KR20210013721A - Method and apparatus for early detection of kick - Google Patents

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KR20210013721A
KR20210013721A KR1020207037301A KR20207037301A KR20210013721A KR 20210013721 A KR20210013721 A KR 20210013721A KR 1020207037301 A KR1020207037301 A KR 1020207037301A KR 20207037301 A KR20207037301 A KR 20207037301A KR 20210013721 A KR20210013721 A KR 20210013721A
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drilling
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outflow rate
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강 쳉
얀 메이
웨이후아 상
신 큐
샤오양 웨이
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하이드릴 유에스에이 디스트리뷰션 엘엘씨
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Abstract

시추 유체 루프를 구비한 시추 시스템에서 조기 킥 검출을 위한 방법은: 시추 유체의 유입 속도 및 유출 속도를 수집하는 단계; 유출 속도를 보정하여 시추 유체의 보정된 유출 속도를 획득하는 단계; 시추 유체의 유입 속도와 보정된 유출 속도 간의 유속 차를 결정하는 단계; 및 유속 차에 기초하여 킥을 식별하는 단계를 포함한다. 시추 유체 루프를 구비한 시추 시스템에서 조기 킥 검출을 위한 장치(1)가 또한 개시된다.A method for early kick detection in a drilling system with a drilling fluid loop comprises: collecting the inflow and outflow rates of the drilling fluid; Correcting the outflow rate to obtain a corrected outflow rate of the drilling fluid; Determining a difference in flow rate between the inflow rate of the drilling fluid and the corrected outflow rate; And identifying the kick based on the difference in flow velocity. An apparatus 1 for early kick detection in a drilling system with a drilling fluid loop is also disclosed.

Description

킥의 조기 검출을 위한 방법 및 장치Method and apparatus for early detection of kick

본 개시내용의 실시예들은 일반적으로 시추 유체 루프를 구비한 시추 시스템에서의 조기 킥 검출을 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.Embodiments of the present disclosure generally relate to a method and apparatus for early kick detection in a drilling system with a drilling fluid loop.

시추 동작 동안, 고압의 가스, 오일 또는 기타 유정 유체들이 시추된 지층으로부터 시추 공정 동안 생성되는 유정구(wellbore) 안으로 흘러 들어갈 수 있다. 지층으로부터 유정구로의 계획되지 않은 유입은 산업계에서는 "킥(kick)"으로 지칭되며, 예측불가능한 순간에 일어날 수 있다. "킥"이 즉시 제어되지 않으면, 유정 및 유정 내의 장비가 손상될 것이다. 현재, 코리올리스(Coriolis), EM 또는 도플러 측정기(Doppler meter)와 같은 특정 상업적 측정기가 상향공 환경에서의 유입 및 유출 측정에 사용될 수 있거나; 또는 유입과 유출 사이의 차이를 이용하여 킥을 검출하는데, 그 차이는 더 많은 정보를 수집하고 더 복잡한 모델을 구축하여 가능한 많이 하향공 환경에서 측정된 유출을 보정함으로써 획득된다.During drilling operations, high pressure gases, oils or other oil well fluids may flow from the drilled formation into wellbore that are created during the drilling process. Unplanned inflows from the formation into the wells are referred to in industry as "kicks" and can occur at unpredictable moments. If the "kick" is not immediately controlled, the well and equipment within the well will be damaged. Currently, certain commercial meters such as Coriolis, EM or Doppler meters may be used for inflow and outflow measurements in upholstered environments; Alternatively, the difference between the inflow and outflow is used to detect the kick, which is obtained by collecting more information and building a more complex model to correct the outflow measured in the downhole environment as much as possible.

따라서, 적어도 간단한 구성, 높은 신뢰성 및 효율성을 갖는 조기 킥 검출을 위한 방법 및 장치가 제공될 수 있다면 바람직할 것이다.Therefore, it would be desirable if a method and apparatus for early kick detection with at least a simple configuration, high reliability and efficiency could be provided.

