NO322747B1 - Fremgangsmate og anordning for a forutsi et boresystems ytelse i en gitt formasjon - Google Patents

Abstract

Fremgangsmåte og apparat for å forutsi ytelsen av et boresystem for boring av et brønnhull (14) i en gitt formasjon omfattende generering av en geologikarakteristikk av formasjonen (24) per dybdeenhet i henhold til en foreskrevet geologimodell, uthenting av spesifikasjoner for foreslått boreutstyr for bruk under boringen av brønnhullet (14), og forutsigelse av en boremekanikk som respons på spesifikasjonene som en funksjon av geologikarakteristikken per dybdeenhet i henhold til en foreskrevet boremekanikkmodell. Som respons på en forutsagt boremekanikk styrer en kontroller (52) en parameter i boringen av brønnhullet (14), Geologikarakteristikken omfatter i det minste bergfasthet. Spesifikasjonene omfatter minst en borkrone (22) spesifikasjon av en anbefalt borkrone (22). Til slutt, den forutsagte boremekanikk omfatter minst en av borkroneslitasje, mekanisk virkningsgrad, effekt, og operasjonsparametere. Et display er anordnet for å fremvise geologikarakteristikken og forutsagt boremekanikk per dybdeenhet, omfattende enten en displaymonitor (60) eller en skriver (62).

Description

Foreliggende oppfinnelse angår boreoperasjoner i boreformasjoner, og mer spesielt, fremgangsmåter og systemapparater for å forutsi ytelsen av boresystemer for en gitt formasjon.

Helt fra begynnelsen av olje- og gassbrønn boreindustrien, som man kjenner den, har en av de største utfordringer vært det faktum at det er umulig å virkelig se hva som foregår i et borehull. Det er antall borehullforhold og/eller hendelser som kan være av stor viktighet i bestemmelse av hvordan man skal gå videre med operasjonen. Det er klart at alle fremgangsmåter for å forsøke å prøve ut slike borehullforhold og/eller hendelser er indirekte. I den utstrekning er de alle mindre enn ideelle, og det er en konstant anstreng-else i industrien for ut utvikle enklere og/eller mer nøyaktige metoder.

I alminnelighet, har tilnærmingen i teknikken vært å fokusere på en spesiell bo-rehulltilstand eller en hendelse og å utvikle en fremgangsmåte for å prøve ut dette spesielle forhold eller hendelse. F.eks. beskriver US patent nr. 5 305 836 en fremgangsmåte hvormed slitasje på en borkrone som er i bruk kan bli elektronisk modellert, basert på li-tologien i hullet som blir boret med den kronen. Dette hjelper boreoperatøren til å bestemme når det er tid for å skifte borkronen.

Fremgangsmåten for å bestemme hvilken type borkrone skal brukes i en gitt del av en formasjon har tradisjonelt vært beste fall basert på meget brede generelle vurde-ringer, og i verste fall, mer et spørsmål om teknikk og gjetning enn av vitenskap.

Andre eksempler kunne gis for denne type tilstander og/eller hendelser og av kjent teknikk kan det vises til GB 2 354 852 A.

Videre er det flere andre forhold og/eller hendelser som kunne være nyttige å vite. Imidlertid, fordi de er mindre nødvendige, og i betraktning av prioriteter med å utvikle bedre metoder for å prøve ut de tingene som er viktigere, har lite eller ingen oppmerksomhet vært gitt til fremgangsmåter for å prøve ut disse andre forhold.

Det er derfor et formål med oppfinnelsen å fremskaffe en evaluering av forskjellig foreslått boreutstyr før og under den egentlige boring av et brønnhull i en gitt formasjon, videre for bruk i forbindelse med et boreprogram. Boreutstyr, i sitt valg og bruk, kan optimaliseres for spesifikke intervaller av et brønnhull i en gitt formasjon. Boremekanikkmodellene tar med fordel i betraktning virkningene av progressiv borkroneslitasje gjennom vekslende litologi. Anbefalte operasjonsparametere reflekterer slitasjeforholde-ne for en borkrone i en spesifikk litologi, og tar også i betraktning operasjonsbegrensningene av en spesiell borerigg som blir brukt. En utskrift eller display av geologikarakteristikkene og den forutsagte boremekanikk per dybdeenhet for en gitt formasjon gir nøk-kelinformasjon som er meget nyttig for en boreoperatør, spesielt for bruk til optimalisering av boreprosessen. Utskriften eller displayet frembringer videre fordelaktig en oversikt over forventede boreforhold og anbefalte operasjonsparametere. Dette oppnås med innretningen ifølge foreliggende oppfinnelse slik den er definert med de i kravene anførte trekk.

Det ovenstående og andre opplysninger og fordeler ved den foreliggende oppfinnelse vil fremgå tydeligere etter en detaljert beskrivelse av den beste modus for å utføre oppfinnelsen som gitt nedenfor, under henvisning til tegningen, hvor figur 1 illustrerer et boresystem omfattende et apparat for å forutsi ytelsen av boresystemet for å bore ett eller flere brønnhull i henhold til et foreskrevet boreprogram i en gitt formasjon, figur 2 illustrerer en fremgangsmåte for å optimalisere et boresystem og dets bruk til boring av ett eller flere brønnhull i henhold til et foreskrevet boreprogram i en gitt formasjon, hvor fremgangsmåten videre omfatter forutsigelse av ytelsen av boresystemet, figur 3 illustrerer geologi og boremekanikkmodeller for bruk i utførelser av forutsigelsesmetoden for boreytelsen og apparatet i den foreliggende beskrivelse, figurene 4 (4a, 4b og 4c) illustrerer en utførelse av et display av en forutsagt ytelse av et boresystem for en gitt formasjon i henhold til fremgangsmåten og apparatet ifølge den foreliggende beskrivelse, og figur 5 illustrerer en utførelse av et eksempelvis display av parametere og sanntids aspekter av bore-forutsigelsesanalysen og styringssystemet ifølge den foreliggende beskrivelse.

Det henvises nå til figur 1, hvor et boresystem 10 omfatter en borerigg 12 plassert på toppen av et borehull 14. Et loggeverktøy 16 er båret av en sub 18, typisk en bore-krave, inkludert i en borestreng 20 og plassert inne i borehullet 14. En borkrone 22 er plassert ved den nedre ende av borestrengen 20, og skjærer et borehull 14 gjennom jord-formasjoner 24. Boreslam 26 blir pumpet fra lagringsreservoaret 28 nær brønnhodet 30, ned en aksial passasjevei (ikke illustrert) gjennom borestrengen 20, ut av åpningene i borkronen 22 og tilbake til overflaten gjennom ringrommet 32. Metallforingsrør 34 er plassert i borehullet 14 ovenfor borkronen 22 for å holde integriteten av den øvre del av borehullet 14.

Det henvises fortsatt til figur 1. Ringrommet 32 mellom borestammen 20, suben 18, og sideveggene 36 av borehullet 14 danner returstrømningsbanen for boreslam. Slam blir pumpet fra slamtanken nær brønnhodet 13 ved pumpesystemet 38. Slammet beveger seg gjennom slamtilførselslinjen 40 som er koplet til en sentral passasje som strekker seg gjennom lengden av borestrengen 20. Boreslam blir på denne måten tvunget ned gjennom borestrengen 20 og kommer ut i borehullet gjennom åpninger i borkronen 22 for å kjøle og smøre borkronen og å bære ut borkaks som blir produsert under boreoperasjonen tilbake til overflaten. En fluid-avløpsledning 42 er forbundet fra ringrommet 32 ved brønn-hodet for å lede returslamstrømmen fra borehullet 14 til slamtanken 28. Boreslam blir typisk håndtert og behandlet ved forskjellige apparater (ikke vist) så som avgassingsenheter og sirkulasjonstanker for å holde en forutbestemt slam-viskositet og konsistens.

Loggeverktøyet eller instrumentet 16 kan være hvilket som helst konvensjonelt loggeinstrument så som akustisk (noen ganger kalt sonisk), nøytron, gammastråle, densitet, fotoelektrisk, kjernemagnetisk resonans, eller hvilket som helst annet konvensjonelt loggeinstrument, eller kombinasjoner av disse, som kan brukes til å måle litologi eller po-røsitet av formasjonen som omgir et jordborehull.

Siden loggeinstrumentet er lagt inn i borestrengen 20 på figur 1, anses systemet for å være et måling under boring (MWD)-system, dvs. det logger mens boringsprosessen er underveis. Loggedataene kan lagres i en konvensjonell registreringsanordning nede i borehullet (ikke illustrert), som kan aksesseres ved jordoverflaten når borestrengen 20 blir trukket ut, eller kan sendes til jordoverflaten ved bruk av telemetri så som det kon-vensjonelle slampulstelemetrisystem. I alle tilfeller, vil loggedataene fra loggeinstrumentet 16 til slutt nå en prosessor 44 på overflaten for å tillate at dataene blir prosessert for bruk i henhold til utførelsene av den foreliggende beskrivelse som gitt her. Dvs., proses-soren 44 prosesserer loggedataene som passende for bruk med utførelsene av den foreliggende beskrivelse.

I tillegg til MWD instrumentering, kan wire-loggeinstrumentering også brukes. Dvs., wire-loggeinstrumentering kan også brukes for å logge formasjonen som omgir borehullet som en funksjon av dybden. Med wireinstrumentering, er en wiretruck (ikke vist) typisk plassert ved overflaten av et brønnhull. Et wire-loggeinstrument er hengt i borehullet ved en loggingskabel som passerer over en trinse, og en dybde-målehylse. Når loggeinstrumentet krysser borehullet, logger det formasjonen rundt borehullet som en funksjon av dybde. Loggedataene blir overført gjennom en loggingskabel til en prosessor plassert ved eller nær loggetrucken for å prosessere loggedataene som passende for bruk med ut-førelser av den foreliggende beskrivelse. Som med MWD-utførelsen på figur 1, kan wire-instrumenteringen omfatte hvilken som helst konvensjonell loggeinstrumentering som kan brukes til å måle litologi og/eller porøsitet av formasjoner som omgir jordborehull, f.eks. så som en akustisk, nøytron, gammastråle, densitet, fotoelektrisk, kjernemagnetisk resonans, eller hvilket som helst annet konvensjonelt loggeinstrument, eller kombinasjoner av disse, som kan brukes til å måle litologi.

Det henvises igjen til figur 1, hvor det er vist et apparat 50 for å forutsi ytelsen av boresystemet 10 for å bore en rekke borehull, så som et borehull 14, i en gitt formasjon 24. Forutsigelsesapparatet 50 omfatter et foreskrevet sett av geologi- og boremekanikk modeller, og omfatter videre optimalisering, forutsigelse og kalibreringsmodi for operasjon (som skal diskuteres ytterligere nedenfor med henvisning til figur 3). Forutsigelsesapparatet 50 omfatter videre en anordning 52 omfattende hvilken som helst passende konvensjonelt tilgjengelig datamaskin, kontroller, eller databehandlingsapparat, som videre er programmert for å utføre fremgangsmåtene og apparatet som beskrevet her. Datamaskin/kontrolleren 52 omfatter minst en inngang for å motta inngangsinformasjon og/eller kommandoer, f.eks. fra hvilken som helst inngangsanordning eller anordninger 58. Inngangsanordningen eller anordningene 58 kan omfatte et tastatur, pekeanordning eller lignende, som videre omfatter et nettverk grensesnitt eller annet kommunikasjons-grensesnitt for å motta inngangsinformasjon fra en fjerntliggende datamaskin eller database. Videre omfatter datamaskin/kontrolleren 52 minst en utgang for å gi ut informa-sjonssignaler og/eller utstyr-kontrollkommandoer. Utgangssignaler kan sendes ut til en displayanordning 60 via signallinjer 54 for bruk til å generere et display av informasjon som finnes i utgangssignalene. Utgangssignalene kan også gis ut til en printeranordning 62 for bruk til å generere en utskrift 64 av informasjon som finnes i utgangssignalene. Informasjon og/eller styringssignaler kan også sendes ut via signallinjer 66 etter behov, f.eks. til en fjern anordning for bruk til å styre en eller flere forskjellige boreoperasjons-parametere av boreriggen 12, videre diskutert nedenfor. Med andre ord, en passende anordning eller middel er anordnet på boresystemet, som reagerer på et forutsagt boremekanikk-utgangssignal for å styre en parameter i en aktuell boring av et brønnhull (eller intervall) med boresystemet. F.eks., kan boringssystemet omfattende utstyr så som en av de følgende typer av styrbare motorer valgt fra en borehullmotor 70, en toppdrivmotor 72, eller en roterende bormotor 74, i hvilken er gitt turtall for en respektiv motor kan fjernstyres. Parameteret kan også omfatte en eller flere av de følgende, valgt fra gruppen av vekt på kronen, turtall, slampumpe-strømningstakt, hydraulikk, eller andre passende styringsparametere for boresystemet.

Datamaskin/kontrolleren 52 gir et middel for å generere en geologikarakteristikk av formasjonen per dybdeenhet i henhold til en foreskrevet geologimodell. Datamaskin/kontrolleren 52 anordner videre utsending av signaler på signallinjene 54, 56, som representerer geologikarakteristikken. Inngangsanordningen 58 kan brukes for å føre inn spesifikasjoner av foreslått boreutstyr for bruk i boringen av brønnhull (eller intervaller av brønnhullet). Spesifikasjonen omfatter i det minste en borkronespesifikasjon av en anbefalt borkrone. Datamaskin/kontrolleren 52 frembringer videre en anordning for å bestemme en forutsagt boremekanikk som respons på spesifikasjonene av det foreslåtte boreutstyr som en funksjon av geologikarakteristikken per dybdeenhet, videre i henhold til en foreskrevet boremekanikkmodell. Datamaskin/kontrolleren 52 anordner videre utsending av signaler på linjene 54, 56 som representerer den forutsagte boremekanikk.

