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GEGENSTAND DER ERFINDUNG
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Die hier offenbarten und gelehrten Erfindungen beziehen sich im Allgemeinen auf Verfahren und Systeme für Bohrlochanalysen; und beziehen sich spezifischer auf Systeme und Verfahren zum Analysieren und Simulieren von Strahlpumpen beinhaltenden Bohrsystemen.
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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Computerimplementierte Verfahren für Bohrungen und Komplettierungen sind in der Öl- und Gasindustrie für die Konstruktion von Gehäusen und Rohren bedeutsam. Eine angemessene Konstruktion der Gehäuse und Rohre ist für das erfolgreiche Bohren und Komplettieren bei Öl-, Gas- und anderen Bohrungen bedeutsam, insbesondere bei Umgebungen mit hohem Druck und hoher Temperatur (HP/HT) wie Tiefsee und Schweröl. Computermodellierung der komplexen Temperatur- und Druckeigenschaften in einem Bohrloch kann ein bedeutsames Werkzeug beim Konstruieren der am besten geeigneten Gehäuse und Rohre sein, um unerwünschte Auswirkungen, zum Beispiel aufgrund von eingeschlossenem annularem Druck oder instabilen Belastungsspannungen in Salzzonen, zu vermeiden. Computermodellierung und -analyse kann die Ausführung verschiedener Aufgaben erfordern, beispielsweise das Simulieren von Fluidströmung und Wärmeübertragung während des Bohrbetriebs, das Analysieren einzelner Gehäusebelastungen und des Knickverhaltens unter starkem mechanischen, fluidischen Druck sowie von Wärmebelastungsbedingungen, das Simulieren von Fluidströmung und Wärmeübertragung während der Komplettierungs-, Förder-, Stimulations-, Überprüfungs- und Bohrungswartungsvorgänge, das Analysieren von Rohrbelastungen und -bewegungen, knickverhalten und -konstruktionsintegrität unter komplexen mechanischen Fluiddruck- und Wärmebelastungsbedingungen sowie Vorhersagen von Druck- und Volumenveränderungen aufgrund von annularem Druckaufbau (APB), wenn sich das Bohrsystem infolge von Fördervorgängen oder der Injektion heißer Fluide in die Bohrung erhitzt. In Bohrsystemen, in denen künstlicher Auftrieb eingesetzt wird, kann es bedeutsam sein, dass die Erdölingenieure und Bohrungskonstrukteure in der Lage sind, die Leistung von KohlenwasserstoffFörderbohrungen vorherzusagen. Manche Bohrsysteme mit künstlichem Auftrieb können eine Strahlpumpe zur Erzeugung von Strahlpumpenauftrieb beinhalten. Demnach besteht im Fachbereich ein Bedarf an verbesserten Systemen und Verfahren für die Vorhersage, Modellierung und Analyse der Leistung von Bohrungen wie Kohlenwasserstoff fördernden Bohrungen, die Strahlpumpenauftrieb verwenden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine schematische Skizze einer von vielen Ausführungsformen eines Bohrsystems mit Strahlpumpe gemäß der Offenbarung.
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2 ist eine schematische Skizze einer weiteren von vielen Ausführungsformen eines Bohrsystems mit Strahlpumpe gemäß der Offenbarung.
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3 ist ein Kurvendiagramm, das Druckveränderungen bei einer von vielen Ausführungsformen eines Bohrsystems mit einer und ohne einer Strahlpumpe gemäß der Offenbarung veranschaulicht.
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4 ist ein Kurvendiagramm, das Temperaturveränderungen bei einer von vielen Ausführungsformen eines Bohrsystems mit einer und ohne einer Strahlpumpe gemäß der Offenbarung veranschaulicht.
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5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine von vielen Ausführungsformen eines Analysesystems und -verfahrens gemäß der Offenbarung veranschaulicht.
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6 veranschaulicht eine von vielen Ausführungsformen einer Benutzeroberfläche gemäß der Offenbarung.
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7 veranschaulicht eine weitere von vielen Ausführungsformen einer Benutzeroberfläche gemäß der Offenbarung.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG OFFENBARTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die oben beschriebenen Figuren und die untenstehende schriftliche Beschreibung spezifischer Strukturen und Funktionen werden nicht präsentiert, um den Geltungsbereich des von den Anmeldern Erfundenen oder den Geltungsbereich der beigefügten Patentansprüche einzuschränken. Die Figuren und schriftlichen Beschreibungen dienen vielmehr dazu, einen Durchschnittsfachmann zu lehren, die Erfindung auszuführen und zu verwenden, für die Patentschutz beantragt wird. Es wird für einen Fachmann erkennbar sein, dass der Eindeutigkeit und Verständlichkeit halber nicht alle Merkmale einer kommerziellen Ausführung der Erfindung beschrieben oder gezeigt werden. Es wird ebenfalls für einen Fachmann erkennbar sein, dass die Entwicklung einer tatsächlichen kommerziellen Ausführungsform, die Aspekte der vorliegenden Erfindung beinhaltet, zahlreiche ausführungsspezifische Entscheidungen erforderlich machen wird, um das oberste Ziel des Entwicklers für die kommerzielle Ausführungsform zu erreichen. Diese ausführungsspezifischen Entscheidungen können die Einhaltung systembezogener, geschäftsbezogener, behördenbezogener und anderer Restriktionen, welche je nach spezifischer Ausführung, Ort und von Zeit zu Zeit variieren können, beinhalten und sind wahrscheinlich nicht auf diese beschränkt. Während die Bemühungen seitens eines Entwicklers in absoluter Hinsicht komplex und zeitaufwändig sein können, stellen derlei Bemühungen für den Durchschnittsfachmann mit dem Vorteil dieser Offenbarung gleichwohl ein Routineunterfangen dar. Es versteht sich, dass die hier offenbarte und gelehrte Erfindung zahlreiche und unterschiedliche Abänderungen und alternative Formen zulässt. Schließlich wird mit der Verwendung eines singulären Ausdrucks, wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, „ein”, „eine” nicht beabsichtigt, die Anzahl an Gegenständen zu begrenzen. Auch dienen in der schriftlichen Beschreibung verwendete Bezugsausdrücke wie beispielsweise, aber nicht ausschließlich, „oben”, „unten”, „linker”, „rechter”, „oberer”, „unterer”, „abwärts”, „aufwärts”, „seitlich” und dergleichen, der Eindeutigkeit in spezifischer Bezugnahme auf die Figuren und sind nicht dafür gedacht, den Geltungsbereich der Erfindung oder die beigefügten Patentansprüche einzuschränken. Wird auf derartige Elemente allgemein Bezug genommen, wird die Nummer ohne den Buchstaben verwendet. Des Weiteren beschränken solche Bezeichnungen nicht die Anzahl an Elementen, die für diese Funktion verwendet werden können. Die Ausdrücke „koppeln”, „gekoppelt”, „koppelnd”, „Koppler” und ähnliche Ausdrücke werden in dieser Schrift breit gefasst verwendet und können sämtliche Verfahren oder Vorrichtungen zum zusammenführenden Sichern, Anbinden, Anbringen, Befestigen, Zusammenfügen, Aneinanderfügen, Insertieren darin, Bilden darauf oder darin, Kommunizieren oder anderweitigen Verbinden, zum Beispiel mechanisch, magnetisch, elektrisch, chemisch, wirkverbunden, direkt oder indirekt mit dazwischenliegenden Vorrichtungen eines oder mehrerer Teile von Elementen umfassen, und können ferner ohne Einschränkung die integrale Ausbildung eines funktionalen Elements mit einem anderen zu einer Einheit umfassen. Das Koppeln kann in jeder Richtung erfolgen, einschließlich der drehenden. Die Ausdrücke „einschließlich” und „wie” dienen der Anschaulichkeit und nicht der Beschränkung. Der Ausdruck „kann”, wie hier verwendet, bedeutet „kann, aber muss nicht”, wenn nicht anders angegeben. Alle hier beinhalteten Strukturen, Komponenten oder andere Gegenstände haben bestimmte inhärente physikalische oder andere Eigenschaften, wenn und falls sie in einer oder mehreren Ausführungsformen der vorliegenden Erfindungen vorhanden sind, wie Dimension(en) (z. B. Höhe, Breite, Länge, Durchmesser), Masse, Gewicht, imaginäre Achsen, Querschnitte und dergleichen. Ein Durchschnittsfachmann wird verstehen, dass solche Eigenschaften vorhanden sind, und dass solche Gegenstände in einer oder mehreren Umgebungen vorhanden sind, unabhängig davon, ob sie hier ausdrücklich beschrieben oder erwähnt werden. Die Ausdrücke „Fluid” und „Fluide”, wie hier verwendet (z. B. Formationsfluide, Lagerstättenfluide, Power-Fluide, Behandlungsfluide, Förderfluide, andere Fluide, Gemische davon etc.) schließen sämtliche nicht-fluidischen, in dem/den fluidischen Material(ien) beinhalteten, damit vermischten und/oder von ihnen mitgeführten Materialien mit ein, soweit nicht anders angegeben.
