不兼容，并且获取所述多个井设计者的层级。所述层级是基于所述多个井设计者的角色和资历与井设计方案的各设计参数之间的关系确定的。所述方法还包括基于第一设计者和第一设计参数在所述层级中的位置实施第一设计参数，并且拒绝第二设计参数。

Description

钻井设计的连续集成、验证和生成

技术领域

本发明涉及一种用于协同设计井的计算系统、方法和计算机可读介质。

背景技术

井规划设计是这样一个过程，通过该过程，井的路径被以地图的形式绘制，以便到达油藏处，并且最终从其经济地开采流体，例如碳氢化合物。井规划设计还可包括选择可被用于实施所述井设计方案的钻井组件和/或完井组件。在井的设计中常会被施加各种约束。这些约束可能是由于获取了基于地下区间的已知地质状况或本区域中存在其它井的信息而施加的(例如避免碰撞)。其它约束可能是由于所使用的工具的性能而施加的。还有一些约束可能与钻井时间和危险容忍度有关。

设计井(油、气、水或其它流体的井)的过程涉及到一或多人。每个人可能针对设计的不同方面工作。例如，一个人可能设计轨迹，另一个人则设计钻井用流体(泥浆)。这些设计可能是借助彼此独立的过程和软件完成和评估的。设计者之间的协调是有限的，并且各种设计之间的不兼容可能在过程的后期被发现，这导致耗时的返工和工作浪费。

个体(单个)设计者可能同步或不同步地进行他们的设计。任何个体设计者进行设计的次序可能与其它设计者执行任务相协调或不协调。设计者执行任务的次序可能发生变化。设计过程的输出可能是设计方案或说明书，希望其在井设计的各个方面中都是一致的。设计方案可能包括一或多个文件和文档；这些文件和文档组合起来构成井设计。

发明内容

提供了用于协同井设计的系统和方法。所述系统和方法可包括自动和/或连续地对设计进行评估，从而较早地检查出不兼容性、缺陷和非最佳设计，并且可能会采取弥补措施。

本申请的各种实施方式可包括一或多个下述特征：一协同工作空间，在此设计者们可存储、访问以及共享各种设计和设计元素；彼此独立的非协同工作空间，在此各设计者可以工作而不受其它设计者干扰或干扰其它设计者；设计评估部(评估器)，它们检查设计的一致性、最优性和其它相关因素，以使所产生的井设计在所有设计方面和准则上对满足目标；和/或设计发布部，其获取一组设计，并将它们转化成集成的整体性设计。

附图说明

组合于此并且构成本申请一部分的附图显示了本公开内容的一些实施方式，并且与说明书一起用于解释本公开内容的原理。在附图中：

图1示出了根据一种实施方式的分散式的协同井规划设计(方案制定)平台的工作流程的示意图。

图2示出了据一种实施方式的可采用本软件平台(例如，实施图1中的工作流程)的环境的示意图。

图3示出了据一种实施方式的计算系统的示意图。

具体实施方式

下面，将详细地参照实施例，所述实施例的例子在附图中被示出。在下面详细的描述中，阐述了众多具体的细节，以便提供对本发明的彻底理解。然而，对于本领域技术人员来说显见的是，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其他情况下，没有详细地对众所周知的方法、工序、构件、电路和网络进行描述，以防止对实施例的多个方面造成不必要的混淆。

还可以理解，尽管术语“第一”、“第二”等等可在此用于描述各种对象，但这些对象不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个对象与另一个对象区别开。例如，第一物体或步骤可被命名为第二物体或步骤，类似地，第二物体或步骤可被命名为第一物体或步骤，而这不会脱落本发明的范围。第一物体或步骤和第二物体或步骤均是物体或步骤，但它们不应被认为是相同的物体或步骤。