Datamaskin/kontrolleren 52 er programmert for å utføre funksjoner som beskrevet her, ved bruk av en programmeringsteknikk som er vel kjent i teknikken. I en utførel-se, er et datamaskinlesbart medium inkludert, hvor det datamaskinlesbare medium har et datamaskinprogram lagret på det. Datamaskinprogrammet for utførelse av datamaskin/kontrolleren 52 er for å forutsi ytelsen av et boresystem i boringen av et brønnhull av en gitt formasjon. Datamaskinprogrammet omfatter instruksjoner for å generere en geologikarakteristikk av formasjonen per dybdeenhet i henhold til en foreskrevet geologimodell, og å utgi signaler som representerer geologikarakteristikken, hvor geologikarakteristikken omfatter i det minste stenstyrke. Datamaskinprogrammet omfatter også instruksjoner for å oppnå spesifikasjoner av foreslått boreutstyr for bruk til boring av brønnhullet, hvor spesifikasjonene omfatter i det minste en borkronespesifikasjon for en anbefalt borkrone. Til slutt omfatter programmet instruksjoner for å bestemme en forutsagt boremekanikk som respons på spesifikasjonen av det foreslåtte boreutstyr som en funksjon av geologikarakteristikken per dybdeenhet i henhold til en foreskrevet boremekanikkmodell, og utsending av signaler som representerer forutsagt boremekanikk, hvor den forutsagte boremekanikk omfatter minst av de følgende, valgt fra gruppen bestående av kroneslitasje, mekanisk virkningsgrad, effekt og operasjonsparametere. Programmeringen av datamaskinprogrammet for utførelse av datamaskin/kontrolleren 52 kan videre bli oppnådd ved bruk av kjente programmeringsteknikker for å implementere de utførelser som beskrevet og diskutert her. En geologi for en gitt formasjon per dybdeenhet kan således bli generert, og i tillegg kan en forutsagt boremekanikkytelse av et boresystem bestem-mes. Videre kan boreoperasjonen med fordel optimaliseres i forbindelse med en kunn-skap om en forutsagt ytelse av denne, som diskutert videre nedenfor.

I en foretrukket utførelse, omfatter geologikarakteristikken minst stenstyrke. I en alternativ utførelse, kan geologikarakteristikken videre omfatte hvilken som helst av en eller flere av de følgende, som omfatter loggedata, litologi, porøsitet og skiferplastisitet.

Som nevnt ovenfor, kan inngangsanordningen 58 brukes til å føre inn spesifikasjoner av foreslått boreutstyr for bruk i boringen av et brønnhull (eller intervall av brønn-hull). I en foretrukket utførelse, omfatter spesifikasjonen i det minste en borkronespesifikasjon for en anbefalt borkrone. I en alternativ utførelse, kan spesifikasjonen også omfatte en eller flere spesifikasjoner av det følgende utstyr som kan omfatte borehullmotor, toppdrivmotor, roterende bormotor, slamsystem, og slampumpe. Tilsvarende spesifikasjoner kan omfatte en maksimal dreiemoment-utgang, en type slam, eller en slampumpe-utgangsklassifisering, f.eks., som ville være passende i forbindelse med et spesielt boreutstyr.

I en foretrukket utførelse, omfatter den forutsagte boremekanikk i det minste en av de følgende boremekanikker valgt fra gruppen bestående av borkroneslitasje, mekanisk virkningsgrad, effekt, og operasjonsparametere. I en annen utførelse, kan operasjonsparametrene omfatte vekt på kronen, roterende rpm (rotasjoner per minutt), kostnad, gjennomtrengningstakt, og dreiemoment, som skal diskuteres videre nedenfor. Gjennomtrengningstakten omfatter videre en øyeblikkstakt for inntrengning (ROP), og en gjennomsnittelig inntrengningstakt (ROP-AVG).

Det henvises nå til figur 2. Et flytdiagram som illustrerer en fremgangsmåte for boring av en rekke brønnhull i en gitt formasjon ved bruk av apparatet 50 for å forutsi ytelsen av boresystemet, skal nå diskuteres. Fremgangsmåten er for å optimalisere både boresystemet og bruken av et boreprogram, videre i forbindelse med boring av ett eller flere brønnhull (eller intervaller av et brønnhull) i en gitt formasjon. I trinn 100, omfatter fremgangsmåten begynnelsen på et spesielt boreprogram eller en fortsettelse av et boreprogram for en gitt formasjon. I forbindelse med en fortsettelse på boreprogrammet, kan det være at boreprogrammet er avbrutt for en eller annen grunn, f.eks. på grunn av utstyrsfeil eller avbruddstid, og som et resultat, er boreprogrammet bare delvis fullført. Etter reparasjon eller erstatning av feilet utstyr, kan fremgangsmåten ifølge den foreliggende oppfinnelse igjen bli startet ved trinn 100. Bemerk at fremgangsmåten ifølge den foreliggende beskrivelse kan bli implementert på hvilket som helst punkt i et gitt boreprogram for å optimalisere det spesielle boresystem og dets bruk, fortrinnsvis implementert fra begynnelsen av et gitt boreprogram. I trinn 102, blir en forutsagt boreytelse av et boresystem for boring av et brønnhull i den gitte formasjon, generert i henhold til den foreliggende beskrivelse. I tillegg, blir den forutsagte boreytelse for boring av en gitt brønn generert i henhold til et foreskrevet sett av geologi og boremekanikk-forutsigelsesmodeller som bruker minst en av de følgende modi valgt fra en gruppe bestående av en optimaliseringsmodus og en forutsigelsesmodus. Med andre ord, i genere-ringen av den forutsagte boreytelse av boresystemet, kan enten optimaliseringsmodus og/eller forutsigelsesmodus brukes. Den forutsagte boreytelse omfatter forutsagt boremekanikkmålinger. Optimaliseringsmodus og forutsigelsesmodus skal diskuteres videre nedenfor, i forbindelse med figur 3.

I trinn 104, gjør boreoperatøren en bestemmelse om hvor vidt man skal oppnå virkelig boremekanikkmålinger under boringen av det gitte brønnhull (eller intervall av et brønnhull). I trinn 106, hvis aktuelle boremekanikkmålinger (f.eks. operasjonsparametere) skal oppnås, blir det gitte brønnhull (eller intervall) boret med boresystemet som bruker den forutsagte boreytelse som en guide. Videre, i trinn 106, under boringen av brønn-hullet (eller intervallet) blir aktuelle boremekanikkmålinger tatt. Alternativt, hvis avgjø-relsen er å ikke oppnå måling av operasjonsparametere under boringen av et gitt brønn-hull (eller intervall av et brønnhull), går fremgangsmåten frem til trinn 132, som skal diskuteres videre nedenfor.

I trinn 108, er den forutsagte boreytelse sammenlignet med den virkelige boreytelse, ved bruk av en kalibreringsmodus av operasjon, hvor kalibreringsmodusen skal disktures videre her med henvisning til figur 3. I sammenligning, blir virkelige meka-nikkmålinger sammenlignet med forutsagte boremekanikkmålinger. Sammenligningspro-sessen omfatter fortrinnsvis overlegging av en plott av den virkelige ytelse over den forutsagte ytelse (eller vise versa) for visuelt å bestemme avvik mellom de virkelige og forutsagte ytelser. Sammenligningen kan også implementeres ved hjelp av en datamaskin for å sammenligne passende data.

Det henvises nå til trinn 110 av figur 2. Trinn 110 omfatter et spørsmål om hvor vidt de foreskrevne geologi- og boremekanikkmodeller er optimalisert for den spesifikke geologi og boresystem. Med andre ord, hvis modellene er optimalisert for den spesifikke geologi og det spesifikke boresystem, er sammenligningen av de virkelige boremekanikkmålinger med de forutsagte boremekanikkmålinger akseptable. Fremgangsmåten går så frem til trinn 112, i forbindelse med boring av et senere brønnhull i rekken av brønn-hull. På den andre side, hvis modellene ikke er optimalisert for den spesifikke geologi og boresystem, går fremgangsmåten frem fra trinn 110 til trinn 114. Hvis sammenligningen av de virkelige boremekanikkmålinger med de forutsagte boremekanikkmålinger i trinn 108 ikke er akseptable, blir i det minste en av geologi- og boremekanikkmodellene finavstemt ved bruk av kalibreringsmodus av operasjonen. I trinn 114, blir geologien og boremekanikkmodellene finavstemt (helt eller delvis) ved bruk av kalibreringsmodus. Ved bruk av kalibreringsmodus, blir alle eller noen av geologi- og boremekanikkmodellene finavstemt som det passer, videre som bestemt fra sammenligningen av virkelige mot forutsagte boreytelser. Etter finavstemning av modellene i trinn 114, går fremgangsmåten videre til trinn 112, i sammenheng med boring av et senere brønnhull i rekken av brønnhull.

I trinn 112, blir den virkelige boreytelse av den aktuelle brønn sammenlignet med en ytelse av en tidligere brønn (eller tidligere brønner). En slik sammenligning gjør det mulig å bestemme hvorvidt noen forbedringer i ytelsen har oppstått. F.eks., sammenligningen kan vise at den løpende brønn ble boret i 18 dager mot 20 dager for tidligere brønner. Etter trinn 112, i trinn 116, blir det reist et spørsmål om hvorvidt geologi- og boremekanikkmodellene ble optimalisert på en tidligere brønn eller brønner. Hvis modellene var optimalisert, går fremgangsmåten frem til trinn 118. Alternativt, hvis modellene ikke var optimalisert på en tidligere brønn eller brønner, går fremgangsmåten til trinn 120.

I trinn 118, blir verdien av de optimaliserte operasjonsparametere av boreytelsene dokumentert. Videre, blir verdien av det optimaliserte operasjonsparameteret på boreytelsene dokumenter og/eller registrert på hvilken som helst egnet måte for lett tilgang og uthenting. Dokumentering og/eller registrering kan omfatte, f.eks., en fremgangsrapport, en datafil eller database. Trinn 118 letter således innfangingen av verdien av optimalisering av operasjonsparametere på boreytelsene. Eksempel på verdien av optimalisering kan omfatte forskjellige fordeler, f.eks. økonomiske fordeler av optimalisert boring, færre tu-rer til det spesielle felt som blir boret, mindre tid nødvendig for å bore en brønn, eller hvilke som helst andre passende verdimålinger. For å illustrere videre med et enkelt eksempel, anta at et offshore boreprogram koster i størrelsesorden USD 150 000 per dag å kjøre. En besparelse eller reduksjon på 2 dager per brønn (som følge av optimalisering av boresystemet og dets bruk) ville tilsvare en besparelse på USD 300 000 per brønn. For et boreprogram på 30 brønner, kunne den kombinerte besparelse som følge av optimalisering potensielt være så meget som USD 9 000 000 for det gitte boreprogram.

I trinn 120, blir det undersøkt om hvorvidt designendringer har vært gjort på en eller flere tidligere brønner. Hvis designendringer ble gjort, går fremgangsmåten videre til trinn 122.1 trinn 122, på lignende måte som trinn 118, blir verdien av designendringer på boreytelsene dokumentert. Dvs., verdien av designendringene på boreytelsene blir dokumentert og/eller registrert på hvilken som helst egnet måte for lett tilgang og uthenting. Dokumentering og/eller registrering kan omfatte f.eks. en fremgangsrapport, en datafil, eller en database. Trinn 122 letter således innfangning av verdien av designendringer på boreytelsene. Alternativt, hvis ingen designendringer ble gjort på tidligere brønner, så går fremgangsmåten videre til trinn 124.

I trinn 124, blir det gjort en undersøkelse om hvorvidt boresystemet er optimalisert for den spesifikke geologi. F.eks., i en løpende brønn, kan en spesiell boreutstyrbe-grensning ha en sterk virkning på boreytelsene hvis boresystemet ikke er optimalisert for den spesifikke geologi. F.eks., hvis en slampumpe er utilstrekkelig for en gitt geologi, kan den resulterende hydraulikk også bli utilstrekkelig for rengjøring av hullet, og således ha en uheldig virkning på boreytelsene av boresystemet for den spesifikke geologi. Hvis boresystemet ikke er optimalisert for den spesifikke geologi, går fremgangsmåten videre til trinn 126, ellers fortsetter fremgangsmåten til trinn 128.1 trinn 126, blir passende designendringer implementert eller gjort på boresystemet. Designendringene kan omfatte utskifting av utstyr, ettermontering og/eller modifikasjon, eller andre designendringer som anses passende for den spesifikke geologi. Boresystemutstyret og dets bruk kan således bli optimalisert for boring i den gitte geologi. Fremgangsmåten fortsetter så til trinn 128.

I trinn 128, blir det gjort en undersøkelse om hvorvidt den siste brønn i boreprogrammet er boret. Hvis den siste brønn er boret, ender fremgangsmåten ved trinn 130. Hvis den siste brønn ennå ikke er boret, går fremgangsmåten igjen til trinn 102, og prosessen fortsetter som diskutert ovenfor.

I trinn 132, hvis boresystemets operasjonsparametere ikke skal oppnås, blir det gitte brønnhull (eller intervall) boret med boringssystemet ved bruk av den forutsagte boreytelsen som en guide, uten at målinger blir tatt. I trinn 132, under boringen av brønn-hullet (eller intervallet), blir ingen boremekanikkmålinger tatt. Etter fullføring av boringen av den løpende brønn (eller intervall) i trinn 132, kan fremgangsmåten fortsette til trinn 128, og prosessen fortsetter som diskutert ovenfor.

Fremgangsmåten og apparatet ifølge den foreliggende beskrivelse muliggjør med fordel at en optimalisering av et boresystem og dets bruk i en boreprogram kan oppnås tidlig i et gitt boreprogram. F.eks., ved den foreliggende fremgangsmåte og apparat, kunne en optimalisering bli oppnådd innenfor noen få brønner av et tretti brønn program, mens uten den foreliggende fremgangsmåte og apparat, optimalisering ikke kunne bli oppnådd før den femtende brønn av tretti brønn programmet. Den foreliggende fremgangsmåte letter videre utførelse av passende forbedringer tidlig i boreprogrammet. Økonomiske fordeler som resulterer fra forbedringene gjort tidlig i boreprogrammet blir med fordel multiplisert ved antallet av brønner som gjenstår å bli boret i boreprogrammet. Som et resultat, kan betydelige og vesentlige besparelser for et kompani som kommisjonerer boreprogrammet, med fordel bli oppnådd. Målinger kan gjøres under boring av hvert brønnhull, gjennom hele boreprogrammet, ved bruk av den foreliggende fremgangsmåte og apparat ved formål å verifisere at det spesielle boresystemsutstyr blir optimalt brukt. I tillegg, boresystemets utstyrsytelse kan overvåkes lettere med fremgangsmåten og apparatet i den foreliggende beskrivelse, for videre å identifisere potensielle uheldige forhold før de virkelig oppstår.

Det henvises nå til figur 3, hvor en modell av et totalt boresystem er frembrakt ved forutsigelsesmodellene 140. Forutsigelsesmodellene omfatter geologimodeller 142 og boremekanikkmodeller 144, videre i henhold til den foreliggende fremgangsmåte og apparat. Figur 3 illustrerer en oversikt over de forskjellige forutsigelsesmodeller 140 og hvordan de er sammenkoplet. Forutsigelsesmodellene 140 er lagret i og utført av datamaskin/kontrolleren 52 på figur 1, som videre diskutert her.

