FR3075858A1 - Detection fiable et precoce d'a-coup a l' aide de donnees de forage en temps reel - Google Patents
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Abstract
Les modes de réalisation de la technologie de l'invention prévoient la réception de données de forage en temps réel comprenant des paramètres de forage différents mesurés au cours d'une opération de forage. La technologie de l'invention calcule un paramètre de détection d'à-coup au moins en partie sur la base des paramètres de forage différents. La technologie de l'invention détecte une survenance d'un à-coup au cours de l'opération de forage lorsque le paramètre de détection d'à-coup s'écarte d'une tendance formée par les paramètres de détection d'à-coup calculés précédemment. En outre, la technologie de l'invention active une alarme au cours de l'opération de forage en réponse à la survenance détectée de l'à-coup pour favoriser l'empêchement d'une éruption.
Description
[TITRE] DÉTECTION FIABLE ET PRÉCOCE D'À-COUP À L'AIDE DE DONNÉES DE FORAGE EN TEMPS RÉEL
DOMAINE TECHNIQUE [0001] La présente description concerne généralement la détection d'à-coup de formation dans un puits de forage, comprenant la détection fiable et précoce d'à-coup de formation dans un puits de forage, par exemple, pendant qu'une opération de forage est réalisée simultanément.
ARRIÈRE-PLAN [0002] Un à-coup de formation (« à-coup ») est le flux non souhaité de fluide de formation dans un puits de forage lorsque la pression hydrostatique du puits de forage est inférieure à une pression interstitielle de formation. Si l'à-coup n'est pas détecté et contrôlé à temps, un accident par éruption peut se produire.
BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS [0003] [FIG. 1] La figure 1 illustre un exemple d'environnement de diagraphie de données de forage comprenant une plateforme de forage conformément à certaines mises en œuvre.
[0004] [FIG. 2] La figure 2 illustre de manière conceptuelle un exemple de procédé pour une détection fiable et précoce d'à-coup en utilisant des données de forage en temps réel conformément à certaines mises en œuvre.
[0005] [FIG. 3] La figure 3 illustre de manière conceptuelle un exemple de procédé permettant de détecter une opération de forage en utilisant des données de forage en temps réel conformément à certaines mises en œuvre.
[0006] [FIG. 4] La figure 4 illustre des exemples de tracés de données de forage en temps réel d'une opération de forage comprenant un paramètre de forage de l’exposant d et d'autres paramètres de forage qui peuvent être utilisés pour une détection fiable et précoce d'à-coup conformément à certaines mises en œuvre.
[0007] [FIG. 5A] La figure 5A illustre des exemples de tracés de données de forage en temps réel d'une opération de forage comprenant un paramètre de forage de l’exposant d et d'autres paramètres de forage qui peuvent être utilisés pour une détection fiable et précoce d'à-coup conformément à certaines mises en œuvre.
[0008] [FIG. 5B] La figure 5B illustre des exemples de tracés de données de forage en temps réel d'une opération de forage comprenant un paramètre de forage de l’exposant d et d’autres paramètres de forage qui peuvent être utilisés pour une détection fiable et précoce d'à-coup conformément à certaines mises en œuvre.
- 1 [0009] [FIG. 6] La figure 6 illustre un ensemble de forage illustratif permettant de mettre en œuvre les procédés décrits ici conformément à certaines mises en œuvre.
[0010] [FIG. 7] La figure 7 illustre un système de câble métallique approprié pour la mise en œuvre des procédés décrits ici conformément à certaines mises en œuvre.
[0011] [FIG. 8] La figure 8 illustre un diagramme schématique d'un ensemble de composants généraux d'un exemple de dispositif informatique conformément à certaines mises en œuvre. [0012] [FIG. 9] La figure 9 illustre un diagramme schématique d’un exemple d'environnement pour la mise en œuvre d’aspects conformément à certaines mises en œuvre. [0013] Dans une ou plusieurs mises en œuvre, tous les composants représentés sur chaque figure peuvent ne pas être requis, et une ou plusieurs mises en œuvre peuvent inclure des composants supplémentaires non représentés sur une figure. Des variantes de l'agencement et du type des composants peuvent être apportées sans sortir du cadre de la description de l'invention. Des composants supplémentaires, des composants différents ou un nombre moins élevé de composants peuvent être utilisés dans le cadre de la description de l’invention.
[DESCRIPTION] DESCRIPTION DÉTAILLÉE [0014] La description détaillée présentée ci-dessous est conçue comme une description de diverses mises en œuvre et n’est pas destinée à représenter les seules mises en œuvre dans lesquelles la technologie en question peut être mise en pratique. Comme le comprendra l'homme du métier, les mises en œuvre décrites peuvent être modifiées de différentes manières, sans sortir du cadre de la présente divulgation. En conséquence, les dessins et la description doivent être considérés comme illustratifs par nature et non restrictifs.
[0015] Les puits, également appelés puits de forage, sont forés pour atteindre le pétrole et d'autres hydrocarbures souterrains. Pendant ou après le forage d’un puits, il est souhaitable d’obtenir des informations sur les paramètres et les conditions en fond de trou. Celles-ci incluent des composants matériels et logiciels modulaires avec des capteurs et des commandes adaptés au type de forage entrepris. De nombreux paramètres de plateforme de forage et de forage peuvent être enregistrés en temps réel à des intervalles de temps ou de profondeur prédéfinis (et fréquents). Ces informations peuvent comprendre, par exemple, des registres temporels complets et précis des travaux effectués sur la plateforme, des caractéristiques des formations terrestres traversées par le puits de forage, ainsi que des données relatives à la taille et à la configuration du puits de forage lui-même. La collecte d’informations relatives aux conditions en surface et en fond de trou, communément appelée « diagraphie de données », peut être effectuée grâce à plusieurs procédés décrits plus en détail à la figure 1.
-2[0016] Les techniques permettant de mesurer les conditions en fond de trou, ainsi que le mouvement et la position d'un ensemble de forage, en même temps que le forage du puits, peuvent être appelées techniques de « mesure en cours de forage » ou « MWD », comme mentionné ici. La mesure des propriétés de formation par un système MWD donné (par exemple, comme illustré à la figure 1), lors du forage d’un puits de forage dans une formation souterraine, peut améliorer la rapidité de réception des données de mesure et, en conséquence, être utilisée par les mises en œuvre décrites ici pour détecter un à-coup pendant l’opération de forage. Des techniques similaires, se concentrant davantage sur la mesure de paramètres de formation du type associé aux outils à câble métallique, ont été appelées techniques de « diagraphie en cours de forage », ou « LWD ». Bien qu’il puisse exister des distinctions entre MWD et LWD, les termes MWD et LWD sont souvent utilisés de manière interchangeable. Aux fins d’explication de la présente description, le terme diagraphie de données de forage sera utilisé en comprenant que la diagraphie de données de forage englobe les techniques de mesures de surface, MWD et LWD.
[0017] La figure 1 illustre un exemple d’environnement de diagraphie de données de forage comprenant une plateforme de forage 100 permettant de forer un puits, également appelé puits de forage. Comme représenté, une plateforme de forage 2 soutient un derrick 4 comportant une moufle mobile 6 pour soulever et abaisser une colonne de forage 8. Une tige d’entraînement 10 soutient la colonne de forage 8 tandis qu’elle est abaissée par l'intermédiaire d’une table de rotation 12. Un trépan de forage 14 est entraîné par un moteur de fond du trou et/ou par la rotation de la colonne de forage 8. Lorsque le trépan de forage 14 tourne, il creuse un trou de forage 16 qui traverse diverses formations 18. Une pompe 20 fait circuler du fluide de forage à travers un tuyau d’alimentation 22 vers la tige d'entraînement 10, à travers l’intérieur de la colonne de forage 8, à travers des orifices dans le trépan de forage 14, de retour à la surface (par exemple, zones accessibles sans entrer dans le puits de forage) à travers Vanneau autour de la colonne de forage 8, et dans un bassin de rétention 24. Le fluide de forage transporte les déblais provenant du puits de forage dans le bassin de rétention 24.
[0018] Les opérations de diagraphie de données peuvent être effectuées pendant les opérations de forage. Dans un exemple, le forage peut être effectué en utilisant un train de tiges de forage reliées ensemble pour former la colonne de forage 8 qui est abaissée à travers la table de rotation 12 dans le puits de forage. La plateforme de forage 100 à la surface supporte la colonne de forage 8, tandis que la colonne de forage 8 est actionnée pour forer un puits de forage pénétrant dans la région souterraine. Dans une mise en œuvre alternative, un entraînement supérieur 36 peut être prévu pour faire tourner l’embout de colonne de forage sans utiliser la tige d'entraînement 10 et la table de rotation 12. Un obturateur anti-éruption peut être prévu et comprend une ou plusieurs vannes installées au niveau de la tête de puits pour empêcher toute
- 3 fuite de pression dans l'espace annulaire situé entre le tubage et la tige de forage ou dans un trou découvert (par exemple, un trou sans tige de forage) pendant les opérations de forage ou d'achèvement. Une pompe à boue peut être prévue (par exemple, la pompe 20) qui fait référence à une grande pompe à mouvement alternatif utilisée pour faire circuler la boue (fluide de forage) sur la plateforme de forage 100. Les bassins à boue (par exemple, le bassin de rétention 24) sont une série de réservoirs ouverts, généralement constitués de plaques d'acier, dans lesquels la boue de forage est recyclée pour permettre au sable et aux sédiments de se déposer. Dans un exemple, des additifs sont mélangés à la boue dans le bassin de rétention 24, et le fluide est temporairement stocké dans le bassin de rétention 24 avant d’être à nouveau pompé vers le puits de forage. Les compartiments de bassins à boue peuvent également être appelés bacs à boue sous vibrateurs, bassins de décantation et bassins d'aspiration, en fonction de leur objectif principal. De plus, un ou plusieurs capteurs de flux entrant 37 peuvent être prévus pour mesurer la température, le débit et/ou la pression (par exemple, la pression de la colonne montante) du flux entrant depuis le bassin de rétention 24, et un ou plusieurs capteurs de flux sortant 38 peuvent être prévus pour mesurer la température, le débit et/ou la pression (par exemple, la pression de la colonne montante) du flux sortant depuis le puits de forage. Un capteur de niveau de bassin 39 peut être prévu pour surveiller les niveaux de bassin et le volume total du bassin de rétention 24. Les mesures susmentionnées sont des exemples de données de forage en temps réel pouvant être utilisées dans les mises en œuvre décrites ici.
[0019] Dans un exemple, la colonne de forage 8 peut inclure, par exemple, une tige d'entraînement, une tige de forage, un ensemble de fond de trou et/ou d'autres composants. L'ensemble de fond de trou sur la colonne de forage 8 peut inclure des colliers de forage, des trépans de forage, un ou plusieurs outils de diagraphie et d'autres composants. Les outils de diagraphie des données de forage peuvent inclure des capteurs de pression, des capteurs de mesure de flux, des capteurs de charge, au niveau de la pompe à boue, de la colonne de forage, du bassin à boue, de l'obturateur anti-éruption ; des outils de mesure en cours de forage (M WD) ; des outils de diagraphie en cours de forage (LWD) ; et d'autres.
[0020] Bien que divers exemples de composants de la plateforme de forage 100 soient abordés ci-dessus, il est évident que les opérations de diagraphie de données de forage peuvent s’appliquer à d'autres composants de la plateforme de forage 100 que ceux abordés et/ou représentés dans la figure 1. Par exemple, des données de forage peuvent être fournies à partir de composants tels qu'une moufle fixe et une nappe phréatique, une flèche de câble de cabestan et un câble de palan, un câble de forage, une plateforme d'accrochage, une moufle mobile, un mât, un abri de sondeur, un réservoir d'eau, un chemin de câbles électriques, des groupes électrogènes, des réservoirs de carburant, une salle de commande électrique, un stockage de
-4composants de boue en vrac, des bassins de réserve, un séparateur gaz-boue, un tamis vibrant, un collecteur de duses, un plan incliné, un râtelier à tuyaux, un accumulateur et/ou parmi d'autres types de composants de la plateforme de forage 100. Dans les mises en œuvre décrites ici, des données de forage, telles que des données de forage en temps réel, peuvent être fournies par l'un quelconque des composants susmentionnés décrits en relation avec la plateforme de forage 100. [0021] Comme i 11 ustré dans l'exemple de la figure 1, un ou plusieurs instruments MWD sont intégrés dans un outil de diagraphie 26 situé à proximité du trépan de forage 14. Lorsque le trépan de forage 14 agrandit le puits de forage à travers les formations 18, l'outil de diagraphie 26 collecte simultanément des mesures relatives à diverses propriétés de formation, ainsi que la position du trépan et diverses autres conditions et/ou paramètres de forage. Dans un exemple, l'outil de diagraphie 26 peut prendre la forme d'un collier de forage (par exemple, un tube à paroi épaisse qui fournit un poids et une rigidité pour faciliter le processus de forage) qui est positionné à proximité du trépan de forage 14. Un sous-système de télémétrie 28 (par exemple, un émetteur-récepteur) peut être inclus pour transférer les mesures de l'outil à un émetteurrécepteur de surface 30 et/ou pour recevoir des commandes provenant de l'émetteur-récepteur de surface 30. De plus, dans certaines mises en œuvre, des capteurs ou des transducteurs sont situés à l'extrémité inférieure de la colonne de forage 8. Pendant qu'une opération de forage est en cours, ces capteurs peuvent surveiller en permanence un ou plusieurs paramètres de forage et/ou des données de formation et transmettre les informations à un détecteur de surface (par exemple, l'émetteur-récepteur de surface 30 et/ou une installation de diagraphie qui collecte des mesures à partir de l'outil de diagraphie 26, et comprend généralement des installations informatiques permettant de traiter et stocker les mesures recueillies par l'outil de diagraphie 26) par un moyen de télémétrie.