본 명세서에 개시된 일 실시예에 따라, 시추 유체 루프를 구비한 시추 시스템에서의 조기 킥 검출을 위한 방법이 제공된다. 방법은 시추 유체의 유입 속도 및 유출 속도를 수집하는 단계; 유출 속도를 보정하여 시추 유체의 보정된 유출 속도를 획득하는 단계; 시추 유체의 유입 속도와 보정된 유출 속도 간의 유속의 차이를 결정하는 단계; 및 유속 차에 기초하여 킥을 식별하는 단계를 포함한다.In accordance with one embodiment disclosed herein, a method for early kick detection in a drilling system with a drilling fluid loop is provided. The method includes collecting the inlet and outlet rates of the drilling fluid; Correcting the outflow rate to obtain a corrected outflow rate of the drilling fluid; Determining a difference in flow rate between the inflow rate of the drilling fluid and the corrected outflow rate; And identifying the kick based on the difference in flow velocity.

본 명세서에 개시된 다른 실시예에 따라, 시추 유체 루프를 구비한 시추 시스템에서 조기 킥 검출을 위한 장치가 제공된다. 장치는 시추 유체 루프의 육상 입력 유동 섹션에 위치설정된, 시추 유체의 유입 속도를 검출하기 위한 제1 센서; 시추 유체 루프의 해저 반환 유동 섹션에 위치설정된, 시추 유체의 유출 속도를 검출하기 위한 제2 센서; 및 제1 센서 및 제2 센서와 통신되는 제어기를 포함한다. 제어기는 시추 유체의 유입 속도 및 유출 속도를 수집하도록 구성된 파라미터 수집 유닛; 유출 속도를 보정하여 시추 유체의 보정된 유출 속도를 획득하고 시추 유체의 유입 속도와 보정된 유출 속도 간의 유속 차를 결정하도록 구성된 계산 유닛; 및 유속 차에 기초하여 킥을 식별하도록 구성된 킥 검출 유닛을 포함한다.According to another embodiment disclosed herein, an apparatus for early kick detection in a drilling system with a drilling fluid loop is provided. The apparatus includes a first sensor for detecting an inlet velocity of drilling fluid, positioned in the onshore input flow section of the drilling fluid loop; A second sensor for detecting an outflow velocity of the drilling fluid, positioned in the subsea return flow section of the drilling fluid loop; And a controller in communication with the first sensor and the second sensor. The controller comprises: a parameter collecting unit configured to collect an inlet velocity and an outlet velocity of the drilling fluid; A calculation unit configured to correct the outflow rate to obtain a corrected outflow rate of the drilling fluid and determine a flow rate difference between the inflow rate of the drilling fluid and the corrected outflow rate; And a kick detection unit configured to identify the kick based on the difference in flow velocity.

도면 전체에 걸쳐 동일한 부호가 동일한 부분을 나타내는 첨부 도면들을 참조하여 하기 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 읽으면 본 개시내용의 이들 및 다른 특징부들 및 양태들은 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 시추 유체 루프를 구비한 시추 시스템에서의 조기 킥 검출을 위한 장치의 개략도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 시추 유체 루프를 구비한 시추 시스템에서의 킥의 조기 검출을 위한 방법의 흐름도이다.These and other features and aspects of the present disclosure will be better understood upon reading the detailed description for carrying out the following invention with reference to the accompanying drawings in which like numerals indicate like parts throughout the drawings.
1 is a schematic diagram of an apparatus for early kick detection in a drilling system with a drilling fluid loop according to an embodiment.
2 is a flow chart of a method for early detection of a kick in a drilling system with a drilling fluid loop according to an embodiment.

다른 방식으로 정의되지 않는 한, 본 명세서에 사용되는 기술 및 과학 용어들은 본 개시내용이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 용어 부정관사("a" 및 "an")는 양의 제한을 나타내지 않고, 오히려 언급된 항목들 중 적어도 하나의 존재를 나타낸다. 본 명세서에서 "포함하는(including)", "포함하는(comprising)" 또는 "갖는(having)" 및 이들의 변형들은 이후 열거되는 항목들 및 그의 등가물뿐만 아니라 추가 항목들을 포함하도록 의미한다.Unless otherwise defined, technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this disclosure belongs. The terms "a" and "an" do not denote a limitation of quantity, but rather the presence of at least one of the recited items. In this specification, “including”, “comprising” or “having” and variations thereof are meant to include the items listed hereinafter and equivalents thereof, as well as additional items.