Geologimodellene 142 omfatter en litologimodell 146, en stenstyrkemodell 148, og en skifer-plastisitetsmodell 150. Litologimodellene omfatter fortrinnsvis en litologimodell som beskrevet i US patent 6 044 327, utstedt 28. mars 2000, med tittelen "Method for Quantifying the Lithologic Composition of Formations Surrounding Earth Boreho-les", og tatt inn her ved referanse. Litologimodellene gir en fremgangsmåte for å kvantifisere litologikomponentfraksjoner av en gitt formasjon, deriblant litologi og porøsitet. Litologimodellen benytter hvilken som helst litologi eller porøsitet-følsom logginnretning, f.eks., omfattende kjernemagnetisk resonans, fotoelektrisk, nøytron-densitet, sonisk, gammastråle, og spektral gammastråle. Litologimodellen gir videre en forbedret multi-komponentanalyse. F.eks., i litologikolonnen på figur 4, ved 575 fot dybde, er det vist fire komponenter som omfatter sandsten, talgsten, dolomitt og skifer. Komponenter kan bli veid til en spesiell logg eller gruppe av logger. Litologimodellen bekrefter at visse logger er bedre enn andre for å løse en gitt litologikomponent. F.eks., er det vel kjent at gamma-strålelogg er generelt den beste skiferindikator. En kullstrek kan bli klart oppløst av en nøytronlogg, men fullstendig bommet på av en sonisk logg. Vektfaktorer blir anvendt slik at en gitt litologi blir oppløst av loggen eller gruppen av logger som kan oppløse den mest nøyaktig. I tillegg, tillater litologimodellene den maksimale konsentrasjon hvilken som helst litologikomponent til å variere fra 0 til 100 %, og dermed tillate kalibrering av modellene til en kjerneanalyse. Litologimodellene tillater også begrensede områder av eksis-tent for hver litologikomponent, som videre kan baseres på en kjerneanalyse. Litologimodellene kan også omfatte hvilke som helst andre egnede modeller for å forutsi litologi og porøsitet.

Stenstyrkemodellen 148 omfatter fortrinnsvis en stenstyrkemodell som beskrevet i US patent 5 767 399, utstedt 16. juni 1998, med tittelen "Method of Assaying Compres-sive Strength of Rock", og tatt inn her ved referanse. Stenstyrkemodellene gir en fremgangsmåte for å forutsi begrensningsstress og stenstyrke.

Skiferplastisitetsmodellen 150 omfatter fortrinnsvis en skiferplastisitetsmodell som beskrevet i US patent 6 052 649, utstedt 18. april 2000, med tittelen "Method and Apparatus for Quantifying Shale Plasticity from Well Logs", og tatt inn her ved referanse. Skiferplastisitetsmodellen gir en fremgangsmåte for å kvantifisere skiferplastisitet i en gitt formasjon. Skiferplastisitetsmodellen kan også omfatte hvilke som helst andre passende modeller for å forutsi skiferplastisitet. Geologimodellene anordner således generering av en modell av den spesielle geologianvendelse av en gitt formasjon.

Boremekanikkmodellene 144 omfatter en mekanisk virkningsgrad modell 152, en hullrengjøringsvirkningsgradmodell 154, en borekrone slitasjemodell 156, og en inntrengningstaktmodell 158, mekanisk virkningsgradmodell 152 omfatter fortrinnsvis en mekanisk virkningsgradmodell som beskrevet i samtidig patentsøknad S/N 09/048 360, inngitt 26. mars 1998, med tittelen "Method of Assaying Downhole Occurrences and Conditions" og tatt inn her ved referanse. Den mekaniske virkningsgradmodell frembringer en fremgangsmåte for å bestemme borkronens mekaniske virkningsgrad. I den mekaniske virkningsgradmodell, blir mekanisk virkningsgrad definert som prosenten av dreiemoment som skjærer. Det resterende dreiemoment blir forbrukt som friksjon. Den mekaniske virkningsgradmodell a) reflekterer 3-D borkronegeometri, b) er forbundet med skjæremoment, c) tar i betraktning virkningene av operasjonsbegrensninger, og d) gjør bruk av en moment- og draganalyse.

Med hensyn til hullrengjøringsvirkningsgrad (HCE)-modell 154, tar modellen i betraktning typen av boreslam, hydraulikk, litologi og skiferplastisitet. Hullrengjøring-virkningsgradmodellen er et mål for en virkningsgrad av boreslam og hydraulikk. Hvis hullrengjøringsvirkningsgraden er lav, vil ufjernet eller langsomt fjernet borkaks ha en uheldig virkning på boremekanikken.

Borkrone-slitasjemodellen 156 omfatter fortrinnsvis en slitasjemodell som beskrevet i US patent 5 794 720, utstedt 18. august 1998, med tittelen "Method of Assaying Downhole Occurences and Conditions", og tatt inn her ved referanse. Krone-slitasjemodellen gir en fremgangsmåte for å bestemme borkroneslitasje, dvs. å forutsi borkronens levetid og formasjonens slipevirkning. Videre blir krone-slitasjemodellen brukt til å gi en arbeidsklasse for en gitt borkrone.

Inntrengningstaktmodellen 158 omfatter fortrinnsvis en inntrengningstaktmodell som beskrevet i US patent 5 704 436, utstedt 16. januar 1998, med tittelen "Method of Regulating Drilling Conditions Applied to a Well Bit", og tatt inn her ved referanse. Inntrengningstaktmodellen gir en fremgangsmåte for å optimalisere operasjonsparametere og å forutsi inntrengningstakt for borkronen og boresystemet. ROP-modellen gir en eller flere av det følgende: maksimalisering av en inntrengningstakt, etablering av en effektgrense for å unngå støtskade på kronen, respektering av alle operasjonsbegrensninger, optimalisering av operasjonsparametere, og minimalisering av kroneinduserte vibrasjoner.

Boremekanikkmodellene 144 som beskrevet her anordner generering av en omfattende modell av det spesielle boresystem som blir brukt eller foreslått for bruk i boringen av et brønnhull, intervaller av et brønnhull, eller en rekke av borehull i en gitt bo-rehullsoperasjon. Boremekanikkmodellene 144 tillater videre generering av en boreme-kanikkytelsesforutsigelse av boresystemet i en gitt geologi. En sammenligning av virkelig ytelse med forutsagt ytelse kan brukes for historietilpasning av boremekanikkmodellene, som kan være nødvendig for optimalisering av de respektive boremekanikkmodeller.

Det henvises fortsatt til figur 3. Den foreliggende fremgangsmåte og apparat omfatter flere operasjonsmodi. Operasjonsmodiene omfatter en optimaliseringsmodus, forutsigelsesmodus og en kalibreringsmodus. For de forskjellige operasjonsmodi, kan forutsagt økonomi inkluderes for å gi et mål for antallet av færre dager per brønn som kan oppnås når et boresystem er optimalisert ved bruk av fremgangsmåtene og apparatet iføl-ge den foreliggende oppfinnelse.

Optimaliseringsmodus

I optimaliseringsmodus, er hensikten å optimalisere operasjonsparametrene av boresystemet. Optimaliseringskriteriene omfatter 1) maksimalisering gjennomtrengningstakt, 2) unngå støtskade på kronen, 3) respekter alle operasjonsbegrensninger, og 4) mi-nimaliser kroneinduserte vibrasjoner.

I optimaliseringsmodus, mottar litologimodellen 146 data fra porøsitetslogger, litologilogger og/eller slamlogger på inngangen 160. Porøsitets- eller litologiloggene kan omfatte kjernemagnetisk resonans (NMR), fotoelektriske, nøytron-densitet, soniske, gammastråle og spektrale gammastråle, og hvilken som helst annen logg som er følsom for porøsitet eller litologi. Slamloggene blir brukt til å identifisere ikke-skiferlitologikomponenter. Som respons på logginngangene, gir litologimodellen 146 et mål for litologi og porøsitet av den gitt formasjon per dybdeenhet på utgangen 162. Når det angår litologi, omfatter utgangen 162 fortrinnsvis en volumfraksjon av hver litologikomponent av formasjonen per dybdeenhet. Når det gjelder porøsitet, omfatter utgangen 162 fortrinnsvis en volumfraksjon av porerom inne i stenen i formasjonen per dybdeenhet. Målet av litologi av porøsitet på utgangen 162 er inngang til stenstyrkemodellen 148, skiferplastisitetsmodellen 150, mekanisk virkningsgradmodell 152, hullrengjøringseffek-tivitetsmodell 154, kroneslitasjemodell 162, og inntrengningstaktmodell 158.

Når det gjelder stenstyrkemodellen 148, i tillegg til å motta et mål for litologi og porøsitetsutgang 162, mottar stenstyrkemodellen 148 videre slamvekt og poretrykksdata ved inngangen 164. Slamvekten blir brukt til å beregne overbalanse. Poretrykket blir brukt til å beregne overbalanse og alternativt, kan design overbalanse brukes til å beregne poretrykk. Som respons på inngangene, produserer stenstyrkemodellen 148 et mål for begrensningsstress og stenstyrke av den gitte formasjon per dybdeenhet på utgangen 166. Mer spesielt, produserer stenstyrkemodellen et mål for overbalanse, effektivt poretrykk, begrensningsstress, ubegrenset stenstyrke, og begrenset stenstyrke. Overbalanse er definert som slamvekt minus poretrykk. Effektivt poretrykk er lik poretrykk, men reflekterer også permeabilitetreduksjon i skifer og lavporøsitets ikke-skifer. Begrensningsstress er en beregning av in situ beregningsstress av sten. Ubegrenset stenstyrke er stenstyrke ved overflaten av jorden. Til slutt, begrenset stenstyrke er stenstyrke under in situ begrensningsstress forhold. Som vist, er stenstyrkeutgangen 166 inngang til mekanisk virkningsgradmodell 152, kroneslitasjemodell 162, og gjennomtrengningstaktmodell 158.

Med hensyn til mekanisk virkningsgradmodell 152, i tillegg til å motta litologi-og porøsitetsutgangen 162 og begrensningsstress og stenstyrkeutgang 166, mottar mekanisk virkningsgradmodell 152 også inngangsdata angående operasjonsbegrensninger, 3-D kronemodell og moment og drag, alt relativt til boresystemet, på inngang 168. Operasjonsbegrensninger kan omfatte maksimum dreiemoment, maksimum vekt på krone (WOB), maksimum og minimum RPM, og maksimum gjennomtrengningstakt. Spesielt, når det gjelder mekanisk virkningsgrad, omfatter operasjonsbegrensningene på boresystemet maksimum dreiemoment, maksimum vekt på kronen (WOB), minimum RPM og maksimum gjennomtrengningstakt. Operasjonsbegrensningene begrenser mengden av optimalisering som kan oppnås med et spesielt boresystemet. Videre med hensyn til evaluering av virkningen av operasjonsbegrensninger på mekanisk virkningsgrad, skjønt ikke alle begrensninger påvirker både mekanisk virkningsgrad og effekt, er det nødvendig å vite alle begrensningene for å kvantifisere virkningene av de begrensningene som har en virkning på enten mekanisk virkningsgrad eller effekt. 3-D kronemodellinngangen omfatter en krone-arbeidsklasse og en moment-WOB signatur. Til slutt, omfatter moment og draganalysene et retningsforslag, foringsrør- og borestrenggeometri, slamvekt og strøm-ningstakt, friksjonsfaktorer, eller dreiemoment og dragmålinger. Dreiemoment og draganalysene er nødvendige for å bestemme hvor stort overflate dreiemoment blir virkelig overført til kronen. Alternativt, kan målinger av dreiemoment på bunnen og av bunnen bli brukt istedenfor dreiemoment og draganalyse. I tillegg, nær borkronemålinger fra et måling under boring (MWD)-system, kunne også brukes istedenfor dreiemoment og draganalyse. Som respons på inngangsinformasjonen, vil mekanisk virkningsgradmodellen 152 produsere et mål for mekanisk virkningsgrad, begrensningsanalyse, forutsagt dreiemoment, og optimal vekt på kronen (WOB) for boresystemet i en gitt formasjon per dybdeenhet 170. Mer spesielt, vil mekanisk virkningsgradmodell 152 gi et mål for totalt dreiemoment, skjæringsdreiemoment, friksjonsdreiemoment, mekanisk virkningsgrad, en begrensningsanalyse, og optimal WOB. Det totale dreiemoment representerer et totalt dreiemoment tilført borkronen. Skjæredreiemomentet representerer skjæringskomponenten av det totale dreiemoment. Friksjonsdreiemomentet er friksjonskomponenten av det totale dreiemoment. Med mekanisk virkningsgradmodell 152, er den mekaniske virkningsgrad definert som den prosent av det totale dreiemoment som skjærer. Begrensningsanalysen kvantifiserer reduksjonen i mekanisk virkningsgrad fra en teoretisk maksimum verdi på grunn av hver operasjonsbegrensning. Til slutt, en optimal WOB blir bestemt, for hvilken WOB maksimaliserer gjennomtrengningstakten mens den respekterer alle operasjonsbegrensninger. Den optimale WOB blir brukt av gjennomtrengningstaktmodellen 158 til å beregne en optimal RPM. Videre, benytter mekanisk virkningsgradmodell 152 også et mål av borkroneslitasje fra en tidligere gjentakelse som inngang, som skal beskrives videre nedenfor i forbindelse med borkroneslitasjemodellen.

Med hensyn til kronesHtasjemodellen 156, mottar denne innganger fra litologimodellen via utgang 162, stenstyrkemodellen via utgang 166, og mekanisk virkningsgradmodell via utgang 170. I tillegg, mottar kronesHtasjemodellen 156 videre 3-D kro-nemodelldata på inngang 172. 3-D kronemodellinngangen omfatter en krone-arbeidsklasse og en moment-WOB signatur. I respons på inngangene av litologi, porøsi-tet, mekanisk virkningsgrad, stenstyrke og 3-D kronemodell, produserer kronesHtasjemodellen 156 et mål for spesifikk energi, samlet arbeid, formasjonens slipeevne, og kroneslitasje i forhold til kronen i en gitt formasjon per dybdeenhet, på utgangen 174. Den spesifikke energi er den totale energi tilført ved borekronen, som tilsvarer kronekraften dividert med kronens tverrsnittsareal. Det samlede arbeid utført av borekronen reflekterer både stenstyrken og mekanisk virkningsgrad. Målet for formasjonen slipeevne modellerer en akselerert slitasje på grunn av formasjonens slipeevne. Til slutt, målet for kroneslitasje tilsvarer en slitasjetilstand som er forbundet med kronens aksielle kontaktareal og mekanisk virkningsgrad. I tillegg til utgang 174, omfatter kronesHtasjemodellen 156 videre anordning av et mål av kroneslitasje fra en tidligere gjentakelse til mekanisk virkningsgradmodell 152 på utgangen 176, hvor mekanisk virkningsgradmodell 152 videre benytter kroneslitasjemålet fra en tidligere gjentakelse i beregningen av dens mekaniske virkningsgrad utgangsdata på utgangen 170.