本发明的说明书中所使用的术语仅是为了用于描述特殊的实施例，而不应认为是限制本发明。如本发明的说明书和权利要求中所使用的，单数形式的“一个”和“该”意欲也包括复数形式，除非另外明确指出并非如此。还可以理解，在此所使用的术语“和/或”是指和包含所列的相关项目中的一个或多个的任何和所有可能的组合。还应理解，该说明书中所使用的术语“包括”“包含”是指存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件，并不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、构件和/或它们的组合。此外，在此所使用的术语“如果……”根据具体情况可以被认为是指“当……时”，“一旦……”或“响应于确定”或“响应于检测”。

下面，将注意力放到根据一些实施例的处理工序、方法、技术和工作流程。在此所公开的处理工序、方法、技术和工作流程中的一些操作可以被组合，和/或一些操作的顺序可以被改变。

图1示出了根据一个实施例的用于分布式协作井规划平台的工作流程100的示意图。工作流程100可作为或通过计算机软件、硬件或它们的组合实施。例如，服务器可维护一个或多个数据库、数据文件等，它们可通过例如使用网络浏览器、远程终端等由一个或多个客户端计算机访问和修改。而且，客户端计算机可在线修改数据库或数据文件，和/或可包括“沙盒”，所述“沙盒”可允许客户端计算机离线修改数据库或数据文件的至少一部分，而不会影响其他客户端计算机所看的数据库或数据文件。执行“沙盒”的客户端计算机然后可在完成沙盒中的操作之后修改数据库或数据文件。

在一些例子中，客户和/或服务器计算系统彼可相对彼此处于远程位置，和/或可单独地包括两个或更多个远程处理单元。当在此使用该术语时，如果两个系统不是物理上彼此邻近，则这两个系统相对于彼此处于“远程”位置，例如，根据情况，两个装置位于一个房间的不同侧、位于不同的房间、位于不同的建筑物中、位于不同的城市、不同的国家等，则可以认为是远程的。在一些实施例中，客户端计算系统中的两个或更多个可彼此邻近，和/或客户端计算系统和服务器中的一个或多个可彼此邻近。

可以理解，以下工作流程100的各个方面可以自动地完成，可部分上自动实施，或可人工完成，例如由与软件应用交互的用户完成。而且，工作流程100可以是循环的，且作为一个例子可包括四个阶段：评估101-1，规划101-2，工程设计101-3和执行101-4。尽管这些阶段被顺序编号，但工作流程100可以在所示的示意图中的任一位置处开始。作为一种便利的例子，工作流程100在此描述为以评估101-1开始，所述评估101-1可包括例如在附图标记104处评估地层的地质服务提供者102。地质服务提供者102可以在附图标记104处使用执行适于该操作的软件包的计算系统执行地层评估。然而，也可采用任何其他合适的地质平台。相应地，地质服务提供者102可以例如使用地质模型、地球物理模型、盆地模型、岩石构成模型、它们的组合和/或类似模型评估地层。这种模型可考虑多种不同的输入，包括探边井数据、地震数据、导井数据、其他地质数据等。该模型和/或输入可以存储在由服务器维护且被地质服务提供者102访问的数据库中。

工作流程100然后可前进到地质和地球物理(“G&G”)服务提供者106，其可在例如附图标记108处产生井轨迹。在附图标记108处的产生井轨迹的操作可通过执行一个或多个G&G软件包实现。这种软件包的例子包括

其可在市场上从斯伦贝谢公司获得。G&G服务提供者106可例如基于由附图标记102处的地层评估提供的模型和/或其他数据(例如从由服务器维护的数据库获得)确定井轨迹或一部分井轨迹。井轨迹可考虑各种“基本设计”(BOD)约束，例如，总体地面位置、目标(例如储层)位置等。轨迹也可引入有关可在钻井中使用的工具、井底组件、套管尺寸等的信息。井轨迹确定也可考虑多种其他参数，包括：风险容忍度、流体重量和/或规划、井底压力、钻井时间等。