"유체"는 가스, 액체, 에멀전, 슬러리, 및/또는 액체 유동과 유사한 유동 특성을 갖는 고체 입자들의 스트림일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다. "유체 압력"은 지층 내의 유체에 의해 생성되는 압력이다.A “fluid” may be, but is not limited to, a gas, a liquid, an emulsion, a slurry, and/or a stream of solid particles having flow properties similar to liquid flow. "Fluid pressure" is the pressure created by the fluid within the formation.

도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 시추 유체 루프를 구비한 시추 시스템에서의 킥의 조기 검출을 위한 장치가 도시된다. 이 도시된 실시예에서, 장치(1)는 해저 아래로 시추된 유정 안으로 시추 유체 루프(11)를 갖는 오프쇼어(offshore) 시추 설비에서 사용가능하다. 유체 유동이 수면 상의 플랫폼으로부터 유정 안으로 펌핑되어 입력 유체 경로를 통해 유정을 향해 흐른다. 반환 유동은 유정으로부터 반환 경로를 통해 표면을 향해 흐른다. 일 실시예에서, 도 1에 도시된 바와 같이, 수면 상의 플랫폼은 이수 탱크(mud tank)이다.1, an apparatus for early detection of a kick in a drilling system with a drilling fluid loop according to an embodiment is shown. In this illustrated embodiment, the device 1 is usable in an offshore drilling facility with a drilling fluid loop 11 into an oil well drilled below the seabed. A fluid flow is pumped from the platform on the water surface into the well and flows through the input fluid path towards the well. The return flow flows from the well through the return path towards the surface. In one embodiment, as shown in Figure 1, the platform on the water surface is a mud tank.

이 도시된 실시예에서, 장치(1)는 유정 안으로 펌핑되는 시추 유체의 유입 속도를 측정하도록 구성된 제1 센서(10)를 포함한다. 시추 유체 루프(11)의 육상 입력 유동 섹션(101)에 위치설정된 제1 센서(10)는 유입 유체 경로 안으로 입력 유동을 제공하는 유체 펌프에 연결된 스트로크 카운터일 수 있다. 유정 안으로 입력되는 유체의 밀도 및 기타 물리적 속성들의 균일성으로 인해, 다양한 공지된 유동 측정 방법들이 채용될 수 있다.In this illustrated embodiment, the device 1 comprises a first sensor 10 configured to measure the inflow rate of drilling fluid pumped into the well. The first sensor 10 positioned in the onshore input flow section 101 of the drilling fluid loop 11 may be a stroke counter connected to a fluid pump that provides input flow into the incoming fluid path. Due to the uniformity of the density and other physical properties of the fluid entering the well, various known flow measurement methods can be employed.

장치(1)는 시추 유체의 유출 속도를 측정하도록 구성된 제2 센서(20)를 추가로 포함한다. 시추 유체 루프(11)의 해저 반환 유동 섹션(102)에 위치설정된 제2 센서(20)는 측정된 유속의 정확도에 대한 요건이 없는 임의의 기존의 유형의 유동 측정 디바이스일 수 있다.The device 1 further comprises a second sensor 20 configured to measure the outflow rate of the drilling fluid. The second sensor 20 positioned in the subsea return flow section 102 of the drilling fluid loop 11 can be any existing type of flow measurement device that has no requirements for the accuracy of the measured flow rate.

장치(1)는 제1 센서(10) 및 제2 센서(20)와 통신되는 제어기(30)를 추가로 포함한다. 제어기(30)는 파라미터 수집 유닛(31), 계산 유닛(32) 및 킥 검출 유닛(33)을 포함한다.The device 1 further comprises a controller 30 in communication with a first sensor 10 and a second sensor 20. The controller 30 includes a parameter collection unit 31, a calculation unit 32 and a kick detection unit 33.

파라미터 수집 유닛(31)은 제1 센서(10) 및 제2 센서(20)에 의해 실시간으로 측정된 유입 속도 및 유출 속도를 수집하도록 구성된다.The parameter collecting unit 31 is configured to collect the inflow rate and outflow rate measured in real time by the first sensor 10 and the second sensor 20.