[0022] Plusieurs problèmes potentiels peuvent survenir lors d'un processus de forage et/ou d'achèvement d'un puits de forage. L'apparition d'un à-coup de formation (« à-coup ») peut constituer un problème. Un à-coup peut se produire lorsque le fluide (par exemple, un liquide ou un gaz) dans un réservoir pénètre prématurément dans une partie d’un puits de forage, par exemple, dans un espace annulaire du puits de forage. Une pression de puits de forage suffisante doit être exercée sur la formation souterraine afin d'empêcher les fluides de formation de pénétrer prématurément dans le puits de forage. La pression du puits de forage fait référence à la pression exercée par un fluide en raison de la force de gravité, de la pression externe et du frottement. Si la pression exercée par le fluide n'est pas suffisante, un à-coup pourrait se produire.
[0023] Détecter un à-coup le plus tôt possible peut réduire le risque d'éruption, réduire la difficulté de contrôle de puits, réduire le temps non productif d’une plateforme de forage, prévenir la défaillance de l'outil causée par une pression élevée lors du contrôle de puits et améliorer la marge de sécurité pour l'exploitation. Cependant, plusieurs indicateurs d'à-coup peuvent être difficiles à appliquer et peuvent nécessiter une expérience approfondie du terrain pour détecter un à-coup. Parmi les exemples d’indicateurs d'à-coup nécessitant une expérience approfondie du terrain, l'on peut citer une augmentation du débit (par exemple, le flux sortant est supérieur au flux entrant), une augmentation du volume de la fosse, une diminution de la pression de la pompe (par exemple, une diminution de la pression dans la colonne montante), un changement de poids de la colonne (par exemple, une diminution du poids sur le trépan) et une percée de forage (par exemple, une augmentation soudaine de la vitesse de pénétration).
[0024] Les mises en œuvre de la technologie en question permettent une détection fiable et précoce d'à-coup en utilisant un paramètre de forage appelé exposant d, qui est basé au moins en partie sur des données de mesure en temps réel obtenues grâce à des techniques de diagraphie de données de surface, MWD et/ou LWD. Telles qu'utilisées ici, les données « en temps réel » font référence aux données qui sont mesurées pendant qu'une opération de forage a lieu de manière concomitante et les mesures de l'opération de forage concomitante sont utilisées par l'algorithme de détection fiable et précoce d'à-coup. Les données en temps réel, telles que les données de forage en temps réel, telles qu'utilisées ici, comprennent notamment les mesures de surface, les mesures sous la surface, les mesures prises à l'aide de techniques MWD et/ou LWD, et/ou les mesures prises avec l’un quelconque des composants d'une plateforme de forage donnée (par exemple, la plateforme de forage 100). Bien que le paramètre de l’exposant d ait été utilisé précédemment pour identifier la formation de pression anormale et prédire une pression interstitielle anormale, les mises en œuvre de la technologie en question utilisent le paramètre de l’exposant d pour la détection fiable et précoce d'à-coup, qui peut être déterminé sans utiliser d'équipements spécialisés supplémentaires lors d'une opération de forage.
[0025] La description suivante aborde, plus en détail, des exemples d’organigrammes pour un procédé de détection fiable et précoce d'à-coup lors d’une opération de forage et un procédé qui détecte une opération de forage en utilisant au moins en partie des domiées de forage en temps réel, et des exemples de diagrammes illustrant la détection d’à-coup d'après des valeurs de paramètre de l’exposant d déterminées.
[0026] La figure 2 illustre de manière conceptuelle un exemple de procédé 200 pour une détection fiable et précoce d'à-coup en utilisant des données de forage en temps réel. Bien que cette figure, ainsi que d'autres illustrations de procédé contenues dans cette description, puissent représenter des étapes fonctionnelles dans un ordre particulier, les procédés ne sont pas nécessairement limités à l'ordre ou aux étapes spécifiques illustrés. Les différentes étapes représentées sur cette figure ou ces figures peuvent être modifiées, réorganisées, exécutées en
-6parallèle ou adaptées de diverses manières. De plus, il doit être compris que certaines étapes ou certains ordres d'étapes peuvent être ajoutés au procédé ou retirés de celui-ci, sans sortir du cadre des différentes mises en œuvre. Le procédé 200 peut être mis en œuvre par un ou plusieurs dispositifs ou systèmes informatiques dans certaines mises en œuvre, tel que le processeur 638 décrit dans la figure 6 et/ou le dispositif informatique 800 décrit dans la figure 8. La figure 2, dans un exemple, peut être effectué conjointement (par exemple, après avoir détecté qu'une opération de forage est en cours) avec un procédé décrit dans la figure 3 pour détecter une opération de forage en cours. Il est compris, cependant, que tout traitement effectué dans le procédé 200 par n'importe quel composant approprié décrit ici peut se produire seulement en haut de trou, seulement en fond de trou, ou au moins dans une partie des deux (c'est-à-dire, un traitement distribué).
[0027] Lorsqu’une opération de forage active est détectée, le procédé de détection fiable et précoce d’à-coup peut être réalisé de manière dynamique/adaptative en utilisant des données de forage entrantes. Dans le cas où un à-coup est détecté, un événement d'alarme lié à l'opération de forage est activé. Des exemples d’événement d’alarme peuvent inclure le déclenchement d’une alarme, des sources de lumière clignotantes, l’envoi de messages de notification au personnel approprié, le lancement d’une procédure d’arrêt ou d'un procédé de désactivation, etc. Les équipes de forage peuvent alors prendre toutes les mesures nécessaires pour contrôler l'à-coup et éviter une perte de contrôle du puits, telles que la suspension temporaire de l'opération de forage. [0028] Au niveau du bloc 202, un ou plusieurs paramètres de forage sont extraits des données de forage en temps réel 201. Ces paramètres de forage peuvent inclure une vitesse de pénétration (ROP), un poids sur trépan (WOB) et des tours par minute (RPM) de la colonne de forage pouvant être utilisés pour déterminer une valeur de l’exposant d, comme décrit plus en détail ci-dessous. Dans un exemple, les données de forage en temps réel, correspondant aux données obtenues au cours d'une période domiée, sont fournies à partir d'un outil de diagraphie (installé par exemple dans le cadre d'un ensemble de fond de trou ou d'une colonne de forage, comme décrit ci-dessus à la figure 1) pour obtenir des mesures lors d’une opération de forage. Dans un autre exemple, les données de forage en temps réel peuvent être stockées dans une mémoire (par exemple, la mémoire 804 dans la figure 8) et être accessibles depuis la mémoire pour traitement. Ces paramètres de forage peuvent être obtenus lors d’une opération de forage qui se rapporte à un ensemble donné de paramètres permettant de faire fonctionner des parties de l’ensemble de forage (par exemple, le trépan de forage, la colonne de forage, etc.).
[0029] Au niveau du bloc 204, une ou plusieurs valeurs aberrantes peuvent être supprimées pour produire des données de détection précoce nettoyées (par exemple, filtrées) d'à-coup 205. Dans un exemple, un ou plusieurs critères physiques correspondant à une plage de valeurs
-7attendues pour un paramètre donné peuvent être utilisés pour supprimer une valeur aberrante. Par exemple, un paramètre de poids sur trépan (WOB) d’une valeur de 20 000 livres dans une opération de forage donnée peut ne pas constituer une valeur raisonnable compte tenu des critères physiques associés à l’environnement de forage et/ou à la région souterraine, tels que la résistance de la roche, et peut être supprimé des données de forage en temps réel 201 en tant que valeur aberrante. La résistance de la roche peut correspondre à une résistance intrinsèque d'une formation rocheuse donnée, qui peut être basée sur la composition de la formation rocheuse et/ou sur le procédé de dépôt et de compactage. Une valeur WOB suffisante doit être utilisée pour surmonter la résistance de la roche, de même qu'un trépan de forage capable de fonctionner avec ce WOB utilisé. Un autre critère physique peut inclure la porosité dans laquelle une valeur de ROP peut être plus élevée dans une formation rocheuse plus poreuse que dans une formation rocheuse de faible porosité, de sorte qu'une valeur faible de ROP peut être considérée comme une valeur aberrante pour une formation hautement poreuse. Dans un autre exemple, une valeur aberrante pour le paramètre ROP peut être écartée lorsqu'une valeur particulière du paramètre ROP indique une valeur ROP beaucoup plus grande ou plus basse que prévu par rapport à d'autres paramètres de forage (par exemple, lorsque la valeur de RPM ou de WOB augmente, la ROP peut augmenter proportionnellement en valeur).
[0030] Le procédé 200 détermine une valeur d'un paramètre de détection d'à-coup qui est utilisée comme indicateur principal pour la détection d'à-coup en temps réel. Dans certains cas, le paramètre de détection d'à coup est un paramètre de forage d'une valeur de l’exposant d (par exemple, le paramètre de l’exposant d) qui peut être utilisé pour identifier la formation de pression anormale et prédire la pression interstitielle anormale. Les à-coups pendant le forage sont causés dans de nombreux cas par une pénétration à travers des zones de pression anormales. En conséquence, une valeur de l’exposant d peut constituer un bon indicateur de la détection d'àcoup lors du forage.
[0031] La valeur de l’exposant d peut également être appelée vitesse de pénétration normalisée, qui est une représentation de plusieurs paramètres de forage sous la forme d'une valeur unique. De manière plus spécifique et avantageuse, la valeur de l’exposant d telle que déterminée par les mises en œuvre décrites ici englobe les paramètres de forage tels que la vitesse de pénétration (ROP), le poids sur trépan (WOB) et les tours par minute (RPM) de la colonne de forage pour la détection précoce d'à-coup. En déterminant la valeur de l’exposant d, les changements provoqués par une modification d’un paramètre de fonctionnement (par exemple, la modification manuelle du WOB et/ou des RPM pendant l’opération de forage) peuvent être pris en compte, et une fréquence de mesure des données peut être plus précoce, en permettant ainsi une détection précoce d'un à-coup. De plus, en utilisant une valeur de l’exposant
- 8 d conjointement avec d'autres indicateurs d'à-coup, la détection d'un à-coup est plus fiable, ce qui peut aider à surmonter jusqu'à un certain pomt un dysfonctionnement de la mesure.
[0032] Dans une ou plusieurs mises en œuvre, une valeur de l’exposant d peut être représentée par l'équation suivante (1) :
exposantD = diagraphie diagraphie (60χ°/ρΜ) x WOB \ 106 X $TréparJ où les variables dans l'équation ci-dessus (1) sont représentées par ce qui suit :
ROP est en pieds/heure ;
RPM est en tours/minute ;
WOB est en livre-force (lbf) ; et le diamètre d'un trépan de forage (Φτήραη) est en pouces.
[0033] La valeur de l’exposant d est dérivée d'une équation de la vitesse de forage, qui peut être représentée par l'équation suivante (2) :
P / WOB
ROP = KX RPM E X -y^Trépan où K et E sont respectivement une constante de forabilité (par exemple, une constante de résistance de la roche pour un type de roche spécifique) et un exposant de la vitesse de rotation.
[0034] Au niveau du bloc 206, une valeur d'un paramètre de l’exposant d et une valeur de divergence de la valeur du paramètre de l’exposant d sont déterminées. Dans un exemple, la valeur de divergence peut représenter l'ampleur d'une différence entre la valeur du paramètre de l’exposant d et une valeur de l’exposant d attendue, qui peut être basée sur une tendance déterminée d'une série de valeurs du paramètre de l’exposant d sur une période de temps pendant laquelle les données de forage en temps réel 201 ont été mesurées.
[0035] Au niveau du bloc 208, conjointement avec la détermination du paramètre de l’exposant d à partir du bloc 206, une valeur d'un gain en débit peut être déterminée et un gradient de la valeur du gain en débit sur une période de temps peut être déterminé. La valeur du gain en débit peut faire référence à une mesure d'un débit différentiel entre une vitesse de flux entrant dans une pompe à boue et une vitesse de flux sortant du puits de forage. Le gradient du gain en débit, dans un exemple, fait référence à une valeur indiquant un degré de variation du débit différentiel au cours de la période de temps pendant laquelle les données de forage en temps réel ont été mesurées. Dans un exemple, une valeur d'un gradient indiquant une
-9augmentation significative d'une modification du débit différentiel peut indiquer qu'un à-coup s’est produit.