Før diskusjonen av gjennomtrengningstaktmodellen 158, går man først tilbake til skiferplastisitetsmodellen 150. Som vist på figur 3, mottar skiferplastisitetsmodellen 150 inngang fra litologimodellen. Spesielt, skifervolum er frembrakt fra litologimodellen 146. I tillegg til å motta litologi og porøsitetsutgang 162, mottar skiferplastisitetsmodellen 150 videre loggdata fra foreskrevne brønnlogger på inngang 178, hvor brønnloggene omfatter enhver logg som er følsom for typen av leire, leirevanninnhold, og leirevolum. Slike logger kan omfatte kjernemagnetisk resonans (NMR), nøytrondensitet, sonisk densitet, spektrale gammastråler, gammastråler, og kationutvekslingskapasitet (CEC). I respons på inngangene, produserer skiferplastisitetsmodellen 150 et mål for skiferplastisitet i formasjonen per dybdeenhet, på utgangen 180. Spesielt, frembringer skiferplastisitetsmodellen 150 et mål for normalisert leiretype, normalisert leirevanninnhold, normalisert leirevolum, og skiferplastisitet. Den normaliserte leiretype identifiserer en maksimum konsentrasjon av smektiter, hvor smektit er den leiretype som mest sannsynlig vil forårsake lei-resvelling. Det normaliserte leirevanninnhold identifiserer vanninnhold hvor det oppstår en maksimal skiferplastisitet. Det normaliserte leirevolum identifiserer området av leirevolum hvor plastisk oppførsel kan oppstå. Til slutt, skiferplastisitet er et avveid gjennomsnitt av de normaliserte leireegenskaper, og reflekterer en total plastisitet.

Med henvisning til hullrengjøringseffektivitetsmodellen 154, mottar modellen 154 en skiferplastisitetsinngang fra skiferplastisitetsmodellen 150 og en litologiinngang fra litologimodellen 146.1 tillegg til å motta litologimodellens utgang 162 og skiferplasti-sitetsmodellens utgang 180, mottar hullrengjøringseffektivitetsmodellen 154 hydraulisk og borefluiddata på inngangen 182. Spesielt, kan hydraulisk inngang omfatte et standard mål for hydraulisk effektivitet, så som hydrauliske hestekrefter per kvadrattomme av borkronediameter. I tillegg, kan borefluidumtypen omfatte vannbasert slam, oljebasert slam, polymer, eller andre kjente fluidumtyper. Som respons på inngangen, produserer rengjøringseffektivitetsmodellen et mål for en forutsagt hullrengjøringseffektivitet av borkronen og boresystemet i boringen av et brønnhull (eller intervall) i formasjonen per dybdeenhet, på utgangen 184. hullrengjøringseffektiviteten er definert som den virkelige over den forutsagte inntrengningstakt. Mens de andre boremekanikkmodeller antar per-fekt hullrengjøring, er hullrengjøringseffektiviteten (HCE) modell et mål for korreksjon til gjennomtrengningstaktforutsigelsen for å kompensere for hullrengjøringen som avvi-ker fra den ideelle oppførsel. Målet for hullrengjøringseffektivitet (HCE) reflekterer således virkningen av litologi, skiferplastisitet, hydraulikk, og borefluidumtype og gjennomtrengningstakten.

Med henvisning til gjennomtrengningstaktmodellen 158, mottar denne mekanisk virkningsgrad, forutsagt dreiemoment, og optimum WOB via utgangen 170 av mekanisk effektivitetsmodell 152. Modell 158 mottar videre borkroneslitasje via utgangen 174 av borkroneslitasjemodellen 156, stenstyrke via utgangen 166 av stenstyrkemodellen 148, og forutsagt HCE via utgangen 184 av HCE modellen 154. I tillegg, mottar gjennomtrengningstaktmodellen 158 videre operasjonsbegrensningsinformasjon på inngang 186. Spesielt, omfatter operasjonsbegrensingene maksimum dreiemoment, maksimum vekt på kronen (WOB), maksimum og minimum RPM, og maksimum gjennomtrengningstakt. Videre med hensyn til evaluering av effektene av operasjonsbegrensningene på effekt, mens ikke alle begrensningene påvirker både mekanisk virkningsgrad og effekt, er det nødvendig å vite alle begrensningene for å kvantifisere virkningene av de begrensningene som har en virkning på enten mekanisk virkningsgrad eller effekt. I respons på inngangene, produserer gjennomtrengningstaktmodellen 158 en effektnivåanalyse, en begrensningsanalyse, og i tillegg, et mål for optimal RPM, gjennomtrengningstakt, økonomi for borkrone og boresystemet i boringen av et brønnhull (eller intervall) i formasjonen per dybdeenhet, på utgangen 188. Mer spesielt, omfatter effektnivåanalysen en bestemmelse av maksimum effektgrense. Maksimum effektgrense maksimaliserer inntrengningstakten uten å forårsake støtskade på kronen. Operasjonseffektnivået kan være mindre enn mak-simumeffektnivået på grunn av operasjonsbegrensninger. Begrensningsanalysen omfatter kvantifisering av reduksjonen i operasjonseffektnivå fra maksimum effektgrense på grunn av hver operasjonsbegrensning. Den optimale RPM er den RPM som maksimaliserer inntrengningstakten mens den respekterer alle operasjonsbegrensninger. Gjennomtrengningstakten er den forutsagte gjennomtrengningstakt ved optimal WOB og optimal RPM. Til slutt, økonomiene kan omfatte den industrielle standard kostnad per fot analyse.

Forutsigelsesmodus

I forutsigelsesmodus, er målet eller hensikten å forutsi boreytelse med brukerspesifiserte operasjonsparametere som ikke nødvendigvis er optimale. Operasjonsbegrensninger gjelder ikke i denne modus. Forutsigelsesmodus er i det vesentlige lik optimaliseringsmodus, imidlertid med unntagelser når det gjelder mekanisk virkningsgradmodell 152, kroneslitasjemodell 156, og gjennomtrengningstaktmodell 158, videre som forklart nedenfor, hullrengjøringseffektivitetsmodellen 154 er den samme for både optimalise-rings- og forutsigelsesmodiene, siden hullrengjøringseffektiviteten er uavhengig av de mekaniske operasjonsparametere (dvs. brukerspesifisert WOB og brukerspesifisert

RPM).

Med hensyn til mekanisk virkningsgradmodell 152, i forutsigelsesmodus, i tillegg til å motta litologi- og porøsitetsutgang 162 og begrensningsstress og stenstyrkeutgang 166, mottar mekanisk virkningsgradmodell 152 videre inngangsdata angående brukerspesifiserte operasjonsparametere og en 3-D kronemodell, relatert til boresystemet, på inngangen 168. De brukerspesifiserte operasjonsparametrene for boresystemet kan omfatte en brukerspesifisert vekt på kronen (WOB), og en brukerspesifisert RPM. Denne op-sjonen blir brukt for å evaluere "hva om"-scenarier. 3-D kronemodellinngangen omfatter en kronearbeidsklasse og en dreiemoment-WOB signatur. Som respons på inngangen, produserer mekanisk virkningsgradmodell 152 et mål for mekanisk virkningsgrad for boresystemet i den gitte formasjon per dybdeenhet, på utgangen 170. Mer spesielt, frembringer mekanisk virkningsgrad 152 et mål for totalt dreiemoment, skjæring-dreiemoment, friksjonsdreiemoment, og mekanisk virkningsgrad. Det totale dreiemoment representerer det totale dreiemoment som tilføres borkronen. I forutsigelsesmodus, tilsvarer det totale dreiemoment den brukerspesifiserte vekt på kronen. Skjæredreiemomentet representerer skjæringskomponenten av det totale dreiemoment på kronen. Friksjonsdreiemomentet er friksjonskomponenten av det totale dreiemoment på borkronen.

Med mekanisk virkningsgradmodell 152, er den mekaniske virkningsgrad definert som den prosent av det totale dreiemoment som skjærer. Forutsigelsesmodus kan også omfatte en analyse av mekanisk virkningsgrad etter område, dvs. området av mekanisk virkningsgrad i forhold til kronens mekaniske effektivitet dreiemoment-WOB signatur. Et første område av mekanisk virkningsgrad er definert ved en første vekt på kronen (WOB)-området fra null WOB til en terskel WOB, hvor terskel WOB tilsvarer en gitt WOB som er nødvendig for bare å trenge inn i stenen, videre tilsvarende en null (eller ubetydelig) skjæringsdybde. Første område av mekanisk virkningsgrad tilsvarer videre en boreeffektivitet av effektiv sliping. Et annet område av mekanisk virkningsgrad er definert ved en annen vekt på kroneområdet fra terskel WOB til den optimale WOB, hvor den optimale WOB tilsvarer en gitt WOB som er nødvendig for bare å oppnå en maksimum dybde av skjæring med kronen, før borkronens legeme kommer i kontakt med jordformasjonen. Det andre området av mekanisk virkningsgrad tilsvarer videre en borevirkningsgrad av effektiv skjæring. Et tredje område av mekanisk virkningsgrad er definert ved det tredje vekt på kronen området fra den optimale WOB til et slipende WOB, når den slipende WOB tilsvarer en gitt WOB som er nødvendig til å forårsake at skjærings-dreiemomentet for kronen blir redusert til i det vesentlige null, eller blir ubetydelig. Det tredje området av mekanisk virkningsgrad er definert ved det fjerde vekt på kronen området fra den slipende WOB og over. Det fjerde området av mekanisk virkningsgrad tilsvarer videre en borevirkningsgrad av ueffektiv sliping. Med hensyn til områdene tre og fire, når borkronen er ved maksimum skjæredybde, mens WOB blir videre øket, blir friksjonskontakt av borkronens legeme med stenformasjonen også øket.

Videre, mekanisk virkningsgradmodell 152 benytter et mål for borkroneslitasje fra en tidligere gjentagelse som inngang, som skal beskrives videre nedenfor i forbindelse med kronesHtasjemodellen.

Med hensyn til borkroneslitasjemodell 156, i forutsigelsemodus, mottar kronesHtasjemodellen inngang fra litologimodellen via utgang 162, stenstyrkemodellen via utgang 166, og mekanisk virkningsgradmodell via utgang 170.1 tillegg, mottar borkroneslitasjemodellen 156 videre 3-D borkrone modelldata på inngang 172. 3-D borkronemodel-linngang omfatter en borkrone arbeidsklasse og dreiemoment-WOB signatur. Som respons på inngangene av litologi, porøsitet, mekanisk virkningsgrad, stenstyrke og 3-D kronemodell, produserer borkroneslitasjemodellen 156 et mål for spesifikk energi, samlet arbeid, formasjonsslipeevne, og borkrone slitasje i forhold til borkronen i den gitte formasjon, per dybdeenhet, på utgangen 174. Den spesifikke energi er den totale energi som tilfører borkronen, som er lik borkronekraften dividert med borkronens tverrsnittsareal. Videre, er beregningen av spesifikk energi basert på de brukerspesifiserte operasjonsparametere. Det samlede arbeid utført av borkronen reflekterer både stenstyrken og den mekaniske virkningsgrad. Beregningen av samlet arbeid utført av borkronen er også basert på de brukerspesifiserte operasjonsparametere. Formasjonens slipeevnemål module-rer en akselerert slitasje på grunn av formasjonens slipeevne. Til slutt, tilsvarer målet for borkroneslitasje en slitasjetilstand som er forbundet med kronens aksielle kontaktareal og mekanisk virkningsgrad. Som med beregninger av spesifikk energi og samlet arbeid, er kroneslitasjeberegningene basert på de brukerspesifiserte operasjonsparametere. I tillegg til utgang 174, omfatter kronesHtasjemodellen 156 videre anordning av et mål for kroneslitasje fra en tidligere gjentagelse til mekanisk virkningsgradmodell 152 på utgang 176, hvor mekanisk virkningsgradmodell 152 videre benytter borkroneslitasjemålet fra en tidligere gjentagelse i beregningen av dens mekaniske virkningsgrad utgangsdata, på utgang 170.

Det henvises nå til gjennomtrengningstaktmodellen 158. Gjennomtrengningstaktmodellen 158 mottar mekanisk virkningsgrad og forutsagt dreiemoment via utgang 170 av mekanisk virkningsgradmodell 152. Modell 158 mottar videre borkroneslitasje via utgangen 174 av borkroneslitasjemodellen 156, stenstyrke via utgang 166 av stenstyrkemodell 148, og forutsagt HCE via utgang 184 av HCE modell 154.1 tillegg, mottar gjennomtrengningstaktmodellen 158 videre brukerspesifiserte operasjonsparametere, på inngang 186. Spesielt, omfatter de brukerspesifiserte operasjonsparametere en brukerspesifisert vekt på kronen (WOB) og en brukerspesifisert RPM. Som nevnt ovenfor, blir denne forutsigelsesmodus av operasjonen brukt til å evaluere "hva om" scenarier. Som respons på inngangene, produserer gjennomtrengningstaktmodellen 158 en effektnivåanalyse, og i tillegg, et mål for gjennomtrengningstakt og økonomi av borkronen og boresystemet i den forutsagte boring av et brønnhull (eller intervall) i formasjonen, per dybdeenhet, på utgang 188. Mer spesielt, omfatter effektnivåanalysen en bestemmelse av maksimumef-fektnivågrense. Den maksimale effektgrense tilsvarer en foreskrevet effekt, som når den tilføres borkronen, maksimaliserer gjennomtrengningstakten uten å forårsake støtskade på kronen. Operasjonseffektnivået som resulterer fra de brukerspesifiserte operasjonsparametere kan være mindre enn eller større enn den maksimale effektgrense. Operasjonsef-fektnivåer som overskrider den maksimale effektgrense for borkronen kan bli flagget automatisk, f.eks. ved passende programmering, for å indikere eller identifisere slike intervaller av et brønnhull hvor støtskade på borkronen sannsynligvis kan oppstå. Effektnivåanalysen ville gjelde det spesielle boresystem, og dens bruk i boringen av et brønnhull (eller intervall) i den gitte formasjon. I tillegg, er gjennomtrengningstakten den forutsagte gjennomtrengningstakt ved brukerspesifisert WOB og brukerspesifisert RPM. Til slutt, omfatter økonomiene industriens standard kostnad per fot analyse.

