CN117396663A - 操作排放框架 - Google Patents

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CN117396663A CN202280037969.9A CN202280037969A CN117396663A CN 117396663 A CN117396663 A CN 117396663A CN 202280037969 A CN202280037969 A CN 202280037969A CN 117396663 A CN117396663 A CN 117396663A
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M·艾伦
P·博尔霍夫
K·赫尔曼森
A·约翰逊
D·梅迪纳
A·尼范托芙
C·齐
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Schlumberger Technology Corp
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Abstract

一种用于生成用于在油田钻取井筒的钻井计划的方法包括接收数据。所述数据包括所述油田的地质性质、井筒性质、钻井工具参数、钻井钻机的钻机特性以及多个钻井队的工作习惯中的一者或多者。所述方法还包括生成用于在所述油田钻取所述井筒的多个候选钻井计划。所述方法还包括至少部分地基于所述数据来估计所述候选钻井计划的一个或多个输出。所述一个或多个输出包括使用所述候选钻井计划钻取所述井筒所产生的排放量。所述方法还包括至少部分地基于所述一个或多个输出呈现所述候选钻井计划中的一个或多个以供选择。

Description

操作排放框架
相关申请的交叉引用
本申请要求以下各案的优先权:2021年5月19日提交的美国临时专利申请第63/201,931号;2021年7月2日提交的美国临时专利申请第63/203,000号;以及2021年11月18日提交的美国临时专利申请第63/280,912号。这些申请的全文以引用方式并入本文中。
背景技术
钻井计划是用于在地下地层中钻取井筒的计划。所述计划可包括多个输入,诸如井几何形状、套管方案、泥浆考虑因素、井控问题、初始钻头选择、补偿井信息、孔隙压力估计、经济性以及可能在井的行程期间实施的特殊程序。可调整钻井计划以修改(例如,优化)钻井计划的输出,诸如完成钻井、完井和/或生产的时间和/或成本。
发明内容
公开了一种用于生成用于在油田钻取井筒的钻井计划的方法。所述方法包括接收数据。所述数据包括所述油田的地质性质、井筒性质、钻井工具参数、钻井钻机的钻机特性和多个钻井队的工作习惯中的一者或多者。所述方法还包括生成用于在所述油田钻取所述井筒的多个候选钻井计划。所述方法还包括至少部分地基于所述数据来估计所述候选钻井计划的一个或多个输出。所述一个或多个输出包括使用所述候选钻井计划钻取所述井筒所产生的排放量。所述方法还包括至少部分地基于所述一个或多个输出呈现所述候选钻井计划中的一个或多个以供选择。
还公开了一种计算系统。所述计算系统包括一个或多个处理器和存储器系统。所述存储器系统包括存储指令的一个或多个非暂时性计算机可读介质,所述指令在由所述一个或多个处理器中的至少一者执行时使所述计算系统执行操作。所述操作包括接收数据。所述数据包括钻井钻机的钻机特性。所述操作还包括至少部分地基于所述数据来生成模型以模拟用于在油田钻取井筒的多个不同的钻井计划。对于所述钻井计划中的每一者,所述钻机特性是不同的。所述操作还包括确定每个钻井计划的一个或多个输出。所述一个或多个输出包括使用钻井计划钻取井筒的成本、使用钻井计划钻取井筒的时间、使用钻井计划钻取井筒所产生的排放量,或其组合。所述操作还包括至少部分地基于所述一个或多个输出来呈现所述钻井计划中的一者以供选择。
还公开了一种非暂时性计算机可读介质。所述介质存储指令,所述指令在由计算系统的至少一个处理器执行时使所述计算系统执行操作。所述操作包括接收来自一个油田的一个或多个第一先前钻取的井筒和一个或多个其他油田的一个或多个第二先前钻取的井筒的历史数据。所述历史数据包括所述油田、所述一个或多个其他油田或其两者的地质性质。所述地质性质包括孔隙度、渗透率、电阻率、非均质性和地层强度。所述历史数据还包括所述一个或多个第一先前钻取的井筒和所述一个或多个第二先前钻取的井筒的井筒性质。所述井筒性质包括几何形状、轨迹、套管点和完井设计。所述历史数据还包括用于钻取所述一个或多个第一先前钻取的井筒和所述一个或多个第二先前钻取的井筒的钻井工具的钻井工具参数。钻井参数包括导向性、耐久性、钻速(ROP)、转速、扭矩、流量和压降。所述历史数据还包括用于钻取所述一个或多个第一先前钻取的井筒和所述一个或多个第二先前钻取的井筒的钻井钻机的钻机特性。所述钻机特性包括钻井钻机上的设备的规格、设备的操作性能以及设备产生的排放量。所述设备包括一台或多台发电机。所述历史数据还包括用于钻取所述一个或多个第一先前钻取的井筒和所述一个或多个第二先前钻取的井筒的多个钻井队的工作习惯。所述工作习惯包括钻井队运行所述一台或多台发电机的时间以及工作队每次运行的所述一台或多台发电机的数量。所述操作还包括至少部分地基于所述历史数据来生成模型以模拟用于在油田钻取井筒的多个不同的钻井计划。对于所述钻井计划中的每一者,地质性质、井筒性质、钻井工具参数、钻机特性和工作习惯中的一者或多者是不同的。所述操作还包括确定每个钻井计划的输出。所述输出包括使用钻井计划钻取井筒的成本、使用钻井计划钻取井筒的时间以及设备使用钻井计划钻取井筒所产生的排放量。所述操作还包括至少部分地基于所述一个或多个输出来呈现所述钻井计划中的一者以供选择。
提供本发明内容是为了介绍在以下具体实施方式中进一步描述的一系列概念。本发明内容并不意欲标识所要求保护主题的关键或本质特征,也非意欲用作限制所要求保护主题的范围的辅助。
附图简述
并入本说明书中并且构成本说明书的一部分的附图示出本教导内容的实施方案,并且连同本说明书,用来解释本教导内容的原理。在附图中:
图1示出了根据一个实施方案的包括用于管理地质环境的各个方面的各种管理部件的系统的示例。
图2示出了根据一个实施方案的地质环境中的系统的示例和设备的示例。
图3示出了根据一个实施方案的设备的示例和井筒类型的示例。
图4示出了根据一个实施方案的系统的示例。
图5示出了根据一个实施方案的井场系统的示例和计算系统的示例。
图6示出了根据一个实施方案的地质环境中的设备的示例。
图7示出了根据一个实施方案的图形用户界面的示例。
图8示出了根据一个实施方案的图形用户界面的示例。
图9示出了根据一个实施方案的系统的示例。
图10示出了根据一个实施方案的方法的示例。
图11示出了根据一个实施方案的系统的示例。
图12示出了根据一个实施方案的系统的示例。
图13示出了根据一个实施方案的系统的示例。
图14示出了根据一个实施方案的图形用户界面的示例。
图15示出了根据一个实施方案的图形用户界面的示例。
图16示出了根据一个实施方案的图形用户界面的示例。
图17示出了根据一个实施方案的图形用户界面的示例。
图18示出了根据一个实施方案的图形用户界面的示例。
图19示出了根据一个实施方案的图形用户界面的示例。
图20示出了根据一个实施方案的系统的示例。
图21示出了根据一个实施方案的图形用户界面的示例。
图22示出了根据一个实施方案的图形用户界面的示例。
图23示出了根据一个实施方案的图形用户界面的示例。
图24示出了根据一个实施方案的方法的示例和系统的示例。
图25示出了根据一个实施方案的系统的示例。
图26示出了根据一个实施方案的可以用于计算GHG排放的工作流的示意图。
图27示出了根据一个实施方案的钻机发电站排放计算模型的示意图。
图28示出了根据一个实施方案的GHG钻井计划工作流的示意图。
图29示出了根据一个实施方案的GHG信息流的示意图。
图30示出了根据一个实施方案的用于生成用于在油田钻取井筒的钻井计划的方法的流程图。
图31示出了根据一个实施方案的用于执行本文描述的一个或多个方法的至少一部分的计算系统的示例。
图32示出了根据一个实施方案的系统和联网系统的示例部件。
具体实施方式
以下描述包括目前设想用于实践所描述的实施方式的最佳模式。该描述不应被理解为限制性的,而是仅用于描述实施方式的一般原理的目的。应参考所公布的权利要求来确定所描述的实施方式的范围。
图1示出了包括工作空间框架110的系统100的示例,所述工作空间框架可用于图形用户界面(GUI)120的实例化、呈现、与所述图形用户界面的交互等。在图1的示例中,GUI120可包括用于计算框架(例如,应用程序)121、项目122、可视化123、一个或多个其他特征124、数据访问125和数据存储126的图形控件。
在图1的示例中,工作空间框架110可针对特定地质环境(诸如示例地质环境150)定制。例如,地质环境150可包括多个层(例如,分层),所述多个层包括储层151并且可与断层153相交。作为一个示例,地质环境150可配备有各种传感器、检测器、致动器等。例如,设备152可包括用于相对于一个或多个网络155接收和传输信息的通信电路。此类信息可包括与井下设备154相关联的信息,所述井下设备可以是用于采集信息、协助资源采收等的设备。其他设备156可位于远离井场的位置并且包括感测、检测、发射或其他电路。此类设备可包括存储和通信电路,以存储和传送数据、指令等。作为一个示例,可提供一个或多个卫星,用于通信、数据采集等目的。例如,图1示出了卫星与可被配置用于通信的网络155进行通信,需注意,卫星可另外地或替代地包括用于成像的电路(例如,空间、频谱、时间、辐射测量等)。
图1还将地质环境150示出为任选地包括与井相关联的设备157和158,所述井包括可与一个或多个裂缝159相交的基本水平部分。例如,考虑页岩地层中的井,所述页岩地层可包括天然裂缝、人工裂缝(例如,水力裂缝)或天然裂缝与人工裂缝的组合。作为一个示例,可对侧向延伸的储层进行钻孔。在此类示例中,可能存在性质、应力等的横向变化,其中对这种变化的评估可帮助规划、操作等以(例如,经由压裂、注入、提取等)开发横向延伸的储层。作为一个示例,设备157和/或158可包括用于压裂、地震感测、地震数据分析、一个或多个裂缝的评估等的部件、一个或多个系统等。
在图1的示例中,GUI 120示出了计算框架的一些示例,包括DRILLPLAN、PETREL、TECHLOG、PETROMOD、ECLIPSE、INTERSECT、PIPESIM和OMEGA框架(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢有限公司)。至于另一种类型的框架,例如,考虑排放框架(EF),所述排放框架可与一个或多个其他框架结合操作来就(例如,一个或多个现场作业等的)排放作出决定。在此类示例中,EF可提供反馈,使得另一个框架可作用于EF的输出,例如,以修订计划、修订控制方案等,这可采取旨在减少一种或多种类型的排放和/或来自活动的其他影响等的方式。
DRILLPLAN框架用于数字井建设规划,并且包括用于重复任务和验证工作流自动化的特征,从而能够在确保一致性的情况下快速生成质量提高的钻井计划(例如,数字钻井计划等)。
PETREL框架可以是DELFI认知E&P环境(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢有限公司)的一部分,在地球科学和地球工程中使用,例如,用于分析从勘探到储层流体生产的地下数据。
TECHLOG框架可以处置和处理各种地质环境(例如,深水勘探、页岩等)的现场和实验室数据。TECHLOG框架可以构建井筒数据以用于分析、规划等。
PETROMOD框架提供了含油气系统建模能力,所述含油气系统建模能力可以结合地震、井和地质信息中的一者或多者来模拟沉积盆地的演化。PETROMOD框架可以预测储层是否以及如何充满烃,包括烃生成的来源和时间、运移路线、量以及地下或地面条件下的烃类型。
ECLIPSE框架为储层模拟器(例如,作为计算框架)提供数值解决方案,用于快速且准确地预测各种类型的储层和开发方案的动态行为。
INTERSECT框架提供了高分辨率储层模拟器,用于模拟详细的地质特征和量化不确定性,例如,通过创建准确的生产场景,并通过集成地面设施和现场作业的精确模型,INTERSECT框架可以产生可靠的结果,所述结果可以通过实时数据交换(例如,来自可以在一种或多种类型的现场作业期间采集数据的现场的一种或多种类型的数据采集设备等)持续更新。INTERSECT框架可以为复杂井提供完井配置,其中可以在现场构建此类配置;可以提供详细的化学强化采油(EOR)配方,其中可以在现场实施此类配方;可以分析蒸汽注入和其他热力EOR技术的应用,以实现现场实施、在储层耦合和灵活的现场管理方面的先进生产控制,以及为改进建模和现场管理控制编写定制解决方案的灵活性。与其他示例框架一样,INTERSECT框架可以用作DELFI认知E&P环境的一部分,例如,用于多个并发案例的快速模拟。例如,工作流可以利用一个或多个DELFI按需储层模拟特征。
PIPESIM模拟器包括可提供模拟结果的解算器,例如多相流结果(如,从储层到井口及其以外等)、流线和地面设施性能等。PIPESIM模拟器可以例如与AVOCET生产操作框架(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢有限公司)集成。作为一个示例,可以相对于一种或多种增强开采技术(例如,考虑热过程,诸如蒸汽辅助重力泄油(SAGD)等)来模拟一个或多个储层。作为一个示例,PIPESIM模拟器可以是优化器,它可以至少部分地经由物理现象的模拟来优化一个或多个操作场景。
OMEGA框架包括用于双向波场外推建模的有限差分建模(FDMOD)特征,生成具有和不具有多次波的合成炮点道集。FDMOD特征可以通过使用全3D、双向波场外推建模生成合成炮点道集,所述建模可以利用逆时偏移(RTM)使用的波场外推逻辑匹配。模型可以在密集的3D网格上被指定为速度,并且可以可选地被指定为各向异性、倾角和可变密度。OMEGA框架还包括以下各项的特征:RTM、FDMOD、自适应波束偏移(ABM)、高斯包偏移(高斯PM)、深度处理(例如,基尔霍夫叠前深度偏移(KPSDM)、层析成像(Tomo))、时间处理(例如,基尔霍夫叠前时间偏移(KPSTM)、一般地表多次波预测(GSMP)、扩展层间多次波预测(XIMP))、框架基础特征、桌面特征(例如,GUI等)和开发工具。可以包括各种特征来处理各种类型的数据,诸如,例如以下各项中的一者或多者:陆地、海洋和过渡区数据;时间和深度数据;2D、3D和4D勘测;各向同性和各向异性(TTI和VTI)速度场;以及多分量数据。
前述的DELFI环境为工作流提供了关于地下分析、规划、建造和生产的各种特征,例如,如工作空间框架110中所示。如图1所示,来自工作空间框架110的输出可用于对地质环境150中的一个或多个过程进行指导、控制等,并且可以经由一种或多种形式的一个或多个接口接收反馈160(例如,所采集的关于操作条件、设备条件、环境条件等的数据)。
作为一个示例,工作流可前进到地质学与地球物理学(“G&G”)服务提供方,所述G&G服务提供方可以生成井轨迹,这可能会涉及执行一个或多个G&G软件包。此类软件包的示例包括PETREL框架。作为一个示例,一个或多个系统可以利用诸如DELFI框架(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢有限公司)的框架。此类框架可以可操作地耦合各种其他框架以提供多框架工作空间。作为一个示例,图1的GUI 120可以是DELFI框架的GUI。
在图1的示例中,可以经由工作空间框架110来实施可视化123,例如,以执行与地下区域、规划操作、建设井和/或地表流体网络以及从储层采出中的一者或多者相关联的任务。
作为一个示例,可视化过程可以实施可能适合于一个或多个网络应用的各种特征中的一个或多个。例如,模板可能涉及使用JAVASCRIPT对象表示法格式(JSON)和/或一种或多种其他语言/格式。作为一个示例,框架可以包括一个或多个转换器。例如,考虑JSON到PYTHON转换器和/或PYTHON到JSON转换器。