[0036] En comparaison avec la détermination de la valeur du paramètre de l’exposant d, la détermination d'une valeur de gain en débit peut prendre plus de temps dans un exemple. Déterminer la valeur du paramètre de l’exposant d peut donc être plus efficace du point de vue du calcul que de calculer la valeur du gain en débit. De plus, dans certains cas, une mauvaise fiabilité d'un capteur lisant des mesures de différents paramètres, comme indiqué plus en détail ci-dessous, pour déterminer le gain en débit, peut également avoir pour conséquence que celui-ci utilise le gain en débit comme indicateur d'à-coup. Par conséquent, le gain en débit peut ne pas être déterminé dans certaines mises en œuvre dans lesquell’une détermination plus précoce d'une occurrence d'à-coup est souhaitée (par exemple, uniquement sur la base du paramètre de l’exposant d). Dans une ou plusieurs mises en œuvre, la valeur du gain en débit peut être déterminée à l'aide de l'équation suivante (3) :
Q entrant ''tgain Qsortant * _ p
CrrSpp où Qgain est le gain en débit, Qentrant est un flux entrant, Q sortant est un ^Llx sortant, Pspp est une pression de colonne montante (SPP), et cr est une compressibilité de la boue de forage.
[0037] Au niveau du bloc 210, il est déterminé si le paramètre de l’exposant d suit une tendance normale par rapport aux paramètres de l’exposant d déterminés précédemment, et le gain en débit est vérifié comme étant situé dans une valeur attendue pour atténuer une fausse détection d'un à-coup, qui donnerait lieu à une fausse alarme pour l’opération de forage. Dans un exemple, une telle tendance normale est représentée par le calcul d'une droite à ajustement optimum des paramètres de l’exposant d déterminés précédemment. Pour effectuer une détection d'à-coup plus fiable, par exemple, lorsque le paramètre de l’exposant d suit une tendance anormale par rapport aux paramètres de l’exposant d déterminés précédemment (par exemple, en s’écartant de la tendance normale déterminée supérieure à une valeur seuil prédéterminée décrite ci-dessous), la valeur du gradient du gain en débit peut également être vérifiée pour déterminer si une augmentation anormale est survenue dans le gain en débit. Un à-coup est plus susceptible d’être confirmé lorsque la tendance anormale correspondant au paramètre de l’exposant d se produit conjointement avec l'indication de l'augmentation anormale du gain en débit basée sur le gradient du gain en débit. Dans un exemple, une augmentation anormale du gradient peut être déterminée lorsque la modification du gradient est supérieure à une valeur seuil indiquant une augmentation substantielle de la modification du débit différentiel associé à une survenue potentielle d'un à-coup.
- 10[0038] Dans une ou plusieurs mises en œuvre, la détermination d'une tendance anormale dans le paramètre de l’exposant « d » peut être basée sur une valeur seuil prédéterminée (par exemple, une valeur de sensibilité de détection d'à-coup spécifiée par l'utilisateur 211). Dans une ou plusieurs mises en œuvre, une tendance (par exemple, une droite à ajustement optimum d'une série de données) peut être déterminée sur la base d'une série de valeurs du paramètre de l’exposant « d » déterminées sur une période de temps (ou un sous-ensemble de temps de celleci) durant laquelle les paramètres de forage ont été mesurés. Un intervalle de temps particulier comprenant une autre série de valeurs du paramètre de l’exposant « d » peut être sélectionné et comparé aux valeurs attendues du paramètre de l’exposant « d » au moins en partie sur la base de la tendance déterminée.
[0039] Par exemple, une ou plusieurs valeurs attendues de l'exposant « d » peuvent être déterminées par extrapolation en fonction de la tendance déterminée et/ou en appliquant une fréquence de changement à une mesure précédente du paramètre de l’exposant d. Dans le cas où une valeur du paramètre de l’exposant « d » s'écarte de la valeur attendue supérieure à la valeur seuil prédéterminée, la tendance anormale peut être détectée, indiquant une possible survenance d'un à-coup pendant l’opération de forage. Lorsque la valeur du paramètre de l’exposant « d » ne diffère pas de la valeur attendue supérieure à la valeur seuil prédéterminée, il peut être déterminé que la valeur de l’exposant « d » suit une tendance normale. Une valeur seuil prédéterminée inférieure peut fournir une détection plus sensible d'un à-coup pendant l'opération de forage, et une valeur seuil prédéterminée supérieure peut fournir une détection moins sensible d’un à-coup tout en atténuant potentiellement une détection faussement positive d'un à-coup pendant l'opération de forage. Dans un exemple, la tendance déterminée précédemment peut correspondre à des valeurs du paramètre de l’exposant « d » déterminées à partir d'une période de temps qui survient avant, par exemple juste avant, l'intervalle de temps sélectionné du paramètre de l’exposant « d » évoqué ci-dessus.
[0040] Dans certaines mises en œuvre, les valeurs du paramètre de l'exposant « d » peuvent être situées dans une plage de valeurs limitée comprise par exemple entre 0,5 et 3. Dans un autre exemple, une intégrale d'une zone comprenant des valeurs de l’exposant « d » respectives entre une heure de début spécifique et une heure de fin spécifique (par exemple, comme indiqué sur le tracé 460) peut être déterminée. La zone, dans un exemple, comprend une période de temps correspondant aux valeurs initiales du paramètre de l’exposant « d » qui font partie de la tendance normale et aux valeurs suivantes du paramètre de l’exposant « d » qui font partie d'une tendance anormale. Une valeur de cette intégrale peut être comparée à une autre valeur seuil prédéterminée (par exemple, fournie par la valeur de sensibilité de détection d'à-coup spécifiée par l'utilisateur 211), et si la valeur de l'intégrale est supérieure à la valeur seuil, une tendance
- 11 anormale peut être détectée qui indique une possible survenance d'un à-coup pendant l'opération de forage. La valeur de sensibilité de détection d'à-coup spécifiée par l'utilisateur 211 dans cet exemple peut être sélectionnée sur la base des caractéristiques du puits particulier de l'opération de forage.
[0041] Au niveau du bloc 212, il est déterminé si un à-coup est détecté au moins en partie selon que le paramètre de l'exposant « d » suit ou non une tendance anormale par rapport aux paramètres de l’exposant d déterminés précédemment, (par exemple, ne suivant pas une tendance normale à partir du bloc 210). Dans au moins un mode de réalisation, si l'à-coup est initialement détecté sur la base du paramètre de l’exposant « d » suivant une tendance anormale, et qu'une indication de l'augmentation anormale du gain en débit est également détectée, une confiance plus grande dans l'à-coup détecté est confirmée (par exemple, une valeur de confiance est attribuée comme décrit ci-dessous). Dans certaines mises en œuvre, le paramètre de l'exposant « d » peut être utilisé comme indicateur préliminaire d'un à-coup, qui est ensuite utilisé en combinaison avec le paramètre de gain en débit pour déterminer de manière définitive si l'à-coup a été détecté. Dans un exemple, une valeur de confiance peut être déterminée quantitativement au moins sur la base de ces deux paramètres indiquant une possibilité ou une probabilité que l’àcoup ait été détecté. Au moins en partie sur la base de cette valeur de confiance, le procédé 200 peut déterminer si l'à-coup a été détecté ou non et se poursuivre en conséquence. Dans un autre exemple, cette valeur de confiance peut être utilisée en relation avec l'activation d'un événement d'alarme, comme décrit ci-dessous.
[0042] Au niveau du bloc 214, si l'à coup n'est pas détecté, le procédé de détection fiable et précoce d'à-coup 200 est abandonné, et un ensemble suivant de données de forage pour une période de temps ultérieure est lu. La période de temps suivante de l'ensemble suivant de données de forage se trouve très proche dans le temps du temps pendant lequel le procédé 200 a lieu. Dans un exemple, les opérations du procédé 200 peuvent être répétées pour l'ensemble suivant de données de forage. En variante ou en plus, les opérations dans un procédé décrit plus en détail dans la figure 2 peuvent être effectuées en utilisant cet ensemble suivant de données de forage.
[0043] Au niveau du bloc 216, en réponse à la détection de l'à-coup, un événement d'alarme est activé pour déclencher un son, transmettre un message, tel qu'un message texte, ou effectuer toute autre notification qui alerte, par exemple, l'équipe de forage pétrolier ou l’opérateur humain. En réponse à l'alarme ou à la notification, l'opérateur humain peut décider d'arrêter ou de désactiver l'ensemble de forage (par exemple, arrêter la rotation de la colonne de forage). Alternativement ou conjointement, l'ensemble de forage (ou une partie de celui-ci) peut être désactivé pour mettre fin à l’opération de forage de manière automatisée sans intervention de
- 12l'opérateur humain, par exemple lorsque l'à-coup est détecté avec un niveau de confiance élevé, au moins en partie sur la base de la valeur de confiance susmentionnée issue du bloc 212.
[0044] Dans une ou plusieurs mises en œuvre, un procédé de désactivation peut être lancé en réponse à l’activation de l'événement d'alarme, par exemple lorsque l'à-coup est détecté avec un niveau de confiance élevé. Le procédé de désactivation peut inclure l’exécution de certaines actions telles que l'opération d'arrêt de la colonne de forage, de la pompe à boue et/ou d'autres parties de l'ensemble de forage. Dans un exemple, le procédé de désactivation ne commence pas à moins qu'il n'y ait pas d’intervention de l'utilisateur ou de contribution d’un opérateur humain pour passer outre le procédé de désactivation pendant un laps de temps prédéterminé après l'activation de {'événement d'alarme (par exemple, pour laisser à l'opérateur humain le temps de passer outre le procédé de désactivation dans la mesure où l'arrêt de l'opération de forage peut prendre beaucoup de temps, perturber le bon fonctionnement de l'activité et/ou être coûteux). Par exemple, un laps de temps prédéterminé est attendu pour recevoir la contribution de l’opérateur humain qui passe outre le procédé de désactivation après l’activation de l’événement d’alarme, et une fois ce laps de temps écoulé, le procédé de désactivation est exécuté si la contribution de l’utilisateur n’est pas reçue.
[0045] La figure 3 illustre de manière conceptuelle un exemple de procédé 300 permettant de détecter une opération de forage en utilisant des domiées de forage en temps réel. Bien que cette figure, ainsi que d'autres illustrations de procédé contenues dans cette description, puissent représenter des étapes fonctionnelles dans un ordre particulier, les procédés ne sont pas nécessairement limités à l'ordre ou aux étapes spécifiques illustrés. Les différentes étapes représentées sur cette figure ou ces figures peuvent être modifiées, réorganisées, exécutées en parallèle ou adaptées de diverses manières. De plus, il doit être compris que certaines étapes ou certains ordres d'étapes peuvent être ajoutées au procédé ou retirés de celui-ci, sans sortir du cadre des différentes mises en œuvre. Le procédé 300 peut être mis en œuvre par un ou plusieurs dispositifs ou systèmes de calcul dans certaines mises en œuvre, tel que le processeur 638 décrit dans la figure 6 et/ou le dispositif informatique 800 décrit dans la figure 8. La figure 3, dans un exemple, peut être effectuée conjointement (par exemple, avant la réalisation de l'algorithme de détection fiable et précoce d'à-coup) avec le procédé 200 décrit dans la figure 2.11 est compris, cependant, que tout traitement effectué dans le procédé 300 par n'importe quel composant approprié décrit ici peut se produire seulement en haut de trou, seulement en fond de trou, ou au moins dans une partie des deux (c’est-à-dire, un traitement distribué).
[0046] Des données de forage en temps réel 301 peuvent être fournies ou reçues. Par exemple, les données de forage en temps réel 301 peuvent provenir d'un outil de diagraphie (installé par exemple dans le cadre d'un ensemble de fond de trou ou d'une colonne de forage)
- 13 pendant une opération de forage. Dans un autre exemple, les données de forage en temps réel 301 peuvent être stockées dans une mémoire (par exemple, la mémoire 804 dans la figure 8) pendant l'opération de forage et être accessibles depuis la mémoire pour traitement. Au niveau du bloc 302, les données de forage en temps réel reçues 301 peuvent être converties par une ou plusieurs opérations de lecture et de conversion de format de données afin de produire, en sortie, des données de forage converties 304. Dans un exemple, les données de forage en temps réel reçues peuvent être filtrées pour supprimer les valeurs aberrantes liées aux paramètres de forage respectifs. Le procédé 300 peut ensuite effectuer différents types de vérifications, sur la base des données de forage converties 304, pour déterminer si une opération de forage est en cours.
[0047] Au niveau du bloc 306, il est déterminé si les données de forage converties 304 indiquent une activité de forage en relation avec un contrôle d'activité 320. Dans certains exemples, les données de forage converties comprennent des données pouvant indiquer une activité de forage, telles que des paramètres de forage mesurés pour la vitesse de pénétration, le poids sur trépan et les tours par minute, comme indiqué ci-dessus dans la figure 2. Si les données de forage converties 304 ne comprennent pas ces paramètres de forage, une indication 307 d'une opération sans forage peut être fournie, et le procédé de détection fiable et précoce d'à-coup (par exemple, le procédé 200 de la figure 2) n'est pas exécuté et un ensemble suivant de données de forage en temps réel pour une période de temps ultérieure est accessible ou reçu au niveau du bloc 314.