工作流程100可前进到第一工程服务提供者110(例如，与其相关的一个或多个处理机器)，其可在例如附图标记112处验证井轨迹和救援井设计。在附图标记112处的这种验证可包括评估物理性能、计算结果、风险容忍度、与工作流程100的其他方面的集成等。针对这种确定的参数可由服务器和/或第一工程服务提供者110维护；类似地，模型、井轨迹等可由服务器维护，且可被第一工程服务提供者110访问。例如，第一工程服务提供者110可包括执行一个或多个软件包的一个或多个计算系统。如果第一工程服务提供者110拒绝井轨迹或以其他方式建议对井轨迹进行调整，则服务器上的井轨迹可被调整或将讯息或其他通知发送到G&G服务提供者108请求这种修改。

第一工程服务提供者110或一个或多个第二工程服务提供者114可例如在附图标记116处提供套管设计、井底组件设计、流体设计(规划)和/或类似设计，以实施井轨迹。在一些实施例中，第二工程服务提供者114可使用一个或多个软件应用执行这种设计。这种设计可存储在由服务器维护的数据库中，所述服务器可采用可在市场上从斯伦贝谢公司获得的

且可被工作流程100中的其他服务提供者中的一个或多个访问。

第二工程服务提供者114可从第三工程服务提供者118寻求对连同井轨迹建立的设计的确认。第三工程服务提供者118可考虑各种因素来判断井工程规划是否可接受，例如经济变量(例如，油生产预测、每桶油的成本、风险、钻井时间等)，且可例如在附图标记120处例如从操作公司的代表、井所有者的代表等请求费用的授权。这种确定所基于的数据中的至少一些可存储在由服务器维护的数据库中。可以理解，第一、第二和/或第三工程服务提供者110、114、118可由单个工程队或甚至单个工程师提供，从而可能是或不是单独的团体。

如果经济上不可接受或授权由于其他原因被拒绝，第三工程服务提供者118可建议对套管、井底和/或流体设计进行改变，或以其他方式通知和/或返回控制给第二工程服务提供者114，使得第二工程服务提供者114可调整套管、井底和/或流体设计。如果在井约束、轨迹等内修改这些设计中的一个或多个是不可行的，则第二工程服务提供者114可建议调整井轨迹和/或工作流程100可返回到或以其他方式通知第一工程服务提供者110和/或G&G服务提供者106，从而，任一个或两者可在附图标记106处修改井轨迹。

工作流程100还可包括在第二地质服务提供者122处考虑井轨迹，包括接受的井工程规划和地层评估，所述第二地质服务提供者122可以是与第一地质服务提供者108相同或不同的团体。而且，工作流程100然后可传递控制给钻井服务提供者126，所述钻井服务提供者126可例如在附图标记128处实施井工程规划，确立安全和高效的钻井、维护井完整性和报告进度以及操作参数。而且，操作参数、遇到的地层、钻井时收集的数据(例如，使用随钻测井或随钻测量技术)可返回给地质服务提供者122进行评估。地质服务提供者122然后可重新评估井轨迹或井工程规划的其他任何方面，且可在一些情况下以及潜在地在预定约束内根据现实的钻井参数调整井工程规划。

根据特定的实施例，不管井完全被钻完还是完成其一部分，工作流程100可前进到例如附图标记130处的后审查。如附图标记132处所示，后审查130可包括审查钻井性能、例如，如附图标记128处所报告的钻井性能。此外，如附图标记132所示，后审查130还可包括报告钻井性能、例如相关的工程设计、地质或G&G服务提供者。

然而，在一些实施例中，上述的作为工作流程100的一部分的操作可以不相继地执行，而可以不按顺序执行，例如，部分基于来自样板、附近的井等的信息，以在要由另一服务提供者提供的信息中填入任何间隙。而且，执行一种操作可影响结果或另一操作的基础，从而可人工地或自动地在工作流程100的操作结果中的一个或多个中要求变化。在服务器将这种信息存储在各种服务提供者可访问的中央数据库上的情况下，这种变化可通过与合适的服务提供者通信来寻求，可自动地进行或可以其他方式作为建议呈现给相关的服务提供者。与顺序分段的工作方法不同，这可呈现一种井工程工作流程的整体方法。