作为一个示例,可视化特征可以用于各种地球模型、性质等在一个或多个维度上的可视化。作为一个示例,可视化特征可以用于在多个维度上呈现信息,所述呈现可以可选地包括多分辨率呈现。在此类示例中,正在呈现的信息可能与一个或多个框架和/或一个或多个数据存储相关联。作为一个示例,可视化特征可以包括用于控制设备的一个或多个控制特征,所述设备可以包括例如可以进行一个或多个现场作业的现场设备。作为一个示例,工作流可以利用一个或多个框架来生成可用于控制一种或多种类型的现场设备(例如,钻井设备、电缆设备、压裂设备等)的信息。
关于可能适合于由模拟器使用的储层模型,考虑地震数据采集,如经由反射地震学获取,其可用于地球物理学中,例如,用于估计地下地层的性质。作为一个示例,反射地震学可以提供地震数据,所述地震数据表示弹性能量波(例如,如由P波和S波传输的、在约1Hz到约100Hz的频率范围内)。可以处理和解释地震数据,例如,以更好地了解地下岩石的成分、流体含量、范围和几何形状。可以使用此类解释结果来对用于从储层(例如,储层岩石等)采出流体的一个或多个操作进行规划、模拟、执行等。
现场采集设备可以用来采集地震数据,所述地震数据可以是轨迹的形式,其中轨迹可以包括相对于时间和/或深度进行组织的值(例如,考虑1D、2D、3D或4D地震数据)。例如,考虑以每约4ms一个样本的速率采集数字样本的采集设备。给定一种或多种介质中的声速,可以将采样速率转换为近似距离。例如,岩石中的声速可以是约每秒5km。因此,约4ms的采样时间间隔将对应于约10米的采样“深度”间隔(例如,假设从源到边界以及边界到传感器的路径长度)。作为一个示例,轨迹的持续时间可能约为4秒;因此,对于大约4ms间隔一个样本的采样速率,此类轨迹将包括大约1000个样本,其中后面采集的样本对应于更深的反射边界。如果将上述示例的4秒轨迹持续时间除以二(例如,为了考虑到反射),则对于竖直对准的源和传感器,最深边界深度可以估计为约10km(例如,假设声速为约每秒5km)。
作为一个示例,模型可以是地质环境的模拟版本。作为一个示例,模拟器可以包括用于至少部分地基于一个或多个模型来模拟地质环境中的物理现象的特征。诸如储层模拟器的模拟器可以至少部分地基于可以经由接收地震数据的框架生成的模型来模拟地质环境中的流体流动。模拟器可以是计算机化系统(例如,计算系统),所述计算机化系统可以使用一个或多个处理器执行指令以求解描述受各种约束的物理现象的方程组。在此类示例中,所述方程组可以根据包括岩石层、地质体等的空间模型在空间上定义(例如,数值离散化),所述岩石层、地质体等具有可以基于地震和/或其他数据的解释的对应位置。空间模型可以是基于单元的模型,其中单元由网格(例如,网格)定义。基于单元的模型中的单元可以表示地质环境中的物理区域或体积,其中所述单元可以被分配可能与一种或多种物理现象(例如、流体体积、流体流量、压力等)密切相关的物理性质(例如,渗透性、流体性质等)。储层模拟模型可以是可以基于单元的空间模型。
模拟器可用于模拟真实储层的开采,例如,以检查不同的生产场景以在生产或进一步生产发生之前找到最佳场景。储层模拟器不提供储层中的流动和从储层采出的精确复制,至少部分是因为储层的描述和多孔岩石中的流动的方程的边界条件通常是已知的,但具有一定量的不确定性。某些类型的物理现象在与油田的大小相比可能相对较小的空间尺度上发生。可以在模型尺度与计算资源之间取得平衡,从而使模型单元尺寸约为数米;而不是较小的尺寸(例如,孔隙的细节层级)。多孔介质(例如,储层岩石等)中多相流的建模和模拟工作流可以包括根据宏观尺度观测(例如,地震数据和井数据)归纳真实的微观尺度数据,并将尺度扩大到可管理的规模和问题规模。输入数据和求解过程中可能存在不确定性,因此模拟结果在某种程度上也是不确定的。被认为是历史匹配的过程可能涉及将模拟结果与在从油田生产流体期间获取的实际油田数据进行比较。从历史匹配中收集的信息可以提供对模型、数据等的调整,这有助于提高模拟的准确性。
作为一个示例,模拟器可以利用各种类型的构造,所述构造可以被称为实体。实体可以包括地球实体或地质对象,诸如井、地面、储层等。实体可以包括可能是出于模拟目的而重建的实际物理实体的虚拟表示。实体可以包括基于经由感测、观察等获得的数据的实体(例如,考虑至少部分地基于地震数据和/或其他信息的实体)。作为一个示例,实体可以由一个或多个性质表征(例如,地球模型的几何支柱网格实体可以由孔隙度性质等表征)。此类性质可以表示一个或多个测量结果(例如,获取的数据)、计算等。
作为一个示例,模拟器可以利用基于对象的软件框架,所述基于对象的软件框架可以包括基于预定义类的实体以方便建模和模拟。作为一个示例,对象类可以封装可重用代码和相关联数据结构。对象类可用于实例化对象实例以供程序、脚本等使用。例如,井眼类可以基于井数据定义用于表示井眼的对象。盆地、储层等的模型可以包括一个或多个井眼,其中井眼可以例如用于测量、注入、生产等。作为一个示例,井眼可以是井的井筒,所述井可以是完井(例如,用于从储层生产资源、用于注入材料等)。
虽然在图1的示例中示出了若干个模拟器,但可以另外地或替代地使用一个或多个其他模拟器。例如,考虑VISAGE地质力学模拟器(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢有限公司)等。VISAGE模拟器包括有限元数值求解器,所述有限元数值求解器可以提供模拟结果,诸如例如关于地质环境的压实和沉降、地质环境中的井和完井完整性、地质环境中的盖层和断层封闭完整性、地质环境中的压裂行为、地质环境中的热力采油、CO2处置等的结果。MANGROVE模拟器(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢有限公司)用于优化以储层为中心的环境中的增产设计(例如,增产处理操作,诸如水力压裂)。MANGROVE框架可以结合科学和实验工作来预测水力裂缝的地质力学蔓延、天然裂缝的重新激活等,以及3D储层模型内的产量预测(例如,从储层的泄油区域采出,其中流体经由一种或多种类型的裂缝移入井和/或移出井)。MANGROVE框架可以提供与水力裂缝网络与天然裂缝网络之间的异质相互作用有关的结果,这可能有助于优化裂缝处理阶段(例如,增产处理)的数量和位置,例如,以提高射孔效率和开采。
PETREL框架提供允许优化勘探和开发操作的部件。PETREL框架包括地震到模拟软件部件,所述地震到模拟软件部件可以输出信息以用于例如通过提高资产团队生产力而提高储层性能。通过使用这种框架,各种专业人员(例如,地球物理学家、地质学家和储层工程师)可开发协作型工作流并整合操作以简化流程(例如,关于一个或多个地质环境等)。此类框架可以被认为是应用程序(例如,可使用一个或多个装置执行)并且可以被认为是数据驱动的应用程序(例如,在为了建模、模拟等目的而输入数据的情况下)。
如所提到的,框架可以在DELFI认知勘探和生产(E&P)环境(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢公司)内或以与DELFI认知勘探和生产(E&P)环境可操作地耦合的方式实施,这是安全的、认知的、基于云的协作环境,它集成了数据以及使用数字技术(诸如人工智能和机器学习)的工作流。作为一个示例,此类环境可以提供用于涉及一个或多个框架的操作。DELFI环境可以称为DELFI框架,它可以是多个框架中的一个框架。作为一个示例,DELFI框架可以包括各种其他框架,它可以包括例如一种或多种类型的模型(例如,模拟模型等)。
图2示出了包括储层211-1和211-2的地质环境210的示例,所述储层可以被断层212-1和212-2断层;设备网络230的示例;设备网络230的被称为网络240的一部分的放大图;以及系统250的示例。图2示出了用于与储层211-2相关的石油和天然气作业的海上设备214以及用于与储层211-1相关的石油和天然气作业的陆上设备216的一些示例。
在图2的示例中,各种设备214和216可以包括钻井设备、电缆设备、生产设备等。例如,考虑设备214包括钻井钻机,所述钻机可以钻入地层中以到达储层目标,在所述储层目标处可以完井以采出烃。在此类示例中,可以利用图1的系统100的一个或多个特征。例如,考虑利用DRILLPLAN框架来规划、执行一次或多次钻井作业等。
在图2中,网络240可以是相对较小的生产系统网络的示例。如图所示,网络240形成某种树状结构,其中流线表示分支(例如,段)并且连接点表示节点。如图2所示,网络240用于将石油和天然气流体从井位沿着在连接点处互连的流线运输,并最终输送到中央处理设施处。
在图2的示例中,网络240的各个部分可以包括管道。例如,考虑包括两个管道的地质环境的透视图,这两个管道可以是通往网络240中的Man1的管道和通往Man3的管道。
如图2所示,示例系统250包括一个或多个信息存储装置252、一个或多个计算机254、一个或多个网络260和指令270(例如,组织为一组或多组指令)。关于一个或多个计算机254,每个计算机可以包括一个或多个处理器(例如,或处理核心)256和用于存储指令270(例如,一组或多组指令)的存储器258,所述指令例如可以由所述一个或多个处理器中的至少一者执行。作为一个示例,计算机可以包括一个或多个网络接口(例如,有线或无线)、一个或多个图形卡、显示接口(例如,有线或无线)等。作为一个示例,图像,诸如地面图像(例如,卫星、地质、地球物理等),可以被存储、处理、传送等。作为一个示例,数据可以包括SAR数据、GPS数据等,并且可以例如存储在一个或多个存储装置252中。作为一个示例,可以存储在一个或多个存储装置252中的信息可以包括关于设备、设备位置、设备取向、流体特性等的信息。
作为一个示例,指令270可以包括可由一个或多个处理器256中的至少一者执行以指示系统250执行各种动作的指令(例如,存储在存储器258中)。作为一个示例,系统250可以被配置为使得指令270提供用于建立例如可以执行网络建模的框架(参见例如图1的示例的PIPESIM框架等)。作为一个示例,可以使用一组或多组指令来执行一种或多种方法、技术等,这些指令可以是例如图2的指令270。
作为一个示例,可以制作一个模型,结合设备、井等对地质环境进行建模。例如,模型可以是流模拟模型,供模拟器使用来模拟石油、天然气或石油和天然气生产系统中的流。这种流模拟模型可以包括例如用于对从储层到井口、从井口到储层等的多相流进行建模的方程。流模拟模型还可以包括考虑流线和地面设施性能(例如)以执行全面的生产系统分析的方程。
作为一个示例,流模拟模型可以是包括使用节点、段、分支等指定的各种子网络的网络模型。作为一个示例,流模拟模型可以以用于分支段、多边段、复杂完井、智能井下控制等的建模的方式来指定。作为一个示例,生产网络的一个或多个部分(例如,可选的子网络等)或一组信号部件和/或控制器可以被建模为子模型。
作为一个示例,系统可以用于将石油和天然气流体从井位运输到处理设施,并且可以代表对具有经济和环境影响的基础设施的大量投资。此类系统的模拟可能涉及多相流科学以及例如大型方程组的工程和数学技术的使用,此类系统可能包括数百或数千个在连接点互连而形成网络的流线和生产设备。
作为一个示例,流模拟模型可以包括用于执行节点分析、压力-体积-温度(PVT)分析、气举分析、侵蚀分析、腐蚀分析、生产分析、注入分析等的方程。在此类示例中,一个或多个分析可能部分地基于建模网络中的流模拟。
至于节点分析,它可以用于对井性能进行评估,做出关于完井的决策等。节点分析可以用于理解系统的行为以及可选地理解系统的敏感性(例如,生产、注入、生产和注入)。例如,可以选择系统变量来进行调查,并执行敏感性分析。此类分析可以包括绘制在系统中的一个或多个节点处流体的流入和流出,这可以指示哪里存在某些机会(例如,用于注入、用于生产等)。
建模框架可以包括指令(例如,处理器可执行指令)以有助于流模拟模型的生成。例如,可以提供用于对竖直井完井、水平井完井、压裂井完井等进行建模的指令。建模框架可以包括针对特定类型的方程的指令,例如黑油方程、状态方程(EOS)方程等。建模框架可以包括针对人工举升的指令,例如,以对流体注入、流体泵送等进行建模。作为一个示例,考虑一组指令(例如,部件),该组指令包括用于对一个或多个电潜泵(ESP)进行建模(例如,部分地基于泵性能曲线、马达、电缆等)的特征。
作为一个示例,使用流模拟模型的分析可以是网络分析,以:识别生产瓶颈和约束;评估新井、额外管道、压缩系统等的效益;计算现场采集系统的输送能力;预测流路中的压力和温度分布;或规划全油田开发。
作为一个示例,流模拟模型可以用于针对未来时间进行分析,例如,以允许优化生产设备、注入设备等。作为一个示例,考虑用于日常油田开发操作的基于最佳时间和条件事件的逻辑表示,所述逻辑表示可以用于评估新开发井的钻取、随着时间过去安装额外的处理设施、为了满足生产和操作限制而对井进行节流调整、随着储层条件下降而关闭枯竭井等。
关于方程,描述单相、两相或三相流的质量动量和能量的守恒方程组(例如,根据LEDAFLOWTM(挪威桑维卡的康斯伯格石油和天然气技术公司)、OLGATM模型(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢公司)、TUFFP统一机械模型(俄克拉荷马州塔尔萨市的塔尔萨大学流体流项目)等中的一者或多者)。
现场可能存在的各种设备可以包括钻机设备。例如,考虑包括平台、井架、天车、钢丝绳、游车组件、绞车和装卸台(例如,二层台)的钻机设备。作为一个示例,钢丝绳可以至少部分地经由绞车控制,使得游车组件相对于平台在竖直方向上行进。例如,通过绞入钢丝绳,绞车可以使钢丝绳移动穿过天车并远离平台向上提升游车组件;而通过放出钢丝绳,绞车可以使钢丝绳移动穿过天车并朝向平台下放游车组件。在游车组件承载钻杆(例如,套管等)的情况下,跟踪游车的移动可以提供关于已经部署多少钻杆的指示。
井架可以是用于支撑天车以及至少部分地经由钢丝绳可操作地耦合到天车的游车的结构。井架可以是金字塔形的并且提供合适的强度重量比。井架可以作为一个单元移动或逐件地移动(例如,将被组装和拆卸)。
作为一个示例,绞车可以包括线轴、制动器、动力源和各种辅助装置。绞车可以受控地放出和卷入钢丝绳。钢丝绳可以卷绕在天车上并且耦合到游车以获得“滑车组”或“滑轮”方式的机械优势。放出和卷入钢丝绳可致使游车(例如,以及可能悬置在其下面的任何东西)被下放到钻孔中或从钻孔中起出。可通过重力驱动放出钢丝绳并且通过马达、发动机等(例如,电动马达、柴油机等)驱动卷入钢丝绳。作为一个示例,一种或多种类型的燃料可用于内燃机,所述内燃机可以是活塞发动机、涡轮发动机、旋转发动机等。
天然气、汽油(石油)、柴油、燃油、生物柴油混合物、煤炭等燃料燃烧时可能会排放废气或烟道气。根据发动机的类型,排放物可能会通过排气管、烟道、推进喷嘴等排放到大气中。作为一个示例,排放物可能以排气羽流等形式顺风扩散。根据内燃机的类型,可能会出现排放物的各种其他途径(例如泄漏等),所述排放物可能是燃料、润滑剂、废气等。内燃机和/或电马达可以在油田用于一种或多种目的(例如,运输、泵送、旋转、提升等)。
关于温室气体(GHG)的一些示例,考虑水蒸气(H2O)、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亚氮(N2O)和臭氧(O3)中的一者或多者。作为一个示例,排放框架可以包括用于确定特定成分的一个或多个特征,所述特定成分可能会或可能不会被视为GHG成分。作为一个示例,考虑氮气(N2)、氧气(O2)和氩气(Ar),这些气体可能不视为温室气体,因为含有同一种元素的两个原子的分子(诸如N2和O2)在其振动时其电荷分布不具有净变化,并且单原子气体(诸如Ar)不具有振动模式。因此,此类气体往往不受红外辐射的影响。一些只含有两个不同元素原子的分子,诸如一氧化碳(CO)和氯化氢(HCl),确实会吸收红外辐射,但由于其反应性或溶解度,此类分子在大气中的存在时间不长。此类分子可能不会对温室效应产生实质性贡献。如所解释的,排放框架可以包括计算反应的化学计量数量等,所述反应可以包括被视为和/或不被视为GHG的成分。