[0048] Au niveau du bloc 308, en réponse à la détection de l'activité de forage, il est déterminé si au moins un paramètre de forage est actif en relation avec un contrôle mécanique 330. Un paramètre de forage particulier, inclus dans les données de forage, peut être déterminé comme étant inactif si une valeur du paramètre de forage spécifique n'indique pas qu'une opération de forage est en cours et/ou indique une lecture de capteur erronée. Par exemple, un paramètre de forage spécifique est inactif lorsqu'un paramètre de poids sur trépan est insuffisant (par exemple, pas assez élevé pour forer à travers la roche dans la région souterraine), ou lorsque la valeur du nombre de tours par minute de la colonne de forage est trop basse (par exemple inférieure à 10 RPM) ou lorsque la vitesse de pénétration est supérieure à une valeur de zéro mais sensiblement proche d'une valeur de zéro. Si l'au moins un paramètre de forage n'est pas actif, une indication 309 d’une opération de déclenchement (par exemple, retirer la colonne de forage du puits de forage ou la replacer dans le puits de forage), circulation (par exemple, pomper le fluide à travers l'ensemble du système de fluide, y compris le puits de forage et tout le réservoir de surface), reconditionnement (par exemple, réparer ou stimuler un puits de production existant), et/ou alésage (par exemple, agrandir le puits de forage) peut être prévue, et le procédé de détection fiable et précoce d'à-coup (procédé 200 dans la figure 2) n'est pas exécuté
- 14et un ensemble suivant de données de forage en temps réel pour une période de temps ultérieure est accessible ou reçu au niveau du bloc 314.
[0049] Au niveau du bloc 310, en réponse à la détection du fait qu'au moins un paramètre de forage est actif, il est déterminé si au moins une pompe est active en relation avec un contrôle hydraulique 340. Un ou plusieurs paramètres hydrauliques peuvent être contrôlés pour déterminer si au moins une pompe est active, par exemple la cadence de course de la pompe, le déplacement de la pompe et/ou la pression de la pompe. Si l'au moins une pompe n'est pas active, une indication 311 d'une opération de déclenchement, et/ou d'établissement de connexion (par exemple, ajouter une longueur de tige de forage à la colonne de forage pour continuer le forage) peut être fournie, et le procédé de détection fiable et précoce d'à-coup (par exemple, le procédé 200 dans la figure 2) n'est pas exécuté et un ensemble suivant de données de forage en temps réel pour une période de temps ultérieure est accessible ou reçu au niveau du bloc 314. [0050] Au niveau du bloc 312, en réponse à la détection du fait qu'au moins une pompe est active, il est déterminé si la profondeur de la colonne de forage ou une partie de celle-ci (par exemple, le trépan de forage, la tige de forage) augmente en rapport avec un contrôle de direction 350. Si la profondeur n’augmente pas, une indication 313 de déclenchement et/ou de reconditionnement peut être prévue, et le procédé de détection fiable et précoce d'à-coup (par exemple, le procédé 200 de la figure 2) n'est pas exécuté et un ensemble suivant de données de forage en temps réel pour une période de temps ultérieure est accessible ou reçu au niveau du bloc 314.
[0051] Au niveau du bloc 316, en réponse à la détection du fait que la profondeur augmente, une opération de forage est indiquée comme étant en cours. Au niveau du bloc 318, en réponse à l’indication du fait que l’opération de forage est en cours, un procédé de détection fiable et précoce d'à-coup (par exemple, le procédé 200 de la figure 2) peut être réalisé.
[0052] La figure 4 représente des exemples de tracés 400 de données de forage en temps réel d'une opération de forage comprenant un paramètre de forage de l’exposant « d » et d'autres paramètres de forage utilisés dans une détection fiable et précoce d'à-coup conformément à certaines mises en œuvre. Les tracés 400 comprennent un tracé 410 associé à un paramètre de forage ROP, un tracé 420 associé à un paramètre différentiel de flux, un tracé 430 associé à un paramètre WOB, un tracé 440 associé à un paramètre SPP, un tracé 450 associé à un paramètre RPM et un tracé 460 associé à un paramètre de l’exposant « d ». Dans certaines mises en œuvre, les tracés 400 peuvent être générés et/ou prévus pour être affichés par un ou plusieurs dispositifs ou systèmes informatiques, tels que le processeur 638 décrit dans la figure 6 et/ou le dispositif informatique 800 décrit dans la figure 8.
- 15[0053] Sur le terrain au cours d'une opération de forage, un à-coup peut être observé par un opérateur de forage ou un ingénieur en utilisant un ou plusieurs indicateurs d’un à-coup. Cependant, ces indicateurs d'à-coup peuvent être difficiles à appliquer et peuvent nécessiter une expérience importante sur le terrain de la part de l’opérateur de forage ou de l'ingénieur pour déterminer qu'un à-coup s'est produit. A titre d'exemple, certains indicateurs de survenance d'àcoup comprennent ce qui suit :
1) augmentation du débit (par exemple, flux sortant > flux entrant)
2) augmentation du volume du bassin (par exemple, augmentation du volume d'un réservoir de surface à partir duquel le fluide de forage est prélevé et vers lequel il est renvoyé)
3) diminution de la pression de la pompe (par exemple, diminution de la SPP)
4) changement du poids de la colonne (par exemple, diminution du WOB)
5) percée de forage (par exemple, augmentation soudaine de la ROP) [0054] Dans l'exemple de la figure 4, cependant, en utilisant les autres paramètres de forage, liés à certains des indicateurs d'à-coup susmentionnés, déterminer une survenance d'un à-coup peut s'avérer plus difficile (par exemple, peut nécessiter plus de ressources de traitement) ou peut prendre plus de temps que d'utiliser le paramètre de l’exposant « d » pour détecter un à-coup. Comme illustré, une différence au niveau des valeurs du paramètre différentiel de flux (par exemple, indiquant des changements au niveau du flux entrant et du flux sortant) fluctue sur le tracé 420. Ainsi, l’opérateur de forage/l'ingénieur peut ne pas être en mesure de déterminer si le débit a une tendance claire à la hausse pour déterminer qu’un à-coup s'est produit. Parce que le paramètre WOB sur le tracé 430 change en fonction d'un schéma saisonnier, il peut être difficile d'identifier le changement du paramètre WOB provoqué par la survenance d'un à-coup, et quasiment aucune tendance observable ne peut être déterminée à partir du paramètre ROP dans le tracé 410. Le paramètre SPP sur le tracé 440 ne fournit pas non plus de tendance utilisable pour déterminer la survenance d'un à-coup. En outre, bien que le paramètre RPM sur le tracé 450 indique une diminution avec quelques modifications et variations mineures du paramètre RPM dans une petite plage, avec une variance plus importante à la fin, les données sur le tracé 450 n'indiquent pas de manière évidente la survenance d'un à-coup.
[0055] En utilisant un paramètre de l’exposant « d », la dépendance vis-à-vis des indicateurs d'à-coup susmentionnés peut être réduite et le temps nécessaire à la détection d’un à-coup peut être plus court qu'en utilisant les autres indicateurs d'à-coup. Comme illustré dans l'exemple de la figure 4, le tracé 460 montre que le paramètre de l’exposant « d » suit une tendance normale 475 et que le paramètre de l’exposant « d » illustré commence à s'écarter de la tendance normale 475 à une heure de 18:36 correspondant à une ligne 470. Dans l'exemple de la figure 4, la ligne 470
- 16correspond à l'heure de 18:36 lorsqu'un à-coup s'est produit. Si l’opérateur de forage devait utiliser, dans un exemple, le paramètre WOB sur le tracé 430 pour déterminer la survenance d’un à-coup, davantage de temps se serait écoulé après l'heure de 18:36 avant que l'à-coup soit observé par l'opérateur de forage sur la base des données dans le tracé 430 qui indique une diminution substantielle du paramètre WOB longtemps après l'heure de 18:36. Par conséquent, dans cet exemple, l’utilisation du paramètre de l’exposant « d » sur le tracé 460 permet une détection plus précoce de l'à-coup que l’utilisation du paramètre WOB, car le paramètre de l’exposant « d » s'écarte de sa tendance normale dans le tracé 460 presque immédiatement après que l'à-coup s'est produit à 18:36.
[0056] La figure 5A illustre des exemples de tracés 500 de données de forage en temps réel d'une opération de forage comprenant un paramètre de forage de l’exposant « d » et d'autres paramètres de forage qui peuvent être utilisés pour une détection fiable et précoce d'à-coup conformément à certaines mises en œuvre. L'exemple de la figure 5A illustre une différence entre une heure 501 lorsqu'un à-coup est détecté et une heure ultérieure 502 lorsque l'à-coup est observé sur le terrain (par exemple, à la surface) en utilisant d'autres indicateurs d'à-coup. Par exemple, dans une pratique traditionnelle, une observation visuelle d’un indicateur d'à-coup peut être réalisée en plaçant un marqueur de niveau de bassin dans le bassin à boue, et en demandant à un humain (par exemple, un ingénieur de forage ou un membre de l'équipe) de surveiller le niveau du bassin à boue. Si le volume du bassin à boue augmente au-delà du marqueur, cela peut indiquer qu'un à-coup est en train de se produire. Selon d’autres pratiques traditionnelles sur le terrain, les à-coups peuvent également être détectés en surveillant l’équilibre de la boue de forage dans le puits de forage. Par exemple, pendant l'opération de forage, le flux dans le puits de forage peut être mesuré indirectement en fonction d'un nombre de courses effectuées par la pompe à boue de forage et du déplacement volumétrique de la pompe à boue. Ce débit entrant de boue est comparé au débit sortant de boue du puits de forage, qui est dans certains cas déterminé à l'aide d'un instrument conventionnel tel qu'un débitmètre de déviation à pale. Dans un autre exemple de pratiques traditionnelles, l’opérateur de forage peut surveiller d’autres indicateurs de conditions de surface ou de fond de trou, tels qu’une baisse soudaine de la pression de la colonne montante, ou une augmentation de la teneur en gaz dans la boue indiquant que davantage de gaz pénètre dans le puits de forage, afin de déterminer qu'un à-coup peut s'être produit sur le terrain. [0057] Dans certaines mises en œuvre, les tracés 500 peuvent être générés et/ou prévus pour être affichés par un ou plusieurs dispositifs ou systèmes informatiques, tels que le processeur 638 décrit dans la figure 6 et/ou le dispositif informatique 800 décrit dans la figure 8.
[0058] Comme représenté, les tracés 500 comprennent un tracé 505 associé à un paramètre de forage ROP, un tracé 510 d'un paramètre différentiel de flux (par exemple, un gain en débit tel
- 17que décrit ci-dessus dans l'équation (3)), un tracé 515 d'un paramètre WOB, un tracé 520 associé à un paramètre SPP, un tracé 525 associé à un paramètre RPM, un tracé 530 associé à un paramètre de couple, un tracé 535 associé à un paramètre de densité de circulation équivalente (ECD), un tracé 540 associé à un paramètre de l’exposant « d » (tel que décrit ci-dessus dans l'équation (1)) et un tracé 545 associé à un paramètre de gaz. En séparant les données d'autres paramètres de forage en différents tracés, d'autres indicateurs d'à-coup liés aux autres paramètres de forage peuvent être prévus pour déterminer les tendances respectives, vérifier l'à-coup indiqué par le paramètre de l’exposant « d » et/ou éliminer une fausse détection d'à-coup.
[0059] Dans l'exemple de la figure 5A, environ dix minutes se sont écoulées entre une heure 501 correspondant au moment où un à-coup a été détecté sur la base du paramètre de l’exposant « d » et une heure ultérieure 502 à laquelle l'à-coup a été observé sur le terrain en utilisant certaines des pratiques traditionnelles susmentionnées. Par conséquent, il peut être clairement démontré que les techniques de détection fiable et précoce d'à-coup décrites utilisant au moins le paramètre de l’exposant « d » améliorent considérablement le laps de temps requis pour détecter un à-coup en utilisant les pratiques traditionnelles de détection d'à-coup. Le paramètre de l’exposant « d » illustré sur le tracé 540 a dévié au-delà d'une valeur seuil prédéterminée supérieure par rapport à une valeur attendue d'une tendance normale (par exemple, indiquée sous la forme d'une ligne droite avant l'heure 501) à l'heure 501, qui est détectée par les techniques de détection fiable et précoce d'à-coup décrites ici. Certains paramètres de forage, tels que le poids sur trépan (WOB) représenté sur le tracé 515 et le paramètre des tours par minute (RPM) de la colonne de forage représenté sur le tracé 525, à titre d’exemple, peuvent être réglés sur le terrain par l’opérateur de forage/l’ingénieur, ce qui peut affecter le paramètre de vitesse de pénétration (ROP) représenté sur le tracé 505.
[0060] Après l'heure 501, le paramètre WOB a diminué sur le tracé 515. Le paramètre de l’exposant « d » (par exemple, déterminé en utilisant l’équation (1) décrite ci-dessus) dans cet exemple est utilisé pour détecter l’à-coup à l'heure 501, qui suit la même tendance générale que la diminution du paramètre WOB indiquant une survenance potentielle d'un à-coup. En outre, le paramètre de l’exposant « d » dans cet exemple suit également la même tendance générale que la diminution du paramètre SPP sur le tracé 520, ce qui peut indiquer la survenance de l’à-coup pendant l’opération de forage. L'à-coup est détecté sur le terrain à l’heure 502 (~ 10 minutes après l’heure 501) au moins en partie sur la base de l’observation que le paramètre différentiel de flux suit une tendance sensiblement à la hausse ou augmente et/ou que le paramètre ECD a sensiblement diminué pendant la période de temps comprise entre les heures 501 et 502.