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Die Offenbarung stellt Systeme und Verfahren zum Vorhersagen, Simulieren, Modellieren oder anderweitigen Analysieren von Strahlpumpen umfassenden Bohrsystemen bereit. Eine Strahlpumpe ist eine Vorrichtung oder ein System, um künstlichen Auftrieb für Öl-, Gas- oder andere Bohrungen bereitzustellen, zum Beispiel durch die Zuführung von Energie zu der Fluidsäule zur Verbesserung der Förderung aus der Bohrung. Ein Verfahren zum Analysieren eines Bohrsystems kann das Bereitstellen eines Bohrsystemmodells, das Bereitstellen eines Strahlpumpenmodells, das Bereitstellen wenigstens eines Rechenkerns, das Eingeben eines Eingabeparameters, das Definieren einer mechanischen Konfiguration des Bohrsystems, das Integrieren eines Strahlpumpenmodells in ein Bohrsystemmodell, das Berechnen einer Lösung für ein Modell und das Bestimmen wenigstens einer Förderbedingung eines Bohrsystems umfassen. Ein System zum Analysieren eines Bohrsystems kann ein computerlesbares Medium mit darauf gespeicherten Anweisungen umfassen, die bei Ausführung durch einen Prozessor den Prozessor dazu bringen können, ein Verfahren durchzuführen, welches das Zugreifen auf ein Bohrsystemmodell, das Zugreifen auf ein Strahlpumpenmodell, das Integrieren des Strahlpumpenmodells und des Bohrsystemmodells, das Berechnen einer Lösung für ein kombiniertes Modell und das Bestimmen einer Förderbedingung eines Bohrsystems beinhaltet.
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1 ist eine schematische Skizze einer von vielen Ausführungsformen eines Bohrsystems mit Strahlpumpe gemäß der Offenbarung. 2 ist eine schematische Skizze einer weiteren von vielen Ausführungsformen eines Bohrsystems mit Strahlpumpe gemäß der Offenbarung. 3 ist ein Kurvendiagramm, das Druckveränderungen bei einer von vielen Ausführungsformen eines Bohrsystems mit einer und ohne einer Strahlpumpe gemäß der Offenbarung veranschaulicht. 4 ist ein Kurvendiagramm, das Temperaturveränderungen bei einer von vielen Ausführungsformen eines Bohrsystems mit einer und ohne einer Strahlpumpe gemäß der Offenbarung veranschaulicht. Die 1–4 werden in Verbindung zueinander beschrieben. Strahlpumpensysteme (oder der Einfachheit halber einfach „Strahlpumpen”), beispielsweise die Strahlpumpen 100, 200, können verschiedene Komponenten (einschließlich Komponenten sowohl oberhalb als auch unterhalb der Oberfläche) beinhalten, um artifiziellen Auftrieb für Bohrsysteme wie Kohlenwasserstoffbohrsysteme (z. B. Öl-, Gasbohrsysteme) bereitzustellen. Zum Beispiel kann Strahlpumpe 100 einen Motor 102 beinhalten, der eine Zentrifugalpumpe 104 antreiben kann. Die Zentrifugalpumpe 104 kann ein Laufrad 106 beinhalten, um Fluid beispielsweise durch eine oder mehrere Leitungen zu bewegen, ob direkt oder indirekt. Zum Beispiel kann Pumpe 104 Power-Fluid 108 lochabwärts, lochaufwärts oder in beiden Richtungen bewegen, beispielsweise durch eine oder mehrere Leitungen 110, die Röhren, Rohre oder andere einen Strömungsweg definierende Strukturen beinhalten können, beispielsweise eine Rücklaufleitung. Power-Fluid 108 kann zum Beispiel durch einen Strömungsfluss in ein Bohrloch 150 hinunterinjiziertes Wasser beinhalten, das mit Kohlenwasserstoffförderung vermischt wird und dann durch einen anderen Strömungsfluss an die Oberfläche gepumpt oder anderweitig dorthin bewegt wird. Power-Fluid 108 kann durch eine oder mehrere Leitungen, beispielsweise Leitung 111, zurück zu Pumpe 104 zirkulieren. In der Zeit, in der Power-Fluid 108 die Oberfläche verlässt und zu der Oberfläche zurückkehrt, kann es eine oder mehrere andere Komponenten von Strahlpumpe 100 durchlaufen, beispielsweise einen Venturi 112. Venturi 112 kann eine Niedrigdruckzone schaffen, die Förderfluid 114 (das eventuell Behandlungsfluid beinhalten kann, aber nicht muss) dazu bringen kann, von einer Formation und aufwärts durch das Bohrloch 150 zu strömen, wie beispielsweise innerhalb eines Gehäuses 116 oder einer in Gehäuse 116 eingebetteten Leitung. In wenigstens einer Ausführungsform von Strahlpumpe 100 kann Förderfluid 114 ein oder mehrere Filtrierungssysteme 118 durchlaufen, beispielsweise ein Sieb, einen Filter oder eine andere Filteranordnung oder -vorrichtung. Förderfluid 114 kann auch (oder alternativ) ein oder mehrere Ventile 120 durchlaufen, beispielsweise ein Fußventil, Standventil, Rückschlagventil oder ein anderes Ventil, und in eine oder mehrere Leitungen 122 laufen, beispielsweise Rohre oder Röhren. Der durch Venturi 112 geschaffene Niedrigdruck kann das Förderfluid 114 aufwärts hinter eine oder nahe einer Düse 124 abziehen oder auf eine andere Art dorthin umlenken, beispielsweise durch einen Fluiddurchlass 126, wo es sich mit dem Power-Fluid 108 vermischen und weiter in Richtung Oberfläche oder Bohrlochkopf laufen kann. Auf diese Weise an die Oberfläche gebrachtes Förderfluid 114 kann durch einen Abfluss 128, beispielsweise ein Abflussrohr, gelenkt werden, von dem aus es von einem Bohrungsbetreiber gesammelt, gespeichert oder anderweitig gelenkt werden kann. Strahlpumpe 100 kann Komponenten zum Überwachen und/oder Steuern eines oder mehrerer Aspekte des Systems beinhalten. Zum Beispiel kann Fluiddruck in der Strahlpumpe 100 und dem Abfluss 128 zum Beispiel durch ein oder mehrere Messgeräte 130 oder Schalter 132 überwacht und/oder kontrolliert werden, beispielsweise durch regulierende Druckmessgeräte und Druckschalter, separat oder in Kombination mit einer oder mehreren anderen Komponenten zur Überwachung und/oder Steuerung der Fluidströmung, beispielsweise Ventile, Leitungen, Fluid-Verbindungsstücke und dergleichen.