作为一个示例,天车可包括一组滑轮(例如,槽轮),该组滑轮可位于井架或钻塔的顶部处或其附近,钢丝绳穿过该组滑轮。游车可包括一组槽轮,该组槽轮可经由穿过游车的槽轮组并穿过天车的槽轮组的钢丝绳在井架或钻塔中上下移动。天车、游车和钢丝绳可以形成井架或钻塔的滑轮系统,这可以使得能够处置重负载(例如,钻柱、钻杆、套管、尾管等)使其提升离开或下放至钻孔。作为一个示例,钢丝绳的直径可以是约一厘米至约五厘米,例如钢缆。通过使用一组槽轮,这种钢丝绳可承载比单股形式的钢丝绳可支撑的负载更重的负载。
作为一个示例,井架工可以是在附接到井架或钻塔的平台上工作的钻井队成员。井架可包括井架工可站立的装卸台。作为一个示例,此类装卸台可以在钻台上方约10米或更高处。在被称为起钻(TOH)的操作中,井架工可穿戴安全带,该安全带使得井架工能够从工作台(例如,二层台)向外倾斜以够到位于井架或钻塔中心处或其附近的钻杆,并且将钢丝绳缠绕在钻杆上并将钻杆拉回其储存位置(例如,指梁),例如,直到可能需要将钻杆重新下入钻孔中为止。作为一个示例,钻机可包括自动化钻杆处置设备,使得井架工控制机械而不是靠体力处置钻杆。
作为一个示例,起下钻可以指从钻孔中起出设备和/或将设备下入钻孔的动作。作为一个示例,设备可包括可从井眼中起出和/或下入或替换到井眼中的钻柱。作为一个示例,可以在钻头已经钝化或者已经以其他方式不再有效地钻进并且要被替换的情况下执行钻杆的起下。作为一个示例,将设备从井眼中起出的行程可被称为起钻(POOH),而将设备下入井眼中的行程可被称为下钻(RIH)。
图3示出了井场系统300的示例(例如,在可以位于陆上或海上的井场处)。如图所示,井场系统300可以包括:泥浆罐301,用于贮存泥浆和其他材料(例如,其中泥浆可以是钻井液);吸入管线303,用作泥浆泵304的入口,所述泥浆泵用于从泥浆罐301泵送泥浆使得泥浆流至振动软管306;绞车307,用于吊运一根或多根钻井钢丝绳312;立管308,用于从振动软管306接收泥浆;方钻杆软管309,用于从立管308接收泥浆;一个或多个鹅颈管310;游车311;天车313,用于经由一根或多根钻井钢丝绳312承载游车311;井架314;方钻杆318或顶驱340;方钻杆补心319;转盘320;钻台321;喇叭口短节322;一个或多个防喷器(BOP)323;钻柱325;钻头326;套管头327;以及流管328,用于将泥浆和其他材料输送到例如泥浆罐301。
在图3的示例系统中,通过旋转钻井在地下地层330中形成井眼332;需注意,各种示例性实施方案也可以使用一种或多种定向钻井技术、设备等。
如图3的示例所示,钻柱325悬置在井眼332内并且具有钻柱组合350,所述钻柱组合在其下端包括钻头326。作为一个示例,钻柱组合350可以是井底钻具组合(BHA)。
井场系统300可以提供用于钻柱325的操作和其他操作。如图所示,井场系统300包括游车311和定位在井眼332上方的井架314。如所提到的,井场系统300可以包括转盘320,其中钻柱325穿过转盘320中的开口。
如图3的示例所示,井场系统300可以包括方钻杆318和相关联部件等,或者顶驱340和相关联部件。关于方钻杆的示例,方钻杆318可以是正方形或六边形金属/合金杆,其中钻有用作泥浆流动路径的孔。方钻杆318可用于将旋转运动从转盘320经由方钻杆补心319传递到钻柱325,同时允许钻柱325在旋转期间下放或升高。方钻杆318可以穿过可由转盘320驱动的方钻杆补心319。作为一个示例,转盘320可包括主补心,所述主补心可操作地耦合到方钻杆补心319,使得转盘320的旋转可转动方钻杆补心319并因此转动方钻杆318。方钻杆补心319可包括与方钻杆318的外部轮廓(例如,正方形、六边形等)匹配的内部轮廓;然而,其具有稍大的尺寸使得方钻杆318可以在方钻杆补心319内自由地上下移动。
关于顶驱的示例,顶驱340可提供由方钻杆和转盘执行的功能。顶驱340可以转动钻柱325。作为一个示例,顶驱340可包括一个或多个(例如,电动和/或液压)马达,所述马达利用适当的传动装置连接到称为空心轴的短管段,所述短管段又可旋入保护接头或钻柱325本身。顶驱340可以悬置在游车311上,因此该旋转机构可以自由地沿着井架314上下移动。作为一个示例,顶驱340可以允许使用比方钻杆/转盘方式更多的单根立柱来执行钻井。
在图3的示例中,泥浆罐301可以贮存泥浆,泥浆可以是一种或多种类型的钻井液。作为一个示例,可以钻取井筒以开采流体、注入流体或其两者(例如,烃类、矿物质、水等)。
在图3的示例中,钻柱325(例如,包括一个或多个井下工具)可以由螺纹连接在一起以形成长管的一系列钻杆组成,其中钻头326在其下端。随着钻柱325进入井筒中用于钻井,在钻井之前或与钻井重合的某个时间点,可以通过泵304经由管线306、308和309将泥浆从泥浆罐301(例如,或其他来源)泵送至方钻杆318的口,或者例如泵送至顶驱340的口。泥浆然后可以经由钻柱325中的一个通道(例如,或多个通道)流动并且从位于钻头326上的口流出(例如,参见方向箭头)。随着泥浆经由钻头326中的口离开钻柱325,泥浆可以接着向上循环通过钻柱325的一个或多个外表面与一个或多个周围壁(例如,裸井眼、套管等)之间的环空区域,如方向箭头所示。以这种方式,泥浆润滑钻头326并将热能(例如,摩擦或其他能量)和地层岩屑携带至地面,其中泥浆(例如,以及岩屑)可以返回到泥浆罐301,例如用于再循环(例如,通过处理以去除岩屑等)。
由泵304泵送到钻柱325中的泥浆可在离开钻柱325之后形成衬在井筒内的泥饼,泥饼尤其可减少钻柱325与一个或多个周围壁(例如,井眼、套管等)之间的摩擦。摩擦的减小可以促进钻柱325的前进或回缩。在钻井操作期间,整个钻柱325可以从井筒中起出并且可选地例如用新的或锋利的钻头、较小直径的钻柱等替换。如所提到的,将钻柱起出井眼或在井眼中替换钻柱的动作被称为起下钻。根据起下钻方向,起下钻可以被称为向上起钻或向外起钻或向下下钻或向内下钻。
作为一个示例,考虑向下下钻,其中在钻柱325的钻头326到达井筒底部时,泥浆的泵送开始以润滑钻头326以用于钻井目的以扩大井筒。如所提到的,可通过泵304将泥浆泵送到钻柱325的通道中,并且在填充通道时,泥浆可用作传输能量(例如,可像泥浆脉冲遥测中那样对信息进行编码的能量)的传输介质。
作为一个示例,泥浆脉冲遥测设备可以包括井下装置,所述井下装置被配置为实现泥浆压力的变化以产生一个或多个声波,可基于所述声波来调制信息。在此类示例中,来自井下设备(例如,钻柱325的一个或多个模块)的信息可沿井眼向上传输到井口装置,所述井口装置可将此类信息中继到其他设备以进行处理、控制等。
作为一个示例,遥测设备可以通过经由钻柱325本身传输能量来操作。例如,考虑将经编码的能量信号传递给钻柱325的信号发生器,以及可接收这种能量并对其进行中继以进一步传输经编码的能量信号(例如,信息等)的中继器。
作为一个示例,钻柱325可装配有遥测设备352,所述遥测设备包括:可旋转的驱动轴;涡轮叶轮,其机械地耦合到驱动轴,使得泥浆可致使涡轮叶轮旋转;调制器转子,其机械地耦合到驱动轴,使得涡轮叶轮的旋转致使所述调制器转子旋转;调制器定子,其邻近或靠近调制器转子安装,使得调制器转子相对于调制器定子的旋转在泥浆中产生压力脉冲;以及可控制动器,其用于选择性地制动调制器转子的旋转以调制压力脉冲。在此类示例中,交流发电机可耦合到上述驱动轴,其中交流发电机包括至少一个定子绕组,所述至少一个定子绕组电耦合到控制电路,以选择性地使所述至少一个定子绕组短路以电磁制动交流发电机,从而选择性地制动调制器转子的旋转以调制泥浆中的压力脉冲。
在图3的示例中,井口控制和/或数据采集系统362可包括用于感测由遥测设备352生成的压力脉冲并且例如传送感测到的压力脉冲或从中导出的信息以用于处理、控制等的电路。
所示示例的组件350包括随钻测井(LWD)模块354、随钻测量(MWD)模块356、可选模块358、旋转导向系统(RSS)和/或马达360以及钻头326。此类部件或模块可以被称为工具,其中钻柱可包括多个工具。
对于RSS,它涉及用于定向钻井的技术。定向钻井涉及钻入地球以形成偏斜的钻孔,使得钻孔的轨迹不是竖直的;而是,轨迹沿着钻孔的一个或多个部分偏离竖直方向。作为一个示例,考虑位于与钻机可能固定在的地面位置相距一段横向距离处的目标。在此类示例中,钻井可以从竖直部分开始,然后偏离竖直方向,使得钻孔对准目标并最终到达目标。定向钻井可在以下情况下实施:在地球表面竖直位置无法到达目标的情况下,在地球上存在可能阻碍钻井或以其他方式有害的材料(例如,考虑盐丘等)的情况下,在地层是横向延伸的(例如,考虑相对较薄但横向延伸的储层)情况下,在要从单个地面钻孔中钻出多个钻孔的情况下,在期望减压井的情况下等。
定向钻井的一种方法涉及泥浆马达;但是,泥浆马达可能会遇到一些挑战,取决于诸如钻速(ROP)、由于摩擦而将重量转移到钻头上(例如,钻压WOB)等因素。泥浆马达可以是用于驱动钻头(例如,在定向钻井期间等)的容积式马达(PDM)。PDM在钻井液泵送通过其时进行操作,其中该PDM将钻井液的液压动力转换成机械动力,以使钻头旋转。
作为一个示例,PDM可以在组合旋转模式下操作,其中利用地面设备通过旋转整个钻柱来使钻柱(例如,转盘、顶驱等)的钻头旋转,并且利用钻井液来使钻柱的钻头旋转。在此类示例中,可以通过使用地面设备来确定地面RPM(SRPM),并且可以使用与钻井液流量、泥浆马达类型等相关的各种因素来确定泥浆马达的井下RPM。作为一个示例,在组合旋转模式下,可以按照SRPM和泥浆马达RPM的和来确定或估计钻头RPM,假设SRPM和泥浆马达RPM在相同方向上。
作为一个示例,当钻柱不从地面旋转时,PDM泥浆马达可以在所谓的滑动模式下进行操作。在此类示例中,可以基于泥浆马达的RPM来确定或估计钻头RPM。
RSS可以从地面设备的连续旋转的地方进行定向钻井,这可以减轻导向马达(例如,PDM)的滑动。当定向钻井时(例如,偏斜、水平或延伸的井),可以部署RSS。RSS可以旨在将其与井眼壁的相互作用降至最低,这可有助于保持井眼质量。RSS可以旨在类似于稳定器施加相当一致的侧向力,所述稳定器随钻柱旋转或使钻头定向在所需方向上,同时以与钻柱相同的每分钟转数连续地旋转。
LWD模块354可以被容纳在合适类型的钻铤中,并且可以包含一个或多个所选类型的测井工具。还应当理解,可以采用一个以上的LWD和/或MWD模块,例如,如钻柱组件350的模块356所表示的。在提到LWD模块的位置的情况下,作为一个示例,其可以指LWD模块354、模块356等的位置处的模块。LWD模块可以包括用于测量、处理和存储信息的能力,以及与地面设备通信的能力。在所示示例中,LWD模块354可包括地震测量装置。
MWD模块356可以容纳在合适类型的钻铤中,并且可以包含用于测量钻柱325和钻头326的特性的一个或多个装置。作为一个示例,MWD工具356可以包括用于产生电力的设备,例如,以为钻柱325的各种部件供电。作为一个示例,MWD工具354可以包括遥测设备352,例如,其中涡轮叶轮可以通过泥浆的流动来产生电力;可以理解,可以采用其他电源和/或电池系统来为各种部件供电。作为一个示例,MWD模块356可以包括以下类型的测量装置中的一种或多种:钻压测量装置、扭矩测量装置、振动测量装置、冲击测量装置、粘滑测量装置、方向测量装置和倾斜度测量装置。
图3还示出了可钻取的井眼的类型的一些示例。例如,考虑斜直井眼372、S形井眼374、深倾斜井眼376和水平井眼378。
作为一个示例,钻井操作可包括定向钻井,其中,例如,井的至少一部分包括弯曲轴线。例如,考虑限定曲率的半径,其中相对于竖直方向的倾斜度可以变化,直到达到约30度和约60度之间的角度,或者例如,达到约90度或可能大于约90度的角度。
作为一个示例,定向井可以包括多种形状,其中每种形状可旨在满足特定的操作要求。作为一个示例,在将信息传递给钻井工程师时可以基于该信息执行钻井过程。作为一个示例,可以基于在钻井过程期间接收的信息修改倾斜度和/或方向。
作为一个示例,钻孔的偏斜可部分地通过使用井下马达和/或涡轮来实现。关于马达,例如,钻柱可包括容积式马达(PDM)。
作为一个示例,系统可以是导向系统并且包括用于执行诸如地质导向的方法的设备。如所提到的,导向系统可以是或包括RSS。作为一个示例,导向系统可包括位于钻柱下部的PDM或涡轮,所述PDM或涡轮恰好位于钻头上方,可安装弯接头。作为一个示例,在PDM的上方,可以安装MWD设备和/或LWD设备,所述MWD设备提供感兴趣的实时或接近实时数据(例如,倾斜度、方向、压力、温度、钻头上的实际重量、扭矩应力等)。对于后者,LWD设备可以使得向地面发送各种类型的感兴趣数据成为可能,包括例如地质数据(例如,伽马射线测井、电阻率、密度和声波测井等)。
实时或接近实时地提供关于井轨迹的信息的传感器与例如从地质观点表征地层的一个或多个测井的耦合可以允许实施地质导向方法。这种方法可包括导航地下环境,例如,以遵循期望的路线到达期望的一个或多个目标。
作为一个示例,钻柱可包括:用于测量密度和孔隙度的方位密度中子(ADN)工具;用于测量倾斜度、方位角和冲击的MWD工具;用于测量电阻率和伽马射线相关现象的补偿双电阻率(CDR)工具;一个或多个可变径稳定器;一个或多个弯曲接头;以及地质导向工具,其可包括马达和(可选地)用于测量倾斜度、电阻率和伽马射线相关现象中的一者或多者和/或对其作出响应的设备。
作为一个示例,地质导向可包括基于井下地质测井测量结果以旨在将定向井筒保持在期望区域、地带(例如,产油层)等内的方式对井筒进行的有意定向控制。作为一个示例,地质导向可包括引导井筒以将井筒保持在储层的特定井段,例如以最小化气体和/或水的突破,并且例如以最大化来自包括井筒的井的经济产量。
再次参看图3,井场系统300可包括一个或多个传感器364,所述一个或多个传感器可操作地耦合到控制和/或数据采集系统362。作为一个示例,一个或多个传感器可以位于地面位置。作为一个示例,一个或多个传感器可以位于井下位置。作为一个示例,一个或多个传感器可以位于距离井场系统300超过约一百米的距离的一个或多个远处位置。作为一个示例,一个或多个传感器可以位于补偿井场,其中井场系统300和补偿井场处于共同的油气田(例如,油田和/或气田)中。
作为一个示例,可提供一个或多个传感器364来跟踪钻杆、跟踪钻柱的至少一部分的移动等。
作为一个示例,系统300可包括一个或多个传感器366,所述一个或多个传感器可感测信号和/或将信号传输到流体导管,诸如钻井液导管(例如,钻井泥浆导管)。例如,在系统300中,一个或多个传感器366可以可操作地耦合到立管308的泥浆流过的部分。作为一个示例,井下工具可以产生脉冲,脉冲可以穿过泥浆并且由一个或多个传感器366中的一个或多个感测到。在此类示例中,井下工具可以包括相关联的电路,例如,可以编码信号例如以减少对传输的要求的编码电路。作为一个示例,位于地面的电路可包括解码电路,以解码至少部分地经由泥浆脉冲遥测传输的经编码信息。作为一个示例,位于地面的电路可包括编码器电路和/或解码器电路,并且井下电路可包括编码器电路和/或解码器电路。作为一个示例,系统300可包括传输器,所述传输器可生成可经由作为传输介质的泥浆(例如,钻井液)在井下传输的信号。
作为一个示例,钻柱的一个或多个部分可能会被卡住。术语“卡住”可以指无法从钻孔移动或移除钻柱的一种或多种不同程度的现象。作为一个示例,在卡住状态下,可能能够旋转钻杆或将其下放回钻孔中,或者例如在卡住状态下,可能无法在钻孔中轴向移动钻柱,但一定量的旋转是可能的。作为一个示例,在卡住状态下,可能无法轴向和旋转地移动钻柱的至少一部分。
关于术语“卡钻”,这可以指钻柱的某一部分无法轴向旋转或移动。作为一个示例,被称为“压差卡钻”的状态可以是钻柱无法沿钻孔的轴线移动(例如,旋转或往复运动)的状态。当由低储层压力、高井筒压力或其两者引起的高接触力施加在钻柱的足够大的面积上时,可能发生压差卡钻。压差卡钻可能具有时间和经济成本。
作为一个示例,卡钻力可以是井筒与储层之间的压差和压差所作用的面积的乘积。这意味着在大的工作面积上施加相对低的压差(Δp)与在小面积上施加高压差在卡钻方面可能具有一样的效果。
作为一个示例,被称为“机械卡钻”的状态可以是发生通过除压差卡钻之外的机构来限制或阻止钻柱的运动的状态。机械卡钻可能是例如由井眼中的垃圾、井筒几何结构异常、水泥、键槽或环空中的岩屑堆积中的一者或多者引起。