계산 유닛(32)은 유출 속도를 보정하고 시추 유체의 유입 속도와 보정된 유출 속도 간의 유속 차를 결정하도록 구성된다. 계산 유닛(32)은 모델링 요소(321) 및 보정 요소(322)를 추가로 포함한다. 모델링 요소(321)는 시간 경과에 따른 유입 속도 및 유출 속도의 평가를 모니터링하고, 시간 경과에 따른 유입 속도 및 유출 속도의 평가에 기초하여 기준 패턴을 획득하도록 구성된다. 보정 요소(322)는 기준 패턴에 기초하여 보정된 유출 속도를 결정하도록 구성된다. 예시 목적으로, 시간 경과에 따라 측정되는 바와 같이 유입 속도 및 유출 속도의 경향의 선형 함수는 이제 유동으로서 가정된다(시간 경과에 따른 유입 속도 및 유출 속도의 경향은 고차 함수 또는 비-선형 함수일 수 있음이 이해됨):The calculation unit 32 is configured to correct the outflow rate and to determine a flow rate difference between the inflow rate of the drilling fluid and the corrected outflow rate. The calculation unit 32 further comprises a modeling element 321 and a correction element 322. The modeling element 321 is configured to monitor the evaluation of the inflow and outflow rates over time, and to obtain a reference pattern based on the evaluation of the inflow and outflow rates over time. The correction element 322 is configured to determine a corrected outflow rate based on the reference pattern. For illustrative purposes, a linear function of the inflow and outflow velocity trends as measured over time is now assumed to be flow (the inflow and outflow velocity trends over time can be higher order functions or non-linear functions) This makes sense):

Figure pct00001
(1)
Figure pct00001
(One)

여기서,

Figure pct00002
은 측정된 바와 같이 유입 속도이고,
Figure pct00003
은 측정된 바와 같이 유출 속도이고,
Figure pct00004
는 시간이고,
Figure pct00005
및
Figure pct00006
는 하기 수학식을 통해 추정될 수 있는 시변 파라미터들이다:here,
Figure pct00002
Is the inflow rate as measured,
Figure pct00003
Is the outflow rate as measured,
Figure pct00004
Is the time,
Figure pct00005
And
Figure pct00006
Are time-varying parameters that can be estimated through the following equation:

Figure pct00007
（2）
Figure pct00007
(2)

정상 동작(즉, 킥 이벤트가 발생하지 않음), 유출 속도는 유입 속도와 같고, 보정된 유출 속도

Figure pct00008
로서 이해된다면, 하기 수학식이 획득될 수 있다:Normal operation (i.e. no kick event occurs), outflow rate equals inflow rate, calibrated outflow rate
Figure pct00008
If understood as, the following equation can be obtained:

Figure pct00009
(3)
Figure pct00009
(3)

수학식(3)을 수학식(1)에 대입함으로써, 하기 수학식이 획득될 수 있다:By substituting equation (3) into equation (1), the following equation can be obtained:

Figure pct00010
（4）
Figure pct00010
(4)

이어서, 보정된 유출 속도는 수학식(4)을 통해 획득될 수 있다.Then, the corrected outflow rate can be obtained through equation (4).

보정된 유속이 획득된 후에, 유속 차는 하기 수학식(5)에 의해 결정될 수 있다:After the corrected flow rate is obtained, the flow rate difference can be determined by the following equation (5):

유입 속도(

Figure pct00011
)는 일정하거나 또는 가변적일 수 있다. 유입 속도가 일정한 경우, 상기 보정 공정은 하기 수학식을 통해 단순화될 수 있다:Inflow rate(
Figure pct00011
) Can be constant or variable. When the inflow rate is constant, the correction process can be simplified through the following equation:

Figure pct00012
Figure pct00012

킥 검출 유닛(33)은 유속 차에 기초하여 킥을 식별하도록 구성된다. 구체적으로, 유출 속도는 정상 동작(즉, 킥 이벤트가 발생하지 않음) 동안 항상 유입 속도와 같으며, 유속 차는 0이다. 유입 속도가 계속해서 0보다 큰 경우, 유속 차는 계속해서 증가하게 되고, 이는 킥 이벤트가 발생했거나 또는 임박했음을 나타낸다.The kick detection unit 33 is configured to identify a kick based on the difference in flow velocity. Specifically, the outflow rate is always equal to the inflow rate during normal operation (ie, no kick event occurs), and the difference in flow rate is zero. If the inlet velocity continues to be greater than zero, the difference in flow velocity continues to increase, indicating that a kick event has occurred or is imminent.