[0061] Comme mentionné précédemment, dans certains exemples, le gain en débit associé au paramètre différentiel de flux sur le tracé 510 peut être utilisé pour confirmer la détection fiable
- 18et précoce d'à-coup. Dans l'exemple de la figure 5A, après l'heure 501, le paramètre de l’exposant « d » sur le tracé 540 s’est écarté de la tendance normale (par exemple, indiquée par une ligne droite en pointillé après l'heure 501) car le paramètre n’augmente pas comme prévu, et le paramètre différentiel de flux sur le tracé 510 s’est écarté de sa tendance attendue (par exemple, comme indiqué par une ligne droite en pointillé après l'heure 501), ce qui permet de vérifier de manière plus sûre que l'à-coup est détecté à l'heure 501.
[0062] La figure 5B illustre des exemples de tracés 550 de données de forage en temps réel d'une opération de forage comprenant un paramètre de forage de l’exposant « d » et d'autres paramètres de forage qui peuvent être utilisés pour une détection fiable et précoce d’à-coup conformément à certaines mises en œuvre. L’exemple de la figure 5B illustre une différence entre une heure 551 lorsqu'un à-coup est détecté en utilisant le paramètre de l’exposant « d » et une heure ultérieure 552 lorsque l'à-coup est observé sur le terrain. Dans certaines mises en œuvre, les tracés 550 peuvent être générés et/ou prévus pour être affichés par un ou plusieurs dispositifs ou systèmes informatiques, tels que le processeur 638 décrit dans la figure 6 et/ou le dispositif informatique 800 décrit dans la figure 8.
[0063] Comme représenté, les tracés 550 comprennent un tracé 555 associé à un paramètre de forage ROP, un tracé 560 d'un paramètre différentiel de flux (par exemple, un gain en débit tel que décrit ci-dessus dans l'équation (3)), un tracé 565 d'un paramètre WOB, un tracé 570 associé à un paramètre SPP, un tracé 575 associé à un paramètre RPM, un tracé 580 associé à un paramètre de couple, un tracé 585 associé à un paramètre de densité de circulation équivalente (ECD), un tracé 590 associé à un paramètre de l’exposant « d » (tel que décrit ci-dessus dans l'équation (1)), et un tracé 595 associé à un paramètre de gaz.
[0064] Dans l'exemple de la figure 5B, environ trente-cinq (35) minutes se sont écoulées entre une heure 551 correspondant au moment ou un à-coup a été détecté en utilisant le paramètre de l’exposant « d » et une heure ultérieure 552 à laquelle l'à-coup a été observé sur le terrain en utilisant certaines des pratiques traditionnelles susmentionnées. Le paramètre de l’exposant « d » illustré sur le tracé 590 a dévié au-delà d'une valeur seuil prédéterminée supérieure par rapport à une valeur attendue d'une tendance normale à l'heure 551, qui est détectée par les techniques de détection fiable et précoce d'à-coup décrites ici. Après l'heure 551, le paramètre WOB sur le tracé 565 a suivi la même tendance générale, et le paramètre différentiel de flux lié au gain en débit sur le tracé 560 a également suivi la même tendance générale. L'à-coup est détecté sur le terrain à l’heure 552 (~35 minutes après l’heure 551) au moins en partie sur la base de l’observation que le paramètre ROP sur le tracé 555 a sensiblement augmenté à l'heure 552 et/ou qu'une quantité de gaz détectée dans le puits de forage a sensiblement augmenté tel qu'indiqué sur le tracé 595 à l'heure 552.
- 19[0065] En plus des exemples précédents illustrés dans les figures 5A et 5B, le tableau suivant répertorie des exemples de données pour différentes opérations de forage dans des exemples de puits respectifs lorsque les techniques de détection fiable et précoce d'à-coup utilisant un paramètre de l’exposant « d » décrites ici (par exemple, le procédé 200) sont utilisées.
Tableau 1
| Numéro de puits | Survenance d’à- coup | Heure de détection sur le terrain | Heure EKD | Temps en avance (min) | Pourcentage d'amélioration |
| 1 | 01:06 | 01:16 | 01:09 | 7 | 70 % |
| 2 | 18:38 | 18:49 | 18:40 | 9 | 80% |
| 3 | 11:01 | 11:20 | 11:08 | 12 | 63 % |
| 4 | 00:13 | 00:19 | 00:15 | 4 | 50% |
[0066] Comme on peut le voir dans le tableau ci-dessus, les techniques de détection fiable et précoce d’à-coup appliquées dans les opérations de forage respectives pour les puits 1 à 4 offrent une amélioration d'au moins cinquante pour cent (50 %) entre une heure où un à-coup est détecté à l'aide des techniques de détection fiable et précoce d'à-coup et une heure ultérieure où l'à-coup est observé sur le terrain en utilisant un ou plusieurs autres paramètres de forage et/ou en fonction de l'expérience de l'opérateur humain sur le terram. Ainsi, de manière avantageuse, les techniques de détection fiable et précoce d'à-coup basées sur un paramètre de l’exposant « d » améliorent de manière significative une heure où un à-coup est détecté par rapport aux techniques de détection d'à-coup basées sur d'autres indicateurs d'à-coup.
[0067] La description suivante dans les figures 6 et 7 concerne des exemples d'un ensemble de forage et d’un ensemble de diagraphie pour un système de puits de pétrole ou de gaz donné, qui peuvent être utilisés pour mettre en œuvre les techniques de détection fiable et précoce d’àcoup décrites ci-dessus.
[0068] Les hydrocarbures pétroliers et gazeux peuvent être naturellement présents dans certaines formations souterraines. Dans l’industrie pétrolière et gazière, une formation souterraine contenant du pétrole, du gaz ou de l’eau est appelée réservoir. Un réservoir peut être situé sous terre ou en mer. Les réservoirs sont généralement situés dans la plage de profondeur allant de quelques centaines de pieds (réservoirs peu profonds) à quelques dizaines de milliers de pieds (réservoirs ultra-profonds). Afin de produire du pétrole ou du gaz, un puits de forage est foré dans un réservoir ou de manière adjacente à un réservoir. Le pétrole, le gaz ou l'eau produite à partir du puits de forage s'appelle un fluide de réservoir. Un système de puits de pétrole ou de gaz peut être situé à terre ou en mer.
-20[0069] La figure 6 illustre un exemple d'ensemble de forage 600 permettant de mettre en œuvre les procédés décrits ici. Il convient de noter que si la figure 6 représente de manière générale un ensemble de forage terrestre, l’homme du métier reconnaîtra facilement que les principes décrits ici sont également applicables aux opérations de forage sous-marines qui emploient des plateformes et des appareils flottants ou en mer, sans sortir du cadre de la divulgation.
[0070] Dans une ou plusieurs mises en œuvre, le procédé 200 et/ou le procédé 300 décrits cidessus commencent avant et/ou pendant que {'ensemble de forage 600 fore un puits de forage 616 pénétrant dans une formation souterraine 618. Il est compris, cependant, que tout traitement effectué dans le cadre du procédé 200 et/ou du procédé 300 par n'importe quel composant approprié décrit ici peut se produire seulement en haut de trou, seulement en fond de trou, ou au moins dans une partie des deux (c'est-à-dire, un traitement distribué). Comme illustré, l'ensemble de forage 600 peut comprendre une plateforme de forage 602 qui supporte un derrick 604 ayant une moufle mobile 606 pour élever et abaisser une colonne de forage 608. La colonne de forage 608 peut comprendre notamment une tige de forage et un tubage enroulé, qui sont généralement connus de l'homme du métier. Une tige d'entraînement 610 soutient la colonne de forage 608 lorsqu'elle est abaissée par l'intermédiaire dîme table de rotation 612. Un trépan de forage 614 est fixé à l'extrémité distale de la colonne de forage 608 et est entraîné soit par un moteur de fond de trou et/ou soit par la rotation de la colonne de forage 608 à partir de la surface de puits. Lorsque le trépan de forage 614 tourne, il crée le puits de forage 616 qui pénètre dans diverses formations souterraines 618.
[0071] Une pompe 620 (par exemple, une pompe à boue) fait circuler la boue de forage 622 à travers un tuyau d'alimentation 624 et vers la tige d'entraînement 610, qui achemine la boue de forage 622 en fond de trou vers l'intérieur de la colonne de forage 608 et à travers un ou plusieurs orifices dans le trépan de forage 614. La boue de forage 622 est ensuite recyclée vers la surface par {'intermédiaire d'un anneau 626 défini entre la colonne de forage 608 et les parois du puits de forage 616. A la surface, la boue de forage recyclée ou usée 622 sort de l'anneau 626 et peut être acheminée vers une ou plusieurs unités de traitement de fluide 628 par l'intermédiaire d’une ligne d'écoulement d’interconnexion 630. Après avoir traversé l’une ou plusieurs unités de traitement de fluide 628, une boue de forage « nettoyée » 622 est déposée dans un bassin de rétention situé à proximité 632 (c'est-à-dire, un bassin à boue). Bien qu’illustré comme étant disposées à la sortie du puits de forage 616 par l’intermédiaire de l'anneau 626, l'homme du métier comprendra aisément que l’une ou plusieurs unités de traitement de fluide 628 peuvent être disposées à tout autre emplacement dans l'ensemble de forage 600 pour faciliter son bon fonctionnement, sans sortir du cadre de la divulgation.
-21 [0072] Des produits chimiques, des fluides, des additifs et similaires peuvent être ajoutés à la boue de forage 622 par l'intermédiaire d'une trémie de mélange 634 couplée de manière communicante ou autrement en communication fluidique avec le bassin de rétention 632. La trémie de mélange 634 peut comprendre notamment des mélangeurs et un équipement de mélange associé connu de l'homme du métier. Dans d’autres mises en œuvre, cependant, les produits chimiques, les fluides, les additifs et similaires peuvent être ajoutés à la boue de forage 622 à tout autre emplacement dans l'ensemble de forage 600. Dans au moins une mise en œuvre, par exemple, il peut y avoir plusieurs bassins de rétention 632, tel que plusieurs bassins de rétention 632 en série. De plus, le bassin de rétention 632 peut être représentatif d'une ou de plusieurs installations et/ou d'unités de stockage de fluide où les produits chimiques, les fluides, les additifs et similaires peuvent être stockés, reconditionnés et/ou régulés jusqu'à ce qu'ils soient ajoutés à la boue de forage 622.
[0073] Le processeur 638 peut être une partie du matériel informatique utilisé pour mettre en œuvre les divers blocs, modules, éléments, composants, procédés et algorithmes illustratifs décrits ici. Le processeur 638 peut être configuré pour exécuter une ou plusieurs séquences d'instructions, positions de programmation ou code stocké sur un support non transitoire lisible par un ordinateur. Le processeur 638 peut être, par exemple, un microprocesseur à usage général, un microcontrôleur, un processeur de signal numérique, un circuit intégré spécifique à l'application, un réseau prédiffusé programmable par l'utilisateur, un réseau logique programmable, un contrôleur, une machine d'état, une logique commandée par porte, des composants matériels distincts, un réseau neuronal artificiel ou toute entité appropriée analogue qui peut effectuer des calculs ou d'autres manipulations de données. Dans certaines mises en œuvre, le matériel informatique peut en outre comprendre des éléments tels que, par exemple, une mémoire (par exemple, une mémoir e vive (RAM), une mémoire flash, une mémoire morte (ROM), une mémoire morte programmable (PROM), une mémoire morte programmable et effaçable (EPROM)), des registres, des disques durs, des disques amovibles, des CD-ROM, des DVD ou tout autre dispositif ou support de stockage approprié analogue.
[0074] Les séquences exécutables décrites ici peuvent êtr e mises en œuvre avec une ou plusieurs séquences de code contenu dans une mémoire. Dans certaines mises en œuvre, ce code peut être lu dans la mémoire à partir d'un autre support lisible par machine. L'exécution des séquences d'instructions contenues dans la mémoire peut amener un processeur 638 à exécuter les étapes de traitement décrites ici. Un ou plusieurs processeurs 638 dans un agencement multitraitement peuvent également être utilisés pour exécuter des séquences d'instructions dans la mémoire. En outre, des circuits câblés peuvent être utilisés à la place de, ou en combinaison avec des instructions logicielles pour mettre en œuvre diverses mises en œuvre décrites ici. Ainsi, les présentes mises en œuvre ne sont pas limitées à une quelconque combinaison spécifique de matériel et/ou de logiciel.
[0075] Tel qu'utilisé ici, un support lisible par machine se référera à tout support qui fournit directement ou indirectement des instructions au processeur 638 pour une exécution. Un support lisible par machine peut prendre plusieurs formes, y compris, par exemple, des supports non volatils, des supports volatils et des supports de transmission. Les supports non volatils peuvent comprendre, par exemple, des disques optiques et magnétiques. Les supports volatils peuvent comprendre, par exemple, une mémoire dynamique. Les supports de transmission peuvent comprendre, par exemple, des câbles coaxiaux, des fils, des fibres optiques et des fils qui forment un bus. Les formes courantes de supports lisibles par machine peuvent inclure, par exemple, des disquettes, des disques souples, des disques durs, des bandes magnétiques, d'autres supports magnétiques analogues, des CD-ROM, des DVD, d'autres supports optiques analogues, des cartes perforées, des bandes papier et des supports physiques analogues avec des trous à motifs, une RAM, une ROM, une PROM, une EPROM et une EPROM flash.