图4示出了系统400的示例,所述系统包括用于评估410、规划420、工程设计430和操作440的各种设备。例如,可以实施钻井工作流框架401、地震到模拟框架402、技术数据框架403和钻井框架404以执行一个或多个过程,诸如评估地层414、评估过程418、生成轨迹424、验证轨迹428、制定约束434、至少部分地基于约束设计设备和/或过程438、执行钻井444并评估钻井和/或地层448。
在图4的示例中,地震到模拟框架402可以是例如PETREL框架(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢公司),并且技术数据框架403可以是例如TECHLOG框架(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢公司)。
作为一个示例,框架可包括实体,所述实体可包括地球实体、地质对象或其他对象,诸如井、地面、储层等。实体可包括出于评估、规划、工程设计、操作等中的一者或多者的目的而重构的实际物理实体的虚拟表示。
实体可以包括基于经由感测、观察等获得的数据(例如,地震数据和/或其他信息)的实体。实体可由一个或多个性质表征(例如,地球模型的几何支柱网格实体可由孔隙度性质表征)。此类性质可以表示一个或多个测量结果(例如,采集的数据)、计算等。
框架可以是基于对象的框架。在此类框架中,实体可以包括基于预定义类的实体,例如,以便于建模、分析、模拟等。基于对象的框架的示例是MICROSOFT.NET框架(华盛顿州雷德蒙德),其提供了一组可扩展的对象类。在.NET框架中,对象类封装了可重用代码和相关联数据结构的模块。对象类可用于实例化对象实例以供程序、脚本等使用。例如,钻孔类可基于井数据定义用于表示钻孔的对象。
作为一个示例,框架可以在DELFI认知勘探和生产(E&P)环境(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢公司)内或以与DELFI认知勘探和生产(E&P)环境操作耦合的方式实施,这是安全的、认知的、基于云的协作环境,它集成了数据以及使用数字技术(诸如人工智能和机器学习)的工作流。作为一个示例,此类环境可以提供用于涉及一个或多个框架的操作。
作为一个示例,框架可以包括可以允许与模型或基于模型的结果(例如,模拟结果等)进行交互的分析部件。关于模拟,框架可以可操作地链接到模拟器或包括模拟器,诸如ECLIPSE储层模拟器(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢公司)、INTERSECT储层模拟器(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢公司)等。
上文提及的PETREL框架提供允许优化勘探和开发操作的部件。PETREL框架包括地震到模拟软件部件,所述地震到模拟软件部件可以输出信息以用于例如通过提高资产团队生产力而提高储层性能。通过使用此类框架,各种专业人员(例如,地球物理学家、地质学家、井工程师、储层工程师等)可以开发协作型工作流并集成操作以简化流程。此类框架可被认为是应用程序并且可以被认为是数据驱动的应用程序(例如,在为了建模、模拟等目的而输入数据的情况下)。
如关于DELFI环境所提及的,一个或多个框架可以是互操作的和/或在一个或另一个上运行。作为一个示例,可以利用商品名为OCEAN框架环境(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢公司)的框架环境,其允许将后加件(或插件)集成到PETREL框架工作流中。在示例实施方案中,各种部件可以实现为符合框架环境的规范并且根据框架环境的规范(例如,根据应用程序编程接口(API)规范等)操作的后加件(或插件)。
作为一个示例,框架可以包括模型模拟层以及框架服务层、框架核心层和模块层。在框架环境(例如,OCEAN、DELFI等)中,模型模拟层可以包括或可操作地链接到以模型为中心的框架。在示例实施方案中,框架可以被认为是数据驱动的应用程序。例如,PETREL框架可以包括用于模型构建和可视化的特征。作为一个示例,模型可以包括一个或多个网格,其中网格可以是符合每个获取的数据(例如,卫星数据、测井数据、地震数据等)的空间位置的空间网格。
作为一个示例,模型模拟层可以提供域对象、充当数据源、提供渲染并提供各种用户界面。渲染能力可以提供图形环境,其中应用程序可以显示其数据,同时用户界面可以为应用程序用户界面部件提供常见外观和感觉。
作为一个示例,域对象可以包括实体对象、性质对象以及可选地其他对象。实体对象可用于几何地表示井、地面、储层等,而性质对象可以用于提供性质值以及数据版本和显示参数。例如,实体对象可表示井,其中性质对象提供测井信息以及版本信息,并显示信息(例如,以将井显示为模型的一部分)。
作为一个示例,数据可以存储在一个或多个数据源(或数据存储区,通常是物理数据存储装置)中,所述一个或多个数据源可以位于相同或不同物理站点处,并且可经由一个或多个网络访问。作为一个示例,模型模拟层可被配置为对项目进行建模。这样,可存储特定项目,其中存储的项目信息可包括输入、模型、结果和案例。因此,在完成建模会话时,用户可存储项目。稍后,可使用模型模拟层访问和恢复项目,该模型模拟层可重新创建相关域对象的实例。
作为一个示例,系统400可以用于执行一个或多个工作流。工作流可以是包括多个工作步骤的过程。工作步骤可以对数据进行操作,例如,以创建新数据、更新现有数据等。作为一个示例,工作流可以例如基于一个或多个算法对一个或多个输入进行操作并创建一个或多个结果。作为一个示例,系统可以包括用于工作流的创建、编辑、执行等的工作流编辑器。在此类示例中,工作流编辑器可以提供对一个或多个预定义工作步骤、一个或多个定制工作步骤等的选择。作为一个示例,工作流可以是至少部分地可在PETREL框架中实现的工作流,例如,该工作流对地震数据、一个或多个地震属性等进行操作。
作为一个示例,地震数据可以是经由地震勘测采集的数据,其中来源和接收器位于地质环境中以发射和接收地震能量,其中这种能量的至少一部分可以反射离开地下结构。作为一个示例,可以利用一个或多个地震数据分析框架(例如,考虑由德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢公司销售的OMEGA框架)来确定地下结构的深度、范围、性质等。作为一个示例,地震数据分析可以包括正演建模和/或反演,例如,以迭代地建立地质环境的地下区域的模型。作为一个示例,地震数据分析框架可以是地震到模拟框架(例如,PETREL框架等)的一部分或可操作地耦合到地震到模拟框架。
作为一个示例,工作流可以是至少部分地可在框架环境中实现且可由一个或多个框架实现的过程。作为一个示例,工作流可以包括访问诸如插件的指令集(例如,外部可执行代码等)的一个或多个工作步骤。作为一个示例,框架环境可以是基于云的,其中利用可以操作地耦合到一件或多件现场设备的云资源,使得可以使用框架环境的特征来对数据进行获取、传输、存储、处理、分析等操作。例如,框架环境可以采用各种类型的服务,这些服务可以是后端服务、前端服务或后端和前端服务。例如,考虑一种客户端-服务器类型的架构,其中可以经由一个或多个应用编程接口(API)、一个或多个微服务等发生通信。
作为一个示例,框架可以提供对油气系统的建模。例如,商品名为PETROMOD框架(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢公司)的建模框架包括用于输入各种类型的信息(例如,地震、井、地质等)的特征,以对沉积盆地的演化进行建模。PETROMOD框架经由输入诸如地震数据、井数据和其他地质数据等各种数据(例如)来对沉积盆地的演化进行建模而提供油气系统建模。PETROMOD框架可以预测储层是否以及如何充满烃类,包括例如烃类生成的来源和时间、运移路线、量、孔隙压力以及地下或地面条件的烃类型。结合诸如PETREL框架的框架,可以构建工作流以提供盆地-远景规模勘探解决方案。框架之间的数据交换可以促进模型构建、数据分析(例如,使用PETREL框架能力分析的PETROMOD框架数据)以及工作流的耦合。
如所提到的,钻柱可以包括可以进行测量的各种工具。作为一个示例,可以使用电缆工具或另一种类型的工具来进行测量。作为一个示例,工具可被配置为采集电井眼图像。作为一个示例,全井眼地层微成像仪(FMI)工具(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢公司)可以采集井眼图像数据。用于此类工具的数据采集序列可包括在采集垫关闭的情况下将工具下入井眼中,打开垫并将垫压靠在井眼壁上,在井眼中平移工具时将电流递送到限定井眼的材料,并且远程感测通过与材料的相互作用而改变的电流。
对地层信息的分析可揭示诸如溶洞、溶蚀平面(例如,沿着层面的溶蚀)、应力相关特征、倾斜事件等特征。作为一个示例,工具可采集可能有助于表征储层(可选地,裂缝型储层)的信息,其中裂缝可以是自然的和/或人工的(例如,水力裂缝)。例如,可以使用诸如TECHLOG框架的框架来分析由一个或多个工具采集的信息。例如,TECHLOG框架可能可与一个或多个其他框架(诸如PETREL框架)互操作。
作为一个示例,工作流的各个方面可以自动完成、可以部分自动化,或者可以手动完成,如通过人类用户与使用硬件(例如,本地和/或远程)执行的软件应用程序进行交互。作为一个示例,工作流可以是循环的,并且可以包括例如四个阶段,诸如评估阶段(例如,参见评估设备410)、规划阶段(例如,参见规划设备420)、工程设计阶段(例如,参见工程设计设备430)和执行阶段(例如,参见操作设备440)。作为一个示例,工作流可以在一个或多个阶段开始,其可以(例如,以串行方式、并行方式、循环方式等)前进到一个或多个其他阶段。
作为一个示例,工作流可以从评估阶段开始,评估阶段可以包括地质服务提供方评估地层(例如,参见评估框414)。作为一个示例,地质服务提供方可以使用执行针对此类活动定制的软件包的计算系统来进行地层评估;或者例如,可以(例如,替代地或另外地)采用一个或多个其他合适的地质平台。例如,该地质服务提供方可以例如使用地球模型、地球物理模型、盆地模型、石油技术模型、其组合等来评估地层。此类模型可以考虑到各种不同的输入,包括补偿井数据、地震数据、导井数据、其他地质数据等。模型和/或输入可以存储在由服务器维护并由地质服务提供方访问的数据库中。
作为一个示例,工作流可以前进到地质学与地球物理学(“G&G”)服务提供方,其可以生成井轨迹(例如,参见生成框424),这可以涉及执行一个或多个G&G软件包。此类软件包的示例包括PETREL框架。作为一个示例,G&G服务提供方可以基于例如由地层评估(例如,根据评估框414)提供的一个或多个模型和/或例如从(例如,由一个或多个服务器等维护的)一个或多个数据库访问的其他数据确定井轨迹或其部分。作为一个示例,井轨迹可以考虑到各种“设计基础”(BOD)约束,例如一般地面位置、目标(例如,储层)位置等。例如,轨迹可以结合关于可以在钻井中使用的工具、井底钻具组合、套管尺寸等的信息。井轨迹的确定可能考虑到各种其他参数,包括风险容限、流体重量和/或规划、井底压力、钻井时间等。
作为一个示例,工作流可以前进到第一工程设计服务提供方(例如,与其相关联的一个或多个处理机),该第一工程设计服务提供方可以验证井轨迹以及例如补救井设计(例如,参见验证框428)。这样的验证过程可以包括评估物理性质、计算结果、风险容限、与工作流的其他方面的集成等。作为一个示例,用于此类确定的一个或多个参数可以由服务器和/或第一工程设计服务提供方维护;需注意,一个或多个模型、一个或多个井轨迹等可由服务器维护并由第一工程设计服务提供方访问。例如,该第一工程设计服务提供方可包括执行一个或多个软件包的一个或多个计算系统。作为一个示例,在该第一工程设计服务提供方拒绝或以其他方式建议对井轨迹进行调整的情况下,可以调整井轨迹或者向G&G服务提供方发送请求这种修改的消息或其他通知。
作为一个示例,一个或多个工程设计服务提供方(例如,第一、第二等)可以提供套管设计、井底钻具组合(BHA)设计、流体设计等,以实现井轨迹(例如,参见设计框338)。在一些实施方案中,第二工程设计服务提供方可以使用一个或多个软件应用程序来执行此类设计。此类设计可以存储在由一个或多个服务器维护的一个或多个数据库中,所述一个或多个数据库可以例如采用STUDIO框架工具(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢公司),并且可以由工作流中的其他服务提供方中的一个或多个访问。
作为一个示例,第二工程设计服务提供方可以向第三工程设计服务提供方寻求对与井轨迹一起建立的一个或多个设计的批准。在此类示例中,第三工程设计服务提供方可以考虑关于井工程设计规划是否可接受的各种因素,诸如经济变量(例如,石油产量预测、每桶成本、风险、钻井时间等),并且可以诸如向运营公司代表、井所有者代表等请求支出授权(例如,参见制定框434)。作为一个示例,此类确定所基于的数据中的至少一些可以存储在由一个或多个服务器维护的一个或多个数据库中。例如,第一工程设计服务提供方、第二工程设计服务提供方和/或第三工程设计服务提供方可以由单个工程师团队或甚至单个工程师提供,因此可以是或可以不是单独的实体。
例如,在经济情况可能无法接受或拒发授权的情况下,工程设计服务提供方可建议对套管、井底钻具组合和/或流体设计进行更改,或者以其他方式通知和/或将控制返回到不同的工程设计服务提供方,以便可对套管、井底钻具组合和/或流体设计进行调整。如果在井约束、轨迹等范围内修改一个或多个此类设计是不切实际的,工程设计服务提供方可以建议对井轨迹进行调整和/或工作流可以返回或以其他方式通知初始工程设计服务提供方和/或G&G服务提供方,以便其中一方或两方都可修改井轨迹。
作为一个示例,工作流可以包括考虑井轨迹,包括已接受的井工程设计规划和地层评估。然后,此类工作流可以将控制传递给钻井服务提供方,钻井服务提供方可以实现井工程设计规划、建立安全和有效的钻井、保持井完整性,并且报告进度和操作参数(例如,参见框344和348)。作为一个示例,可以将操作参数、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)传回地质服务提供方进行评估。作为一个示例,该地质服务提供方然后可以重新评估井轨迹或井工程设计规划的一个或多个其他方面,并且在一些情况下,可能在预定的约束内,根据真实钻井参数(例如,基于现场采集的数据等)调整井工程设计规划。
取决于具体实施方案,无论井被完全钻取还是完成其一部分,工作流都可以前进至后审查(例如,参见评估框418)。作为一个示例,后审查可包括审查钻井性能。作为一个示例,后审查还可包括(例如,向一个或多个相关工程设计、地质或G&G服务提供方)报告钻井性能。
工作流的各种活动可以连续执行并且/或者可以不按顺序执行(例如,部分地基于来自模板、附近井等的信息,以填补将由另一服务提供方提供的信息中的任何空白)。作为一个示例,从事一项活动可能会影响另一项活动的结果或基础,并且因此可手动或自动调用一个或多个工作流活动、工作产品等的变化。作为一个示例,服务器可允许在各种服务提供方可访问的中央数据库上存储信息,其中可以通过与适当服务提供方进行通信来寻求变化、可以自动进行变化、或者变化可以以其他方式显现为对相关服务提供方的建议。与有序的分段性方法相比,这种方式可被认为是钻井工作流的整体方法。
例如,在钻取井筒期间,工作流的各种动作可以重复多次。例如,在一个或多个自动化系统中,可以实时或接近实时地提供来自钻井服务提供方的反馈,并且在钻井期间采集的数据可以被馈送至一个或多个其他服务提供方,这些其他服务提供方可以相应地调整其部分工作流。由于在工作流的其他区域中可能存在依赖性,因此此类调整可以例如以自动化方式渗透到工作流中。在一些实施方案中,循环过程可以另外地或替代地在到达某个钻井目标之后进行,例如完成井筒的一部分和/或在钻取整个井筒之后或在每天、每周、每月等的基础上进行。