제어기(30)는 시추 유체의 유입 속도(

Figure pct00013
) 및 유출 속도(
Figure pct00014
)를 전처리하여 진행할 보정 공정의 정확도를 증가시키도록 변동들을 걸러내도록 구성된 전처리 유닛(34)을 추가로 포함한다.The controller 30 is the inflow rate of the drilling fluid (
Figure pct00013
) And outflow rate (
Figure pct00014
) Further comprises a pre-treatment unit 34, configured to filter out the fluctuations to increase the accuracy of the correction process to be proceeded.

일부 실시예들에서, 장치(1)는 또한 시추 비트 모션의 시추 파라미터들을 수집하도록 구성된 제3 센서(40)를 포함한다. 시추 파라미터들은 시추 비트의 단면적 및 시추 비트 모션의 속도를 포함한다. 제3 센서(40)는 시추현장 정보 전송 규격 시스템(Wellsite Information Transfer Specification System), 및 제어기(30)와도 통신한다. 이전의 보정 공정에서, 시추 비트 모션에 의해 야기되는 다양한 유출 속도 또한 고려될 필요가 있다. 시추 비트 모션에 의해 야기되는 다양한 유출 속도는 하기 수학식에 의해 획득될 수 있다:In some embodiments, the device 1 also comprises a third sensor 40 configured to collect drilling parameters of the drilling bit motion. The drilling parameters include the cross-sectional area of the drilling bit and the speed of the drilling bit motion. The third sensor 40 also communicates with the Wellsite Information Transfer Specification System and the controller 30. In the previous calibration process, the various outflow rates caused by the drilling bit motion also need to be considered. The various outflow rates caused by the drilling bit motion can be obtained by the following equation:

Figure pct00015
Figure pct00015

Figure pct00016
는 시추 비트의 단면적이고,
Figure pct00017
는 시추 비트 모션의 속도이고,
Figure pct00018
는 시추 비트 모션에 의해 야기된 유출 속도이다.
Figure pct00016
Is the cross-sectional area of the drilling bit,
Figure pct00017
Is the speed of the drilling bit motion,
Figure pct00018
Is the outflow velocity caused by the drilling bit motion.

도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 시추 유체 루프를 구비한 시추 시스템에서의 킥의 조기 검출을 위한 방법의 흐름도가 도시되어 있다. 방법(100)은 시추 유체의 유입 속도 및 유출 속도를 수집하는 단계(110); 유출 속도를 보정하여 시추 유체의 보정된 유출 속도를 획득하는 단계(120); 시추 유체의 유입 속도와 보정된 유출 속도 간의 유속 차를 결정하는 단계(130); 및 유속 차에 기초하여 킥을 식별하는 단계(140)를 포함한다.2, a flow chart of a method for early detection of a kick in a drilling system with a drilling fluid loop according to an embodiment is shown. The method 100 comprises the steps of: collecting 110 an inlet and outlet velocity of a drilling fluid; Correcting the outflow rate to obtain a corrected outflow rate of the drilling fluid (120); Determining a flow rate difference between the inflow rate of the drilling fluid and the corrected outflow rate (130); And identifying the kick based on the difference in flow rate (140).

일 실시예에서, 단계(120)는 시간 경과에 따른 유입 속도 및 유출 속도의 평가를 모니터링하는 단계(121); 시간 경과에 따른 유입 속도 및 유출 속도의 평가에 기초하여 기준 패턴을 획득하는 단계(122); 및 기준 패턴에 기초하여 보정된 유출 속도를 결정하는 단계(123)를 포함한다. 기준 패턴은 유출 속도를 보정하기 위한 적어도 하나의 시변 파라미터를 포함한다.In one embodiment, step 120 includes: monitoring 121 an assessment of the inflow rate and outflow rate over time; Obtaining (122) a reference pattern based on the evaluation of the inflow rate and outflow rate over time; And determining a corrected outflow rate based on the reference pattern (123). The reference pattern includes at least one time-varying parameter for correcting the outflow rate.