Kalibreringsmodus

Til slutt, i kalibreringsmodus, er målet eller hensikten å kalibrere boremekanikkmodellene til målte operasjonsparametere. I tillegg, kan geologimodellene bli kalibrert til å måle kjernedata. Videre, er det mulig å delvis eller helt å kalibrere hvilken som helst modell eller gruppe av modeller. Likeledes, som med forutsigelsesmodus, gjelder ikke operasjonsbegrensningene i kalibreringsmodus.

For å begynne med geologimodellene 142, kan målte kjernedata bli brukt til å kalibrere hver geologimodell. Med hensyn til litologimodellen, mottar litologimodellen 146 data fra porøsitetslogger, litologilogger og/eller slamlogger, og i kjernedata på inngang 160. Som nevnt ovenfor, kan porøsitet- eller litologiloggene omfatte kjernemagnetisk resonans (NMR), fotoelektrisk, nøytrondensitet, sonisk, gammastråle og spektral gammastråle, eller hvilken som helst annen logg som er følsom for porøsitet eller litologi. Slamloggene blir brukt til å identifisere ikke-skiferlitologikomponenter. Kjernedata omfatter målte kjernedata som kan brukes til å kalibrere litologimodellen. Kalibrering av litologimodellen med målte kjernedata tillater at den forutsagte litologisammensetning blir i bedre samsvar med målt kjernesammensetning. Målt kjerneporøsitet kan også brukes til å kalibrere hvilken som helst loggutledet porøsitet. I respons på inngangene, vil litologimodellen 146 gi et mål for litologi og porøsitet av den gitte formasjon per dybdeenhet, på utgang 162. Med hensyn til kalibrert litologi, omfatter utgangen 162 fortrinnsvis en volumfraksjon av hver ønsket litologisk komponent av formasjonen per dybdeenhet, kalibrert til en kjerneanalyse og/eller slamlogg. Méd hensyn til kalibrert porøsitet, blir den loggutledede utgang 162 fortrinnsvis kalibrert til målt kjerneporøsitet. Også, mindre nøy-aktige logger kan kalibreres til mer nøyaktige logger. Kalibreringen av litologi og porøsi-tet på utgangen 162 blir ført inn til stenstyrkemodellen 148, skiferplastisitetsmodellen 150, mekanisk virkningsgradmodell 152, hullrengjøringseffektivitetsmodell 154, borkroneslitasjemodell 162, og gjennomtrengningstaktmodell 158.

Med hensyn til stenstyrkemodellen 148, er innganger og utganger likt de som er diskutert ovenfor når det gjelder optimaliseringsmodus. I kalibreringsmodus, omfatter imidlertid inngangen 164 videre kjernedata. Kjernedata omfatter målte kjernedata som kan brukes til å kalibrere stenstyrkemodellen. Kalibreringen tillater at den forutsagte stenstyrke blir bedre i samsvar med målt kjernestyrke. I tillegg, kan målte boretrykkdata også bli brukt til å kalibrere begrensningsstressberegningen.

Med hensyn til skiferplastisitetsmodell 150, er innganger og utganger lik de som er diskutert ovenfor når det gjelder optimaliseringsmodus. I kalibreringsmodus, omfatter imidlertid inngangen 178 videre kjernedata. Kjernedata omfatter målte kjernedata som kan brukes til å kalibrere skiferplastisitetsmodellen. Kalibreringen tillater at den forutsagte plastisitet er bedre i samsvar med målt kjerneplastisitet. Som respons på inngangene, frembringer skiferplastisitetsmodellen 150 et mål for skiferplastisitet av en gitt formasjon per dybdeenhet, på utgangen 180. Med hensyn til kalibrert skiferplastisitet, omfatter utgangen 180 fortrinnsvis en avveid gjennomsnitt av de normaliserte leiregenskaper som reflekterer den totale plastisitet kalibrert til en kjerneanalyse.

Med hensyn til mekanisk virkningsgradmodell 152, er innganger og utganger lik de som er diskutert ovenfor i forbindelse med optimaliseringsmodus, med de følgende unntak. I kalibreringsmodus, omfatter ikke inngangen 168 operasjonsbegrensninger eller moment- og draganalyse, mens imidlertid i kalibreringsmodus, omfatter inngangen 168 målte operasjonsparametere. Målte operasjonsparametere omfatter vekt på kronen (WOB), RPM, gjennomtrengningstakt, og dreiemoment (opsjonalt), som kan brukes til å kalibrere mekanisk virkningsgradmodell. Som respons på inngangene, vil mekanisk virkningsgradmodell 152 frembringe mål for total dreiemoment, bærende dreiemoment, friksjonsdreiemoment, og kalibrert mekanisk virkningsgrad, på utgangen 170. Med hensyn til totalt dreiemoment, totalt dreiemoment henviser til totalt dreiemoment tilført borkronen, som videre er kalibrert til målt dreiemoment hvis data er tilgjengelige. Skjærende dreiemoment henviser til skjærekomponenten av total dreiemoment på borkronen, som videre er kalibrert til en virkelig mekanisk virkningsgrad. Friksjonsdreiemoment henviser til friksjonskomponenten av det totale dreiemoment på kronen, som videre er kalibrert til den virkelige mekaniske virkningsgrad. Med hensyn til kalibrert mekanisk virkningsgrad, er mekanisk virkningsgrad definert som den prosent av det totale dreiemoment som skjærer. Den forutsagte mekaniske virkningsgrad er kalibrert til den virkelige mekaniske virkningsgrad. Kalibreringen er mer nøyaktig hvis målte dreiemomentdata er tilgjengelige. Det er imidlertid mulig å delvis kalibrere mekanisk virkningsgrad hvis dreiemomentdata er utilgjengelige, ved bruk av et forutsagt dreiemoment sammen med andre målte operasjonsparametere.

I kalibreringsmodus, kan en analyse av mekanisk virkningsgrad etter område, dvs. ved områder av mekanisk virkningsgrad med hensyn til en borkrones mekaniske virkningsgrad dreiemoment (WOB)-signatur, også bli inkludert. Som indikert ovenfor, er det første området av mekanisk virkningsgrad definert ved den første vekt på kronen (WOB)-området fra null WOB til en terskel WOB, hvor terskel WOB tilsvarer en gitt WOB som er nødvendig til bare å trenge inn i stenen, videre tilsvarende en null (eller ubetydelig) skjæringsdybde. Det første området av mekanisk virkningsgrad tilsvarer videre en borevirkningsgrad av effektiv sliping. Det andre området av mekanisk virkningsgrad er definert med den annen vekt på kronen område fira terskel WOB til en optimal WOB, hvor den optimale WOB tilsvarer en gitt WOB som er nødvendig for bare å oppnå en maksimum terrengsdybde med borkronen, før borkronens legeme kommer i kontakt med jordformasjonen. Det andre området av mekanisk virkningsgrad tilsvarer videre en borevirkningsgrad av effektiv skjæring. Det tredje området av mekanisk virkningsgrad er definert ved et tredje vekt på kronen område fra den optimale WOB til en slipende WOB, hvor den slipende WOB tilsvarer en gitt WOB som er nødvendig for å forårsake skjæ-ringdreiemoment av borkronen til å bli redusert til i det vesentlige null, eller å bli ubetydelig. Det tredje området av mekanisk virkningsgrad tilsvarer videre en borevirkningsgrad av ineffektiv skjæring. Til slutt, er det fjerde området av mekanisk virkningsgrad definert ved et fjerde vekt på kronen område fra den slipende WOB og over. Det fjerde området av mekanisk virkningsgrad tilsvarer videre en borevirkningsgrad av ineffektiv sliping. Med hensyn til områdene 3 og 4, mens borekronen er ved en maksimum skjæringsdybde, mens WOB blir videre økt, blir friksjonskontakt av borkronens legeme med stenformasjonen også øket.

Med hensyn til borkroneslitasjemodell 156, er innganger og utganger lik de som er diskutert ovenfor med hensyn til optimaliseringsmodus. I kalibreringsmodus, omfatter imidlertid inngangen 172 en borkroneslitasjemåling. Borkroneslitasjemålingen omfatter et mål for et løpende aksiell kontaktområde med kronen. Videre, er borkroneslitasjemålingen korrelert med det totale arbeid utført av borkronen basert på det målte operasjonsparameteret. Som respons på inngangene, blir borkroneslitasjemodellen 156 et mål for spesifikk energi, samlet arbeid, kalibrert formasjons slipeevne, og kalibert borkrone arbeidsklasse med hensyn til et gitt boresystem og formasjon, per dybdeenhet, på utgang 174. Med hensyn til spesifikk energi, svarer spesifikk energi den totale energi som tilfø-res ved borkronen. I tillegg, er spesifikk energi ekvivalent til borkronekraften dividert med borkronens tverrsnittsareal, hvor beregningen er videre basert på de målte operasjonsparametere. Med hensyn til samlet arbeid, vil det samlede arbeid utført av borkronen reflektere både stenstyrken og mekanisk virkningsgrad. I tillegg, er beregningen av samlet arbeid basert på de målte operasjonsparametere. Med hensyn til beregnet formasjonsslipeevne, vil borkroneslitasjemodellen akselerere slitasje på grunn av formasjonsslipeevne. Videre, kan borkrone slitasjemålinger og samlet arbeid utført bli brukt til å kalibrere formasjonens slipeevne. Til slutt, med hensyn til kalibrert borkrone arbeidsklasse, er den sløve borkrones slitasjetilstand forbundet med samlet arbeid utført. I kalibreringsmodus, kan borkronens arbeidsklasse for en gitt borkrone bli kalibrert til borkronens slita-sjemåling og det samlede arbeid utført.

Med hensyn til hullrengjøringseffektivitetsmodell 154, er inngangene og utgangene lik de som er diskutert ovenfor i forbindelse med optimaliseringsmodus. I kalibreringsmodus, blir imidlertid hullrengjøringseffektiviteten kalibrert ved å korrelere den målte HCE i gjennomtrengningstaktmodellen, videre som diskutert nedenfor. Med hensyn til gjennomtrengningstaktmodellen 158, er inngangene og utgangene lik de som er diskutert ovenfor i forbindelse med optimaliseringsmodus. I kalibreringsmodus, omfatter imidlertid ikke inngangen 186 operasjonsbegrensninger, men isteden, omfatter inngangen 168 målte operasjonsparametere og borkroneslitasjemåling. Målte operasjonsparametere omfatter vekt på kronen (WOB), RPM, gjennomtrengningstakt, og dreiemoment (opsjonalt). Borkroneslitasjemålinger er et mål for løpende aksiell kontaktareal av borkronen, og identifiserer også den dominerende type av slitasje, omfattende jevn og ujevn slitasje. F.eks., støtskade er en form for ujevn slitasje. Målte operasjonsparametere og borkroneslitasjemålinger kan brukes til å kalibrere gjennomtrengningstaktmodellen. Som respons på inngangene, vil gjennomtrengningstaktmodellen 158 frembringe et mål for kalibrert gjennomtreningstakt, kalibrert HCE, og kalibrert effektgrense. Med hensyn til kalibrert gjennomtrengningstakt, er kalibrert gjennomtrengningstakt en forutsagt gjennomtrengningstakt ved de målte operasjonsparametere. Den forutsagte gjennomtrengningstakt er kalibrert til den målte gjennomtrengningstakt ved bruk av HCE som korrek-sjonsfaktor. Med hensyn til kalibrert HCE, er HCE definert som den virkelige over den forutsagte gjennomtrengningstakt. Den forutsagte HCE fra HCE modellen blir kalibrert til den HCE som er beregnet i gjennomtrengningstaktmodellen. Til slutt, med hensyn til den kalibrerte effektgrense, vil maksimum effektgrense maksimalisere gjennomtrengningstakten uten å forårsake støtskade på borkronen. Hvis det operasjonseffektnivå som resulterer fra de målte operasjonsparametere overskrider effektgrensen, er støtskade sannsynlig. Programvare eller datamaskinprogram for å implementere forutsigelsen av ytelsen av boresystemet kan settes opp til automatisk å flagge hvilket som helst operasjonseffektnivå som overskrider effektgrensen. Videre, kan effektgrensen justeres til å reflektere typen av slitasje som virkelig blir sett på den sløve borkronen. F.eks., hvis programmet flagger intervaller hvor støtskade er sannsynlig, men slitasjen som ses på den sløve borkronen er hovedsakelig jevn, er effektgrensen sannsynligvis for konservativ, og bør heves.

En ytelsesanalyse kan også utføres, som omfatter en analyse av operasjonsparametere. Operasjonsparametere som skal måles omfatter WOB, TOB (opsjonal), RPM og ROP. Målinger nær borkronen er foretrukket for mer nøyaktig ytelsesanalyse resultater. Andre ytelsesanalysemålinger omfatter kroneslitasjemålinger, borefluidumtype og hydraulikk, og økonomi.

Oversikt

Det henvises igjen til figur 1. Apparatet 50 for å forutsi ytelsen av et boresystem for boring av et brønnhull 14 i en gitt formasjon 24 skal nå diskuteres videre. Forutsigelsesapparatet 50 omfatter en datamaskin/kontroller 52 for å generere en geologikarakteristikk for formasjonen per dybdeenhet i henhold til en foreskreven geologimodell, og for å gi ut signaler som representerer geologikarakteristikken. Geologikarakteristikken omfatter fortrinnsvis minst stenstyrke. I tillegg, kan geologikarakteristikkgenereringsanord-ningen 52 videre generere minst en av de følgende ytterligere karakteristikker valgt fra gruppen bestående av loggdata, litologi, porøsitet og skiferplastisitet.

Inngangsanordningen eller anordningene 58 er anordnet for å innføre spesifikasjoner av foreslått boreutstyr for bruk til boring av brønnhullet, hvor spesifikasjonene omfatter minst en borkronespesifikasjon for en anbefalt borkrone. I tillegg, kan inngangs-anordningene 58 videre brukes til å innføre ytterligere foreslått boreutstyrs inngangsspe-sifikasjoner som også kan omfatte minst en ytterligere spesifikasjon av foreslått boreutstyr, valgt fra gruppen bestående av en borehullmotor, toppdrivmotor, roterende bormotor, slamsystem, og slampumper.