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Wie in 1 zu Anschauungszwecken gezeigt, kann Power-Fluid 108 in einigen Strahlpumpensystemen wie Strahlpumpe 100 durch einen Ringraum 134 des Gehäuses 116 in einen Strömungsfluss injiziert werden und kann separat oder in Kombination mit dem Förderfluid 114 durch die Förderleitung 111 gefördert werden, die mittig oder anderweitig innerhalb oder relativ zu Gehäuse 116 angebracht sein kann. Dies muss jedoch nicht der Fall sein und alternativ kann Power-Fluid 108 auf andere Arten in ein Bohrloch eindringen und daraus austreten. Wie in 2 zu Anschauungszwecken gezeigt, kann Power-Fluid 108 bei manchen Strahlpumpensystemen wie Strahlpumpe 200 in einen Strömungsfluss durch eine oder mehrere Leitungen 202 injiziert werden, beispielsweise eine mittig (oder anderweitig) angebrachte Rohrleitung, Röhre oder eine andere Leitung, und kann durch den Ringraum 234 des Gehäuses 216 separat oder in Kombination mit Förderfluid 114 gefördert werden. Unter weiterer Bezugnahme auf 2 kann Power-Fluid 108 eine Strahlventildüse 204 durchlaufen, die mit einer Stütze 206 wie einem Strahlpumpengehäuse oder einer anderen Struktur gekoppelt oder anderweitig (einschließlich einer ganzen oder teilweisen integralen Neubildung mit dieser) von dieser gestützt werden kann. Power-Fluid 108 kann von einer Düse 204 in einen Strahlpumpenträger 208 weiterlaufen, der eine Niedrigdruckzone schaffen kann, um Förderfluid 114 durch ein Ventil 210 oder anderweitig in einen Abschnitt des Systems abzuziehen, wo sich das Formationsfluid mit dem Power-Fluid vermischen kann. Solch ein Gemisch kann, falls und wenn es vorhanden ist, freigesetzt oder anderweitig in den Ringraum 234, d. h. den Bereich zwischen Leitung 202 und Gehäuse 216, geleitet werden. Das Formationsfluid, Power-Fluid oder ein Gemisch davon kann aufwärts bewegt oder durch den Ringraum 234 an die Oberfläche gefördert werden. Es versteht sich, dass sich injiziertes, gefördertes oder anderweitig den Ringraum eines Bohrlochs durchlaufendes Fluid in dem Raum zwischen dem Rohr und dem Gehäuse (z. B. 2) bewegen kann oder sich alternativ durch eine oder mehrere Leitungen oder andere in diesem Raum bereitgestellte Strömungswege (z. B. 1) bewegen kann.
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Einführung einer oder mehrerer Strahlpumpen in ein Bohrsystem kann die Konstruktion und den Betrieb einer Bohrung beeinflussen. Zum Beispiel kann während des Pumpvorgangs durch eine oder mehrere Komponenten der Strahlpumpe Wärme erzeugt werden, was die Temperatur der Betriebsfluide erhöhen kann, die diese Komponenten durchlaufen oder in ihrer Nähe vorbeilaufen. Ferner können Strahlpumpen zu Druckveränderungen für die Bohrung führen. Wenigstens in manchen Bohrsystemen können die Veränderungen der Temperatur und/oder des Drucks, die durch die Einführung einer Strahlpumpe entstehen können, erheblich sein und beispielsweise Ausmaße annehmen, für die es sich lohnen kann, sie bei der Konstruktion, Analyse oder Integration einer speziellen Anwendung zu berücksichtigen. Ausschließlich zum Zwecke der Erläuterung und nicht der Einschränkung zeigen die hier dargestellten 3 und 4 auf der Anwesenheit einer Strahlpumpe basierende Veränderungen für eine Ausführungsform eines Bohrsystems gemäß der Offenbarung, wobei es sich bei der Ausführungsform lediglich um eine von vielen handelt. Zum Beispiel zeigt 4 exemplarische Temperaturveränderungen in dem Ringraum und den Rohren eines von vielen Bohrsystemen mit und ohne vorhandener Strahlpumpe. Wie aus der Figur ersichtlich, kann die Temperatur sowohl in den Rohren als auch in dem Ringraum durch eine entlang der gemessenen Tiefe des Bohrlochs angebrachte Strahlpumpe erhöht werden. In diesem spezifischen Beispiel kann die Temperatur des Bohrfluids/der Bohrfluide durch die Anwesenheit einer Strahlpumpe bei einer Tiefe von 5181,6 m (17.000 Fuß) um ungefähr 22.2°C (40°F) ansteigen. 3 zeigt gleichermaßen, dass der Druck innerhalb der Rohre während des Betriebs einer Strahlpumpe zunehmen kann – in dieser Ausführung steigt er bei einer Tiefe von 5181,6 m (17.000 Fuß) um ungefähr 7,58 MPa (1.100 PSI) (gegenüber dem gleichen Bohrsystem ohne Strahlpumpe). Selbstverständlich sind dies lediglich Beispiele, die zu Zwecken der Eindeutigkeit und der Erklärung dargestellt werden, und der Durchschnittsfachmann mit dem Vorteil dieser Offenbarung wird verstehen, dass die Veränderungen der Temperatur, des Drucks oder anderer Eigenschaften eines Bohrsystems von Anwendung zu Anwendung und von Bohrung zu Bohrung variieren können und wahrscheinlich werden, abhängig von einer Reihe von Faktoren (z. B. Formation, Bohrungstiefe, Umgebung, einem oder mehreren der anderen hier an anderer Stelle diskutierten Faktoren usw.), separat oder in Kombination miteinander oder einem oder mehreren anderen Faktoren gemäß einer spezifischen Anwendung.
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Durch die Anwesenheit einer Strahlpumpe verursachte Erhöhungen von Temperatur und/oder Druck können verschiedene Aspekte eines Bohrsystems beeinflussen, einschließlich Aspekte, die der Konstruktion und/oder der Modellierung einer Bohrung unterliegen. Zum Beispiel können Strahlpumpen die strukturellen Analysen einer oder mehrerer Bohrlochkomponenten beeinflussen, beispielsweise Belastungs-, Spannungs- oder andere Analysen der Rohre, Gehäuse oder anderen Komponenten. Als weitere Beispiele können die Auswirkungen einer Strahlpumpe auf ein Bohrsystem den eingeschlossenen annularen Druck der Bohrung, die Bewegung des Bohrlochkopfes oder andere Eigenschaften sowie damit verbundene Analysen beeinflussen. Druck- und Temperaturveränderungen, die aufgrund des Betriebs einer Strahlpumpe entstehen können, können auf den Spezifikationen einer speziellen Strahlpumpe (die eine beliebige Strahlpumpe sein kann) basieren, und es kann viele verschiedene Parameter und Faktoren geben, die relevante Betriebsbedingungen definieren oder anderweitig auf diese bezogen sind. Diese Parameter können beispielsweise Variablen wie den Pumpenaufnahmedruck oder andere Drücke, Dichten einschließlich Dichteunterschiede zwischen Power-Fluiden und geförderten oder anderen Fluiden, Strömungsbereiche, Querschnittsbereiche, FVF, Komponenteneffizienzen, Bereichsverhältnisse, Druckausgleichsverhältnisse, Strömungsverhältnisse einschließlich Massenströmungsverhältnisse, Wasserschnitt, Gravitationsbeschleunigung, Abmessungen (z. B. Höhe, Breite, Länge, Distanz usw.), Formen, Verlustkoeffizienten (z. B. in Bezug auf Ansaugverlust oder Verlust durch eine oder mehrere Komponenten wie Düsen, Hälse, Verteiler usw.), Druckverluste oder -unterschiede, Strömungsraten eines oder mehrerer Fluide, Reibungskräfte oder -koeffizienten, Gas-Öl-Verhältnisse (GOR), Geschwindigkeiten, Größenordnungen, Werte oder andere Ausdrücke irgendeines der Vorhergehenden oder andere Faktoren gemäß einer spezifischen Anwendung ganz oder teilweise, separat oder in Kombination beinhalten. Selbstverständlich ist diese Liste nicht erschöpfend, sondern vielmehr veranschaulichend für die Variablen und andere Aspekte, die in der Konstruktion, der Modellierung, der Einschätzung und anderen anwendbaren Analysen eines Bohrsystems (einschließlich potentieller Bohrungen), in dem eine oder mehrere Strahlpumpen verwendet werden oder werden können, berücksichtigt werden können. Eine Reihe von Erklärungen zum Bestimmen der Leistung einer Strahlpumpe, die für eine oder mehrere Anwendungen hilfreich sein kann, ist beschrieben in A. W. Grupping, J. L. R. Coppes und J. G. Groot, Fundamentals of Oilwell Jet Pumping, SPE Production Engineering, Feb. 1988, bei 9–14; siehe auch Clay Griffin, Discussion of Fundamentals of Oilwell Jet Pumping, SPE Production Engineering, Mai 1988, bei 280; A. W. Grupping, Author's Reply to Discussion of Fundamentals of Oilwell Jet Pumping, Id.