而且，在一些实施例中，该循环的工作流程100可在钻井眼的过程中重复多次。例如，在自动系统中，来自钻井服务提供者126的反馈可实时地或接近实时地提供，且在附图标记128处的钻井过程中获取的数据可给送到其他任何服务提供者，该服务提供者可相应地调整工作流程100的片段。由于在工作流程100的其他区域中可能存在依赖性，因此，这种调整可遍布整个工作流程，例如，以自动的方式进行。在一些实施例中，循环过程可附加地或替代地在达到某一钻井目标之后、例如在完成一段井眼之后和/或在钻完整个井眼之后或基于每天、每周、每月等标准进行。

通常，本公开内容的实施例可例如在一个协作的工作区中在对井规划进行一个或多个修改之后提供用于评估设计的设计评估部(评估器)。这种修改可使得其他设计的参数变化，这可能导致其他设计处于设计参数外。设计评估部可管控或消除不同的设计者发送给协作工作区的设计之间的这种“矛盾”或“冲突”。在一个实施例中，可例如基于角色、专业、资历、资格、雇员经验等针对各个设计要素建立层级。例如，设计评估部然后可考虑冲突且可为设计操作优选或选择在层级中具有较高的地位的设计者提交的设计。

图2示出了根据一种实施方式的用于实施协同井设计工作流程的系统的概念性示意图。特别地讲，本公开内容的各种实施方式可提供一种方法，用于为个体设计者和为设计团队整体提供结构化的井设计过程。在一种实施方式中，设计者可从协同工作空间获取数据，完成某些设计任务，以产生工作成果，借助设计评估部评估设计相对于设计目标而言的适宜程度，并且在协同工作空间中存储一些或全部的工作成果。

连续集成可在一或多个级别上进行。在一些实施方式中，在局部级别(例如，针对专门的客户设备)，用户进行设计，集成，和相对于总设计的其它部分评估该设计。所述其它部分可以使来自一些先前时间的整体设计的快照(截图)，并且可包括整体设计的一部分。在协同级别，用户设计，然后相对于总设计的其它部分来集成和评估所述设计。在这种情况下，评估可以借助其它设计组成部件的最新版本来进行。

这样的过程被增加有在协同工作空间中进行的额外工作。每次设计者修改共享的设计，评估部被用于确定设计的适宜程度。如果协作的设计不适宜，设计者可能取消其修改，或以其它方式调节协作设计以使之变得适宜。这样，协作的设计可以保持为有效的设计。设计发布部也可以产生集成的设计产品。

本公开内容的一些实施方式还可包括履行“设计评估部”操作。设计评估部可以提供多种形式的评估，例如，设计评估部可以提供二元的通过/失败信息，来自可能值(例如，0，1，2，3，…10)的列表(不是必须按次序)中的某个值，等级(例如优、良、合格、较差、不可接受)，标量(例如，3.45)，或数字向量，数字可以是也可以不是整数(例如，2，5，1，-2，11)。

由于协同工作空间中的设计可能与个体工作空间中的设计不同，因此，即使在非协同工作空间中的评估已经被通过了，协同设计的评估也可能失败。这可能是由多种原因引起的，例如在正在提交的设计者最近一次从协同工作空间获取数据之后另一设计者又对协同设计做出了修改，或者在协同工作空间对设计的评估过程不同于在非协同工作空间中对设计的评估。

设计评估部(评估器)，或其各部分，可以自动且频繁地运行。这可以避免需要设计者明确指令评估部运行，并且可以导致程序给予设计者有关设计适宜程度的快速反馈。通过连续地评估任何改变对设计的影响，适宜程度的失败可以在它们被引入之后迅速检测到，以便快速补救。因此，协同设计的适宜程度可被连续地维持。