[0076] L'ensemble de forage 600 peut en outre comprendre un ensemble de fond de trou (BHA) couplé à la colonne de forage 608 près du trépan de forage 614. Le BHA peut comprendre divers outils de mesure de fond de trou tels que, mais sans s'y limiter, des outils de mesure en cours de forage (MWD) et de diagraphie en cours de forage (LWD), qui peuvent être configurés pour effectuer des mesures en fond de trou et/ou en haut de trou des formations souterraines environnantes 618. Le long de la colonne de forage 608, l'équipement de diagraphie en cours de forage (LWD) ou de mesure en cours de forage (MWD) 636 est inclus. Dans une ou plusieurs mises en œuvre, l'ensemble de forage 600 implique le forage du puits de forage 616 tandis que les mesures de diagraphie sont effectuées avec l'équipement LWD/MWD 636. Plus généralement, les procédés décrits ici impliquent l'introduction d'un outil de diagraphie dans le puits de forage qui est capable de déterminer des paramètres du puits de forage, y compris les propriétés mécaniques de la formation. L'outil de diagraphie peut être un outil de diagraphie LWD, un outil de diagraphie MWD, un outil de diagraphie à câble métallique, un outil de diagraphie à câble lisse, et similaires. En outre, il est entendu que tout traitement effectué par l'outil de diagraphie ne peut se produire que seulement en haut de trou, seulement en fond de trou, ou au moins dans une partie des deux (c'est-à-dire, un traitement distribué).
[0077] Selon la présente description, l'équipement LWD/MWD 636 peut comprendre un capteur acoustique stationnaire et un capteur acoustique mobile utilisés pour détecter l'écoulement de fluide s'écoulant dans et/ou de manière adjacente au puits de forage 616. Dans un exemple, le capteur acoustique stationnaire peut être agencé autour de l'axe longitudinal de l'équipement LWD/MWD 636, et, ainsi, du puits de forage 616 à un emplacement fixe
-23prédéterminé à l'intérieur du puits de forage 616. Le capteur acoustique mobile peut être agencé autour de l’axe longitudinal de l’équipement LWD/MWD 636 et, ainsi, du puits de forage 616, et est conçu pour se déplacer le long de l'axe longitudinal du puits de forage 616. Cependant, l’agencement du capteur acoustique stationnaire et du capteur acoustique mobile n'est pas limité à celui-ci et les capteurs acoustiques peuvent être agencés dans n’importe quelle configuration comme requis par l’application et la conception.
[0078] L’équipement LWD/MWD 636 peut transmettre les données mesurées à un processeur 638 à la surface câblé ou sans fil. La transmission des données est généralement illustrée à la ligne 640 pour démontrer le couplage transmissible entre le processeur 638 et l'équipement LWD/MWD 636 et n’indique pas nécessairement le chemin vers lequel la communication est réalisée. Le capteur acoustique stationnaire et le capteur acoustique mobile peuvent être couplés de manière communicante à la ligne 640 utilisée pour transférer des mesures et des signaux du BHA au processeur 638 qui traite les mesures acoustiques et les signaux reçus par des capteurs acoustiques (par exemple, capteur acoustique stationnaire, capteur acoustique mobile) et/ou commande le fonctionnement du BHA. Dans la technologie en question, l’équipement LWD/MWD 636 peut être capable d’enregistrer l’analyse de la formation souterraine 618 à proximité du puits de forage 616.
[0079] Dans certaines mises en œuvre, une partie du traitement peut être réalisée par un module de télémétrie (non représenté) en combinaison avec le processeur 638. Par exemple, le module de télémétrie peut prétraiter les signaux de capteur individuels (par exemple, par conditionnement de signal, filtrage et/ou annulation de bruit) et les transmettre à un système de traitement de données de surface (par exemple, le processeur 638) pour un traitement ultérieur. Il est à noter que tout traitement effectué par le module de télémétrie peut se produire seulement en haut de trou, seulement en fond de trou, ou au moins dans une partie des deux (c'est-à-dire, un traitement distribué).
[0080] Dans diverses mises en œuvre, les signaux acoustiques traités sont évalués conjointement avec les mesures d'autres capteurs (par exemple, les mesures de température et de pression de puits de surface) pour évaluer les conditions d’écoulement et l’intégrité globale du puits. Le module de télémétrie peut englober tout moyen de communication de fond de trou connu comprenant, sans limitation, un système de télémétrie à boue pulsée, un système de télémétrie acoustique, un système de communication câblé, un système de communication sans fil ou une quelconque combinaison de ceux-ci. Dans certaines mises en œuvre, certaines ou toutes les mesures prises par le capteur acoustique stationnaire et le capteur acoustique mobile peuvent également être stockées dans une mémoire associée aux capteurs acoustiques ou au
-24module de télémétrie pour la récupération ultérieure en surface lors de la rétraction de la colonne de forage 608.
[0081] La figure 7 illustre un ensemble de diagraphie 700 ayant un système de câble métallique approprié pour mettre en œuvre les procédés décrits ici. Comme illustré, une plateforme 710 peut être équipée d'un derrick 712 qui supporte un treuil 714. Les forages de puits de pétrole et de gaz, par exemple, sont couramment réalisés en utilisant un train de tiges de forage reliées entre elles de manière à former une colonne de forage qui est abaissée par {'intermédiaire d'une table de rotation 716 dans un puits de forage 718. Ici, il est supposé que la colonne de forage a été temporairement retirée du puits de forage 718 pour permettre à un outil de diagraphie 720 (et/ou à tout autre outil de câble métallique approprié) d’être abaissé par un câble métallique 722, un câble lisse, un tubage enroulé, un tuyau, un tracteur de fond de trou, un câble de diagraphie, et/ou toute autre structure physique ou tout moyen de transport approprié s'étendant en fond de trou depuis la surface dans le puits de forage 718. Typiquement, l'outil de diagraphie 720 est abaissé jusqu'à une région d'intérêt et ensuite tiré vers le haut à une vitesse sensiblement constante. Pendant le trajet vers le haut, les instruments inclus dans l'outil de diagraphie 720 peuvent être utilisés pour effectuer des mesures sur la formation souterraine 724 adjacente au puits de forage 718 lors du passage de l'outil de diagraphie 720. En outre, il est entendu que tout traitement effectué par l'outil de diagraphie 720 ne peut se produire que seulement en haut de trou, seulement en fond de trou, ou au moins dans une partie des deux (c'est-à-dire, un traitement distribué).
[0082] L'outil de diagraphie 720 peut comprendre un ou plusieurs instruments à câble métallique qui peuvent être suspendus dans le puits de forage 718 par le câble métallique 722. Le ou les instruments à câble métallique peuvent comprendre le capteur acoustique stationnaire et le capteur acoustique mobile, qui peuvent être couplés de manière communicante au câble métallique 722. Le câble métallique 722 peut comprendre des conducteurs pour transporter l'énergie vers l'instrument à câble métallique et également faciliter la communication entre la surface et l'instrument à câble métallique. L’outil de diagraphie 720 peut comprendre un composant mécanique pour provoquer le mouvement du capteur acoustique mobile. Dans certaines mises en œuvre, le composant mécanique peut devoir être étalonné pour fournir un mouvement mécanique plus précis lorsque le capteur acoustique en mouvement est repositionné le long de l’axe longitudinal du puits de forage 718.
[0083] Les capteurs acoustiques (par exemple, le capteur acoustique stationnaire, le capteur acoustique mobile) peuvent comprendre des capteurs électroniques, tels que des hydrophones, des capteurs piézoélectriques, des capteurs piézorésistifs, des capteurs électromagnétiques, des accéléromètres ou similaires. Dans d'autres mises en œuvre, les capteurs acoustiques peuvent
-25comprendre des capteurs à fibre optique, tels que des capteurs de points (par exemple, des réseaux de Bragg à fibres, etc.) répartis à des emplacements souhaités ou prédéterminés sur la longueur d'une fibre optique. Dans encore d'autres mises en œuvre, les capteurs acoustiques peuvent comprendre des capteurs acoustiques répartis, qui peuvent également utiliser des fibres optiques et permettre une mesure répartie de l'acoustique locale en un point donné quelconque le long de la fibre. Dans encore d'autres mises en œuvre, les capteurs acoustiques peuvent comprendre des accéléromètres optiques ou des hydrophones optiques qui ont des câblages à fibres optiques.
[0084] En plus ou en variante, dans un exemple (non explicitement illustré), les capteurs acoustiques peuvent être fixés ou encastrés à l’intérieur des une ou plusieurs colonnes de tubage recouvrant le puits de forage 718 et/ou la paroi du puits de forage 718 à une distance prédéterminée axialement espacée.
[0085] Une installation de diagraphie 728, représentée dans la figure 7 sous forme d'un camion, peut collecter des mesures des capteurs acoustiques (par exemple, le capteur acoustique stationnaire, le capteur acoustique mobile), et peut comprendre le processeur 638 pour commander, traiter, stocker et/ou visualiser les mesures recueillies par les capteurs acoustiques. Le processeur 638 peut être couplé de manière communicante à ou aux instruments à câble métallique au moyen du câble métallique 722. En variante, les mesures recueillies par l'outil de diagraphie 720 peuvent être transmises (câblées ou sans fil) ou délivrées physiquement à des installations de calcul hors site où les procédés et processus décrits ici peuvent être mis en œuvre.
[0086] La figure 8 illustre un diagramme schématique d'un ensemble de composants généraux d'un exemple de dispositif informatique 800. Dans cet exemple, le dispositif informatique 800 comprend un processeur 802 pour exécuter des instructions qui peuvent être stockées dans un dispositif ou un élément de mémoire 804. Le dispositif informatique 800 peut comprendre de nombreux types de mémoire, de stockage de données ou de support de stockage non transitoire lisible par ordinateur, tel qu'un premier stockage de données pour des instructions de programme à exécuter par le processeur 802, un stockage séparé pour des images ou des données, une mémoire amovible pour partager des informations avec d'autres dispositifs, etc. [0087] Le dispositif informatique 800 peut typiquement comprendre un certain type d’élément d'affichage 806, tel qu’un écran tactile ou un écran à cristaux liquides (LCD). Comme décrit, le dispositif informatique 800 comprendra dans de nombreux modes de réalisation au moins un élément d'entrée 810 capable de recevoir une entrée conventionnelle d'un utilisateur. Cette entrée conventionnelle peut comprendre, par exemple, un bouton poussoir, un pavé tactile, un écran tactile, une molette, une manette, un clavier, une souris, un pavé numérique ou tout
-26autre dispositif ou élément par lequel un utilisateur peut entrer une commande dans le dispositif. Dans certains modes de réalisation, cependant, le dispositif informatique 800 peut ne pas comprendre de boutons et ne peut être commandé que par une combinaison de commandes visuelles et audio, de sorte qu'un utilisateur peut commander le dispositif informatique 800 sans avoir à être en contact avec le dispositif informatique 800. Dans certains modes de réalisation, le dispositif informatique 800 de la figure 8 peut comprendre un ou plusieurs éléments d'interface réseau 808 pour communiquer sur divers réseaux, tels que des systèmes de communication WiFi, Bluetooth, RF, câblés ou sans fil. Le dispositif informatique 800 peut communiquer dans de nombreux modes de réalisation avec un réseau, tel qu'internet, et peut être capable de communiquer avec d'autres dispositifs informatiques de ce type.
[0088] Comme décrit ici, différentes approches peuvent être mises en œuvre dans divers environnements selon les modes de réalisation décrits. Par exemple, la figure 9 illustre un diagramme schématique d'un exemple d'environnement 900 pour la mise en œuvre d'aspects selon certaines mises en œuvre. Comme on le comprendra, bien qu'un environnement clientserveur soit utilisé à des fins d'explication, des environnements différents peuvent être utilisés, le cas échéant, pour mettre en œuvre divers modes de réalisation. Le système comprend un dispositif client électronique 902, qui peut comprendre n'importe quel dispositif approprié pouvant être utilisé pour envoyer et recevoir des demandes, des messages ou des informations sur un réseau approprié 904 et renvoyer des informations à un utilisateur du dispositif Des exemples de tels dispositifs client comprennent des ordinateurs personnels, des téléphones portables, des dispositifs de messagerie portables, des ordinateurs portables, des boîtiers décodeurs, des assistants de données personnelles, des lecteurs de livres électroniques et similaires.
[0089] Le réseau 904 peut comprendre n'importe quel réseau approprié, y compris un réseau intranet, Internet, cellulaire, un réseau local ou tout autre réseau ou combinaison de ceux-ci. Le réseau 904 pourrait être un réseau « push », un réseau « pull » ou une combinaison de ceux-ci. Dans un réseau « push », un ou plusieurs serveurs poussent des données vers le dispositif client. Dans un réseau « pull », un ou plusieurs serveurs envoient des données au dispositif client sur demande des données par le dispositif client. Les composants utilisés pour un tel système peuvent dépendre au moins en partie du type de réseau et/ou d'environnement sélectionné. Les protocoles et les composants pour communiquer par l'intermédiaire d'un tel réseau sont bien connus et ne seront pas décrits ici en détail. Le calcul sur le réseau 904 peut être activé par l'intermédiaire de connexions câblées ou sans fil et de combinaisons de celles-ci. Dans cet exemple, le réseau comprend Internet, car l'environnement comprend un serveur 906 pour recevoir des demandes et servir du contenu en réponse à cela, bien que pour d'autres réseaux, un
-27dispositif alternatif visant un objectif similaire puisse être utilisé, comme cela apparaîtrait évident pour l'homme du métier.