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5 ist ein Ablaufdiagramm, das eine von vielen Ausführungsformen eines Analysesystems und -verfahrens gemäß der Offenbarung veranschaulicht. 6 veranschaulicht eine von vielen Ausführungsformen einer Benutzeroberfläche gemäß der Offenbarung. 7 veranschaulicht eine weitere von vielen Ausführungsformen einer Benutzeroberfläche gemäß der Offenbarung. Die 5–7 werden in Verbindung zueinander beschrieben. Bei wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der es sich lediglich um eine von vielen handelt, kann ein Verfahren bereitgestellt werden, um ein Komplettierungsfördersystem für eine Bohrung, die eine Strahlpumpe beinhaltet, zu simulieren. Ein oder mehrere Computermodelle können bereitgestellt werden, von denen wenigstens eines eine oder mehrere Auswirkungen in Betracht zieht, die eine Strahlpumpe (bei der es sich um eine beliebige Strahlpumpe oder eine Kombination davon handeln kann) auf die Konstruktion und/oder die Leistung einer Bohrung haben kann. Ein rechentechnisches Modell oder Computermodell bezieht sich im Allgemeinen auf ein mathematisches Modell, welches das Verhalten eines Systems simulieren kann, beispielsweise das Temperatur-, Spannungs- und/oder Beanspruchungsverhalten einer Bohrung, und das es einem Benutzer ermöglichen kann, das Verhalten des Systems zu analysieren. Die Verfahren und Systeme der vorliegenden Erfindungen können, aber müssen nicht in ein existierendes (oder in der Zukunft entwickeltes) Softwarepaket zum Analysieren von Bohrsystemen aufgenommen werden, beispielsweise ein Programm, welches es Ingenieuren oder anderen Benutzern ermöglichen kann, einen oder mehrere Aspekte eines Bohrsystems zu modellieren oder anderweitig zu analysieren, in dem Bemühen, eines oder beides von der richtigen Bohrungsintegrität und der besten Kostenkonfiguration für ein spezielles Bohrsystem, das ein beliebiges Bohrsystem sein kann, zu erhalten.
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Nun wird in Bezug auf 5 ein Ablaufdiagramm gemäß einer Ausführungsform gezeigt. System 500 kann im Allgemeinen ein oder mehrere Module und einen oder mehrere Rechenkerne zum Modellieren eines oder mehrerer Aspekte eines Bohrsystems beinhalten, die eine oder mehrere Benutzeroberflächen beinhalten können, um es einem Benutzer und einem Computersystem zu ermöglichen, zu interagieren (wie unten weiter beschrieben). System 500 kann derart angepasst sein, dass es einen oder mehrere aus einer beliebigen Anzahl an Faktoren gemäß einer speziellen Bohrsystemanwendung analysiert oder anderweitig berücksichtigt (einschließlich, es einem Benutzer zu ermöglichen oder zu erlauben, dies zu tun), wie zum Beispiel thermische Strömung, Spannungsanalyse und/oder Bohrbeanspruchung (z. B. eingeschlossener annularer Druck und Bohrlochkopf-Bewegung). System 500 kann zum Beispiel alles oder einen Teil von einer erweiterten Benutzeroberfläche (UI) sein oder beinhalten, um Faktoren zu berechnen wie thermische Strömung, Spannung und Bohrbeanspruchung zur akkuraten oder anderweitigen Integration der Auswirkungen der Integration einer Strahlpumpe als Teil eines Komplettierungsfördersystems, das ein beliebiges Fördersystem sein kann. In wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der es sich lediglich um eine von vielen handelt, kann System 500 ein Fördermodul 502 zum Modellieren, Vorhersagen oder anderweitigen Analysieren einer oder mehrerer Eigenschaften eines Bohrsystems, beispielsweise einer oder mehrerer Fördereigenschaften, beinhalten. Zum Beispiel kann Fördermodul 502 derart angepasst sein, dass es eine oder mehrere Förderbedingungen wie Fördertemperaturen, Förderdrücke und andere Förderbedingungen während einer oder mehrerer Phasen der Förderung analysiert. Diese Phasen können beliebige aus einer Anzahl von Ereignissen beinhalten, die während der Förderung stattfinden können, einschließlich zum Beispiel Zirkulationsereignisse, Förderereignisse, Injektionsbetriebsvorgänge und andere Betriebsvorgänge. In wenigstens einer Ausführungsform kann Fördermodul 502 eine Definition (die eine Sammlung oder eine andere Vielzahl an Definitionen beinhalten kann) von der/den mechanischen Konfiguration(en) eines oder mehrerer Bohrsysteme beinhalten, beispielsweise eine auf allen bekannten (einschließlich vermuteten) Eigenschaften der Bohrung(en) basierende Definition. Zum Beispiel kann eine Definition eines Bohrsystems Definitionen über Gehäuse, Löcher, Fluide, unbeeinflusste oder andere Temperaturen, Rohre oder andere Leitungen oder andere Definitionen wie beispielsweise Definitionen von einem oder mehreren beliebigen der anderen hier beschriebenen Faktoren, Parameter oder Variablen oder auf diese bezogene Definitionen beinhalten. Jede Definition eines Bohrsystems kann auf einer Anzahl an für eine spezielle Anwendung separat oder in Kombination, ganz oder teilweise erforderlichen Faktoren oder Definitionen basieren. In wenigstens einer oder mehreren Ausführungsformen von System 500 muss Fördermodul 502 nicht eine oder mehrere Bohrsystemdefinitionen beinhalten und kann alternativ diese Definition(en) von einem oder mehreren anderen Modulen aufnehmen, wie beispielsweise durch den Zugriff auf ein oder mehrere andere Module oder eine anderweitige Kommunikation mit einem oder mehreren anderen Modulen. Zum Beispiel können eine oder mehrere Bohrsystemdefinitionen in einem mechanischen Konfigurationsmodul 501A zum Definieren eines oder mehrerer physikalischer Aspekte eines Bohrsystems, einem Bohrmodul 501B zum Analysieren eines oder mehrerer Aspekte eines Bohrsystems während der Bohrbetriebsvorgänge, oder anderen Modulen gemäß einer spezifischen Anwendung oder eines Softwaresystems, mit dem System 500 verwendet werden kann, beinhaltet sein.