Til slutt, datamaskin/kontrolleren 52 er videre for bestemmelse av en forutsagt boremekanikk som respons på spesifikasjoner av det foreslåtte boreutstyr som en funksjon av geologikarakteristikken per dybdeenhet i henhold til en foreskreven boremekanikkmodell. Datamaskin/kontrolleren 52 er videre for å utgi signaler som representerer den forutsagte boremekanikk, hvor de forutsagte boremekanikker omfatter minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av borkroneslitasje, mekanisk virkningsgrad, effekt, og operasjonsparametere. Operasjonsparametrene kan omfatte minst en av de føl-gende, valgt fra gruppen bestående av vekt på kronen, roterende RPM (omdreininger per minutt), kostnad, gjennomtrengningstakt, og dreiemoment. I tillegg, omfatter gjennomtrengningstakten øyeblikkstakt av gjennomtrengning (ROP) og gjennomsnittelig gjennomtrengningstakt (ROP-AVG).

Som illustrert på figur 1, frembringer displayet 60 og driveren 62 hver en anordning som reagerer på geologikarakteristikk-utgangssignalene og det forutsagte boremekanikkutgangssignal for å generere et display av geologikarakteristikkene og forutsagt boremekanikk per dybdeenhet. Med hensyn til skriveren 62, omfatter geologikarakteristikkene og forutsagt boremekanikk per dybdeenhet en utskrift 64. I tillegg, kan datamaskin/kontrolleren 52 videre frembringe boreoperasjonskontrollsignaler på linjen 66, angående gitte forutsagte boremekanikk utgangssignaler. I et slikt tilfelle, kunne boresystemet videre omfatte en eller flere innretninger som er responsive på et boreoperasjonsstyrings-signal basert på et forutsagt boremekanismeutgangssignal for å styre en parameter i en aktuell boring av brønnhullet med boresystemet. Eksempel på parametere kan omfatte minst en valgt fra den gruppen som består av vekt på kronen, rpm, pumpestrømning, og hydraulikk.

Visning av forutsagt ytelse

Det henvises nå til figur 4. Et display 200 av forutsagt ytelse av boresystemet 50 (figur 1) for en gitt formasjon 24 (figur 1) skal i det følgende beskrives i mer detalj. Display 200 omfatter et display av geologikarakteristikk 202 og et display av forutsagt boremekanisme 204. Displayet av geologikarakteristikken 202 omfatter minst en grafisk presentasjon valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon, en prosentgraf representasjon, og en båndrepresentasjon. I tillegg, omfatter displayet av den forutsagte boremekanisme 204 minst en grafisk representasjon valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon, en prosentgrafrepresentasjon, og en båndrepresentasjon. I en foretrukket utførelse, er den minst en grafisk representasjon av geologikarakteristikken 202 og den minst en grafisk representasjon av den forutsagte boremekanisme 204, fargekodet.

Beskrivelse

Det følgende er en liste av de forskjellige symboler, tilsvarende korte beskrivelser, enheter og dataområder i forbindelse med de forskjellige kolonner av informasjon illustrert på figur 4. Bemerk at denne listen bare er som eksempler, og ikke ment å være begrensende. Den er inkludert her for å frembringe en grundig forståelse av illustrasjone-ne på figur 4. Andre symboler, beskrivelser, enheter og dataområder er mulige.

Dybde, loggdata, litologi. porøsitet

Som vist på figur 4, er dybden av formasjonen 206 uttrykt i form av en numerisk representasjon. Loggdata 208 er uttrykt i form av en kurverepresentasjon, hvor loggdata 208 omfatter hvilken som helst loggtype følsom for litologi og porøsitet. Litologi 210 er uttrykt i form av en prosentgraf for bruk til å identifisere forskjellige typer av sten i en gitt formasjon, hvor prosentgrafen illustrerer en prosent av hver type sten ved en gitt dybde som bestemt fra hvilken som helst loggtype som er følsom for litologi. I en utførel-se, er litologiprosentgrafen fargekodet. Porøsitet 212 er uttrykt i form av en kurverepresentasjon, hvor porøsiteten er bestemt fra hvilken som helst loggtype som er følsom for porøsitet.

Stenstyrke

På display 200 på figur 4, er stenstyrke 214 uttrykt i form av minst en av de føl-gende representasjoner, valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon 216, en prosentgrafrepresentasjon (ikke illustrert, men lik 210), og en båndrepresentasjon 218. Kurverepresentasjonen 216 av stenstyrken omfatter begrenset stenstyrke 220 og ubegrenset stenstyrke 222. Et område 224 mellom de respektive kurver av begrenset stenstyrke 220 og ubegrenset stenstyrke 222 er grafisk illustrert, og representerer en økning i stenstyrken som følge av et begrensningsstress. båndrepresentasjonen 218 av stenstyrken gir en grafisk illustrasjon som indikerer et diskret område av stenstyrke ved en gitt dybde, og mer generelt, forskjellige diskret områder av stenstyrken langs et gitt brønnhull. I en foretrukket utførelse, er båndrepresentasjonen 218 av stenstyrken fargekodet, omfattende en første farge som representerer et lavt stenstyrkeområde, en annen farge som representerer et hardt stenstyrkeområde, og ytterligere farger som representerer en eller flere mellomliggende stenstyrkeområder. Videre, kan fargen blå brukes til å indikere det lave stenstyrkeområde, rødt til å indikere et hardt stenstyrkeområde, og gult til å indikere et mellomliggende stenstyrkeområde. En legende 226 er vist på displayet for å hjelpe med tolkning av de forskjellige display geologikarakteristikker og forutsagte boremekanikker.

Skiferplastisitet

På display 200 på figur 4, er skiferplastisitet 228 uttrykt i form av minst en av de følgende representasjoner, valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon 230, en prosentgrafrepresentasjon (ikke illustrert men lik 210), og en båndrepresentasjon 232. Kurverepresentasjonen 230 av skiferplastisitet 228 omfatter minst to kurver av skiferplastisitetsparametere valgt fra gruppen bestående av vanninnhold, leiretype og leirevolum, videre hvor skiferplastisiteten er bestemt fra vanninnholdet, leiretype og leirevolum i henhold til en foreskrevet skiferplastisitetsmodell 150 (figur 3). I tillegg, er representa-sjonene for skiferplastisitet fortrinnsvis fargekodet. Båndrepresentasjonen 232 av skiferplastisitet 228 gir en grafisk illustrasjon som indikerer et diskret område av skiferplastisitet ved en gitt dybde, og mer generelt, til forskjellige diskrete områder av skiferplastisitet langs det gitt brønnhull. I en foretrukket utførelse, er båndrepresentasjonen 232 av skiferplastisitet 228 fargekodet, omfattende en første farge som representerer et område av lav skiferplastisitet, en annen farge som representerer et område av høy skiferplastisitet, og andre farger som representerer et eller flere mellomliggende områder av skiferplastisitet. Videre, kan fargen blå brukes til å indikere området av lav skiferplastisitet, rød kan brukes til å indikere høy skiferplastisitet, og gult kan indikere et mellomliggende område av plastisitet. Som nevnt ovenfor, vil legenden 226 på displayet 200 hjelpe med en tolkning av de forskjellige display geologikarakteristikker og forutsagte boremekanikker.

Borkrone arbeid / slitasje- forhold

Borkroneslitasje 234 er bestemt som en funksjon av totalt arbeid gjort i henhold til en foreskrevet borkroneslitasjemodell 156 (figur 3). På display 200 på figur 4 er borkroneslitasje 234 uttrykt i form av minst en av de følgende representasjoner, valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon 236 og en prosentgrafrepresentasjon 238. Kurverepresentasjonen 236 av borkroneslitasje kan omfatte borkronearbeid uttrykt som spesifikk energinivå ved borkronen, samlet arbeid utført av borkronen, og opsjonale arbeidstap på grunn av slipning. Med hensyn til prosentgrafrepresentasjonen, kan borkroneslitasje 234 bli uttrykt som en grafisk illustrert prosentgraf 238 som indikerer en borkroneslitasjetilstand ved en gitt dybde. I en foretrukket utførelse, er den grafisk illustrerte prosentgraf 238 av borkroneslitasje fargekodet, omfattende en første farge 240 som representerer utløpt borkronelevetid, og en annen farge 242 som representerer gjenstående borkronelevetid. Videre er den første fargen fortrinnsvis rød og den andre fargen fortrinnsvis grønn.

Mekanisk virkningsgrad

Borkrone mekanisk virkningsgrad er bestemt som en funksjon av dreiemoment/vekt på borkronen-signatur for en gitt borkrone i henhold til en foreskrevet mekanisk virkningsgradmodell 152 (figur 3). På display 200 på figur 4, er borkrone mekanisk virkningsgrad 244 uttrykt i form av minst en av de følgende representasjoner, valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon 246 og en prosentgrafrepresentasjon 248. Kurverepresentasjonen 246 av borkrone mekanisk virkningsgrad omfatter totalt dreiemoment (TOB(ft-lb)), og skjæringsdreiemoment (TOB-CUT (ft-lb)) ved borkronen. Prosentgrafrepresentasjonen 248 av borkrone mekanisk virkningsgrad 244 illustrerer grafisk totalt dreiemoment, hvor totalt dreiemoment omfatter skjærende dreiemoment og frik-sjonsdreiemomentkomponenter. I en foretrukket utførelse, er den grafisk illustrerte prosentgraf 248 av mekanisk virkningsgrad fargekodet, omfattende en første farge for å illustrere skjæremoment 250, en annen farge for å illustrere friksjons ubegrenset dreiemoment 252, og en tredje farge for å illustrere friksjons begrenset dreiemoment 254. Legende 226 gir også hjelp til å tolke de forskjellige dreiemomentkomponenter av mekanisk virkningsgrad. Videre, er den første fargen fortrinnsvis blå, den andre fargen er fortrinnsvis gul, og den tredje fargen er fortrinnsvis rød.

I tillegg til kurverepresentasjonen 246 og prosentgraf 248, er mekanisk virkningsgrad 244 videre representert i form av en prosentgraf 256 som illustrerer boresystemets operasjonsbegrensninger som har en uheldig virkning på mekanisk virkningsgrad. Boresystemets operasjonsbegrensninger tilsvarer begrensninger som resulterer i at det oppstår friksjonsbegrenset dreiemoment, (f.eks. som illustrert ved henvisningstall 254 i prosentgrafen 248), hvor prosentgrafen 256 videre indikerer en tilsvarende prosent av støt som hver begrensning har på den friksjonsbegrensede momentkomponent av den mekaniske virkningsgrad ved en gitt dybde. Boresystemets operasjonsbegrensninger kan omfatte maksimum dreiemoment på borkronen (TOB), maksimum vekt på borkronen (WOB), minimum omdreining per minutt (RPM), maksimum inntrengningstakt (ROP), i hvilken som helst kombinasjon, og en ubegrenset tilstand. I en foretrukket utførelse, er prosentgrafrepresentasjonen 256 av boresystemets operasjonsbegrensninger på mekanisk virkningsgrad fargekodet, omfattende forskjellige farger for å identifisere forskjellige begrensninger. Legenden 226 er videre anordnet for å hjelpe med en tolkning av de forskjellige boresystemers operasjonsbegrensninger på mekanisk virkningsgrad i forhold til prosentgrafrepresentasjonen 256.

Effekt

På display 200 på figur 4, er effekt 258 uttrykt i form av minst en av de følgende representasjoner, valgt fra gruppen bestående av kurverepresentasjon 260 og en prosentgrafrepresentasjon 262. Kurverepresentasjon 260 for effekt 258 omfatter en effektgrense (POB-LIM(hp)) og operasjonseffektnivå (POB(hp)). Effektgrensen (POB-LIM(hp)) tilsvarer en maksimum effekt som kan tilføres borkronen. Operasjonseffektnivået (POB(hp)) omfatter minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av begrenset operasjonseffektnivå, anbefalt operasjonseffektnivå, og forutsagt operasjonseffektnivå. Med hensyn til kurverepresentasjonen 260, er en forskjell mellom effektgrensen (POB-LIM(hp)) og operasjonseffektnivået (POB(hp))-kurver, en indikasjon av en begrensning.

Effekt 258 er videre representert i form av en prosentgrafrepresentasjon 262 som illustrerer boresystemets operasjonsbegrensninger som har en uheldig virkning på effekten. Boresystemets operasjonsbegrensninger tilsvarer de begrensninger som resulterer i tap av effekt. Effektbegrensningsprosentgraf 262 er videre for å indikere en tilsvarende prosent av støt som hver begrensning har på effekten ved en gitt dybde. I en foretrukket utførelse, er prosentgrafrepresentasjonen 262 for boresystemets operasjonsbegrensning på effekten fargekodet, omfattende forskjellige farger for å identifisere forskjellige begrensninger. Videre, er rødt fortrinnsvis brukt til å identifisere maksimum ROP, blå er fortrinnsvis brukt til å identifisere maksimum RPM, og mørk blå er fortrinnsvis brukt til å identifisere en ubegrenset tilstand. Legenden 226 gir videre hjelp til å tolke de forskjellige boresystemers operasjonsbegrensninger på effekten med hensyn til prosentgrafrepresentasjonen 262.

Operasi onsparametere

Som vist på figur 4, er operasjonsparametere 264 uttrykt i form av en kurverepresentasjon 266. Som diskutert ovenfor, kan operasjonsparametrene omfatte minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av vekt på kronen, roterende RPM (omdreininger per minutt), kostnad, gjennomtrengningstakt, og dreiemoment. I tillegg kan gjennomtrengningstakten omfatte øyeblikksgjennomtrengningstakt (ROP) og gjennomsnittelig gjennomtrengningstakt (ROP-AVG).

Borkronevalg/ anbefaling

Display 200 gir videre et middel for å generere et display 268 av detaljer av foreslått eller anbefalt boreutstyr. Dvs., detaljer av de foreslåtte eller anbefalte boreutstyr er vist sammen med geologikarakteristikken 202 og forutsagt boremekanikk 204 på display 200. Det foreslåtte eller anbefalte boreutstyr omfatter fortrinnsvis minst et borkronevalg brukt til å forutsi ytelsen av boresystemet. I tillegg, er første og andre borkronevalg, indikert ved henvisningstallene 270 og 272, anbefalt for bruk i en forutsagt ytelse av boringen av brønnhullet. De første og andre borkronevalg er identifisert med respektive første og andre identifiseringstall, henholdsvis 276 og 278. De første og andre identifiseringstall, henholdsvis 276 og 278, er også vist med geologikarakteristikk 202 og forutsagt boremekanikk 204, videre hvor posisjoneringen av de første og andre identifiseringstall på displayet 200 er valgt til å tilsvare de områder av den forutsagte ytelse som henholdsvis første og andre borkronevalg gjelder. Videre, kan displayet omfatte en illustrasjon av hvert anbefalt borkronevalg og tilsvarende borkronespesifikasjoner.