定义

井设计(方案)：井设计为井的一组参数、曲线和其它描述指标。其覆盖设计(方案)的各个方面。

井设计团队：井设计团队包含其职责为产生井设计的一或多个人。

井设计子系统：一种井设计，包含针对构成井的一或多个子系统的设计，例如路径，泥浆，钻头，BHA，水泥。

协同工作空间：协同工作空间存储井设计和相关信息。它由井设计团队共享。一般意义上，协同工作空间中的数据可被整个团队访问。

个体工作空间：一个个体工作空间为设计者进行工作提供计算空间，电源，硬件，虚拟计算机等，而不受其它设计者影响或影响其它设计者。一般意义上，个体工作空间中的数据只能由该工作空间的拥有者获取。

设计目标：井设计需要满足的一组要求和约束条件。

设计评估部：设计评估部检查井设计或井设计的一部分的一致性，最优性，或其它相关属性，以产生满足设计目标的井设计。可以设置一个以上的设计评估部。此外，设计评估部可包括其它设计评估部。设计评估部可以针对所评估的设计的各方面进行配置。

井设计文件：井设计文件为一组文件，包括一或多个物理文件、计算机文档等等，其中包含且描述了井设计。井设计文件将设计发送给建造井的团队。井设计文件可以使不完全的。也就是说，其可以不覆盖井设计的全部子系统。或者，其可以以不同的细节级别覆盖各子系统。

指定的井设计团队的任务可能是产生总体井设计的一部分。在这种情况下，该团队关于他们不覆盖的子系统的知识可以是不完全的。

设计发布部：设计发布部获取一组设计并将它们转化成集成的整体性井设计文件。

在一些实施方式中，本公开内容的方法可由计算系统执行。图3示出了根据一些实施方式的这样的计算系统300的例子。计算系统300可包括计算机或计算机系统301A，其可以是个体计算机系统301A或分布的计算机系统构造。计算机系统301A包含一或多个分析模块302，其被配置成根据一些实施方式执行各种任务，例如这里公开的一或多个方法。为了执行这些各种任务，分析模块302执行操作，独立地操作或与一或多个处理器304协作，所述处理器连接着一或多个存储介质306。一或多个处理器304还连接着网络界面307，以允许计算机系统301A经数据网络309与一或多个附加计算机系统和/或计算系统通信，例如301B，301C和/或301D(注意计算机系统301B，301C和/或301D可以与计算机系统301A共享相同的结构体系、也可以不共享，并且可以布置在不同的物理位置，例如，计算机系统301A和301B可以布置在处理设备中，并且与一或多个计算机系统通信，例如布置在一或多个数据中心的301C和/或301D，和/或布置在不同大陆上的各式各样国家里的)。

处理器可包括微处理器，微控制器，处理器模块或子系统，可编程集成电路，可编程门阵列，或其它控制或计算装置。

存储介质306可采用一或多个计算机可读或机器可读存储介质的形式。请注意，虽然在图3所示的示例性实施方式中存储介质306表现为位于计算机系统301A内，但在一些实施方式中，存储介质306可以分布在计算系统301A和/或附加计算系统内和/或跨越它们的多重内部和/或外部罩盖。存储介质306可包括一或多个不同形式的存储器，包括半导体存储器器件，例如动态或静态随机存取存储器(DRAM或SRAM)，可擦除和可编程的只读存储器(EPROM)，电可擦除和可编程只读存储器(EEPROM)和闪存器，磁盘，例如固定软盘和可移除的盘，其它磁性介质，包括磁带，光学介质例如光盘(CD)或数字视频盘(DVD)，

盘，或其它类型的光学存储器，或其它类型的存储器件。请注意，前面讨论的指令可以在一个计算机可读或机器可读存储介质上提供，或者作为替代方案，可以提供在分布于可能具有多节点的大型系统的多个计算机可读或机器可读存储介质中。这样的一或多个计算机可读或机器可读存储介质被认为是物品(或制品)的一部分。物品或制品可以指任何制造出的单一元件或多个元件。一或多个存储介质可以位于运行机器可读指令的机器内，或是位于远程设备中，机器可读指令可通过网络从所述远程设备下载以便被执行。