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System 500 kann ein Strahlpumpenmodul 504 beinhalten, um mit einem oder mehreren anderen Komponenten des Systems zu kooperieren, um eine oder mehrere Eigenschaften eines Bohrsystems mit Strahlpumpe zu analysieren. Strahlpumpenmodul 504 kann ganz oder teilweise in das Fördermodul 502 aufgenommen sein, beispielsweise indem es ein Untermodul davon ist. Dies muss jedoch nicht der Fall sein und Strahlpumpenmodul 504 kann alternativ ganz oder teilweise von Modul 502 getrennt und derart angepasst sein, dass Modul 502 und/oder andere Teile des Systems darauf Zugriff haben oder anderweitig damit kooperieren. In wenigstens einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann Strahlpumpenmodul 504 (ein) computerimplementierte(s) Modell(e) einer oder mehrerer Strahlpumpen oder einen beliebigen anderen Satz von Daten oder andere Definitionen, die eine oder mehrere Strahlpumpeneigenschaften definieren, sein oder diese beinhalten. Strahlpumpenmodul 504 kann die Definition für eine einzelne Strahlpumpe oder die Definitionen von jeder aus einer Vielzahl an Strahlpumpen, die in einem oder mehreren Bohrsystemen verwendet werden oder darin enthalten sein können oder könnten, umfassen. Alternativ kann Strahlpumpenmodul 504 Teile von einer oder mehreren Strahlpumpendefinitionen beinhalten. Auf diese Weise kann Strahlpumpenmodul 504 zu einem Förderbetriebsdialog die Definition(en) eines oder mehrerer Strahlpumpenbetriebsvorgänge beitragen. Jede Strahlpumpendefinition kann eine beliebige Anzahl von Parametern gemäß einer spezifischen Anwendung oder Ausführung beinhalten, wie zum Beispiel Strahlpumpennamen oder andere Identifikationen (ID), Strahlpumpenverortungen (z. B. Tiefe), Power- oder andere Fluidströmungsflüsse, Injektionsströmungsflüsse, Entladungsströmungsflüsse, Mischungsverortungen, Förderströmungsflüsse, Temperaturen (z. B. Einlasstemperaturen, Auslasstemperaturen, Injektionstemperaturen, Fluidtemperaturen, Bohrlochtemperaturen, Formationstemperaturen oder andere Temperaturen), Strömungsraten (z. B. Power-Fluid- oder Förderfluid-Strömungsraten), Fluidzusammensetzungen, Komponenten- oder Bohrlocheigenschaften (z. B. Abmessungen, Zonen, Materialien, Durchmesser, Verhältnisse davon) oder andere Faktoren wie Drücke, Zeiten, Laufzeiten oder einen oder mehrere beliebige hier beschriebene Faktoren, Parameter oder Variablen, separat oder in Kombination, ganz oder teilweise.
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System 500 kann einen oder mehrere Rechenkerne 506 (zusammenfassend „Rechenkern 506”) zum Berechnen einer oder mehrerer ausgewählter Betriebsvorgänge beinhalten. In wenigstens einer Ausführungsform kann ein Rechenkern 506 derart angepasst sein, dass er einen oder mehrere Betriebsvorgänge in Hinblick auf eine beliebige Reihe von auswählbaren Analyseoptionen berechnet, beispielsweise vorübergehende oder stationären Bedingungen oder, als weiteres Beispiel, Wärmestrom-Simulationsoptionen. Rechenkern 506 kann eine oder mehrere Berechnungen oder andere Betriebsvorgänge im Hinblick auf die Konfiguration eines oder mehrerer Bohrlöcher oder anderer Bohrsysteme ausführen, die in einem oder mehreren Modulen von System 500 beinhaltet sein können, beispielsweise den oben beschriebenen. Wie für andere Module von System 500 kann, ohne es zu müssen, eine Konfiguration eines Bohrsystems über eine oder mehrere Benutzeroberflächen definiert werden, die GUIs oder andere Oberflächen beinhalten können, wie ferner an anderer Stelle hier beschrieben. System 500 kann derart angepasst sein, dass es ein oder mehrere Ausgabeergebnisse erzeugt, wie zum Beispiel Ausgabeergebnisse einschließlich Bohrlochfluide (z. B. in Rohren und/oder Ringräumen) und Stränge (Rohre und Gehäuse usw.), Temperaturen, Drücke, Fluidströmungsraten und -geschwindigkeiten, Dichten, plastische Viskositäten oder Fließgrenzen, oder andere Ausgaben wie Speicherfähigkeit von Flüssigkeiten oder Abflusseigenschaften, separat oder in Kombination, ganz oder teilweise. Solche Ausgaben können an einer Benutzeroberfläche dargestellt werden, wie zum Beispiel in Form von einzelnen, vielfachen oder anderen Texten, Zusammenfassungen, Auftragungen, Tabellen oder Berichten, die die Erstellung von Einfachdateien, xml-Dokumenten oder anderen Dateien oder Materialien, die von einem Benutzer verwendet, verstanden oder wahrgenommen werden können, beinhalten können. System 500 kann ein oder mehrere Ausgabemodule 508 (zusammenfassend „Ausgabemodul 508”) zum Verwenden, Anzeigen oder anderweitigen Kommunizieren einer oder mehrerer Ausgaben beinhalten. Ausgabemodul 508 kann jede Art oder Anzahl von für eine spezifische Anwendung erforderlichen Ausgabemodulen enthalten, wie zum Beispiel Ausgabemodule für End- oder andere Fördertemperaturen und/oder -drücke für ein Bohrsystem, das eine oder mehrere Strahlpumpen beinhaltet. Ferner kann Ausgabemodul 508 ein oder mehrere vorher festgelegte Analysemodule beinhalten, beispielsweise ein oder mehrere Rohrmodule 510, um basierend auf Belastungs- oder anderen Veränderungen an den Rohren Spannungs- oder andere mechanische Analysen im Hinblick auf die Auswirkungen, die eine Strahlpumpe auf ein Bohrsystem haben kann, durchzuführen, oder ein oder mehrere Gehäusemodule 512, um basierend auf Belastungs- oder anderen Veränderungen an dem Gehäuse Spannungs- oder andere mechanische Analysen im Hinblick auf die Auswirkungen, die eine Strahlpumpe auf ein Bohrsystem haben kann, durchzuführen. System 500 kann ein oder mehrere zusätzliche Rechenkerne 506 beinhalten, um eine oder mehrere auf einem oder mehreren Ausgabemodulen basierende Betriebsvorgänge auszuführen, einschließlich auf Strahlpumpen oder Strahlpumpenbetriebsvorgänge bezogener oder darauf basierender Informationen. Zum Beispiel kann ein Rechenkern im Hinblick auf ein Gehäuse- oder Rohrmodul wie oben beschrieben eine oder mehrere Bedingungen berechnen, einschließlich Informationen wie initiale oder andere Gehäuse- und/oder Rohrabsätze, -beanspruchung oder andere mechanische Bedingungen. Diese Bedingungen können ebenso gut durch ein oder mehrere Ausgabemodule 508 ausgedrückt werden oder anderweitig darin enthalten sein, einschließlich der Kommunikation an ein Systemanalysemodell 514 zum auf den anderen Modulen von System 500 basierenden Analysieren einer oder mehrerer Systemeigenschaften. Systemanalysemodul 514 kann zum Beispiel ein Modul zum Modellieren oder anderweitigen Analysieren einer oder mehrerer Eigenschaften eines Einzel- oder Mehrstrangbohrsystems wie zum Beispiel annularer Fluidexpansion, Bohrlochkopfbewegung oder anderer Förderbetriebsbedingungen beinhalten. System 500 kann darüber hinaus einen oder mehrere Rechenkerne 506 beinhalten, beispielsweise zum Durchführen einer oder mehrerer auf den Informationen in einem Systemanalysemodul 514 basierenden Berechnungen oder Betriebsvorgängen. In wenigstens einer Ausführungsform, bei der es sich lediglich um eine von vielen handelt, kann dieser Rechenkern 506 ein oder mehrere Ergebnisse an ein weiteres Ausgabemodul 508 kommunizieren, beispielsweise ein Ausgabemodul zum Anzeigen oder anderweitigen Analysieren von annularem Druckaufbau (APB). Auf diese Weise kann System 500, wie es sich für einen Durchschnittsfachmann mit dem Vorteil der Offenbarung der Anmelder versteht, die Eigenschaften einer oder mehrerer in einem Bohrsystem tätigen Strahlpumpen berücksichtigen und diese Eigenschaften verwenden, um die Auswirkungen, die eine Strahlpumpe auf ein Bohrsystem beispielsweise in einem Arbeitsablaufsprozess haben kann, zu modellieren, anzunähern, zu simulieren oder anderweitig zu bestimmen. Diese Auswirkungen können, ohne darauf beschränkt zu sein, Auswirkungen auf Fördertemperaturen, Förderdrücke, Rohrbelastung, Gehäusebelastung, Fluidexpansion, Bohrkopfbewegung, Beanspruchung und/oder andere Aspekte eines Bohrsystems beinhalten, beispielsweise den Aufbau von einfachem oder mehrfachem eingeschlossenen annularen Druckaufbau.