[0090] Le dispositif client 902 peut représenter l'outil de diagraphie 720 de la figure 7 et le serveur 906 peut représenter le processeur 638 de la figure 6 dans certaines mises en œuvre, ou le dispositif client 902 peut représenter le processeur 638 et le serveur 906 peut représenter les installations informatiques hors site dans d'autres mises en œuvre.
[0091] Le serveur 906 inclura typiquement un système d'exploitation qui fournit des instructions de programme exécutables pour l'administration générale et le fonctionnement général de ce serveur et inclura typiquement des instructions de stockage de support lisible par ordinateur qui, lorsqu'elles sont exécutées par un processeur du serveur, permettent au serveur d'exécuter ses fonctions prévues. Des mises en œuvre appropriées pour le système d'exploitation et la fonctionnalité générale des serveurs sont connues ou disponibles dans le commerce et sont facilement mises en œuvre par l'homme du métier, en particulier à la lumière de la présente divulgation.
[0092] L'environnement dans un mode de réalisation est un environnement informatique réparti utilisant plusieurs systèmes informatiques et composants qui sont interconnectés par {'intermédiaire de liaisons informatiques, en utilisant un ou plusieurs réseaux informatiques ou des connexions directes. Cependant, l'homme du métier appréciera qu'un tel système puisse fonctionner aussi bien dans un système ayant un nombre de composants inférieur ou supérieur à celui illustré sur la figure 9. Amsi, la représentation de l'environnement 900 sur la figure 9 doit être considérée comme étant de nature illustrative et ne limitant pas la portée de la description. [0093] Les supports de stockage et autres supports non transitoires lisibles par ordinateur destinés à contenir du code, ou des parties de code, peuvent comprendre n'importe quel support de stockage approprié utilisé dans l'état de la technique, tel que, mais sans s'y limiter, des supports volatils et non volatils, amovibles et non amovibles mis en œuvre dans tout procédé ou toute technologie de stockage d'informations telles que des instructions lisibles par ordinateur, des structures de données, des modules de programme ou d'autres domiées, y compris une RAM, une ROM, une EEPROM, une mémoire flash ou autre technologie de mémoire, un CD-ROM, un disque numérique polyvalent (DVD) ou un autre stockage optique, des cassettes magnétiques, une bande magnétique, un stockage sur disque magnétique ou d'autres dispositifs de stockage magnétique, ou tout autre support pouvant être utilisé pour stocker les informations souhaitées et auquel un dispositif de système peut accéder. Sur la base de la description et des enseignements fournis ici, l'homme du métier sera conscient d'autres moyens et/ou procédés pour mettre en œuvre les diverses mises en œuvre.
Considérations supplémentaires
-28[0094] Divers exemples d'aspects de la description sont décrits ci-dessous en tant que clauses pour plus de commodité. Les procédés de tout paragraphe précédent, seuls ou en combinaison, peuvent en outre inclure les clauses suivantes. Elles sont fournies à titre d’exemple et ne limitent pas la technologie de l'invention.
[0095] Clause 1. Un procédé comprenant : la réception de données de forage en temps réel comprenant une pluralité de paramètres de forage différents mesurés au cours d'une opération de forage ; le calcul d'un paramètre de détection d'à-coup au moins en partie sur la base de la pluralité de paramètres de forage différents ; la détection de la survenance d'un à-coup au cours de l’opération de forage lorsque le paramètre de détection d'à-coup s'écarte d'une tendance formée par les paramètres de détection d'à-coup calculés précédemment ; et l'activation d'une alarme au cours de l'opération de forage en réponse à la détection de la survenance de l'à-coup pour favoriser l'empêchement d'une éruption.
[0096] Clause 2. Le procédé selon la clause 1, dans lequel la pluralité de paramètres de forage différents comprend au moins un paramètre parmi un paramètre de vitesse de pénétration (ROP), un paramètre de poids sur trépan (WOB), un paramètre de tours par minute (RPM) de colonne de forage, ou un diamètre d'un trépan de forage utilisé dans l'opération de forage, et le paramètre de détection d'à-coup comprend un paramètre de l’exposant « d ».
[0097] Clause 3 Le procédé selon la clause 1, comprenant en outre : le calcul d'un paramètre de détection d'à-coup attendu basé au moins en partie sur la tendance formée par les paramètres de détection d'à-coup calculés précédemment ; et la détermination du fait que le paramètre de détection d'à-coup s'écarte de la tendance lorsque le paramètre de détection d'àcoup s'écarte du paramètre de détection d'à-coup attendu d'une quantité seuil prédéterminée. [0098] Clause 4 Le procédé selon la clause 1, comprenant en outre : la détermination de valeurs d'un paramètre de gain en débit sur la base des données de forage en temps réel reçues, le paramètre de gain en débit étant basé au moins en partie sur un débit entrant, un débit sortant, un paramètre de pression de colonne montante (SPP) et une compressibilité de la boue de forage ; la détermination d'un gradient des valeurs du paramètre de gain en débit ; et la détermination du fait qu'une modification du gradient est supérieure ou non à une valeur seuil indiquant une augmentation soudaine du paramètre de gain en débit.
[0099] Clause 5 Le procédé selon la clause 4, comprenant en outre : la vérification de la survenance de l'à-coup au cours de l’opération de forage sur la base du paramètre de détection d'à-coup s'écartant de la tendance et du changement de gradient supérieur à la valeur seuil.
[0100] Clause 6. Le procédé selon la clause 1, comprenant en outre : la désactivation d'une colonne de forage pour mettre fin à l'opération de forage en réponse à l'activation de l'alarme.
-29[0101] Clause 7. Le procédé selon la clause 6, dans lequel la désactivation de la colonne de forage pour mettre fin à l'opération de forage comprend en outre : le lancement d'un procédé de désactivation pour la colonne de forage, le procédé de désactivation étant exécuté après qu'un laps de temps prédéterminé s'est écoulé sans recevoir d'entrée utilisateur après l'activation de l'alarme.
[0102] Clause 8. Le procédé selon la clause 1, dans lequel la réception de données de forage en temps réel est une réponse à la détermination du fait que l’opération de forage est en cours, basée au moins en partie sur la détermination du fait qu'au moins une pompe d'un ensemble de forage est active et qu'une profondeur d'un trépan de forage augmente.
[0103] Clause 9. Le procédé selon la clause 1, dans lequel les données de forage en temps réel reçues sont fournies par un outil de diagraphie ou d'autres capteurs installés sur un système de forage.
[0104] Clause 10. Le procédé selon la clause 1, comprenant en outre : en réponse à la détermination du fait que le paramètre de détection d'à-coup ne dévie pas de la tendance formée par les paramètres de détection d'à-coup calculés précédemment, la réception de secondes données de forage en temps réel, les secondes données de forage en temps réel étant mesurées sur une période de temps ultérieure pour l'opération de forage ; et la détermination de valeurs particulières du paramètre de détection d'à-coup au cours de la période de temps suivante sur la base des secondes données de forage en temps réel reçues.
[0105] Clause 11. Un système comprenant : un processeur ; et un dispositif de mémoire comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par le processeur, amènent le processeur à : recevoir des données de forage en temps réel comprenant une pluralité de paramètres de forage différents mesurés au cours d'une opération de forage ; calculer un paramètre de détection d'à-coup au moins en partie sur la base de la pluralité de paramètres de forage différents ; détecter la survenance d'un à-coup au cours de l’opération de forage lorsque le paramètre de détection d'à-coup s'écarte d'une tendance formée par les paramètres de détection d'à-coup calculés précédemment ; et activer une alarme au cours de l'opération de forage en réponse à la détection de la survenance de l'à-coup.
[0106] Clause 12. Le système selon la clause 11, dans lequel la pluralité de paramètres de forage différents comprend au moins un paramètre parmi un paramètre de vitesse de pénétration (ROP), un paramètre de poids sur trépan (WOB), un paramètre de tours par minute (RPM) de colonne de forage, ou un diamètre d'un trépan de forage utilisé dans l'opération de forage, et le paramètre de détection d'à-coup comprend un paramètre de l’exposant « d ».
[0107] Clause 13. Le système selon la clause 11, dans lequel les instructions amènent en outre le processeur à : calculer un paramètre de détection d'à-coup attendu au moins en partie sur
- 30la base de la tendance formée par les paramètres de détection d'à-coup calculés précédemment ; et déterminer que le paramètre de détection d'à-coup s'écarte de la tendance lorsque le paramètre de détection d'à-coup s'écarte du paramètre de détection d'à-coup attendu d'une quantité seuil prédéterminée.
[0108] Clause 14. Le système selon la clause 11, dans lequel les instructions amènent en outre le processeur à : déterminer des valeurs d'un paramètre de gain en débit sur la base des données de forage en temps réel reçues, le paramètre de gain en débit étant basé au moins en partie sur un débit entrant, un débit sortant, un paramètre de pression de colonne montante (SPP) et une compressibilité de la boue de forage ; déterminer un gradient des valeurs du paramètre de gain en débit ; et déterminer si une modification du gradient est supérieure à une valeur seuil indiquant une augmentation soudaine du paramètre de gain en débit.
[0109] Clause 15. Le système selon la clause 14, dans lequel les instructions amènent en outre le processeur à : vérifier la survenance de l'à-coup au cours de l'opération de forage sur la base du paramètre de détection d'à-coup s'écartant de la tendance et du changement de gradient supérieur à la valeur seuil.
[0110] Clause 16. Le système selon la clause 11, dans lequel les instructions amènent en outre le processeur à : désactiver une colonne de forage pour mettre fin à l'opération de forage en réponse à l'activation de l'alarme.
[0111] Clause 17. Le système selon la clause 16, dans lequel la désactivation de la colonne de forage pour mettre fin à l'opération de forage amène en outre le processeur à : lancer un procédé de désactivation pour la colonne de forage, le procédé de désactivation étant exécuté après qu'un laps de temps prédéterminé s'est écoulé sans recevoir d'entrée utilisateur.
[0112] Clause 18. Le système selon la clause 11, dans lequel la réception de données de forage en temps réel est une réponse à la détermination du fait que l'opération de forage est en cours, basée au moins en partie sur la détermination du fait qu'au moins une pompe d’un ensemble de forage est active et qu'une profondeur d'un trépan de forage augmente.
[0113] Clause 19. Le système selon la clause 11, dans lequel les données de forage en temps réel reçues sont fournies par un outil de diagraphie ou d'autres capteurs installés sur un système de forage.
[0114] Clause 20. Un support non transitoire lisible par ordinateur comprenant des instructions stockées sur celui-ci qui, lorsqu'elles sont exécutées par au moins un dispositif informatique, amènent Tau moins un dispositif informatique à effectuer des opérations comprenant : la réception de données de forage en temps réel, les données de forage en temps réel étant mesurées sur une période de temps au cours d'une opération de forage effectuée par une plateforme de forage et un ou plusieurs outils de mesure ; la détermination de valeurs d'un
- 31 paramètre de détection d'à-coup sur la période de temps sur la base des données de forage en temps réel reçues, dans lequel le paramètre de détection d'à-coup est déterminé à partir d'une pluralité de valeurs de paramètres de forage différentes des données de forage en temps réel ; la détermination d'une tendance normale sur la base des valeurs du paramètre de détection d'à-coup sur la période de temps ; la détermination du fait que les valeurs ultérieures du paramètre de détection d'à-coup s'écartent ou non de la tendance normale, les valeurs ultérieures du paramètre de détection d'à-coup étant mesurées pendant une période de temps ultérieure après la période de temps ; la détection d'une survenance d'un à-coup pendant l'opération de forage lorsque les valeurs du paramètre de détection d'à-coup s'écartent de la tendance normale ; et l'activation d'une alarme pendant l'opération de forage en réponse à la survenance détectée de l'à-coup, l'alarme indiquant la survenance détectée de l'à-coup pendant l'opération de forage effectuée par la colonne de forage.
[0115] [0116] Les titres et les sous-titres, le cas échéant, sont utilisés uniquement pour des raisons de commodité et ne limitent pas l'invention. Le mot exemple est utilisé pour désigner un exemple ou une illustration. Dans la mesure où le terme comprendre, avoir, ou similaires est utilisé, ce terme est destiné à être inclusif d'une manière semblable au terme comprendre, de la même manière que comprendre est interprété lorsqu’il est utilisé comme un mot de transition dans une revendication. Des termes relationnels tels que premier et second et similaires peuvent être utilisés pour distinguer une entité ou une action d'une autre sans nécessairement exiger ou impliquer une relation ou un ordre réel entre de telles entités ou actions.