일 실시예에서, 방법(100)은 시추 유체의 유입 속도 및 유출 속도를 전처리하여 변동을 걸러내는 단계(150)를 추가로 포함한다.In one embodiment, the method 100 further includes a step 150 of filtering out fluctuations by pre-treating the inflow and outflow rates of the drilling fluid.

일 실시예에서, 방법(100)은 시추 비트 모션의 시추 파라미터를 수집하는 단계(161); 및 시추 파라미터에 기초하여 시추 유출 속도를 추정하여 유출 속도를 보정하는 단계(162)를 추가로 포함한다.In one embodiment, the method 100 includes the steps of: collecting 161 a drilling parameter of a drilling bit motion; And correcting the outflow rate by estimating the drilling outflow rate based on the drilling parameter (162).

전술된 바와 같이 조기 킥 검출을 위한 장치 및 방법이 제공된다. 높은 정밀도 유량계 및 유출 속도의 복잡한 보정 공정 없이 유출 속도의 정확한 추정이 획득되어 정확하고 빠른 킥의 검출을 성취하도록 할 수 있다.An apparatus and method for early kick detection as described above are provided. An accurate estimate of the outflow rate can be obtained without a high precision flow meter and complicated correction process of the outflow rate to achieve accurate and fast detection of the kick.

본 발명은 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 발명의 범주를 벗어나지 않으면서 다양한 변화들이 이루어질 수 있고 등가물들이 구성요소들을 대신할 수 있음이 통상의 기술자에 의해 이해될 것이다. 또한, 통상의 기술자는 상이한 실시예들로부터의 다양한 특징부들의 상호교환가능성을 인식할 것이다. 유사하게, 기술된 다양한 방법 단계들 및 특징부들, 및 각각의 이러한 방법들 및 특징부에 대한 기타 알려진 등가물들은 본 개시내용의 원리들에 따라 해당 기술분야의 통상의 기술자에 의해 혼합 및 매칭되어 추가적인 조립체들 및 기술들을 구성할 수 있다. 또한, 본 발명의 본질적인 범주에서 벗어남이 없이 본 발명의 교시에 특정 상황 또는 재료를 맞추기 위하여 많은 변형들이 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명은 본 발명을 수행하기 위해 고려되는 최상의 모드로서 개시된 특정 실시예에 한정되지 않아야 함이 의도되지만, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범주 내에 속하는 모든 실시예들을 포함할 것이다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various changes may be made and equivalents may be substituted for components without departing from the scope of the invention. Also, one of ordinary skill in the art will recognize the interchangeability of various features from different embodiments. Similarly, the various method steps and features described, and other known equivalents to each of these methods and features, are mixed and matched by one of ordinary skill in the art in accordance with the principles of the present disclosure to further Assemblies and techniques can be constructed. Further, many modifications may be made to suit a particular situation or material in the teachings of the present invention without departing from the essential scope of the present invention. Accordingly, it is intended that the invention should not be limited to the specific embodiments disclosed as the best mode contemplated for carrying out the invention, but the invention will include all embodiments falling within the scope of the appended claims.

Claims (10)