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Wie oben erwähnt, kann jede Komponente von System 500 in eine Oberfläche eingebunden sein, beispielsweise eine expandierte Benutzeroberfläche. Somit kann jedes Modul von Systems 500, wobei es sich um ein beliebiges Modul handeln kann, eine oder mehrere grafische Oberflächen beinhalten, um es einem Benutzer zu ermöglichen, einen oder mehrere Faktoren einer Bohrung in das System einzugeben. Anhand eines Beispiels, bei dem es sich lediglich um eines von vielen handelt, zeigt 6 eine veranschaulichende grafische Benutzeroberfläche („GUI”) 600 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In einer solchen Ausführungsform kann die GUI 600 eine Dialogoberfläche sein, die es einem Ingenieur oder einem anderen Benutzer ermöglicht, verschiedene auf einen oder mehrere Vorgänge oder Komponenten bezogene Informationen einzugeben, beispielsweise bezüglich der Definition eines Bohr-, Förder- oder eines anderen Betriebsereignisses, allein oder in Kombination mit einem oder mehreren anderen Ereignissen. Die GUI 600 kann die Eingabe einer oder mehrerer Variablen oder anderer Informationen (ob manuell oder bereits vorhanden, separat oder in Kombination) anzeigen oder für diese sorgen, beispielsweise einer oder mehrerer Grafiken, Leerzeichen oder Leerstellen (nachfolgend aus Gründen der Einfachheit und Erklärung als „Felder” bezeichnet). Zum Beispiel können in Feld 602 Identifikationsinformationen für eine oder mehrere verfügbare oder andere Strahlpumpen bereitgestellt werden, beispielsweise für eine Strahlpumpe, die für eine oder mehrere Bohrungen verwendet werden kann, oder Modelle oder andere Analysen einer beliebigen davon. In Feld 604 können Informationen bezüglich einer Konfiguration, die eine Strahlpumpe betrifft, in das Modell eingespeist werden, beispielsweise eine Förderrohr-, eine Ringraum- oder eine andere Konfiguration. In Feld 606 können Informationen bezüglich eines oder mehrerer Betriebsvorgänge in das Modell eingegeben und/oder angezeigt werden. Zum Beispiel können in Bezug auf Betriebsvorgänge gemäß einer speziellen Ausführungsform Informationen bezüglich eines oder mehrerer Strömungswege bereitgestellt werden, beispielsweise die Größe oder Art eines Strömungswegs oder die Art des Fluids/der Fluide oder anderer, einen Strömungsweg entlangströmenden Materialien. Zum Beispiel kann ein Förderströmungsfluss, wie in dem Ausführungsbeispiel der GUI 600 gezeigt, bei der es sich lediglich um eine von vielen handelt, ein Förderfluid oder Förderfluide (z. B. Öl, Gas, Wasser, Gemische usw.) beinhalten, die durch ein Förderrohr strömen, und ein Injektionsströmungsweg kann ein Injektionsfluid/Injektionsfluide (z. B. Wasser, Gemische usw.) beinhalten, die durch einen Ringraum strömen, beispielsweise in einem Raum, der das Förderrohr umgibt (z. B. zwischen dem Rohr und dem Gehäuse) oder eine andere, lochabwärts angebrachte Leitung. Dies muss jedoch nicht der Fall sein, und andere Konfigurationen sind möglich und können in der GUI 600 enthalten sein oder anderweitig von ihr berücksichtigt werden. Zum Beispiel kann die Förderströmung durch den Ringraum und die Injektionsströmung kann durch das Rohr erfolgen. Das Modell kann beispielsweise durch die GUI 600 die Größe einer oder mehrerer Komponenten eines Systems berücksichtigen, wie die Größe 608 des Förderrohres und/oder einer oder mehrerer anderer Strömungskomponenten. Zum Zwecke der Anschaulichkeit wird die Größe 608 des exemplarischen Förderrohres mit 8,89 cm (3½'') angezeigt, aber dies muss nicht der Fall sein und die Größe 608 kann selbstverständlich eine beliebige für eine spezielle Anwendung für ein entsprechendes Rohr oder eine andere Komponente gewünschte Größe sein. Eine oder mehrere Informationen können auch (oder alternativ) über die GUI 600 bereitgestellt werden. Zum Beispiel können in Feld 610 Informationen bereitgestellt werden, die sich darauf beziehen, wie ein Modell umgesetzt werden kann, beispielsweise die Bedingungen, unter denen ein Modell betrieben werden kann. Solche Bedingungen können, ohne darauf beschränkt zu sein, vorübergehende Bedingungen, stationäre Bedingungen oder andere Bedingungen beinhalten und können eine oder mehrere Kategorien anderer Bedingungen oder Betriebsinformationen beinhalten wie die Behandlung eines vorhergehenden Betriebs (z. B. unbeeinflusst oder anderweitig behandelt), wie beispielhaft in Feld 612 gezeigt. Die GUI 600 (und/oder andere GUIs gemäß der Offenbarung) können auch, aber müssen nicht, eine oder mehrere andere Funktionen oder Optionen beinhalten wie das Akzeptieren, Abbrechen, Kopieren, Zurücksetzen, detailliertere Anzeigen oder anderweitige Bearbeiten der in einer GUI angezeigten Informationen, separat oder in Kombination miteinander oder einer anderen Funktionalität wie einer Hilfetaste, um Zugriff auf Instruktions- oder anderen Materialien oder Informationen bereitzustellen.
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Wenigstens eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann andere Oberflächen zum Definieren, Modellieren, Schätzen oder anderweitigen Analysieren eines Bohrsystems mit Strahlpumpe beinhalten, allein oder in Kombination mit einer oder mehreren der an anderer Stelle hier beschriebenen Oberflächen. Zum Beispiel kann System 500, wie in 7 beispielhaft gezeigt, eine GUI 700 zum Eingeben, Akzeptieren, Anwenden, Anzeigen oder anderweitigen Zugreifen auf oder Bearbeiten von einem oder mehreren auf eine Strahlpumpe (wobei es sich um eine beliebige Strahlpumpe handeln oder diese beinhalten kann) bezogene Details oder Variablen (z. B. Betriebsbedingungen oder -parameter) beinhalten. Zum Beispiel können in Feld 702 Informationen hinsichtlich einer oder mehrerer Drücke bereitgestellt werden, beispielsweise für einen Betriebsdruck einer Strahlpumpe. In Feld 704 können Informationen bezüglich einer Tiefe, bei der eine Strahlpumpe in einer Bohrung installiert oder angeorddnet werden kann, eingegeben werden. In den Feldern 706–712 können Informationen bezüglich anderer Aspekte eines Strahlpumpensystems bereitgestellt werden, wie zum Beispiel in Bezug auf (einschließlich Werte für) Einlasstemperatur, Injektionsrate eines Power-Fluids, Strahlpumpendüsendurchmesser und das Verhältnis des Düse-zu-Hals-Bereichs oder andere Daten, separat oder in Kombination miteinander. Andere Informationen können gegebenenfalls auch durch die GUI 700 bereitgestellt werden, beispielsweise eine oder mehrere Laufzeiten in Feld 714 und/oder eine Verortung in Feld 716, an der einer oder mehrere der oben erwähnten Parameter vorhanden sein können, beispielsweise am Bohrlochkopf oder an einer anderen Verortung in einem oder bezogen auf ein Bohrloch. All diese Informationen bezüglich der Leistung einer Strahlpumpe können von System 500 berechnet oder anderweitig darin aufgenommen sein, was die Integration in ein Computermodell beinhalten kann. Ähnliche oder andere Dialogfelder können derart enthalten sein, dass sie die Eingabe zusätzlicher Informationen ermöglichen, die für eine oder mehrere Ausführungsformen eines Modells relevant sind, wie zum Beispiel Beschreibungen der mechanischen Bohrungskonfiguration, Oberflächenmessungs-Tiefenreferenz(en) (z. B. gemessene Tiefe), Kelly-Drehdurchführungen („RKB”), Normalnull, Wassertiefe, Gesamtbohrungstiefe, Bohrungsgehäuse und/oder Rohrstrangkonfiguration, Bohrfluid, Versiegelungs-/Komplettierungsfluid, zementierte Intervalle, Meeresströmung und Temperaturprofil (z. B. unbeeinflusst), separat oder in Kombination miteinander oder mit einem oder mehreren Parametern, ganz oder teilweise. Ferner versteht es sich, dass jedes „Feld”, das hier beschrieben oder auf das sich hier anderweitig bezogen wird, eine beliebige, für eine spezielle Anwendung erforderliche Anzahl an Feldern beinhalten kann, beispielsweise 2, 3, 4, 5, 6 ... n Felder, die ein oder mehrere Unterfelder beinhalten können, wenn erforderlich oder anderweitig gewünscht. Gleichermaßen versteht es sich, dass jedes Feld, ohne es zu müssen, auf einer einzelnen GUI erscheinen kann und alternativ (oder kollektiv) eine oder mehrere Kombinationen von Feldern (bei denen es sich um beliebige Felder handeln kann) auf einer einzelnen GUI angezeigt werden können. Es versteht sich ebenfalls, dass möglicherweise nicht jedes Feld für eine spezielle Anwendung erforderlich ist und dass, falls ein oder mehrere Felder nicht erforderlich sind, diese Felder angezeigt, gelöscht, verborgen oder anderweitig angeordnet sein können, aber nicht müssen.