井规划可以包括确定可以延伸到储层的井的路径(例如,轨迹),例如,以经济地从其中开采流体,诸如烃类。井规划可以包括选择可用于实现井计划的钻井和/或完井组件。例如,可以施加各种约束作为可以影响井设计的井规划的一部分。作为一个示例,可以至少部分地基于关于地下域的已知地质、在区域中存在的(例如,实际的和/或规划的等)一个或多个其他井(例如,考虑碰撞避免)等的信息来施加此类约束。作为一个示例,可以至少部分地基于一个或多个工具、部件等的特性施加一个或多个约束。作为一个示例,一个或多个约束可以至少部分地基于与钻井时间和/或风险容限相关联的因素。
作为一个示例,系统可以允许减少浪费,例如,如根据LEAN定义的浪费。在LEAN的上下文中,考虑以下类型的浪费中的一种或多种:运输(例如,不必要地移动项目,无论是物理项目还是数据项目);库存(例如,部件,无论是物理部件还是信息部件,如在制品,以及未处理的成品);运动(例如,人员或设备不必要地移动或行走以执行期望的处理);等待(例如,信息等待、换班期间的生产中断等);生产过剩(例如,材料、信息、设备的生产等超过了需求);过度加工(例如,由不良工具或产品设计创建活动造成);以及缺陷(例如,检查和修复计划、数据、设备等中的缺陷所涉及的工作)。作为一个示例,允许以协作方式执行动作(例如,方法、工作流等)的系统可以帮助减少一种或多种类型的浪费。
作为一个示例,可以利用系统来实现用于促进跨多个计算装置的分布式井工程设计、规划和/或钻井系统设计的方法,其中协作可以在各种不同的用户(例如,一些是本地的用户、一些是远程的用户、一些是移动的用户等)之间发生。在此类系统中,经由适当装置,各种用户可以经由一个或多个网络(例如,局域网和/或广域网、公用网络和/或专用网络、陆基、海基和/或区域网络)可操作地耦合。
作为一个示例,系统可以允许经由子系统方法进行井工程设计、规划和/或钻井系统设计,其中井场系统由各种子系统组成,这些子系统可包括设备子系统和/或操作子系统(例如,控制子系统等)。作为一个示例,可以使用经由通信链路(例如,网络链路等)可操作地耦合的各种计算平台/装置来执行计算。作为一个示例,一个或多个链路可以可操作地耦合到公共数据库(例如,服务器站点等)。作为一个示例,特定的一个或多个服务器可以管理从一个或多个装置接收通知和/或向一个或多个装置发布通知。作为一个示例,可以针对项目实现系统,其中系统可以将井计划输出为例如数字井计划、纸质井计划、数字和纸质井计划等。此类井计划可以是针对特定项目的完整井工程设计计划或设计。
图5示出了井场系统500的示例,具体地,图5示出了井场系统500的近似侧视图和近似平面图以及系统570的框图。
在图5的示例中,井场系统500可以包括舱室510、转盘522、绞车524、钻塔526(例如,可选地承载顶驱等)、泥浆罐530(例如,具有一个或多个泵、一个或多个振动器等)、一个或多个泵房540、锅炉房542、HPU房544(例如,具有钻机油罐等)、组合房548(例如,具有一台或多台发电机等)、管道562、狭小通道564、火炬568等。此类设备可包括一个或多个相关联功能和/或一个或多个相关联操作风险,这些风险可能是时间、资源和/或人员方面的风险。
如图5的示例中所示,井场系统500可以包括系统570,所述系统包括一个或多个处理器572、可操作地耦合到一个或多个处理器572中的至少一个的存储器574、可以例如存储在存储器574中的指令576以及一个或多个接口578。作为一个示例,系统570可以包括一个或多个处理器可读介质,所述处理器可读介质包括处理器可执行指令,所述处理器可执行指令可由一个或多个处理器572中的至少一者执行以使系统570控制井场系统500的一个或多个方面。在此类示例中,存储器574可以是或包括一个或多个处理器可读介质,其中处理器可执行指令可以是或包括指令。作为一个示例,处理器可读介质可以是计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质不是信号并且不是载波。
图5还示出了电池580,其可以可操作地耦合到系统570,例如以便为系统570供电。作为一个示例,电池580可以是备用电池,所述备用电池在另一电源不可用于为系统570供电时运行。作为一个示例,电池580可以可操作地耦合到网络,所述网络可以是云网络。作为一个示例,电池580可以包括智能电池电路,并且可以经由SMBus或其他类型的总线可操作地耦合到一件或多件设备。
在图5的示例中,服务590被示出为例如经由云平台可用。此类服务可包括数据服务592、查询服务594和钻井服务596。作为一个示例,服务590可以是诸如图4的系统400的系统的一部分。
作为一个示例,系统570可用于生成一个或多个钻速钻井参数值,例如,其可用于控制一个或多个钻井操作。
图6示出描绘了多个井段中的定向井的钻井操作的示例的示意图。图6中描绘的钻井操作包括井场钻井系统600和用于管理与钻取定向井617的井眼650相关联的各种操作的现场管理工具620。井场钻井系统600包括各种部件(例如,钻柱612、环空613、井底钻具组合(BHA)614、方钻杆615、泥浆坑616等)。如图6的示例中所示,目标储层可以远离定向井617的地面位置(而不是位于定向井的地面位置的正下方)。在此类示例中,可以使用特殊工具或技术来确保沿着井眼650的路径到达目标储层的特定位置。
作为一个示例,BHA 614可以包括传感器608、旋转导向系统(RSS)609和钻头610,以引导钻探朝向由预定勘测程序引导的目标,用于测量井中的位置细节。此外,定向井617钻穿的地下地层可以包括具有不同成分、地球物理特性和地质条件的多个层(未示出)。井设计阶段期间的钻井规划和钻井阶段根据钻井计划的实际钻井均可以在多个井段(例如,参见井段601、602、603和604)中进行,所述多个井段可以对应于地下地层中的多个层中的一个或多个。例如,由于特定的地层成分、地球物理特性和地质条件,某些井段(例如,井段601和602)可以使用水泥607加强套管606。
在图6的示例中,地面单元611可以经由通信链路618可操作地链接到井场钻井系统600和现场管理工具620。地面单元611可配置有用于经由通信链路618实时控制和监测分段钻井活动的功能。现场管理工具620可以配置有用于存储油田数据(例如,历史数据、实际数据、地面数据、地下数据、设备数据、地质数据、地球物理数据、目标数据、反目标数据等)并且确定用于配置钻井模型和生成钻井计划的相关因素的功能。油田数据、钻井模型和钻井计划可以根据钻井操作工作流经由通信链路618传输。通信链路618可以包括通信子组件。
在井场的各种操作期间,可以采集数据以便分析和/或监测一个或多个操作。此类数据可以包括例如地下地层数据、设备数据、历史数据和/或其他数据。静态数据可以涉及例如定义地下地层的地质结构的地层结构和地质地层学。静态数据还可以包括关于钻孔的数据,诸如内径、外径和深度。动态数据可以涉及例如随时间推移流过地下地层的地质结构的流体。动态数据可以包括例如压力、流体成分(例如,油气比、含水率和/或其他流体成分信息)和各种设备的状态以及其他信息。
可以使用经由钻孔、地层、设备等收集的静态和动态数据来创建和/或更新一个或多个地下地层的三维模型。作为一个示例,可以使用来自一个或多个其他钻孔、油田等的静态和动态数据来创建和/或更新三维模型。作为一个示例,可以使用硬件传感器、岩心采样和测井技术来收集数据。作为一个示例,可以使用井下测量(诸如岩心采样和测井技术)来收集静态测量结果。测井涉及将井下工具部署到井筒中以收集不同深度的各种井下测量结果,诸如密度、电阻率等。此类测井可以使用例如钻井工具和/或电缆工具或者位于井下生产设备上的传感器来执行。一旦井形成并完井,根据井的目的(例如,注入和/或生产),流体可以使用管道和其他完井设备流到地面(例如,和/或从地面流入)。当流体通过时,可以监测各种动态测量结果,诸如流体流率、压力和成分。这些参数可用于确定地下地层、井下设备、井下操作等的各种特性。
作为一个示例,系统可包括框架,所述框架可采集数据,诸如,例如,与一个或多个操作(诸如,例如,一个或多个钻井操作)相关联的实时数据。作为一个示例,考虑PERFORM工具包框架(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢公司)。
作为一个示例,服务可以是或包括OPTIDRILL、OPTILOG和/或由德克萨斯州休斯顿斯伦贝谢公司销售的其他服务中的一者或多者。
OPTIDRILL技术可以作为实时钻井智能服务来帮助管理井下条件和BHA动态。所述服务可以结合集成井下和地面数据的钻机现场显示(例如,井场显示),其提供可操作的信息以降低风险并提高效率。作为一个示例,此类数据可以存储到例如数据库系统(例如,考虑与STUDIO框架相关联的数据库系统)。
OPTILOG技术可以利用来自记录仪的钻井动力学和内部温度的单位置测量或多位置测量来帮助评估钻井系统性能。作为一个示例,可以分析运行后数据以提供用于未来井规划的输入。
作为一个示例,可以访问和利用来自钻头数据库的信息。例如,考虑来自SmithBits(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢有限公司)的信息,其可以包括来自与各种钻头、钻井条件、地层类型等相关联的各种操作(例如,钻井操作)的信息。
作为一个示例,可以为一个或多个井场操作提供一个或多个QTRAC服务(德克萨斯州休斯顿的斯伦贝谢有限公司)。在此类示例中,可以获取和存储数据,其中此类数据可以包括可以被接收和分析的时间序列数据等。
作为一个示例,可以为一个或多个井场操作提供一个或多个M-ISWACO服务(德克萨斯州休斯顿的M-I有限公司)。例如,考虑用于增值完井和储层钻井液、添加剂、清理工具和工程设计的服务。在此类示例中,可以获取和存储数据,其中此类数据可以包括可以被接收和分析的时间序列数据等。
作为一个示例,可以为一个或多个井场操作提供一个或多个ONE-TRAX服务(例如,经由ONE-TRAX软件平台,德克萨斯州休斯顿的M-I有限公司)。在此类示例中,可以获取和存储数据,其中此类数据可以包括可以被接收和分析的时间序列数据等。
例如,可以关于WITS或WITSML定义各种操作,它们是井场信息传输规范或标准(WITS)和标记语言(WITSML)的首字母缩写词。WITS/WITSML指定了钻井钻机或海上平台钻井钻机如何进行数据通信。例如,对于卡瓦这种能够以相对无损坏的方式夹紧钻柱并将钻柱悬挂在转盘中的组件,WITS/WITSML将诸如“井底到卡瓦”时间的操作定义为对于当前连接在离开井底到设置卡瓦之间的时间间隔;将诸如“在卡瓦中”的操作定义为对于当前连接在设置卡瓦与接着释放卡瓦之间的时间间隔;以及将诸如“卡瓦到井底”的操作定义为对于当前连接在释放卡瓦与返回到井底(例如,设置钻压)之间的时间间隔。
可以根据各种程序进行井建设,这些程序可以为各种形式。作为一个示例,程序可以以数字方式指定,并且可以是例如数字计划,诸如数字井计划。数字井计划可以是用于建设井筒的工程设计计划。作为一个示例,程序可以包括诸如井几何形状、套管程序、泥浆注意事项、井控制问题、初始钻头选择、补偿井信息、孔隙压力估计、经济性和在井建设、生产等过程中可能使用的特殊程序等。虽然可以仔细开发和指定钻井程序,但可能会发生各种需要调整钻井程序的条件。
作为一个示例,当采集设备获取关于条件的信息时,可以在钻机现场进行调整,这些信息可以是关于钻井设备的条件、地层的条件、流体的条件、关于环境的条件(例如,天气、海等)等。可以根据钻机现场的一个或多个个人的个人知识进行此类调整。作为一个示例,操作员可以理解条件要求增加泥浆流量、减少钻压等。此类操作员可以评估经由一个或多个传感器获取的数据(例如,扭矩、温度、振动等)。此类操作员可能要求执行程序,所述程序可以是获取额外数据以更好地了解可能发生或正在发生的实际物理条件和物理现象的测试程序。操作员可能受到可能由物理现象驱动的一个或多个时间约束,诸如流体流、流体压力、岩石压实、钻孔稳定性等。在此类示例中,操作员做出的决策可以随着条件的发展而取决于时间。例如,在流体压力变化的环境中,在一个流体压力下做出的决策在另一个流体压力下可能是次优的。在此类示例中,作为对程序的调整而执行一项决策的时机可以产生广泛的影响。与在最佳时间进行(例如,在最佳时间实施)的程序调整相比,对程序进行过迟或过早的调整可能对其他程序产生不利影响。
图7示出了包括与井计划相关联的信息的图形用户界面(GUI)700的示例。具体地,GUI 700包括面板710,其中地面表示712和714与井轨迹一起呈现,其中位置716可表示钻柱717沿井轨迹的位置。GUI 700可包括一个或多个编辑特征,诸如编辑井计划特征组730。GUI700可包括关于团队740的涉及、已经涉及和/或将要涉及一个或多个操作的个人的信息。GUI 700可包括关于一个或多个活动750的信息。
如图7的示例所示,GUI 700可包括钻柱760的图形控件,其中例如可以选择钻柱760的图形控件的各个部分以展示一个或多个相关联的参数(例如,设备类型、设备规范、操作历史等)。在图7的示例中,钻柱图形控件760包括多个部件,诸如钻杆、加重钻杆(HWDP)、接头、钻铤、震击器、稳定器、马达和钻头。钻柱可以是钻杆、井底钻具组合(BHA)和一种或多种其他工具的组合,其可以包括可以帮助钻头转动并钻入材料(例如,地层)中的一种或多种工具。
作为一个示例,工作流可包括利用钻柱760的图形控件来选择和/或展示与例如钻头和/或泥浆马达的一个或多个部件相关联的信息。在图7的示例中,示出了图形控件765,其可以响应于与钻柱760的图形控件的交互而呈现,例如,以选择部件的类型和/或指定钻柱760的一个或多个特征(例如,用于训练神经网络模型等)。至于图形控件765,它可以向排放框架(EF)提供输出,因为马达的类型和/或其使用可能影响一个或多个现场操作的排放。如所解释的,钻头可经由一种或多种机构(例如,旋转驱动、顶驱、泥浆马达等)旋转。此类操作模式可以与特定类型的能量利用相关联。作为一个示例,GUI 700可以包括可以至少部分地基于EF的输出来生成的一个或多个字段和/或弹出窗口。例如,考虑关于特定类型的泥浆马达突出显示图形控件765,所述泥浆马达将使现场操作(例如,钻井)更高效和/或以其他方式减少排放(例如,与另一模式相比等)。作为一个示例,EF可以输出时间表,所述时间表可以是与能源利用、钻井模式等相关联的时间表。例如,考虑将钻井模式(例如,旋转和滑动)与深度和/或时间和排放相关联的时间表。在此类示例中,时间表可以被呈现到显示器,使得用户可以识别特定点、时间、区域等,其中排放可能更少或可能更多(例如,与数字钻井计划和/或其执行相关联等)。
图7还示出了作为指定多个井的信息的点电子表格的表格770的示例。如示例性表格770所示,可以指定井的各种特征的坐标,诸如“x”和“y”以及“深度”,所述特征可包括垫参数、间距、趾部高度、步测、初始倾斜度、初始造斜等。
图8示出了图形用户界面800的示例,所述图形用户界面包括用于构造井的各种类型的信息,其中为对应的动作呈现时间。在图8的示例中,时间被示出为以小时为单位的估计时间(ET)和以天为单位的总时间或累积时间(TT)。另一时间可以是清洁时间,清洁时间可以用于执行一个或多个动作而不发生非生产时间(NPT),而估计时间(ET)可以包括NPT,NPT可以使用一个或多个数据库、概率分析等来确定。在图8的示例中,总时间(TT或累积时间)可以是估计时间列的总和。作为一个示例,在执行和/或重新规划期间,可以相应地呈现和修改GUI 800以反映变化。如图8的示例中所示,GUI 800可包括可选元素和/或可突出显示元素。作为一个示例,元素可以响应于指示活动当前正在执行、进行分级、将要修改等的信号而突出显示。例如,可以利用颜色编码方案来经由GUI 800向用户传达信息。
对于突出显示的元素810(“钻井深度(3530英尺至6530英尺)”),估计时间为102.08小时,大于四天。对于井眼的8.5英寸井段的钻井行程,就估计时间来说,突出显示的元素810最长。图8还示出了井眼轨迹的GUI 820和具有钻头的钻柱的GUI 830,其中可以根据钻压(WOB)和转速(RPM)进行钻井以达到钻速(ROP)。在图8的示例中,GUI 830及其参数可以与能量利用和排放和/或其他影响相关联。