시추 유체 루프를 구비한 시추 시스템에서 조기 킥(kick) 검출을 위한 방법으로서,
시추 유체의 유입 속도(
Figure pct00019
) 및 유출 속도(
Figure pct00020
)를 수집하는 단계;
상기 유출 속도(
Figure pct00021
)를 보정하여 상기 시추 유체의 보정된 유출 속도(
Figure pct00022
)를 획득하는 단계;
상기 시추 유체의 상기 유입 속도(
Figure pct00023
)와 상기 보정된 유출 속도(
Figure pct00024
) 간의 유속 차(
Figure pct00025
)를 결정하는 단계; 및
상기 유속 차(
Figure pct00026
)에 기초하여 상기 킥들을 식별하는 단계를 포함하는, 방법.As a method for early kick detection in a drilling system with a drilling fluid loop,
The inflow rate of drilling fluid(
Figure pct00019
) And outflow rate (
Figure pct00020
Collecting );
The outflow rate (
Figure pct00021
) To correct the corrected outflow rate of the drilling fluid (
Figure pct00022
Obtaining );
The inflow rate of the drilling fluid (
Figure pct00023
) And the corrected outflow rate (
Figure pct00024
The difference in flow rate between (
Figure pct00025
) Determining; And
The flow rate difference (
Figure pct00026
Identifying the kicks based on ). 제1항에 있어서, 상기 유출 속도(
Figure pct00027
)를 보정하여 상기 시추 유체의 상기 보정된 유출 속도(
Figure pct00028
)를 획득하는 단계는:
시간 경과에 따른 상기 유입 속도(
Figure pct00029
) 및 상기 유출 속도(
Figure pct00030
)의 평가를 모니터링하는 단계;
시간 경과에 따른 상기 유입 속도(
Figure pct00031
) 및 상기 유출 속도(
Figure pct00032
)의 상기 평가에 기초하여 기준 패턴을 획득하는 단계; 및
상기 기준 패턴에 기초하여 상기 보정된 유출 속도(
Figure pct00033
)를 결정하는 단계를 포함하는, 방법.The method of claim 1, wherein the outflow rate (
Figure pct00027
) To correct the corrected outflow rate of the drilling fluid (
Figure pct00028
The steps to obtain) are:
The inflow rate over time (
Figure pct00029
) And the outflow rate (
Figure pct00030
) Monitoring the evaluation of;
The inflow rate over time (
Figure pct00031
) And the outflow rate (
Figure pct00032
) Obtaining a reference pattern based on the evaluation of; And
Based on the reference pattern, the corrected outflow rate (
Figure pct00033
) Determining. 제2항에 있어서, 상기 기준 패턴은 상기 유출 속도를 보정하기 위한 적어도 하나의 시변 파라미터(K, T 0 )를 포함하는, 방법.3. The method of claim 2, wherein the reference pattern comprises at least one time-varying parameter ( K, T 0 ) for correcting the outflow rate. 제1항에 있어서,
상기 시추 유체의 상기 유입 속도(
Figure pct00034
) 및 상기 유출 속도(
Figure pct00035
)를 전처리하여 변동을 걸러내는 단계를 추가로 포함하는, 방법.The method of claim 1,
The inflow rate of the drilling fluid (
Figure pct00034
) And the outflow rate (
Figure pct00035
) To filter out the fluctuations. 제1항에 있어서,
시추 비트 모션의 시추 파라미터(
Figure pct00036
)를 수집하는 단계; 및
상기 시추 파라미터(
Figure pct00037
)에 기초하여 시추 유출 속도(
Figure pct00038
)를 추정하여 상기 유출 속도(
Figure pct00039
)를 보정하는 단계를 추가로 포함하는, 방법.The method of claim 1,
Drilling parameters of drilling bit motion (
Figure pct00036
Collecting ); And
Above drilling parameters (
Figure pct00037
) Based on the drilling runoff rate (
Figure pct00038
) By estimating the outflow rate (
Figure pct00039
) Correcting the method. 시추 유체 루프를 구비한 시추 시스템에서 조기 킥(kick) 검출을 위한 장치로서,
상기 시추 유체 루프의 육상 입력 유동 섹션에 위치설정된, 시추 유체의 유입 속도(
Figure pct00040
)를 검출하기 위한 제1 센서;
상기 시추 유체 루프의 해저 반환 유동 섹션에 위치설정된, 상기 시추 유체의 유출 속도(
Figure pct00041
)를 검출하기 위한 제2 센서; 및
제어기 - 상기 제어기는 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서와 통신되고,
상기 시추 유체의 상기 유입 속도(
Figure pct00042
) 및 상기 유출 속도(
Figure pct00043
)를 수집하도록 구성된 파라미터 수집 유닛;
상기 유출 속도(
Figure pct00044
)를 보정하여 상기 시추 유체의 보정된 유출 속도(
Figure pct00045
)를 획득하고, 상기 시추 유체의 상기 유입 속도(
Figure pct00046