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Als weitere Beispiele können Dialogfelder enthalten sein, um die Eingabe von zusätzlichen Informationen zu ermöglichen, die für eine oder mehrere Ausführungsformen eines Modells im Hinblick auf eine oder mehrere Phasen von Betriebsvorgängen relevant sind. Zum Beispiel können während einer Bohrphase eine oder mehrere GUIs Beschreibungen von Bohrbetriebs-Details bereitstellen, unter anderem beispielsweise von unbeeinflussten Bohrungsbedingungen, Sequenzen von Bohrbetriebsereignissen (z. B. Bohren, Bohrlochmessen, Zirkulieren, Entklinken, Gehäuse lochabwärts betreiben, Zementierbetriebsvorgänge), Laufzeiten von Betriebsvorgängen, Bohrfluid(e) und/oder Strömungsrate(n). Als weiteres Beispiel können während einer Förderphase eine oder mehrere GUIs Beschreibungen von Förderbetriebs-Details unter anderem von unbeeinflussten Bohrungsbedingungen, Sequenzen von Förderereignissen (z. B. Zirkulieren, Einschließen, Förderung, Injektion, Gasliftförderung), Details geförderten Fluidtyps/geförderter Fluidtypen (z. B. einzeln, mehrphasig, Dunkelöl, Kondensate), Lagerstättenperforationstiefe, geförderter Fluidtemperatur bei Perforation, Förderraten (Öl, Gas, Wasser und/oder äquivalente GOR) bereitstellen.
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Bereitstellen oder Verteilen historischer oder anderer Daten und Informationen an die Module und andere Komponenten von System 500 kann auf eine beliebige Weise erfolgen, die es den Komponenten erlaubt, während des Betriebs darauf zuzugreifen. In einer Ausführungsform können die historischen Daten manuell eingegeben werden, zum Beispiel durch eine geeignete grafische Benutzeroberfläche, die auf einem Computer implementiert ist, der das als rechentechnische Modell eingebettete System 500 beinhaltet oder Zugriff darauf hat. In einer anderen Ausführungsform können die Daten auf einem geeigneten Speichermedium gespeichert werden, beispielsweise einer Festplatte, CD-ROM, USB-Stick oder anderen Medien, auf die ein das rechentechnische Modell ausführender Prozessor zugreifen oder die er lesen kann. Zum Beispiel können Daten in Form einer Excel-Tabelle gespeichert werden, auf die das Modell zugreifen kann. In noch einer weiteren Ausführungsform können die Daten auf einem Computersystem mit einem Computerprozessor, der von dem das rechentechnische Modell ausführenden Computerprozessor getrennt ist, gespeichert werden. Zum Beispiel können die Daten durch ein mit einer Client-Server-Architektur konfiguriertes System bereitgestellt werden, in dem die Daten auf einem Serverrechner gespeichert werden können, auf den das rechentechnische Modell, das über einen Prozessor eines Client-Rechners ausgeführt wird, über ein Netzwerk zugreifen kann. In noch einer weiteren Ausführungsform kann das rechentechnische Modell über das Internet oder über eine Architektur des verteilten Rechnens oder des Cloud-Computing auf die Daten auf einem entfernten Rechner zugreifen. Als Beispiel kann für ein Projekt in einem vorgegebenen geografischen Gebiet durch einen Client-Rechner über das Internet auf einen Webdienst zugegriffen werden, in dem die Daten auf einem Computerserver gespeichert werden. Bei dem Client-Rechner kann es sich auch um den Modellierungs-Rechner handeln, oder er kann einfach die Daten für einen späteren Zugriff durch den Modellierungs-Rechner abrufen. Das Zugreifen auf die Daten kann das Filtern der Eingaben umfassen, um den Umfang der Quellen zu verringern, um die erforderliche Strahlpumpe oder Strahlpumpen-Betriebsdaten zu erhalten. Filteroptionen können die Strahlpumpen-ID oder andere Eigenschaften wie Größe, Leistung, Begrenzungen, Strömungsraten usw. beinhalten. Das rechentechnische Modell kann die für eine spezielle Anwendung erforderlichen Daten ganz oder teilweise verarbeiten und/oder analysieren.