作为一个示例,GUI 830可以可操作地耦合到排放框架,使得例如可以相对于排放使RPM和/或WOB的变化可视化,这可以提供优化、控制等。作为一个示例,ROP可以与排放相关联,其中最佳ROP可以是考虑排放的ROP。例如,考虑消耗每单位能量的ROP和/或与该能量消耗相关联的排放类型。在此类示例中,变化可以以取决于钻井模式(例如,旋转、滑动等)的方式发生。作为一个示例,钻井行程(例如,钻到深处)可以与GHG和/或碳信用额相关联。作为一个示例,优化方案可能旨在在GHG和/或碳信用额的限制内优化钻井作业。这种方法可以将信用额应用于现场操作,所述操作可以最好地利用信用额进行钻井进度,同时减少其他地方的利用,这可以通过钻井技术、泥浆泵的操作等来实现。
作为一个示例,GUI 800可以可操作地耦合到一个或多个系统,所述系统可以辅助和/或控制一个或多个钻井操作。例如,考虑生成钻速值的系统,所述钻速值可以是例如钻速设定值。此类系统可以是自动化辅助系统和/或控制系统。例如,系统可以呈现显示一个或多个所生成的钻速值的GUI和/或系统可以向一件或多件设备发出使其以生成的钻速(例如,依照WOB、RPM等)操作的一个或多个命令。作为一个示例,可以给出使用手动、自动和/或半自动钻井进行钻到深处操作的时间估计。例如,在司钻输入模式序列的情况下,时间估计可以基于该序列;然而,对于自动方法,可以生成具有对应时间估计的序列(例如,估计的自动序列、推荐的估计序列等)。在此类方法中,司钻可以比较序列并选择一个或另一个序列,或者例如生成混合序列(例如,部分手动和部分自动等)。
作为一个示例,系统可以包括排放框架(例如,排放框架或EF)。例如,考虑用于估计可以包括温室气体(GHG)排放的排放的框架,其中所述框架可以是诸如图1的系统100中的框架环境的一部分。
排放框架可以评估和/或优化一个或多个操作。例如,如关于钻井所解释的,能量可用于执行各种任务,诸如旋转钻柱、旋转钻头、将钻柱拉出井眼、将钻柱送入井眼中、泵送泥浆、燃烧气体等。在操作包括水力压裂的情况下,排放框架可考虑与流体、化学品等的制造和/或运输相关的排放。在此类示例中,现场泵送设备可被视为消耗了能量的电源槽。
在各种情况下,排放框架可以提供可能与监管部件、市场相关部件等相关联的输出特定值。例如,碳指标可能与报告和/或碳市场(例如碳信用额等)有关。排放框架可以考虑一种或多种成本、效率等,其可以用于输出计划、计划的执行、规划的井、流体网络、处理设施等的维护和/或控制。
排放框架可用于管理环境风险、识别减排机会和/或提供公共报告。排放框架可以输出带有关于估计的准确性和/或可能性的一个或多个指标的信息。排放框架可以根据各种边界来操作,所述边界可以被定义为反映正在执行的一个或多个操作的现实。排放框架可能包括可选择的输出格式、指标、计算方法等,这些可能符合法规、公司格式等。这种方法可以有助于随着时间推移量化和识别趋势并评估性能。
排放框架可以包括操作、供应、来源等的数据库或库。这种方法可以有助于构建公司环境足迹的表示。作为一个示例,排放框架可以包括或提供对与公司活动相关的项目库存的访问,所述项目可以用反映每项活动的现实(例如,连同相关影响来源的包含等)的适当边界来定义。在各种情况下,排放框架可以提供透明度,例如,经由数据源的记录和所使用的计算,以及可以有助于最大程度地减少不确定性的计算方法。
排放框架的运行可以将特定地点、一年中的时间、天气等考虑在内。例如,根据天气,排放可能会发生变化或表现不同。湿度(例如,雨、雪等)的存在可能会对排放以及此类排放可能如何影响环境(例如,行进、消散、反应等)产生影响。
框架环境可以包括用于执行可以在后台、前台或其两者中运行的框架的选项。例如,可以执行图1的示例系统100中的DRILLPLAN框架,其中可以可选地实例化排放框架以供前台和/或后台执行,从而可以评估DRILLPLAN框架关于排放的信息。在此类示例中,排放框架可以通过提出建议和/或做出改变来做出响应,所述建议和/或改变可以帮助减少排放、调整排放、平衡排放、选择一种排放类型而不是另一种排放类型等。一种方法可以考虑能源、供应、设备等的多种来源,以及生命周期分析、从摇篮到摇篮的分析、法规、天气、项目持续时间等。在某些操作可能由太阳能(例如,存储到电池中或直接地)供电的情况下,可能要考虑到一天中的时间(例如,晚上或白天)、天气等。例如,考虑在晴天利用太阳能,其中存在充足的阳光以对特定设备(例如,泵、传感器等)供电。在天气、一天中的时间、一年中的时间等减少太阳能产生的情况中,排放框架可以推荐和/或改变为另一种能源。以此方式,可以优化设备、设备操作等以减少排放。在此类示例中,排放框架可以生成基于时间的时间表、基于状态的时间表等,所述时间表可以由传感器数据和/或其他信息(例如,操作触发等)驱动。在该示例中,诸如井计划之类的计划可以附有和/或包括排放相关的时间表。
排放框架可用于通过一种或多种建模方法来开发环境足迹,以对GHG排放、用水、井建设活动期间的废物处理等进行数字化管理。排放框架可用于执行模拟,可选地与一个或多个其他框架相结合,以便可以理解和利用一个或多个足迹作为井规划的一部分,监测井作业期间的影响水平,以及例如持续减少排放/影响。
模型可以是可以被训练以生成经过训练的机器学习模型的机器学习模型。所述模型可以利用传感器数据,所述数据可以来自一种或多种类型的传感器。传感器可以是基于地点的传感器、基于天空的传感器(例如,无人机、卫星等)或另一种类型的传感器。
可以利用各种类型的数据来帮助校准估计并识别改进机会,并定义指标以结合一个或多个足迹作为井规划优化工作流的一部分。估计、足迹等可以以概率方式呈现,例如具有P10、P50、P90界限。排放框架可以利用基于范围的方法,其中考虑各种范围来确定排放、资源利用等。
图9示出了可以基于一个或多个范围(示出了三个:910、920和930)来输出分量905的系统900的示例,所述分量可以是GHG分量。如图所示,范围910可以考虑用于为钻机设备、支持设施(例如,住宿)、操作特定设备提供能量的现场燃烧、用于为材料和设备、人员提供运输的来自车辆的场外燃烧等。例如,可以利用燃气涡轮发电机来从烃、氢等燃烧源产生电力。可以考虑在一个或多个井作业期间可能产生的现场排放,诸如来自火炬气体、排出气体等的排放。
对于范围920,EF可以考虑将在井场使用的购买的能源。对于井建设来说,此类能源可以是来自电网的用于城市环境中的操作的电力。
对于范围930,EF可以考虑来自一个或多个其他场外上游和下游活动(诸如用于井建设、废物处置等的材料的生产和运输)的排放。
一个或多个范围可以遵循一种或多种类型的标准化协议,如世界可持续发展工商理事会和世界资源研究所的“温室气体协议,企业会计和报告标准”修订版中所述,ISBN 1-56973-568-9(116页),该文通过引用并入本文。
图10示出了方法1000的示例,所述方法包括配置框1010、估计框1020和输出框1030。框1010可用于识别排放源(例如,按范围等)并且定义参数(例如,排放因子、GWP等)。框1010还可以用于按活动来识别源的利用并且定义参数以估计能量消耗(例如,按源类型,来自井计划数据或者对于不可作为设计的部分获得的数据来自手动输入等)。框1010还可以用于计算方法(例如,使用计算出的消耗能量进行估计、根据偏移数据按源/活动得到电力/能量消耗,和/或混合方法(根据偏移数据通过校准因数来校正估计)等)。
框1020可用于计算和/或估计来自源的每项活动的能量消耗、按活动和GHG类型估计排放,和/或按活动和总量计算组合排放(CO2-e)(例如,使用GWP等)。框1030可用于例如根据商定的数据模型定义输出结构和/或度量(例如,以在计划和操作之间交换数据)、按定义的度量(例如,每项活动、每天、每种活动类型、每钻取长度等)合并GHG排放输出,和/或根据所选的标准生成总GHG排放、度量和相关联数据(例如,用于估计的参数的来源)的报告。
作为一个示例,方法1000可以集成到一个或多个框架、环境等中。如所解释的,框架可以与EF结合执行,使得EF的输出可以报告框架的操作和/或与框架的交互。
图11示出了可用于执行一个或多个工作流的系统1100的示例。作为一个示例,EF可以包括系统1100的一个或多个特征,所述特征可以例如用于诸如图10的方法1000的方法的执行。作为一个示例,图11的图形可以是图形用户界面(GUI)的一部分,其可以被呈现到显示器并且被选择、突出显示、动画化等,以用于各种类型的交互。
图12示出了工作流1200的示例,所述工作流可以包括例如EF与诸如DRILLPLAN框架的框架结合执行。如所示,来自框架的各种输出可以与其他信息结合并由EF用来生成环境绩效指标(PI),所述环境绩效指标可以以图形形式、数值形式等呈现到显示器(例如,作为GUI等)。
如所解释的,场景可以包括在DELFI环境内执行用于井建设规划的DRILLPLAN框架,这样可以用于准备包括井设计、操作顺序和/或井时间和成本的井计划。此类输出可以是传入EF的输入,而EF又可以提供可用于对DRILLPLAN框架进行一个或多个修订的输出。在此类示例中,可以生成一个或多个循环(例如,迭代),使得基于关于排放、影响等(例如,考虑GHG排放和/或影响)的计算来通知DRILLPLAN框架。
作为一个示例,系统可以用于处理数据、获取额外数据(例如,来自一个或多个源)、模拟一个或多个GHG足迹以生成一个或多个环境PI。在另一个示例中,EF可以用于灵敏度分析和校准,这可以有助于优化计划并调整一个或多个模型(例如,使用可用的偏移数据来提高计算准确度等)。
关于工作流的一些示例,下面给出三个工作流,所述工作流可以使用主题来描述。
示例工作流A-用于井规划的GHG足迹计算
此类工作流可以用于GHG排放的管理。对于井建设活动,EF可以在井规划阶段期间生成GHG足迹估计以建立基线PI。在执行阶段期间,此类工作流可以用真实值估计模拟值以计算性能。这种方法可以包括将不同井设计选项的足迹进行比较,并且例如提出一个或多个优化解决方案以减少井建设过程的总体环境影响。此类工作流可以是使用井设计数据和可用的额外操作/逻辑数据来估计环境足迹的解决方案的一部分。
示例工作流B-对GHG足迹的实时监测
一旦创建了GHG计划/模型(例如,依照工作流A),工作流B便可接着基于一个或多个PI对照计划来监测实时操作GHG排放,以用于报告目的和ARF跟踪。这种方法可以允许随后的工作流(例如,工作流C)向实际的井学习及校准。工作流B可以提供用于在实时井操作期间计算和跟踪GHG排放的一个或多个PI的解决方案。
示例工作流C-使用偏移数据进行GHG足迹校准
此类工作流可以用于计算一个或多个GHG足迹,所述GHG足迹可以包括可能潜在地使输出与实际测量结果不同的一个或多个假设。例如,在执行阶段期间实际收集真实排放数据之后(依照工作流B),工作流C可以校准和/或验证一个或多个现有计算模型,以便对于未来规划的井具有更高的预报准确性。例如,考虑一种机器学习(ML)方法,其中可以对一个或多个模型进行修订、进一步修订等。工作流C可以提供用于使用偏移数据和/或实时数据校准计算出的预测足迹以提供计算准确度的解决方案。
图13示出了基于范围的方法1300的示例,其中可以例如经由EF和/或一个或多个其他框架来定义和利用多个范围和/或阶段。一种系统可以包括配置模板管理器,所述配置模板管理器包括用于定义估计参数的配置模板编辑器。所述系统可以包括井级别的GHG排放估计器任务和对象、用于根据配置模板和用户输入定义估计参数的GHG排放估计器编辑器、用于计算井活动计划的GHG排放的GHG排放AEA(例如,包括来自工程设计数据的用于活动的自动功率输入等)以及例如依照所要输出的报告产生器。
图14示出了用于定义不同操作环境的估计参数的GHG排放估计器的多个配置模版的GUI 1400的示例。如所示,所管理的配置模板可以针对特定上下文,诸如具有用于添加、编辑和删除模板的一个或多个选项的公司设置。此类GUI可以提供对配置模板编辑器的访问。
图15示出了用于设置特定操作环境的GHG排放估计的配置模板编辑器的GUI 1500的示例。如所示,此类GUI可以提供各种参数,所述参数可以包括用于合并CO2-e的排放的GWP、用于AEA限制的排放目标、排放源特定参数、钻机参数、设备参数的列表、燃料数据(例如,性质、消耗和排放因子)、其他设备参数(例如,移动电缆、固井等)、车辆(例如,运输工具、无人机等)参数、按测量单元(例如,距离、乘客等)的排放因子以及源指派(例如,为目录中的活动指派排放源以具有预定义的指派,其中主钻机设备可能自动指派到特定活动以使得能够使用工程设计数据自动计算能量等)。
图16示出了用于井级别的GHG排放估计器任务和对象的GUI 1600的示例。图17示出了用于配置估计的GHG排放估计器编辑器页面的GUI 1700的示例,所述GUI可以包括以下一者或多者:配置模板的选择、活动的观看列表、参数的定义和来自具有覆盖值的能力的模板的按活动的源指派、按活动的估计排放的显示(包括按活动等级合并)、具有用于估计的对象的上下文窗格(例如,用于能量等的自动估计的工程设计数据)和/或用于输出待评估的报告和结果图的选项(例如,个人和/或团队仪表板等)。
图18示出了用于井级别的GHG排放估计器AEA的GUI 1800的示例,其中具有每一GHG的合并排放结果以及总排放(CO2-e)。在此类示例中,GUI 1800可以利用在配置模板中定义的限制并且可以在编辑器和计划验证页中包括AEA。
图19示出了用于GHG排放估计报告的GUI 1900的示例。可以根据需求(例如,行业、标准、监管机构等)来定义格式。EF可以用于钻机负载分析、理论功率需求、实时功率额定值、实时功率需求、实时CO2排放(例如,基线)、井建设活动规划等中的一者或多者。EF可以可操作地耦合到一个或多个数据库,包括一个或多个计算应用程序和可视化应用程序(例如,网络仪表板等),所述应用程序可以与一个或多个其他框架互操作。EF可以提供报告能力,所述报告能力可以根据操作者和/或监管要求进行定义。
图20示出了系统2000的示例,所述系统包括具有历史记录应用程序的数据库、钻机服务器/计算机、对基于云的部件的云访问以及对一个或多个基于云的工具(例如,DATAIKU、AZURE SQL、POWERBI、GRAFANA等)的访问。可以为机器学习提供一个或多个特征,所述特征可用于训练一种或多种机器学习模型。至于GRAFANA工具,它可以提供多平台开源分析和交互式可视化网络应用程序。例如,工具在连接到支持的数据源时可以为网络提供图表、图形和警报。所述工具可用于使用交互式查询构建器来监视仪表板并且可以包括前端和后端(例如,分别用TypeScript和Go编写)。
系统2000可以用于操作数据的聚合、操作数据的流式传输和存储(例如,到井建设数据平台(WCDF))、排放数据(例如,来自一个或多个源)的合并和/或功率管理和操作数据与井建设数据平台(WCDF)的对接以用于分析和报告等。
图21和图22分别示出了示例GUI 2100和2200。如所解释的,一种系统可以包括用于建立用于可操作地监测排放(可选地对照确定的基线)的一种或多种类型的仪表板的一种或多种工具或对所述工具的访问。GUI 2100、2200可以提供GHG排放趋势、基线与操作GHG排放等的可视化。可以例如使用可视化和/或基准仪表板来生成和/或访问基线和趋势数据的数据库(WCDF)。如图22的示例中所示,GUI 2200可以提供建立在基线足迹上的CO2排放的实时趋势,例如,对于一个或多个钻井活动、井等。
图23示出了GUI 2300的示例,所述GUI包括各种类型的区域、地层、盆地等。EF可以针对特定区域进行定制,这可以提供对当地法规、当地天气等的访问。例如,可以在马塞勒斯地区选择钻机现场,其中GUI 2300可以提供相关信息、框架等的选择。在此类示例中,可以与一个或多个其他地点进行一个或多个比较等。可以访问数据井计划,并且可以访问排放。这些可以经由诸如图1所示的框架环境来链接和/或组合生成。可以利用诸如GUI 2300的地图之类的地图来呈现趋势的可视化,这可以取决于操作、天气、活动等。例如,可以利用GUG排放可视化地图来使地图上所示的多个地点处的GHG排放和/或趋势可视化。这种可视化可以提供活动、活动增加、活动减少等的指示。操作者可以选择特定地点,并且例如执行EF以修改(例如,优化)所选地点处的活动以减少排放、调整排放、安排排放等。在各种情况下,可以响应于天气、能量需求等来调整排放。例如,在预期会有寒冷天气的地区,可以改变能源、利用和/或产生,使得更容易满足住宅需求。在此类示例中,可以修改(例如,优化)流体产生和/或分配网络以用于输送,并且燃烧和/或排出的气体可以被引导至分配网络等。