)와 상기 보정된 유출 속도(
Figure pct00047
) 사이의 유속 차(
Figure pct00048
)를 결정하도록 구성된 계산 유닛; 및
상기 유속 차(
Figure pct00049
)에 기초하여 상기 킥들을 식별하도록 구성된 킥 검출 유닛을 포함함 - 를 포함하는, 장치.As a device for early kick detection in a drilling system with a drilling fluid loop,
The inlet velocity of drilling fluid, positioned in the onshore input flow section of the drilling fluid loop (
Figure pct00040
A first sensor for detecting );
The outflow velocity of the drilling fluid, positioned in the subsea return flow section of the drilling fluid loop
Figure pct00041
A second sensor for detecting ); And
Controller-the controller is in communication with the first sensor and the second sensor,
The inflow rate of the drilling fluid (
Figure pct00042
) And the outflow rate (
Figure pct00043
A parameter collecting unit configured to collect );
The outflow rate (
Figure pct00044
) To correct the corrected outflow rate of the drilling fluid (
Figure pct00045
), and the inflow rate of the drilling fluid (
Figure pct00046
) And the corrected outflow rate (
Figure pct00047
The difference in flow rate between (
Figure pct00048
A calculation unit configured to determine ); And
The flow rate difference (
Figure pct00049
A kick detection unit, configured to identify the kicks based on ). 제6항에 있어서, 상기 계산 유닛은:
시간 경과에 따른 상기 유입 속도(
Figure pct00050
) 및 상기 유출 속도(
Figure pct00051
)의 평가를 모니터링하고, 시간 경과에 따른 상기 유입 속도(
Figure pct00052
) 및 상기 유출 속도(
Figure pct00053
)의 상기 평가에 기초하여 기준 패턴을 획득하기 위한 모델링 요소; 및
상기 기준 패턴에 기초하여 상기 보정된 유출 속도(
Figure pct00054
)를 결정하기 위한 보정 요소를 포함하는, 장치.The method of claim 6, wherein the calculation unit:
The inflow rate over time (
Figure pct00050
) And the outflow rate (
Figure pct00051
) To monitor the evaluation, and the inflow rate over time (
Figure pct00052
) And the outflow rate (
Figure pct00053
A modeling element for obtaining a reference pattern based on the evaluation of ); And
Based on the reference pattern, the corrected outflow rate (
Figure pct00054
) A correction element for determining. 제7항에 있어서, 상기 기준 패턴은 상기 유출 속도를 보정하기 위한 적어도 하나의 시변 파라미터(K, T 0 )를 포함하는, 장치.8. The apparatus of claim 7, wherein the reference pattern comprises at least one time-varying parameter ( K, T 0 ) for correcting the outflow rate. 제6항에 있어서,
상기 시추 유체의 상기 유입 속도(
Figure pct00055
) 및 상기 유출 속도(
Figure pct00056
)를 전처리하여 변동을 걸러내도록 구성된 전처리 유닛을 추가로 포함하는, 장치.The method of claim 6,
The inflow rate of the drilling fluid (
Figure pct00055
) And the outflow rate (
Figure pct00056
The apparatus further comprising a pre-treatment unit configured to pre-treat the) to filter out fluctuations. 제6항에 있어서, 상기 파라미터 수집 유닛은 제3 센서로부터 시추 비트 모션의 시추 파라미터(
Figure pct00057
)를 수집하도록 추가로 구성되고; 상기 계산 유닛은 상기 시추 파라미터(
Figure pct00058
)에 기초하여 시추 유출 속도(
Figure pct00059
)를 추정하여 상기 유출 속도(
Figure pct00060
)를 보정하도록 추가로 구성된, 장치.The method of claim 6, wherein the parameter collecting unit is a drilling parameter of a drilling bit motion from a third sensor (
Figure pct00057
Is further configured to collect ); The calculation unit comprises the drilling parameter (
Figure pct00058
) Based on the drilling runoff rate (
Figure pct00059
) By estimating the outflow rate (
Figure pct00060
), the device further configured to calibrate.
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