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Ein Verfahren für das Simulieren, Modellieren oder anderweitige Analysieren eines Bohrsystems, beispielsweise ein computerimplementiertes Verfahren, kann das Bereitstellen eines Bohrsystemmodells umfassen, das derart angepasst ist, dass es eine mechanische oder andere Konfiguration des Bohrsystems definiert, beispielsweise basierend auf einem oder mehreren Eingabeparametern. Ein Verfahren kann das Bereitstellen eines Strahlpumpenmoduls beinhalten, das ein oder mehrere Strahlpumpenmodelle beinhaltet, die eine oder mehrere Strahlpumpen definieren, und wenigstens einen Rechenkern bereitstellen. Ein Verfahren kann das Eingeben einer oder mehrerer Eingabeparameter, das Definieren einer mechanischen Konfiguration des Bohrsystems, das Auswählen eines oder mehrerer Strahlpumpenmodelle, das Integrieren einer oder mehrerer Strahlpumpenmodelle in ein Bohrsystemmodell und das Berechnen einer oder mehrerer Lösungen für ein Modell umfassen. Ein Verfahren kann das Bestimmen wenigstens einer oder mehrerer Förderbedingungen eines Bohrsystems umfassen, beispielsweise einer Förderbedingung oder einer auf einer oder mehreren Auswirkungen einer Strahlpumpe basierenden Veränderung einer Förderbedingung. Ein Verfahren kann das Bestimmen einer Vielzahl an Förderbedingungen oder Änderungen von Förderbedingungen umfassen, beispielsweise eine oder mehrere Temperaturen, Drücke oder Kombinationen aus Temperaturen und Drücken. Ein Strahlpumpenmodul kann eine Vielzahl an Strahlpumpenmodellen umfassen, die jeweils eine andere Strahlpumpe definieren können, und ein Verfahren kann das Auswählen wenigstens eines Strahlpumpenmodells aus einem Strahlpumpenmodul umfassen, beispielsweise durch das Auswählen eines oder mehrerer aus einer Vielzahl an Strahlpumpenmodellen, was das Auswählen eines Modells aus einer in einer oder als grafische Benutzeroberfläche angezeigten Liste beinhalten kann. Ein Verfahren kann die Erstellung eines Strahlpumpenmodells umfassen, welche das Definieren einer oder mehrerer Strahlpumpeneingabeparameter wie Druck, Tiefe, Einlasstemperatur, Injektionsrate, Düsendurchmesser, Halsdurchmesser, Verhältnis des Düse-zu-Hals-Bereichs oder eine Kombination von zwei oder mehreren davon beinhalten kann. Ein Bohrungsmodell kann ein oder mehrere andere Modelle oder Module umfassen, beispielsweise ein Gehäusemodell, Gehäusemodul, Rohrmodell oder Rohrmodul separat oder in Kombination, und ein Verfahren kann das Durchführen einer oder mehrerer Analysen für ein oder unter Verwendung eines Modells oder Moduls umfassen, wie Belastungsanalyse, Spannungsanalyse, Ladungsanalyse, Wärmeflussanalyse, Druckanalyse, Bewegungsanalyse oder eine andere Analyse. Ein Verfahren kann das Bestimmen eines Zustandes einer Bohrsystemkomponente oder eines Modells davon unter einer oder mehreren Förderbedingungen, beispielsweise eines Belastungs-, Temperatur-, Druck-, Mechanik-, Beanspruchungs- oder eines anderen Zustandes umfassen und kann das Berechnen einer Beanspruchungsbedingung wenigstens einer Komponente eines Bohrsystems oder eines Modells eines beliebigen Abschnitts eines Bohrsystems umfassen. Ein Verfahren kann das Integrieren wenigstens einer Förderbedingung in eine Berechnung von einer oder mehreren anderen Bedingungen, Variablen oder Sätzen von Variablen, beispielsweise annulare Fluidexpansion, Bohrlochkopfbewegung, annularer Druckaufbau, eine Kombination davon, ein Zustand oder eine Bedingung irgendeines davon, oder ein oder mehrere auf eines der Vorhergehenden bezogene Werte beinhalten. Ein System für das Simulieren, Modellieren oder anderweitige Analysieren eines Bohrsystems kann ein Computersystem beinhalten, das zur Ausführung einer oder mehrerer der hier offenbarten Verfahrensschritte angepasst ist. Ein System kann beliebige für eine spezifische Anwendung erforderliche Komponenten separat oder in Kombination beinhalten, wie zum Beispiel Speicher, Prozessoren, Anzeigen oder andere Komponenten wie Energieversorgungs- und Kühlkomponenten. Ein computerlesbares Medium kann darauf gespeicherte Informationen umfassen, die bei Ausführung durch einen Prozessor den Prozessor dazu bringen können, ein Verfahren durchzuführen, welches das Zugreifen auf ein Bohrsystemmodell, das eine mechanische Konfiguration eines Bohrsystems definieren kann, das Zugreifen auf ein Strahlpumpenmodell, das eine Konfiguration einer Strahlpumpe definieren kann, das Integrieren des Strahlpumpenmodells und des Bohrsystemmodells, so dass ein kombiniertes Modell oder ein kombiniertes Bohrsystemmodell entsteht, das Berechnen einer oder mehrerer Lösungen für ein Modell, beispielsweise ein kombiniertes Modell, und das Bestimmen einer oder mehrerer Förderbedingungen eines Bohrsystems beinhaltet. Ein oder mehrere Modelle können auf einem oder mehreren Eingabeparametern wie einer oder mehreren definierten Eingaben basieren. Auf einem computerlesbaren Medium kann es sich bei wenigstens einer Förderbedingung um eines oder mehrere aus einer Fördertemperatur, einem Förderdruck und einer Kombination davon handeln, und bei der Strahlpumpe kann es sich um eines aus einer Vielzahl an Strahlpumpenmodellen innerhalb eines Strahlpumpenmoduls handeln, wobei beispielsweise jedes aus der Vielzahl an Strahlpumpenmodellen eine andere Strahlpumpe definieren kann. Ein computerlesbares Medium kann darauf gespeicherte Anweisungen beinhalten, die bei Ausführung durch einen Prozessor den Prozessor dazu bringen können, einen Benutzer zu veranlassen oder es ihm zu ermöglichen, einen oder mehrere Strahlpumpeneingabeparameter zu definieren, beispielsweise mittels einer oder mehrerer GUIs oder anderer Oberflächen. Die Strahlpumpeneingabeparameter können eines oder mehrere aus Druck, Tiefe, Einlasstemperatur, Injektionsrate, Düsendurchmesser, Halsdurchmesser, Verhältnis des Düse-zu-Hals-Bereichs und eine Kombination davon beinhalten. Ein computerlesbares Medium kann darauf gespeicherte Anweisungen beinhalten, die bei Ausführung durch einen Prozessor den Prozessor dazu bringen können, eine Belastungsanalyse für wenigstens eines aus einem Gehäusemodell und einem Rohrmodell unter wenigstens einer Förderbedingung durchzuführen, eines oder mehrere aus einer Bohrloch-Wärmestrom-, Belastungs- und Bohrbeanspruchungsanalyse für eine oder mehrere Komponenten einer Bohrung unter wenigstens einer von einer Strahlpumpe beeinflussten Bedingung durchzuführen, oder eine Beanspruchungsbedingung wenigstens einer Komponente eines Bohrsystems unter einer oder mehreren Förderbedingungen zu berechnen.
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Andere und weitere Ausführungsformen, die einen oder mehrere Aspekte der oben beschriebenen Erfindung verwenden, können entwickelt werden, ohne vom Geist der Erfindungen der Anmelder abzuweichen. Zum Beispiel können die hier offenbarten Systeme und Verfahren allein verwendet werden oder dafür, ein oder mehrere Teile eines anderen Modellierungs-, Simulations- oder eines anderen Analysesystems zu bilden. Ferner können verschiedene Verfahren und Ausführungsformen des Arbeitsablaufsystems in Kombination miteinander enthalten sein, um Variationen der offenbarten Verfahren und Ausführungsformen zu erzeugen. Die Diskussion singulärer Elemente kann plurale Elemente beinhalten und umgekehrt. Bezugnahmen auf wenigstens einen Gegenstand gefolgt von einer Bezugnahme auf den Gegenstand können einen oder mehrere Gegenstände umfassen. Ebenso könnten verschiedene Aspekte der Ausführungsformen in Verbindung miteinander verwendet werden, um die verstandenen Ziele der Offenbarung zu erreichen. Falls es der Kontext nicht anders erfordert, sollte das Wort „umfassen” oder Variationen wie „umfasst” oder „umfassend” verstanden werden, um die Einbeziehung wenigstens des genannten Elements oder Schritts oder der Gruppe von Elementen oder Schritten oder Äquivalenten dazu auszudrücken und nicht die Ausschließung einer größeren zahlenmäßigen Anzahl oder irgendeines anderen Elements oder Schritts oder einer Gruppe von Elementen oder Schritten oder Äquivalenten dazu. Die Vorrichtung oder das System kann in verschiedenen Richtungen und Orientierungen verwendet werden. Die Reihenfolge der Schritte kann in einer Vielzahl an Sequenzen erfolgen, falls nicht anderweitig spezifisch eingeschränkt. Die verschiedenen hier beschriebenen Schritte können mit anderen Schritten kombiniert, zwischen den festgelegten Schritten ausgeführt und/oder in mehrere Schritte aufgeteilt werden. Gleichermaßen wurden Elemente funktional beschrieben und können als separate Komponenten ausgeführt oder zu Komponenten mit mehreren Funktionen kombiniert werden.
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Die Erfindungen wurden im Kontext bevorzugter und anderer Ausführungsformen beschrieben, und es wurde nicht jede Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Offensichtliche Modifikationen und Änderungen der beschriebenen Ausführungsformen sind für den Durchschnittsfachmann verfügbar. Es ist nicht beabsichtigt, dass die offenbarten und nicht offenbarten Ausführungsformen den Umfang oder die Anwendbarkeit der von den Anmeldern konzipierten Erfindung zu begrenzen oder einzuschränken, vielmehr beabsichtigen die Anmelder in Konformität mit den Patentgesetzen all jene Modifizierungen und Verbesserungen, die mit dem Umfang oder dem Entsprechungsbereich der folgenden Ansprüche einhergehen, vollumfänglich zu schützen.