一种系统可以包括计算框架,所述计算框架可利用表述性状态转移(REST)API,其具有定义要用于创建网络服务的一组约束的风格。符合REST架构风格的网络服务(称为RESTful网络服务)提供互联网上的计算机系统之间的互操作性。RESTful网络服务可允许一个或多个请求系统通过使用统一和预定义的无状态操作集来访问和操纵网络资源的文本表示。可以利用一个或多个其他类型的网络服务(例如,诸如SOAP网络服务),其可以展示它们自己的操作集。
作为一个示例,可操作地耦合到钻机现场(例如,井场等)的设备的计算控制器可以利用一个或多个API来与包括一个或多个智能体的计算框架交互。在此类示例中,可以做出一个或多个调用,其中作为响应,提供一个或多个动作(例如,钻井的控制动作)。在此类示例中,可以使用各种类型的数据(例如,可观察对象等)进行调用,并且响应可以至少部分地取决于此类数据。例如,智能体可以传输和利用可观察对象以推断状态,其中动作至少部分地基于所推断的状态而产生,并且其中动作可以由控制器传输和利用以控制在钻机现场处的活动。
图24示出了方法2400的示例以及可用于执行方法2400的至少一部分的系统2490的示例。如所示,方法2400包括用于从现场操作框架接收一个或多个现场操作的数据的接收框2410。方法2400还包括用于确定与所述一个或多个现场操作中的至少一者相关联的排放的确定框2420。方法2400还包括用于至少部分地基于排放来生成输出的生成框2430。所述方法2400还可以包括例如用于可选地将所述输出的至少一部分传输到现场操作框架以生成额外数据的传输框2440。例如,可能存在循环,其中现场操作框架(例如,或可能在诸如图1中的环境中的框架)可以修订计算、推荐等。
在图24的示例中,可以执行一个或多个模拟。例如,可以执行与钻井(例如,钻井的钻速)相关的能量利用的模拟。对于钻井操作,可以利用各种钻井模式,例如旋转模式和/或滑动模式。钻井可以利用转盘(例如,旋转驱动)、顶驱和/或经由泥浆泵(例如,在地面等)由泥浆流驱动的泥浆马达。优化可以考虑排放,使得生成满足关于将井筒钻取到储层目标的所要目标同时减少排放的数字钻井计划。虽然提到了钻井,但排放框架可以考虑一种或多种其他类型的现场操作。
方法2400被示出为包括各种计算机可读存储介质(CRM)框2411、2421、2431和2441,所述计算机可读存储介质框可以包括处理器可执行指令,所述处理器可执行指令可指示计算系统(可以是控制系统)执行关于方法2400所描述的动作中的一者或多者。
在图24的示例中,系统2490包括一个或多个信息存储装置2491、一个或多个计算机2492、一个或多个网络2495和指令2496。关于一个或多个计算机2492,每个计算机可以包括一个或多个处理器(例如,或处理核心)2493和用于存储指令2496的存储器2494,所述指令例如可由一个或多个处理器2493中的至少一者执行(例如,参见框2411、2421、2431和2441)。作为一个示例,计算机可以包括一个或多个网络接口(例如,有线或无线)、一个或多个图形卡、显示接口(例如,有线或无线)等。
方法2400可以是可以使用可以在框架环境内的一个或多个框架来实现的工作流。系统2490可以包括本地和/或远程资源。例如,浏览器程序可以在相对于浏览器程序的用户来说是本地资源的客户端装置上执行,以及可以在相对于所述用户来说是远程资源的基于云的计算装置上执行。在此类示例中,用户可以经由浏览器应用程序与客户端装置交互,其中信息被传输到一个(或多个)基于云的计算装置并且其中信息可以作为响应被接收并且呈现到(例如,经由服务、API等)可操作地耦合到客户端装置的显示器。
图25示出了可以是井建设生态系统的系统2500的示例。系统2500可以包括EF2501的一个或多个实例并且可以包括钻机基础设施2510和钻井计划部件2520,所述钻井计划部件可以生成或以其他方式传输与例如经由钻井操作层2540利用钻机基础设施2510执行的计划相关联的信息,所述钻井操作层包括井场部件2542和场外部件2544。如所示,由钻井操作层2540获取和/或生成的数据可以传输到数据存档部件2550,所述数据存档部件可以用于例如规划一个或多个操作的目的(例如,按照钻井计划部件2520)。
在图25的示例中,EF 2501被示出为相对于钻井计划部件2520、井场部件2542和/或场外部件2544来实现。
EF 2501可以与系统2500中的一个或多个部件交互。如所示,EF 2501可以与钻井计划部件2520结合使用。在此类示例中,从数据存档部件2550访问的数据可以用于评估EF2501的输出或者例如可以用作EF 2501的输入。作为一个示例,数据存档部件2550可以包括与一种或多种类型的钻头的规范和/或操作等有关的一个或多个补偿井和/或一个或多个当前井的钻井数据。
如图25所示,钻井操作层2540的各种部件可以利用EF 2501和/或钻井数字计划作为钻井计划部件2520的输出。在钻井期间,可以获取执行数据,所述执行数据可以由EF2501使用。此类执行数据可以被存档在数据存档部件2550中,所述执行数据可以在一个或多个钻井操作期间存档并且可以由钻井计划部件2520可用,例如,用于重新规划等。
系统2500可以用于奖励定义、奖励调整等目的。例如,系统2500可以用于一个或多个安全约束的目的(例如,安全约束的制定、调整等)。
可以部分地使用计算机可读介质(CRM)将方法实现为例如框等,所述框等包括诸如适于由一个或多个处理器(或处理器核心)执行的指令的信息,以指示计算装置或系统执行一个或多个动作。单个介质可以配置有指令以至少部分地允许执行方法的各种动作。计算机可读介质(CRM)可以是非载波的计算机可读存储介质(例如,非暂态介质)。
根据一个实施方案,一个或多个计算机可读介质可以包括指示计算系统输出用于控制过程的信息的计算机可执行指令。例如,此类指令可以用于输出到感测过程、注入过程、钻井过程、提取过程、挤压过程、泵送过程、加热过程等。
作为一个示例,一种方法可以包括从现场操作框架接收一个或多个现场操作的数据;确定与所述一个或多个现场操作中的至少一者相关联的排放;以及至少部分地基于所述排放来生成输出。在此类示例中,所述排放可以包括至少一种类型的温室气体排放。
作为一个示例,一个或多个现场操作中的至少一者可以是利用电能的现场操作。例如,考虑经由多种能源提供电能的场景。在此类示例中,来自排放框架的输出可以包括关于多种能源中的至少一者的利用的信息。
作为一个示例,一种方法可以包括将排放框架的输出的至少一部分输出到现场操作框架以生成数据(例如,计划、修订的计划、控制时间表、控制信号等)。
作为一个示例,现场操作框架可以是或包括钻井操作框架。
作为一个示例,一种或多种现场操作可以包括顶驱操作、旋转驱动操作、泥浆泵操作、泥浆马达操作等。
作为一个示例,现场操作可以包括人工举升操作。此类操作可以利用电潜泵(ESP)、气举等。对于ESP,一个或多个电源可用于为ESP供电。例如,考虑基于电网、基于太阳能、基于燃气发电机等。作为一个示例,排放框架可以输出关于一个或多个人工举升时间表、费率、能源等的控制决策,其目标可能是优化生产和排放(例如,最大限度地减少排放等)。
作为一个示例,一种方法可以包括经由通过至少一个处理器执行的排放框架来确定与一个或多个现场操作中的至少一个相关联的排放。
作为一个示例,一种方法可以包括接收一个或多个现场操作中的至少一者的地点的位置数据。在此类示例中,所述位置数据可以包括环境数据,诸如天气数据、日落/日出数据等。
作为一个示例,一种方法可以包括输出能量利用时间表以及与能量利用相关联的相关排放。在此类示例中,可以呈现实时图形用户界面以对能量利用和/或排放进行跟踪、找出趋势、控制等。
作为一个示例,一种方法可以包括将图形用户界面呈现到显示器。例如,考虑图形用户界面,所述图形用户界面包括用于与确定排放相关联的参数的可编辑模板和/或用于与用于一个或多个现场操作中的至少一个的设备相关联的参数的可编辑模板。
作为一个示例,一种方法可以包括以考虑到与钻取井筒的一段相关联的至少一项活动的方式确定排放,其中,例如,所述至少一项活动包括选自包括套管井造斜器行程、清运行程、取芯行程、钻杆测试行程和钻井行程的组的至少一个成员。
作为一个示例,一种系统可以包括:处理器;所述处理器可访问的存储器;处理器可执行指令,所述处理器可执行指令存储在所述存储器中并且可由所述处理器执行以指示所述系统:从现场操作框架接收一个或多个现场操作的数据;确定与所述一个或多个现场操作中的至少一者相关联的排放;以及至少部分地基于所述排放生成输出。
作为一个示例,一个或多个计算机可读存储介质可以包括计算机可执行指令,所述计算机可执行指令可执行以指示计算系统:从现场操作框架接收一个或多个现场操作的数据;确定与所述一个或多个现场操作中的至少一者相关联的排放;以及至少部分地基于所述排放生成输出。
作为一个示例,一种计算机程序产品可以包括可被执行以使系统根据一种或多种方法操作的可执行指令。作为一个示例,考虑一种计算机程序产品,所述计算机程序产品可以包括可执行以指示计算机系统进行以下操作的指令:从现场操作框架接收一个或多个现场操作的数据;确定与所述一个或多个现场操作中的至少一者相关联的排放;以及至少部分地基于所述排放生成输出。
图26示出了根据一个实施方案的可以用于计算GHG排放的工作流的示意图。井场处的排放源2610可以是或包括全球变暖潜能(GWP)源2612、井场设备源2614、运输源2616或其组合。一种或多种模型2620可以基于钻机电源。模型2620可以描述功率与燃料消耗的关系。模型2620还可以描述排放因子(例如,排放与燃料消耗)。
井计划2630可以包括或产生在井场处用来完成特定任务(例如,钻取井筒)的功率的计算,如在2632处。井计划2630还可以包括或产生活动列表(例如,用于完成任务的活动),如在2634处。
响应于活动列表2634,钻机设备可以被指派给特定活动(如在2642处),所述井场设备可以被指派给特定活动(如在2644处),和/或运输单元可以基于时间表被指派给特定活动(如在2646处)。
可以基于功率的计算和/或被指派的钻机设备来计算钻机设备消耗的功率,如在2652处。可以至少部分地基于所指派的井场设备来确定钻机供电的井设备使用的输入功率,如在2654处。另外,可以至少部分地基于所指派的井场和/或钻机设备来确定其他井场和/或钻机设备使用的输入燃料,如在2656处。可以至少部分地基于所指派的运输单元和/或时间表来确定每个源的输入排放活动(例如,燃料、距离等),如在2658处。
可以至少部分地基于钻机设备消耗的计算功率和/或钻机供电的井场设备使用的输入功率来确定用于产生设备的钻机功率的燃料,如在2662处。可以至少部分地基于用于产生钻机功率的燃料来计算来自燃料的排放,如在2672处。可以至少部分地基于其他井场设备使用的输入燃料来计算来自其他井场设备的排放,如在2674处。可以至少部分地基于输入排放活动数据来确定来自运输单元的排放,如在2676处。然后,可以至少部分地基于来自燃料的排放、来自其他井场设备的排放、来自运输单元的排放或其组合来计算总排放和/或按活动的排放,如在2680处。
图27示出了根据一个实施方案的钻机发电站排放计算模型的示意图。钻机发电站2700可以包括一个或多个发动机(示出三个:2710A-2710C)、一个或多个发电机(示出三个:2712A-2712C)、配电中心2714、绞车2716、一个或多个泥浆泵(示出两个:2718A、2718B)、顶驱2720、动态定位模块2722、钻机供电的井场设备2724和辅助设备2726。可以基于以上要素生成钻机发电站2700的简化模型2730。所述模型可以包括钻机发电站2700、绞车2716、泥浆泵2718A和2718B、顶驱2720、动态定位模块2722、钻机供电的井场设备2724、辅助设备2726或其组合。
可以根据消耗的燃料来确定CO2-e排放量。可以在DRILLPLAN中使用模型2730来定义输入以计算排放并提供排放结果。燃料消耗可以被建模为用用户输入定义的功率与燃料消耗之间的线性关系。可以根据在DRILLPLAN中模拟的活动的工程设计结果来计算来自绞车27、泥浆泵2718A、2718B和/或顶驱2720的功率消耗。其他钻机设备可以被定义为恒定功率消耗。例如,动态定位模块2722和/或辅助设备和支持设施2726可以被定义为钻机供电的井场设备源。
图28示出了根据一个实施方案的GHG钻井计划工作流的示意图。所述工作流可以包括用于确定油田(例如,井场)的实际排放的实际(例如,测量)参数。
图29示出了根据一个实施方案的GHG信息流的示意图。GHG信息流可以用于提供迭代循环以持续地监测和改善油田(例如,井场)的GHG排放。GHG信息流表示排放解决方案的端到端流。执行规划阶段的相同模块(例如,引擎)还可以接收和处理来自产生实际排放的操作的实际(例如,测量)数据。在一个实施方案中,可以直接测量排放。在另一个实施方案中,可以间接地确定排放。例如,可以使用具有与规划阶段期间使用的配置相同的配置的相同模块从其他参数(例如,消耗的能量)导出排放。这可以允许进行“同类”比较来产生洞察力。
更具体地,计算引擎2910可以从钻井计划模块2920、其他源2930、钻井操作模块2940或其组合接收输入数据。更具体地,计算引擎2910可以从钻井计划模块2920接收(例如,初始)井计划2922、计划的GHG排放2924、钻机设备配置、辅助设备、运输等。计算引擎2910还可以从其他源2930接收每日钻井报告2932、后勤2934、高频(HF)数据2936或其组合。HF数据2936可以是或包括以变化的频率(例如,约1Hz至约10Hz)测量和/或传输的钻机传感器数据。计算引擎2910还可以从钻井操作模块2940接收实际的(例如,测量的)GHG排放2942。
计算引擎2910可以处理该输入数据并将输出提供到钻井洞察模块2950。所述输出可以是或包括GHG排放的分析、报告和经验教训(LL),或其组合。报告可以是或包括井、井段和/或操作的事后分析。当报告完成时,可以接收计划的GHG排放2924和/或实际的GHG排放2942。所述事后分析可以将计划的GHG排放2924与实际的GHG排放2942进行比较以提供改善或减少排放的见解。吸取的经验教训可以是或包括实际排放与计划排放的模型。这可能有助于确定是否存在差异(例如,由于到计划排放的输入)。吸取的经验教训也可以是或包括吸取的操作经验教训。这可以包括确定一个或多个特定操作是否由于在操作期间配置了特定参数或通过减少特定操作的持续时间(例如,循环)而产生比计划排放多或少的排放。
所述输出可以传输回到计算引擎2910和/或钻井计划模块2920,其中它们可用于修改钻井计划(例如,以减少GHG排放)。
图30示出了根据一个实施方案的用于生成用于在油田钻取井筒的钻井计划的方法3000的流程图。下面提供方法3000的说明性顺序;然而,方法3000的一个或多个部分可以按不同顺序执行、组合、分开、重复或省去。方法3000的一个或多个部分可以由计算系统执行。
方法3000可以包括接收历史数据,如在3002处。历史数据可以来自油田的一个或多个第一先前钻取的井筒。历史数据还可以或替代地来自一个或多个其他油田的一个或多个第二先前钻取的井筒。所述油田可以包括一个或多个井筒。所述其他油田与所述(第一)油田中的任一井筒相距的距离可能大于预定距离。所述预定距离可以是例如一英里、五英里、十英里或一百英里。
所述历史数据可以是或包括所述油田、所述一个或多个其他油田或其两者的地质性质。所述地质性质可以包括孔隙度、渗透率、电阻率、非均质性、地层强度或其组合。
所述历史数据还可以或替代地包括一个或多个第一先前钻取的井筒、一个或多个第二先前钻取的井筒或其两者的井筒性质。所述井筒性质可以包括几何形状、轨迹、套管点、完井设计或其组合。
所述历史数据还可以或替代地包括用于钻取一个或多个第一先前钻取的井筒、一个或多个第二先前钻取的井筒或其两者的钻井工具的钻井工具参数。所述钻井参数可以包括导向性、耐久性、钻速(ROP)、转速、扭矩、流率、压降或其组合。