在一些实施方式中，计算系统300含有一或多个井设计模块308。在计算系统300的一个例子中，计算机系统301A包含井设计模块308。在一些实施方式中，单一的井设计模块可被用于执行这里公开的方法的一或多个实施方式的一些或全部方面。在替代性实施方式中，多个井设计模块可被用于执行这里的方法的一些或全部方面。

可以理解，计算系统300只是计算系统的一个例子，并且计算系统300可以具有比所显示的更多或更少的元件，可以组合图3中的实施方式中未展示的附加元件，和/或计算系统100可以具有与图3所示不同的构型或元件布置。图3中所示的各种元件可以设置在硬件、软件或硬件与软件的组合中，包括一或多个信号处理和/或针对应用的集成电路。

此外，这里描述的处理方法的各个步骤可以在信息处理设备(例如通用型处理器或针对应用的芯片，例如ASIC、FPGA、PLD或其它适宜的器件)的一或多个功能模块中实施。这些模块，这些模块的组合，和/或它们与通用硬件的组合，都包含在本发明的保护范围内。

重要的是需要认识到地质学解读、模型和/或解读辅助工具可以以反复递进的方式改造；这一概念也适用于这里描述的方法。这可包括使用基于算法执行的反馈回路，例如在计算装置(例如，计算系统300，图3)上，和/或通过用户手工控制，用户可以判断某个给定步骤、行为、模板、模型或一组曲线是否已经变得足够精确以便评估被关注的地下三维地质学结构的情况。

前面出于解释的目的针对特定的实施方式进行了描述。然而，前面的示例性描述不能认为是穷尽的或是将本发明局限于公开的具体细节。基于前面公开的启示，可以做出多种修改和变更。另外，这里描述的方法的各组成部分被展示和描述的次序可以重新调配，和/或两个或更多个组成部分可同时发生。实施方式的选择和描述是为了最佳地解释本发明的原理及其实际应用，以使得本领域技术人员能够最佳地利用本发明及其各种实施方式，其中各种修改适配成适合于所关注的特定应用。支持本公开内容的附加信息在所附权利要求中披露。

Claims

1.一种协同设计井的方法，包括：

在第一非协同工作空间中评估来自多个井设计者中的第一个设计者的井设计方案的第一设计参数，其中所述多个井设计者中的第一个设计者从协同工作空间获取数据并在第一非协同工作空间中进行第一设计；

在第二非协同工作空间中评估来自所述多个井设计者中的第二个设计者的井设计方案的第二设计参数，其中所述多个井设计者中的第二个设计者从协同工作空间获取数据并在第二非协同工作空间中进行第二设计；

在可被所述多个井设计者访问的服务器处从所述多个井设计者中的第一个设计者接收已经在第一非协同工作空间中通过评估的井设计方案的第一设计参数；

在所述服务器处从所述多个井设计者中的第二个设计者接收已经在第二非协同工作空间中通过评估的第二设计参数；

确定出第一和第二设计参数不兼容；

获取所述多个井设计者的层级，其中，所述层级是基于所述多个井设计者的角色和资历与井设计方案的各设计参数之间的关系确定的；

基于第一设计者和第一设计参数在所述层级中的位置实施第一设计参数；以及

拒绝第二设计参数。

2.一种计算系统，包括：

一或多个处理器；和

存储器系统，包含一或多个非暂时性的计算机可读介质，所述计算机可读介质中存储着指令，所述指令在被所述一或多个处理器中的至少一个执行时引起计算系统进行各种操作，这些操作包括：

确定出第一和第二设计参数不兼容；

拒绝第二设计参数。

3.一种非暂时性的计算机可读介质，所述计算机可读介质中存储着指令，所述指令在被计算系统的至少一个处理器执行时引起计算系统进行各种操作，这些操作包括：

确定出第一和第二设计参数不兼容；

拒绝第二设计参数。