[0117] Les expressions telles qu'un aspect, l'aspect, un autre aspect, certains aspects, un ou plusieurs aspects, une mise en œuvre, la mise en œuvre, une autre mise en œuvre, certaines mises en œuvre, une ou plusieurs mises en œuvre, un mode de réalisation, le mode de réalisation, un autre mode de réalisation, certains modes de réalisation, un ou plusieurs modes de réalisation, une configuration, la configuration, une autre configuration, certaines configurations, une ou plusieurs configurations, la technologie de l’invention, la description, la présente description, d'autres variantes et similaires sont utilisés pour des raisons de commodité et n'impliquent pas qu'une description relative à cette ou à ces expressions est essentielle à la technologie de l'invention ou que cette description s'applique à toutes les configurations de la technologie de l'invention. Une description relative à une ou plusieurs expressions peut s'appliquer à toutes les configurations ou à une ou plusieurs configurations. Une description relative à une ou plusieurs expressions peut fournir un ou plusieurs exemples. Une expression telle qu'un aspect ou certains aspects peut faire référence à un ou plusieurs aspects et vice versa, et cela s'applique de manière semblable aux autres expressions précédentes.
- 32[0118] L'expression « au moins l’un de » précédant une série d’éléments, avec les termes « et » ou « ou » pour séparer l'un quelconque des éléments, modifie la liste dans son ensemble, plutôt que chaque partie de la liste. L'expression « au moins l’un de » ne nécessite pas la sélection d'au moins un élément ; au contrair e, l'expression permet une signification qui comprend au moins l'un quelconque des éléments, et/ou au moins l’une de riimporte quelle combinaison des éléments, et/ou au moins l'un de chacun des éléments. A titre d’exemple, chacune des expressions « au moins l'un de A, B et C » ou « au moins l'un de A, B ou C » désigne uniquement A, uniquement B, ou uniquement C ; toute combinaison de A, B et C ; et/ou au moins l'un de chacun de A, B et C.
[0119] Il est entendu que l'ordre ou la hiérarchie spécifique des étapes, des opérations ou des procédés décrits est une illustration d'exemples d'approches. Sauf indication contraire, il est entendu que l'ordre ou la hiérarchie spécifique des étapes, des opérations ou des procédés peut être exécuté dans un ordre différent. Certaines étapes, certaines opérations ou certains procédés peuvent être exécutés simultanément. Les revendications de procédé associées, le cas échant, présentent des éléments des diverses étapes, opérations ou procédés dans un ordre d'échantillonnage, et ne sont pas destinées à être limitées à l'ordre ou à la hiérarchie spécifique présentée. Ceux-ci peuvent être effectués en série, linéairement, en parallèle ou dans un ordre différent. Il faut comprendre que les instructions, opérations et systèmes décrits peuvent généralement être intégrés ensemble dans un seul produit logiciel/matériel ou conditionnés dans plusieurs produits logiciels/matériels.
[0120] Dans un aspect, un terme couplé ou similaire peut se référer à un couplage direct. Dans un autre aspect, un terme couplé ou similaire peut se référer à un couplage indirect.
[0121] Les termes tels que haut, bas, avant, arrière, latéral, horizontal, vertical et similaires se réfèrent à un cadre de référence arbitraire, plutôt qu'au cadre de référence gravitationnel ordinaire. Ainsi, un tel terme peut s'étendre vers le haut, vers le bas, en diagonale ou horizontalement dans un cadre de référence gravitationnel.
[0122] La description est fournie pour permettre à l’homme du métier de mettre en pratique les divers aspects décrits ici. Dans certains cas, des structures et des composants bien connus sont représentés sous la forme d'un schéma fonctionnel afin d’éviter d’obscurcir les concepts de la technologie de l'invention. La description fournit divers exemples de la technologie de l'invention, et la technologie en question ne se limite pas à ces exemples. Diverses modifications de ces aspects seront évidentes pour l'homme du métier, et les principes décrits ici peuvent être appliqués à d'autres aspects.
[0123]
- 33 [0124] Le titre, l'arrière-plan, une brève description des dessins, l'abrégé et les dessins sont incorporés dans la description et sont fournis à titre d'exemples illustratifs de la description, et non sous forme de descriptions restrictives. Il va de soi qu'ils ne seront pas utilisés pour limiter la portée ou la signification des revendications. De plus, dans la description détaillée, on peut voir que la description fournit des exemples illustratifs et que les diverses caractéristiques sont regroupées dans diverses mises en œuvre dans le but de simplifier la description. Le procédé de description ne doit pas être interprété comme traduisant une intention que l'objet revendiqué exige plus de caractéristiques que celles qui sont expressément énoncées dans chaque revendication. Au contraire, comme les revendications le reflètent, l'objet de l'invention réside en moins de toutes les caractéristiques d'une seule configuration ou opération décrite. Les revendications sont par la présente incorporées dans la description détaillée, chaque revendication étant considérée comme un objet revendiqué séparément.
[0125] Les revendications ne sont pas destinées à être limitées aux aspects décrits ici, mais doivent se voir accorder toute la portée compatible avec les revendications linguistiques et englober tous les équivalents légaux. Néanmoins, aucune des revendications ne vise à couvrir un objet qui ne satisfait pas aux exigences de la loi sur les brevets applicable, et ne doit pas non plus être interprétée de cette manière.
Claims (14)
1. Procédé de détection d'à-coup comprenant :
la réception de données de forage en temps réel comprenant une pluralité de paramètres de forage différents mesurés au cours d'une opération de forage ;
le calcul d'un paramètre de détection d'à-coup au moins en partie sur la base de la pluralité de paramètres de forage différents ;
la détection d'une survenance d’un à-coup au cours de l'opération de forage lorsque le paramètre de détection d'à-coup s’écarte d'une tendance formée par les paramètres de détection d'à-coup calculés précédemment ; et l'activation d'une alarme au cours de l'opération de forage en réponse à la détection de la survenance de l'à-coup pour favoriser l’empêchement d'une éruption.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la pluralité de paramètres de forage différents comprend au moins un paramètre parmi un paramètre de vitesse de pénétration (ROP), un paramètre de poids sur trépan (WOB), un paramètre de tours par minute (RPM) de colonne de forage, ou un diamètre d'un trépan de forage utilisé dans l'opération de forage, et le paramètre de détection d'à-coup comprend un paramètre de l’exposant « d ».
3. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre :
le calcul d’un paramètre de détection d'à-coup attendu basé au moins en partie sur la tendance formée par les paramètres de détection d'à-coup calculés précédemment ; et la détermination du fait que le paramètre de détection d'à-coup s'écarte de la tendance lorsque le paramètre de détection d'à-coup s'écarte du paramètre de détection d'à-coup attendu d'une quantité seuil prédéterminée.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre :
la détermination de valeurs d'un paramètre de gain en débit sur la base des données de forage en temps réel reçues, le paramètre de gain en débit étant basé au moins en partie sur un débit entrant, un débit sortant, un paramètre de pression de colonne montante (SPP) et une compressibilité de la boue de forage ;
- 35la détermination d'un gradient des valeurs du paramètre de gain en débit ; et la détermination du fait qu'une modification du gradient est supérieure ou non à une valeur seuil indiquant une augmentation soudaine du paramètre de gain en débit, et éventuellement la vérification de la survenance de l'à-coup au cours de l'opération de forage sur la base du paramètre de détection d'à-coup s'écartant de la tendance et du changement de gradient supérieur à la valeur seuil.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre : la désactivation d'une colonne de forage pour mettre fin à l'opération de forage en réponse à l'activation de l'alarme, et éventuellement dans lequel la désactivation de la colonne de forage pour mettre fin à l'opération de forage comprend en outre :
le lancement d'un procédé de désactivation pour la colonne de forage, le procédé de désactivation étant exécuté après qu'un laps de temps prédéterminé s'est écoulé sans recevoir d'entrée utilisateur après l'activation de l'alarme.
6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la réception de données de forage en temps réel est une réponse à la détermination du fait que l'opération de forage est en cours, basée au moins en partie sur la détermination du fait qu'au moins une pompe d'un ensemble de forage est active et qu'une profondeur d'un trépan de forage augmente, et/ou dans lequel les données de forage en temps réel reçues sont fournies par un outil de diagraphie ou d'autres capteurs installés sur un système de forage.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre : en réponse à la détermination du fait que le paramètre de détection d’à-coup ne dévie pas de la tendance formée par les paramètres de détection d'à-coup calculés précédemment, la réception de secondes données de forage en temps réel, les secondes données de forage en temps réel étant mesurées sur une période de temps ultérieure pour l'opération de forage ; et la détermination de valeurs particulières du paramètre de détection d'à-coup au cours de la période de temps suivante sur la base des secondes données de forage en temps réel reçues.
8. Système de détection d'à-coup comprenant : un processeur ; et un dispositif de mémoire comprenant des instructions qui, lorsqu'elles sont exécutées par le processeur, amènent le processeur à :
- 36recevoir des données de forage en temps réel comprenant une pluralité de paramètres de forage différents mesurés au cours d'une opération de forage ;
calculer un paramètre de détection d'à-coup au moins en partie sur la base de la pluralité de paramètres de forage différents ;
détecter une survenance d’un à-coup au cours de l'opération de forage lorsque le paramètre de détection d'à-coup s'écarte d'une tendance formée par les paramètres de détection d'à-coup calculés précédemment ; et activer une alarme au cours de l'opération de forage en réponse à la détection de la survenance de l'à-coup.
9. Système selon la revendication 8, dans lequel la pluralité de paramètres de forage différents comprend au moins un paramètre parmi un paramètre de vitesse de pénétration (ROP), un paramètre de poids sur trépan (WOB), un paramètre de tours par minute (RPM) de colonne de forage, ou un diamètre d'un trépan de forage utilisé dans l'opération de forage, et le paramètre de détection d'à-coup comprend un paramètre de l’exposant « d ».
10. Système selon la revendication 8 ou la revendication 9, dans lequel les instructions amènent en outre le processeur à :
calculer un paramètre de détection d'à-coup attendu basé au moins en partie sur la tendance formée par les paramètres de détection d'à-coup calculés précédemment ; et déterminer que le paramètre de détection d'à-coup s'écarte de la tendance lorsque le paramètre de détection d'à-coup s'écarte du paramètre de détection d'à-coup attendu d'une quantité seuil prédéterminée.
11. Système selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel les instructions amènent en outre le processeur à :
déterminer des valeurs d'un paramètre de gain en débit sur la base des données de forage en temps réel reçues, le paramètre de gain en débit étant basé au moins en partie sur un débit entrant, un débit sortant, un paramètre de pression de colonne montante (SPP) et une compressibilité de la boue de forage ;
déterminer un gradient des valeurs du paramètre de gain en débit ; et déterminer si une modification du gradient est supérieure à une valeur seuil indiquant une augmentation soudaine du paramètre de gain en débit, et éventuellement dans lequel les instructions amènent en outre le processeur à :
- 37vérifier la sunenance de l'à-coup au cours de l'opération de forage sur la base du paramètre de détection du coup s'écartant de la tendance et du changement de gradient supérieur à la valeur seuil.
12. Système selon l’une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel les instructions amènent en outre le processeur à :
désactiver une colonne de forage pour mettre fin à l'opération de forage en réponse à l'activation de l'alarme, et éventuellement dans lequel la désactivation de la colonne de forage pour mettre fin à l'opération de forage amène en outre le processeur à :
lancer un procédé de désactivation pour la colonne de forage, le procédé de désactivation étant exécuté après qu’un laps de temps prédéterminé s'est écoulé sans recevoir d'entrée utilisateur.
13. Système selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, dans lequel la réception de données de forage en temps réel est une réponse à la détermination du fait que l'opération de forage est en cours, basée au moins en partie sur la détermination du fait qu'au moins une pompe d'un ensemble de forage est active et qu'une profondeur d'un trépan de forage augmente, et/ou dans lequel les données de forage en temps réel reçues sont fournies par un outil de diagraphie ou d'autres capteurs installés sur un système de forage.
14. Support non transitoire lisible par ordinateur comprenant des instructions stockées dans celui-ci qui, lorsqu’elles sont exécutées par au moins un dispositif informatique, amènent Tau moins un dispositif informatique à effectuer des opérations comprenant :
la réception de données de forage en temps réel, les données de forage en temps réel étant mesurées sur une période de temps au cours d'une opération de forage effectuée par une plateforme de forage et un ou plusieurs outils de mesure ;
la détermination de valeurs d’un paramètre de détection d'à-coup au cours de la période de temps sur la base des données de forage en temps réel reçues, dans lequel le paramètre de détection d'à-coup est déterminé à partir d'une pluralité de valeurs de paramètres de forage différentes des données de forage en temps réel ;
la détermination d’une tendance normale sur la base des valeurs du paramètre de détection d'à-coup au cours de la période de temps ;
la détermination du fait que les valeurs ultérieures du paramètre de détection d'à-coup s'écartent ou non de la tendance normale, les valeurs ultérieures du paramètre de détection d'àcoup étant mesurées pendant une période de temps ultérieure après la période de temps ;
- 38la détection d'une survenance d'un à-coup au cours de l'opération de forage lorsque les valeurs du paramètre de détection d'à-coup s'écartent de la tendance normale ; et l'activation d'une alarme au cours de l'opération de forage en réponse à la survenance détectée de l’à-coup, l'alarme indiquant la survenance détectée de l'à-coup au cours de l'opération de forage effectuée par la colonne de forage.
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