所述历史数据还可以或替代地包括用于钻取一个或多个第一先前钻取的井筒、一个或多个第二先前钻取的井筒或其两者的钻井钻机的钻机特性。所述钻机特性可以包括钻井钻机上的设备的规格、设备的操作性能、设备产生的排放量,或其组合。所述设备可以包括一台或多台发电机。所述设备还可以或替代地包括将材料运输到和/或运输离开油田的车辆(例如,卡车)。例如,该数据可以包括每辆卡车的行驶距离和/或行驶频率。所述设备还可以或替代地包括叉车。
所述历史数据还可以或替代地包括用于钻取一个或多个第一先前钻取的井筒、一个或多个第二先前钻取的井筒或其两者的多个钻井队的工作习惯。所述工作习惯可以包括钻井队运行所述一台或多台发电机的时间、工作队每次运行的所述一台或多台发电机的数量,或其两者。例如,钻井队可以在钻井时运行两台发电机,并在钻井暂停时运行一台发电机。
方法3000还可以包括生成或运行模型以模拟用于在油田钻取井筒的多个不同的钻井计划(也被称为候选钻井计划),如在3004处。所述模型可以至少部分地基于历史数据。对于所述钻井计划中的每一者,地质性质、井筒性质、钻井工具参数、钻机特性和工作习惯中的一者或多者可能是不同的。
方法3000还可以包括确定每个钻井计划的一个或多个输出,如在3006处。可以至少部分地基于所述模型来确定输出。所述输出可以包括使用钻井计划钻取井筒的成本、使用钻井计划钻取井筒的时间、设备使用钻井计划钻取井筒所产生的排放量,或其组合。
方法3000还可以包括至少部分地基于所述一个或多个输出来选择所述钻井计划中的一个,如在3008处。这还可以或替代地包括至少部分地基于所述一个或多个输出来呈现所述钻井计划中的一者以供选择。
方法3000还可以包括生成模型、输出或其两者的视觉显示,如在3010处。
方法3000还可以包括使用所选择的钻井计划来执行井场动作,如在3012处。所述井场动作可以是或包括在井场中选择位置以将井筒钻取到地下地层中、(例如,开始和/或控制)钻取井筒、改变井筒的轨迹、改变钻取井筒的井底钻具组合(BHA)的钻速、改变BHA的钻压(WOB)、改变泵送到井筒中的流体的流率和/或成分,或其组合。在一个实施方案中,计算系统可以(例如,向用户或设备)传输信号以指示用户或设备执行井场动作。在一个实施方案中,执行井场动作可以包括在钻取井筒时根据所选择的钻井计划控制钻井工具参数中的一者或多者。在另一个实施方案中,执行井场动作可以包括在钻取井筒时根据所选择的钻井计划控制工作习惯中的一者或多者。
如上所述,该方法3000的一个或多个方面可以是迭代的。例如,可以执行方法3000的至少一部分以在油田中选择钻取井筒的位置。当钻取井筒时,可以测量实际数据。所述实际数据可以是或包括油田的地质性质、油田的井筒性质、用于钻取井筒的钻井工具的钻井工具参数、用于钻取井筒的钻井钻机的钻机特性、钻取井筒的钻井队的工作习惯,或其组合。实际数据还可以或替代地包括在钻取井筒时产生的测量排放(例如,来自发电机、车辆等)。
实际数据可用于校准模型。在一个实施方案中,实际数据和/或经校准模型可以用于修改所选择的钻井计划以减少钻井、完井和/或生成过程的其余部分期间的排放。实际数据和/或校准模型可以显示在视觉显示器上。实际数据和/或校准模型还可以或替代地用于帮助生成新井筒的新钻井计划。
在一些实施方案中,一种或多种方法可以由计算系统执行。图31示出了系统3100的示例,所述系统可以包括一个或多个计算系统3101-1、3101-2、3101-3和3101-4,所述计算系统可以经由一个或多个网络3109可操作地耦合,所述网络可以包括有线网络和/或无线网络。
系统可以包括单独的计算机系统或分布式计算机系统的布置。在图31的示例中,计算机系统3101-1可以包括一个或多个模块3102,所述一个或多个模块可以是或包括例如能够执行以执行各种任务(例如,接收信息、请求信息、处理信息、模拟、输出信息等)的处理器可执行指令。
模块可以独立地执行或者与一个或多个处理器3104协调地执行,所述处理器可操作地耦合到一个或多个存储介质3106(例如,经由缆线、无线地等)。作为一个示例,一个或多个处理器3104中的一者或多者可以可操作地耦合到一个或多个网络接口3107中的至少一者。在此类示例中,计算机系统3101-1可以例如经由一个或多个网络3109(例如,考虑互联网、专用网络、蜂窝网络、卫星网络等中的一者或多者)来传输和/或接收信息。
计算机系统3101-1可以从一个或多个其他装置接收信息和/或向一个或多个其他装置传输信息,所述一个或多个其他装置可以是或包括例如计算机系统3101-2中的一者或多者等。装置可以位于与计算机系统3101-1的物理位置不同的物理位置。作为一个示例,位置可以是例如处理设施位置、数据中心位置(例如,服务器场等)、钻机位置、井场位置、井下位置等。
处理器可以是或包括微处理器、微控制器、处理器模块或子系统、可编程集成电路、可编程门阵列或另一个控制或计算装置。
存储介质3106可以实施为一个或多个计算机可读或机器可读存储介质。作为一个示例,存储装置可以分布在计算系统和/或额外计算系统的多个内部和/或外部机壳内和/或其之间。
系统3100还可以包括钻井计划模块3108,所述钻井计划模块可用于执行本文描述的方法中的一种或多种的至少一部分。
作为一个示例,一个或多个存储介质可包括一种或多种不同形式的存储器,包括:半导体存储器装置,诸如动态或静态随机存取存储器(DRAM或SRAM)、可擦除和可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和快闪存储器;磁盘,诸如固定磁盘、软盘和可移动磁盘;其他磁介质,包括磁带;光学介质,诸如光盘(CD)或数字视频盘(DVD)、BLUERAY盘或其他类型的光学存储装置;或其他类型的存储装置。
作为一个示例,一个或多个存储介质可以位于运行机器可读指令的机器中,或者位于远程站点,机器可读指令可以从该远程站点通过网络下载以供执行。
作为一个示例,诸如计算机系统的系统的各种部件可以用硬件、软件或硬件与软件的组合(例如,包括韧件)实施,包括一个或多个信号处理和/或专用集成电路。
作为一个示例,一种系统可以包括处理设备,所述处理设备可以是或包括通用处理器或专用芯片(例如,或芯片组),诸如ASIC、FPGA、PLD或其他适当的装置。
图32示出了计算系统3200和具有网络3220的联网系统3210的部件。系统3200包括一个或多个处理器3202、存储器和/或存储部件3204、一个或多个输入和/或输出装置3206以及总线3208。根据一个实施方案,指令可以存储在一个或多个计算机可读介质(例如,存储器/存储部件3204)中。此类指令可以由一个或多个处理器(例如,处理器3202)经由通信总线(例如,总线3208)来读取,所述通信总线可以是有线或无线的。一个或多个处理器可以执行此类指令以(全部或部分地)实现一个或多个属性(例如,作为方法的一部分)。用户可以经由I/O装置(例如,装置3206)查看来自过程的输出并与过程进行交互。根据一个实施方案,计算机可读介质可以为存储部件,诸如物理存储器存储装置,例如芯片、封装上的芯片、存储卡等。
根据一个实施方案,部件可以分布在诸如网络系统3210中。网络系统3210包括部件3222-1、3222-2、3222-3……3222-N。例如,部件3222-1可以包括处理器3202,而部件3222-3可以包括可由处理器3202访问的存储器。此外,部件3222-2可以包括用于显示并可选地与方法交互的I/O装置。网络可以是或包括互联网、内联网、蜂窝网络、卫星网络等。
作为一个示例,装置可以是包括用于信息通信的一个或多个网络接口的移动装置。例如,移动装置可以包括无线网络接口(例如,可经由IEEE 802.11、ETSI GSM、BLUETOOTH、卫星等操作)。作为一个示例,移动装置可以包括多个部件,诸如主处理器、存储器、显示器、显示图形电路(例如,可选地包括触摸和手势电路)、SIM插槽、音频/视频电路、运动处理电路(例如,加速度计、陀螺仪)、无线LAN电路、智能卡电路、传输器电路、GPS电路和电池。作为一个示例,移动装置可以被配置为蜂窝电话、平板计算机等。作为一个示例,可以使用移动装置来(例如,全部或部分地)实现方法。作为一个示例,系统可以包括一个或多个移动装置。
作为一个示例,系统可以是分布式环境,例如所谓的“云”环境,其中各种装置、部件等交互以用于数据存储、通信、计算等目的。作为一个示例,装置或系统可以包括用于经由互联网(例如,在经由一个或多个互联网协议进行通信的情况下)、蜂窝网络、卫星网络等中的一个或多个进行信息通信的一个或多个部件。作为一个示例,方法可以在分布式环境中实现(例如,全部或部分地作为基于云的服务)。
作为一个示例,信息可以从显示器(例如,考虑触摸屏)输入、输出到显示器,或其两者。作为一个示例,可以将信息输出到投影仪、激光装置、打印机等,使得可以查看信息。作为一个示例,可以立体地或全息地输出信息。至于打印机,考虑2D或3D打印机。作为一个示例,3D打印机可以包括可输出以构建3D对象的一种或多种物质。例如,可以将数据提供给3D打印机以构建地下地层的3D表示。作为一个示例,可以在3D中构建层(例如,地平线等),在3D中构建地质体等。作为一个示例,可以在3D中构建井眼、裂缝等(例如,作为正结构、作为负结构等)。
虽然上面只详细描述了几个示例,但是本领域技术人员应当容易理解,在示例中可以进行许多修改。因此,所有这样的修改旨在包括在如所附权利要求中所限定的本公开的范围内。在权利要求中,装置加功能条款旨在覆盖本文中描述为执行所列举功能的结构,并且不仅覆盖结构等效物,而且覆盖等效结构。因此,尽管钉子和螺钉可能不是结构等效物,因为钉子采用圆柱形表面来将木制零件固定在一起,而螺钉采用的是螺旋形表面,但是在紧固木制零件的环境下,钉子和螺钉可以是等效结构。

Claims (20)

1.一种用于生成用于在油田钻取井筒的钻井计划的方法,所述方法包括:
接收包括以下一者或多者的数据:
所述油田的地质性质;
井筒性质;
钻井工具参数;
钻井钻机的钻机特性;以及
多个钻井队的工作习惯;
生成用于在所述油田钻取所述井筒的多个候选钻井计划;
至少部分地基于所述数据来估计所述候选钻井计划的一个或多个输出,其中所述一个或多个输出包括使用所述候选钻井计划钻取所述井筒所产生的排放量;以及
至少部分地基于所述一个或多个输出来呈现所述候选钻井计划中的一个或多个以供选择。
2.如权利要求1所述的方法,其中所述数据是来自所述油田的一个或多个第一先前钻取的井筒、一个或多个其他油田的一个或多个第二先前钻取的井筒,或其两者。
3.如权利要求1所述的方法,其中对于所述候选钻井计划中的每一者,所述地质性质、所述井筒性质、所述钻井工具参数、所述钻机特性和所述工作习惯中的一者或多者是不同的。
4.如权利要求1所述的方法,其中所述一个或多个输出还包括使用所述一个或多个呈现的候选钻井计划钻取所述井筒的成本、使用所述一个或多个呈现的候选钻井计划钻取所述井筒的时间,或其两者。
5.如权利要求1所述的方法,其中所述钻机特性包括所述钻井钻机上的设备的规格、所述设备的操作性能、所述设备产生的排放量或其组合,并且其中所述设备产生所述排放的至少一部分。
6.如权利要求1所述的方法,其中所述工作习惯包括所述钻井队运行一台或多台发电机的时间、所述工作队每次运行的所述一台或多台发电机的数量,或其两者,并且其中所述一台或多台发电机产生所述排放的至少一部分。
7.如权利要求1所述的方法,其还包括生成所述候选钻井计划、所述一个或多个输出或其两者的视觉显示。
8.如权利要求1所述的方法,其还包括至少部分地基于所述一个或多个呈现的候选钻井计划来执行井场动作。
9.一种计算系统,其包括:
一个或多个处理器;以及
存储器系统,所述存储器系统包括存储指令的一个或多个非暂时性计算机可读介质,所述指令在由所述一个或多个处理器中的至少一者执行时使所述计算系统执行操作,所述操作包括:
接收包括钻井钻机的钻机特性的数据;
至少部分地基于所述数据来生成模型以模拟用于在油田钻取井筒的多个不同的钻井计划,其中对于所述钻井计划中的每一者,所述钻机特性是不同的;
确定每个钻井计划的一个或多个输出,其中所述一个或多个输出包括使用所述钻井计划钻取所述井筒的成本、使用所述钻井计划钻取所述井筒的时间、使用所述钻井计划钻取所述井筒所产生的排放量,或其组合;以及
至少部分地基于所述一个或多个输出来呈现所述钻井计划中的一者以供选择。
10.如权利要求9所述的计算系统,其中所述钻机特性包括所述钻井钻机上的设备的规格、所述设备的操作性能、所述设备产生的排放量或其组合,并且其中所述设备包括一台或多台发电机。
11.如权利要求9所述的计算系统,其中所述数据还包括将要钻取所述井筒的油田、一个或多个其他油田或其两者的地质性质,并且其中所述地质性质包括孔隙度、渗透率、电阻率、非均质性、地层强度,或其组合。
12.如权利要求9所述的计算系统,其中所述数据还包括在将要钻取所述井筒的油田处的一个或多个第一先前钻取的井筒、在另一个油田处的一个或多个第二先前钻取的井筒或其两者的井筒性质,并且其中所述井筒性质包括几何形状、轨迹、套管点、完井设计或其组合。
13.如权利要求9所述的计算系统,其中所述数据还包括用于在将要钻取所述井筒的油田处钻取一个或多个第一先前钻取的井筒的钻井工具的钻井工具参数、用于在另一个油田处钻取一个或多个第二先前钻取的井筒的钻井工具的钻井工具参数,或其两者,并且其中所述钻井参数包括导向性、耐久性、钻速(ROP)、转速、扭矩、流率、压降或其组合。
14.如权利要求9所述的计算系统,其中所述数据还包括用于在将要钻取所述井筒的油田处钻取一个或多个第一先前钻取的井筒的多个钻井队的工作习惯、用于在另一个油田处钻取一个或多个第二先前钻取的井筒的多个钻井队的工作习惯,或其两者,并且其中所述工作习惯包括所述钻井队运行一台或多台发电机的时间、所述工作队每次运行的所述一台或多台发电机的数量,或其两者。
15.如权利要求9所述的计算系统,其中所述操作还包括传输信号以开始或控制使用所述呈现的钻井计划钻取所述井筒。
16.一种存储指令的非暂时性计算机可读介质,所述指令在由计算系统的至少一个处理器执行时使所述计算系统执行操作,所述操作包括:
接收来自油田处的一个或多个第一先前钻取的井筒和一个或多个其他油田处的一个或多个第二先前钻取的井筒的历史数据,其中所述历史数据包括:
所述油田、所述一个或多个其他油田或其两者的地质性质,其中所述地质性质包括孔隙度、渗透率、电阻率、非均质性和地层强度;
所述一个或多个第一先前钻取的井筒和所述一个或多个第二先前钻取的井筒的井筒性质,其中所述井筒性质包括几何形状、轨迹、套管点和完井设计;
用于钻取所述一个或多个第一先前钻取的井筒和所述一个或多个第二先前钻取的井筒的钻井工具的钻井工具参数,其中所述钻井参数包括导向性、耐久性、钻速(ROP)、转速、扭矩、流率和压降;
用于钻取所述一个或多个第一先前钻取的井筒和所述一个或多个第二先前钻取的井筒的钻井钻机的钻机特性,其中所述钻机特性包括所述钻井钻机上的设备的规格、所述设备的操作性能以及所述设备产生的排放量,并且其中所述设备包括一台或多台发电机;以及
用于钻取所述一个或多个第一先前钻取的井筒和所述一个或多个第二先前钻取的井筒的多个钻井队的工作习惯,其中所述工作习惯包括所述钻井队运行所述一台或多台发电机的时间以及所述工作队每次运行的所述一台或多台发电机的数量;
至少部分地基于所述历史数据来生成模型以模拟用于在所述油田钻取所述井筒的多个不同的钻井计划,其中对于所述钻井计划中的每一者,所述地质性质、所述井筒性质、所述钻井工具参数、所述钻机特性和所述工作习惯中的一者或多者是不同的;
确定每个钻井计划的输出,其中所述输出包括使用所述钻井计划钻取所述井筒的成本、使用所述钻井计划钻取所述井筒的时间以及所述设备使用所述钻井计划钻取所述井筒所产生的排放量;以及
至少部分地基于所述一个或多个输出来呈现所述钻井计划中的一者以供选择。
17.如权利要求16所述的介质,其中所述操作还包括生成所述模型、所述输出或其两者的视觉显示。
18.如权利要求16所述的介质,其中所述操作还包括传输信号以开始或控制使用所述呈现的钻井计划钻取所述井筒。
19.如权利要求16所述的介质,其中所述操作还包括在钻取所述井筒的同时传输信号以根据所述呈现的钻井计划来控制所述钻井工具参数中的一者或多者。
20.如权利要求16所述的介质,其中所述操作还包括在钻取所述井筒的同时传输信号以根据所述呈现的钻井计划控制所述工作习惯中的一者或多者。
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