Brutt linje

Det henvises fortsatt til figur 4. Displayet 200 omfatter videre en borkroneval-gendringsindikator 280. Borkronevalgendringsindikatoren 280 er anordnet for å indikere at en endring i borkronevalget fra et første anbefalt borkronevalg 280 til et annen anbefalt borkronevalg 272 er nødvendig ved en gitt dybde. Borkronevalgendringsindikatoren 280 er fortrinnsvis vist på displayet 200 sammen med geologikarakteristikkene 202 og forutsagt boremekanikk 204.

Fremgangsmåten og apparatet ifølge den foreliggende beskrivelse muliggjør således med fordel at en optimalisering av et boresystem og dets bruk i et boreprogram kan oppnås tidlig i boreprogrammet. Den foreliggende fremgangsmåte og apparat letter videre utførelse av passende forbedringer tidlig i boreprogrammet. Økonomiske fordeler som resulterer av forbedringene som gjøres tidlig i boreprogrammet er med fordel multiplisert ved antallet brønner som gjenstår å bli boret i boreprogrammet. Viktige og betydelige besparelser for et firma som kommisjonerer boreprogrammet kan med fordel oppnås. Videre, muliggjør den foreliggende fremgangsmåte og apparat utførelse av målinger under boring for hvert brønnhull, hele veien gjennom et boreprogram, for det formål å verifisere at det spesielle boresystemutstyr blir brukt optimalt. Videre, kan boresystemets utstyrsytelse bli overvåket lettere med fremgangsmåten og apparatet ifølge den foreliggende beskrivelse, i tillegg til å identifisere potensielle uheldige forhold før de egentlig oppstår.

Videre, ved bruk av den foreliggende fremgangsmåte og apparat, vil tiden som er nødvendig for å oppnå en vellykket boreoperasjon i hvilken en gitt oljeproduserende brønn av et antall brønner blir brakt på linje, vesentlig redusert. Fremgangsmåten og apparatet ifølge den foreliggende beskrivelse frembringer således en øket effektivitet av operasjonen. Videre, er bruken av den foreliggende fremgangsmåte og apparat spesielt fordelaktig for et utviklingsprosjekt, f.eks. for å etablere i størrelsesorden 100 brønner over en 3 års periode i et gitt geografisk område. Med den foreliggende fremgangsmåte og apparat, kan en gitt brønn bli fullført og brakt på linje, dvs. til markedsførbar produksjon, på omkring 30 dager, f.eks., mot 60 dager (eller mer) ved bruk av tidligere fremgangsmåter. Med den forbedrede effektivitet av boreytelsen av et boresystem ifølge den foreliggende beskrivelse, er en gevinst i tid i forhold til oljeproduksjon mulig, hvilket videre omsettes til millioner av dollar som blir tilgjengelig av en tidlig dato for markedsfø-ring. Alternativt, for en gitt tidsperiode, ved bruk av den foreliggende fremgangsmåte og apparat, kan en eller flere ytterligere brønner bli komplettert utover det antall av brønner som ville bli komplettert ved bruk av tidligere fremgangsmåter i den samme tidsperiode. Med andre ord, boring av en ny brønn på kortere tid omsettes med fordel til markedsfør-bar produksjon for tidligere dato.

De foreliggende utførelser anordner med fordel for en evaluering av forskjellig foreslått boreutstyr før og under en egentlig boring av et brønnhull i en gitt formasjon, og videre for bruk i forbindelse med et boreprogram. Boreutstyr, dets valg og bruk, kan optimaliseres for et spesifikt intervall eller intervaller av et brønnhull (eller intervall) i en gitt formasjon. Boremekanikkmodellene tar med fordel i betraktning virkningene av progressiv borkroneslitasje under vekslende litologi. Anbefalte operasjonsparametere reflekterer slitasjetilstanden av borkronen i den spesifikke litologi, og tar også i betraktning operasjonsbegrensningene i den spesielle borerigg som blir brukt. En utskrift eller display av geologikarakteristikkene og forutsagt boremekanikk per dybdeenhet for en gitt formasjon gir nøkkelinformasjon som er meget nyttig for en boreoperatør, spesielt for bruk til å optimalisere boreprosessen for et boreprogram. Utskriften eller displayet gir videre med fordel en tydelig visning av forventede boreforhold og anbefalte operasjonsparametere.

De foreliggende utførelser frembringer store volumer av komplisert og kritisk informasjon som blir kommunisert klart, f.eks. i grafisk format som illustrert og beskrevet her med henvisning til figur 4.1 tillegg, bruken av farge i det grafiske format aksentu-erer videre nøkkelinformasjon. Videre, frembringer displayet 200 med fordel en borers veikart. F.eks., med displayet som guide, kan boreren bli assistert med en avgjørelse om når man skal trekke ut en gitt borkrone. Displayet gir videre informasjon angående virk-ninger av operasjonsbegrensninger på ytelsen og boremekanikken. Videre hjelper displayet med å velge anbefalte operasjonsparametere. Med bruken av displayet, kan mer effektiv og trygg boring bli oppnådd. Mer fordelaktig, viktig informasjon blir klart kommunisert.

Sanntids aspekter

Ifølge en annen utførelse av den foreliggende beskrivelse, er apparatet 50 (figur 1) som diskutert ovenfor, og omfatter videre sanntids aspekter som diskutert nedenfor. Spesielt, datamaskinkontroller 52 reagerer på en forutsagt boremekanikkutgangssignal for å styre en kontrollparameter ved boring av et brønnhull med boresystemet. Kontroll-parameteret omfatter ved en av de følgende parametere bestående av vekt på borkronen, rpm, pumpestrømningsmengde, og hydraulikk. I tillegg, blir kontrolleren 52, loggeinstrumentering 16, måleanordningsprosessor 44 og andre egnede innretninger brukt til å oppnå minst en måleparameter i sann tid under boringen av brønnhullet, som diskutert her.

Datamaskinkontrolleren 52 omfatter videre en anordning for historietilpassing av målingsparametrene med tilbakeberegnet verdi av den målte parameter. Spesielt, den tilbakeberegnede verdi av måleparametrene er en funksjon av boremekanikkmodellene og minst en kontrollparameter. I respons på et foreskrevet avvik mellom den målte parameter og den tilbakeberegnede verdi av den målte parameter, utfører kontrolleren 52 minst en av de følgende: a) justerer boremekanikkmodellen, b) modifiserer kontrollen av en kontrollparameter, eller c) utfører en alarmoperasjon.

Ifølge en annen utførelse av den foreliggende beskrivelse, omfatter fremgangsmåten og apparatet for å forutsi ytelsen av et boresystem en anordning for å måle en foreskrevet sanntids boreparameter under boringen av et brønnhull i en gitt formasjon. Bore-parametrene kan oppnås under boringen av brønnhullet ved bruk av egnede kommersielt tilgjengelige måleapparater (så som MWD anordninger) for å oppnå den gitte sanntids parameter. Boresystemsapparatet opererer videre i en foreskrevet sanntids modus for å sammenligne en gitt sanntids boreparameter med en tilsvarende forutsagt parameter. Føl-gelig, den foreliggende utførelse letter en eller flere operasjonsmodi, enten alene eller i kombinasjon, på en engangs, gjentakende eller syklisk måte. Operasjonsmodiene kan f.eks. omfatte en forutsigelsesmodus, en kalibreringsmodus, en optimaliseringsmodus, og en sanntids kontrollmodus.

I enda en utførelse av den foreliggende beskrivelse, er datamaskinkontrolleren programmert for å utføre sanntids funksjoner som beskrevet her, ved bruk av programmeringsteknikker som er kjent i teknikken. Et datamaskinlesbart medium, så som en data-maskindisk eller annet medium for å kommunisere datamaskinlesbar kode (et globalt da-tamaskinnettverk, satellittkommunikasjon osv.) er inkludert, idet det datamaskinlesbare medium har et dataprogram lagret på det. Dataprogrammet for utførelse av en datamaskinkontroller 52 er lik det som er beskrevet tidligere, og har ytterligere trekk for sanntids evne.

Med hensyn til sanntids evne, omfatter datamaskinprogrammet instruksjoner for styring av en kontrollparameter under boring av et brønnhull med boresystemet i respons på et forutsagt boremekanikkutgangssignal, hvor kontrollparameteren omfatter minst en valgt fra gruppen bestående av vekt på kronen, rpm, pumpestrømningsmengde, og hydraulikk. Datamaskinprogrammet omfatter også instruksjoner for å oppnå en målingsparameter i sann tid under boring av brønnhullet. Til slutt, datamaskinprogrammet omfatter instruksjoner for historietilpasning av måleparameteren med en tilbakeberegnet verdi av måleparameteren, hvor den tilbakeberegnede verdi av måleparameteren er en funksjon av minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av boremekanikkmodellen og minst en kontrollparameter. Instruksjonen for å kontrollere kontrollparameteren omfatter videre instruksjoner, i respons på et foreskrevet avvik mellom den målte parameteren og den tilbakeberegnede verdi av måleparameteren, for å utføre minst en av de følgende: a) justering av boremekanikkmodellen, b) modifiserende kontroll av kontrollparameteren, eller

c) utførelse av en alarm operasjon.

I en utførelse av boreforutsigelsesanalysesystemet, utfører systemet historiemat-ching ved å se på de virkelige data samlet under boringen av et brønnhull og sammenligning av de virkelige data med forutsigelser gjort under tilsvarende planleggingsfase. I respons på resultatet av historiematchingen, kan noen faktorer (f.eks. underliggende antagelser) i boremekanikkforutsigelsesmodellen trenge å bli justert for å oppnå en bedre tilpasning av den forutsagte ytelse med den virkelige ytelse. Disse justeringene kan være på grunn av forskjellige faktorer relatert til formasjonsmiljøet, som er unike til det spesielle geografiske området, og hvordan miljøet passer sammen med den spesielle borkrone-konstruksjon.

Som nevnt, sanntids aspektene ved den foreliggende utførelse omfatter utføring av sammenligninger av forutsagt ytelse med virkelige parametere mens brønnhullet blir boret. Med sanntids aspektene, overvinner den foreliggende utførelse en ulempe over en sluttanalyse, dvs. med sluttanalyse "leksjoner lært", kan bare anvendes på etterfølgende brønner. I kontrast, med sanntids aspekter ifølge den foreliggende utførelse, kan hvilke som helst nødvendige justeringer på en boremekanikkforutsigelsesmodell (anvendelige for den brønn som blir boret) bli utført, så vel som å gjøre andre passende justeringer for bedre å optimalisere boreprosessen på den spesielle brønn. Sanntids aspektene akselererer videre lærekurven i forhold til en brønn (eller brønner) i et gitt felt, og tilsvarende opti-maliseringsprosess for hver brønn. Alle disse fordelene er uavhengig bruken av borkronen som et måleverktøy, som diskutert videre nedenfor.

Sanntidsoptimalisering

Det henvises nå til figur 5, hvor det er vist et display 300 av den forutsagte ytelse for et boresystem for en gitt formasjon i henhold til en utførelse av den foreliggende beskrivelse, videre i sammenheng med boreforutsigelsesanalysen og kontrollsystemet 50 på figur 1, som tidligere beskrevet. Display 300 omfatter plotter av data mot dybde, hvor dataene omfatter dybde 302, loggedata 304, litologi 306, porøsitet 308, stenstyrke 310, borkroneslitasje 312, og operasjonsparametre 314. Data vist for hver respektiv plott er oppnådd som diskutert tidligere her i forbindelse med figurene 1 til 4, og som diskutert nedenfor.

Et første område 316 av displayet 300 er karakterisert ved informasjon og data angående respektive dybder ovenfor dybdelokaliseringen av MWD sensorer. Slik informasjon i det første området 316 anses i hovedsak som nøyaktig hvis dataene var samlet og analysert etter at jobben var fullført. Følgelig, dataene i det første området 316 viser seg i en viss grad som en "kalibreringsmodus" for et sluttjobbtilfelle. Den faste linjen 318 inne i operasjonsparameterkolonnen 314 betegner en virkelig ROP, og den brutte linje 320 representerer hva forutsigelsesmodellen ville ha forutsagt for ROP fra den loggberegnede stenstyrke 310 ved bruk av virkelige boreparametere (f.eks. WOB 322 og RPM 324).

I en "slutt på jobben"-modus, sammenligner boreforutsigelsesanalysen og kontrollsystemet den forutsagte mot den virkelige ROP for å prøve nøyaktigheten av forutsigelsesmodellen på den gitte brønn og å gjøre justeringer som nødvendig for senere brøn-ner i det spesielle felt eller område. For en sanntids (RT) jobb, gjør forutsigelsesanalysen og kontrollsystemet 50 (figur 1) justeringer i de tidlige boretrinn for en borkronekjøring i et gitt brønnhull, til en nær historie tilpasning er oppnådd, for å indikere at forutsigelsesmodellen virker godt i det gitte miljø. Følgelig, boreforutsigelsesanalysen og kontrollsystemet er i en slik posisjon at en bedre kan forutsi fremtidige ROP med den antagelse at det er god forskyvelsesinformasjon. Den bedre forutsagte fremtidige ROP kan hjelpe boreforutsigelsesanalysen og kontrollsystemet til å bestemme når en borkrone vil være sløv og bør trekkes ut, i senere brønner i det spesielle felt.

Borkrone som et måleverktøy

Mens det følgende eksempel dreier seg om en tilbakeberegning av stenstyrke, er det mulig å gjøre en tilbakeberegning i forbindelse med forskjellige parametere som beskrevet her. Det henvises igjen til figur 5, hvor et annet område 326 er karakterisert ved informasjon og data som tilsvarer respektive dybder i området mellom borkronen og MWD sensorene. Boreparameterdataene (f.eks. WOB, RPM og ROP) er kjent ved borkronedybden, siden de kan måles nesten øyeblikkelig. Boreforutsigelsesanalysen og styringssystemet 50 (figur 1) oppnår en god ROP historietilpassing i området 316 ovenfor MWD sensorene. Følgelig, er boreforutsigelsesanalyse- og styringssystemet 50 i stand til å tilbakeberegne noen "antydede" måleparametere fra de virkelige boreparametere, og en resulterende ROP ved en gitt dybde eller dybder.

De "antydede" parametere henviser til en parameter (eller parametere) som oppstår innenfor området 326 i intervallet mellom dybden som tilsvarer borkronen og MWD sensorene, og følgelig, kan ikke de "antydede" parametere bli beregnet fra målte data, siden måleanordningen ennå ikke har krysset intervallet under en gitt tidsperiode. Etter at relevante MWD-sensordata blir tilgjengelige, kan boreforutsigelsesanalyse og kontrollsystemet 50 bestemme litologi og stenstyrkeparametere derfra. F.eks., boreforutsigelses-og analyse og kontrollsystem 50 kan så sammenligne en "antydet" stenstyrke med en loggberegnet stenstyrke. På figur 5, er loggberegnede stenstyrker illustrert som heltruk-ken linje 328, og den "antydede" stenstyrke er illustrert som en prikket linje 330.

Den følgende diskusjon illustrerer måter på hvilke boreforutsigelsesanalyse og kontrollsystemet 50 kan gjøre bruk av disse ovenstående diskusjonsteknikker for å bestemme en "antydet" parameter. Hvis en måling "ved kronen" måling begynte å avvike fra en "verifiserings"-måling, kunne boreforutsigelsesanalyse og kontrollsystemet antyde at noe har gått galt i borehullet. Borkronen kan ha vært skadet eller pakket opp, hullren-gjøringseffektiviteten kan være et problem, boreeffektiviteten kan ha forandret seg osv. Det kan også være tilfeller i hvilke boreforutsigelsesanalyse og kontrollsystemet 50 bruker antydede parameterverdi for noen andre beregninger, til en tilsvarende virkelig må-lingsparameterverdi kan utledes fra loggdata, f.eks., som tilgjengelig i området 316.

Når gode awiksdata er tilgjengelige, kan boreforutsigelsesanalyse og kontrollsystemet 50 stole på dette for å hjelpe med å optimalisere brønnen som blir boret. Når det imidlertid bores en undersøkelsesbrønn uten awiksinformasjon, vil boreforutsigelsesanalyse og kontrollsystem bruke de "antydede data" fra den borede brønn til å optimalisere denne brønnen.

Med andre ord, verdiene av de tilbakeberegnede måleparametere blir historietil-passet eller sammenlignes med verdier av måleparametrene. I et første tilfelle, tilsvarer tilbakeberegnede måleparametere verdier i et første intervall av brønnhullet ovenfor nivå-et av MWD sensorene (så som området 316 på figur 5). Med hensyn til tilbakeberegnede verdier i dette første intervall, vil boreforutsigelsesanalyse og kontrollsystemet utføre en historietilpassing. En grunn for denne historietilpasning i det første intervall er for at boreforutsigelsesanalyse og kontrollsystemet skal bestemme hvorvidt boremekanikkmodellen (modellene) virker korrekt.

I det første intervall, med hensyn til noen avvik i historietilpasningssammenlig-ning som er større enn en foreskrevet mengde, vil boreanalyse og kontrollsystemet gjøre passende justeringer på boremekanikkmodellen som brukes for å generere de forutsagte boremekanikker. Spesielt, boreforutsigelsesanalyse og kontrollsystemet justerer de underliggende antagelser for en respektiv modell til et akseptabelt nivå av avvik er oppnådd (dvs. til et historietilpasningsawik mellom de målte parametere og den tilbakeberegnede verdi av de målte parametere er innenfor et akseptabelt nivå av avvik).

Videre i forbindelse med det første intervall, etter å ha gjort passende justeringer på en eller flere respektive boremekanikkmodeller, vil boreanalyse og kontrollsystemet forbedre en tilsvarende forutsigelse av boremekanikken for videre boring av brønnhullet. Med andre ord, boreanalyse og kontrollsystemet finavstemmer boremekanikksmodellene under boreprosessen. I respons, vil boresystemet endre kontroll av en eller flere kontrollparametere, som det passer, basert på den finavstemte boremekanikkmodell. Finavstemning hjelper til optimalisering av boreparametere mens boring av brønnen fortsetter fremover.

I et annet tilfelle, innenfor et annet intervall av brønnhullet mellom MWD måle-anordningene og borkronen (så som området 326 på figur 5), benytter boreforutsigelsesanalyse og kontrollsystemet en historietilpasning av en måleparameter for å tilbakeberegne verdien av måleparameteret på en litt forskjellig måte fra det første intervall. En grunn til historietilpasningen i det andre intervall er for at boreforutsigelsesanalyse og kontrollsystemet skal vinne innsikt når det gjelder tilstanden av borkronen og hvordan borkronen virker sammen med formasjonen.

Innenfor det andre intervall, hvis historietilpasningen viser et avvik som er større enn en foreskrevet grense, indikerer avviket i historietilpasningen et potensielt problem (f.eks. ved borkronen) i boringen av brønnhullet med boresystemet. Ellers, et avvik i historietilpasningen innenfor en akseptabel grenes, indikerer boring av brønnhullet med boresystemet som forutsagt. Når det angår tilbakeberegnede verdier av måleparametrene i det andre intervall, er den tilbakeberegnede verdi antydet ved virkelig parametere ved boring av brønnhullet (uten geologiske verdier) for det respektive intervall.

De sanntids trekk som er diskutert her gir et kraftig tillegg til boreforutsigelsesanalyse og kontrollsystemets evner.

Følgelig kan boresystemet, fremgangsmåten og apparatet ifølge den foreliggende oppfinnelse operere på en foreskrevet måte for å implementere en forutsigelsesmodus, fulgt av en boremodus. En sammenligning av parametere oppnådd i den forutsagte modus og parametere oppnådd i boremodus kan gi nyttig innsikt når det gjelder å modifisere og/eller å gjøre justeringer i forbindelse med forutsigelsesmodellene og boringen av et gitt brønnhull eller et etterfølgende brønnhull. Boresystemfremgangsmåten og apparatet utfører også boreoptimalisering ved å undersøke sanntids parametere med hensyn til forutsagte parametere (f.eks. en forutsagt stenstyrke) per dybdeenhet, og gjøre passende justeringer (f.eks. på de underliggende antagelser som brukes i boremekanikkmodellene).

Boreforutsigelsesapparatet kan plasseres på et annet sted enn det egentlige borested. Dvs., forutsigelsesapparatet kan være på et fjernt sted som danner et grensesnitt med det virkelige borested via et globalt kommunikasjonsnettverk, så som via internett eller lignende. Forutsigelsesapparatet kan også befinne seg på et sanntids operasjonssenter (ROC), hvor ROC har en satellittlink eller annen passende kommunikasjonslink til bore-stedet og boreapparatet.

Den foreliggende utførelse letter også bruken av den foreskrevne borkrone som en måleanordning under boring av et brønnhull. Med en formasjonsendring under boringen av brønnhullet, så som at det oppstår en endring i kompresjonsstyrken av stenen, oppstår det en tilsvarende endring i borkronens respons under boringen av brønnhullet. F.eks., med en endring i formasjonen, kan borkronen blir ubalansert, vibrere eller gjen-nomgå andre lignende endringer. Boresystemets apparat overvåker slike endringer i en borkrones ytelse ved bruk av passende måleanordninger. F.eks., en måte å overvåke en borkrones ytelse på er via en passende sensor ved borkronen.

Boresystemets apparat kan også omfatte typiske måling under boring (MWD)-sensorer plassert i borestrengen bak borkronen. F.eks., MWD-sensorene er i en avstand fra borkronen i en størrelsesorden på omkring 50 til 100 fot. Som et resultat, vil målinger tatt av MWD-sensorene ligge etter borkronen i sanntid under boring av brønnhullet. Når det gjelder parametere av borkroneslitasje, omfatter fremgangsmåten ifølge den foreliggende utførelse boring av et brønnhull, og under boring, sammenligning av et tilbakeberegnet borkroneslitasjeparameter (som bestemt fra MWD målinger) med den forutsagte borkroneparameter. Fremgangsmåten omfatter videre en oppbygging av borkroneslitasje-tilstanden i hvilken målt borkroneslitasje blir periodisk oppdatert i forhold til den forutsagte slitasje, og egnede justeringer blir anbefalt og/eller utført for å oppnå en total beste boreytelse. Med andre ord, den forutsagte slitasjeytelse kan sammenlignes med en sanntids målt parameter som representerer en målt borkroneslitasjeytelse.

De foreliggende utførelser fasiliterer dessuten en de facto samme dags "sanntids" optimalisering og kalibrering, sammenliknet med en etterfølgende optimalisering og kalibrering i størrelsesorden på en eller flere uker. Sanntids optimalisering og kalibrering gir med fordel positiv virkning på boreytelsen av borkronen under boringen av et brønn-hull. Følgelig, vil boringssystemet og fremgangsmåten ifølge de foreliggende utførelser fasilitere passende parameterjusteringer for bedre å tilpasse den virkelige verden scenario basert på resultatet av en sammenligning (eller historietilpasning) av virkelige mot forutsagte boreparametere og ytelse.

Når en forskjell i en virkelig parameter mot en forutsagt parameter er udekket (dvs. utenfor en forutbestemt maksimal mengde), virker boresystemets fremgangsmåte og apparat ifølge den foreliggende utførelse i respons på dette i henhold til en foreskrevet respons. F.eks., i respons på en evaluering av et historietilpasningsawik utenom en gitt grense, vil boresystemet og fremgangsmåten justere forskjellige parametere som en funksjon av utkommet av sammenligningen av virkelig mot forutsagt boreytelse. Sammenligningen av virkelig mot forutsagt boreparametere kan gi en indikasjon av uheldig eller uønsket borkroneslitasje. En videre prøve kan gi en indikasjon av hvorvidt avviket er virkelig på grunn av borkroneslitasje eller en annen uheldig tilstand.

I et eksempelscenario, kan boresystemet operere mellom en automatisk borekontrollmodus og en manuell kontrollmodus. I respons på en forskjell i en historietilpasning utenfor en foreskrevet grense, kan utførelsen av den foreliggende oppfinnelse utføre en alarmoperasjon. En alarmoperasjon kan omfatte frembringelse av en indikasjon at noe er gått feil og at oppmerksomhet er nødvendig. Systemet og fremgangsmåten kan også bli slått ut av en automatisk borekontrollmodus og plassere seg i den manuelle kontrollmodus til et slikt tidspunkt at den tilsvarende uoverensstemmelse er løst.

Boresystemets apparat og fremgangsmåte kan også utføre en alarmoperasjon som omfatter passende varselsindikatorer, så som fargekodede indikatorer eller andre egnede indikatorer som passer for en gitt visning og/eller feltanvendelse. I en gitt alarmoperasjon, kan foreskrevet informasjon som finnes i displayet bli opplyst, animert osv. på en slik måte at det trekker oppmerksomhet til den tilsvarende informasjon.

En rød indikator kan f.eks. være anordnet for å representere at et potensial for for tidlig borkronefeil eksisterer. Slik for tidlig borkronefeil kan tenkes når en foreskrevet parameter mot en virkelig parameter er forskjellig med mer enn en foreskrevet maksimum forskjellsmengde. En gul indikator kan indikere et forsiktighetsforhold, hvor den foreskrevne parameter mot en virkelig parameter er forskjellige med mer enn en foreskrevet minimums differensial mengde, men mindre enn den maksimale differensialmengde. Til slutt, kan en grønn indikator indikere en totalt akseptabel tilstand, hvor den foreskrevne parameter mot den virkelige parameter er forskjellig med mindre enn en minimums differensialmengde. I sistnevnte forhold, er forutsagt mot virkelig på kurs, og boring kan fortsette forholdsvis uforstyrret.

Den foreliggende oppfinnelse frembringer således en form for alarm eller tidlig varsling. En sanntids avgjørelse for å justere eller ikke justere kan så gis på en mer in-formert måte enn tidligere mulig. Den foreliggende utførelse frembringer videre en sanntids observasjon for boring av et brønnhull, f.eks. ved å benytte displayet.

I videre diskusjon i forbindelse med virkelig mot forutsagt ytelse av en borkrone i boringen av et brønnhull, er det bemerket at borkronen er først i borehullet før logge-verktøyet. Sanntids parametere ved borkronen er foran loggeverktøyet med en gitt mengde. Forhåndstilstanden av sanntids parametrene ved borkronen er uttrykt ved tid og avstand, og slik tid og avstand tilsvarer en tid det tar loggeverktøyet å krysse en tilsvarende avstand som loggeverktøyet er atskilt fra borkronen langs borestrengen. Med disse sanntids parametrene, i forbindelse med en passende boremekanikkmodell, kan visse målinger bli antydet så som en kompresjonsstyrke av stenen som blir boret av borkronen. Andre eksempelvis sanntids parametere ved borkronen omfatter WOB, RPM og dreiemoment.

Med sanntids parametere og måleinformasjon, benytter boresystemapparatet instrumentering for logging under boring (så som MWD utstyr) til å verifisere hva borkronen antydet, dvs. om det som var antydet var virkelig der eller ikke. MWD loggeverktøy-et kan brukes for kontinuerlig verifisering det borkronen antyder, som videre gitt de forutsagte parametere og den virkelige ytelse. F.eks., hvis loggeverkøyet føler parametere som er proporsjonale med stenstyrken, blir parameterinformasjonen sendt til boresystemets forutsigelse- og analyseapparat for prosessering. Forutsigelse- og analyseapparatet prosesserer trykkinformasjonen ved å produsere en indikasjon av den sanne tilstand av stenen som blir boret. Hvis den sanne tilstand av stenen er som forutsagt, kan boreprosessen tillates å fortsette. Hvis ikke, kan boreprosessen bli endret eller modifisert etter behov. Følgelig, boringens forutsigelse- og analysesystem kan styre boringen av brønnhul-let på en foreskrevet måte. En foreskrevet måte kunne omfatte veksling mellom en automatisk borekontrollmodus og en manuell borekontrollmodus.

Et annet eksempel-MWD verktøy omfatter et borkronevibrasjonsmåleverktøy. Basert på vibrasjonsdata, gjør boreforutsigelses og analysesystemet en bestemmelse om hvorvidt en gitt borkrone er utsatt for skade i borehullet. Et infleksjonspunkt som kan oppstå i vibrasjonsmåleverktøyets utgangsdata indikerer at en kalibrering eller oppdate-ring av vibrasjonsnivå kan være nødvendig. Ved bruk av en borkroneparameter optimalisering basert på vibrasjonsdata, bestemmer boreforutsigelses og analysesystemet hvor stor kraft en gitt borkrone kan motstå uten å utsettes for betydelig eller katastrofisk skade. En slik analyse kan omfatte bruken av ytelsesdata utledet fra tidligere borkrone-vibrasjon/ytelsesstudier. Som diskutert her, omfatter boreforutsigelses og analysesystemet minst et datamaskinlesbart medium som har passede programmeringskode for å utfø-re de funksjoner som er diskutert her.

Den foreliggende oppfinnelse angår også en undersøkelse av borehullstabilitets-problemer. Ved bruk av passende karakteriseringer, kan borehullkartlegging utføres for å undersøke sprekker i en gitt formasjon. Orienteringen om sprekker i formasjonen kan ha en virkning på borbarheten. Kartlegging av frakturer eller sprekker kan gi en indikasjon av den utstrekning stenen er skadet. En fraktur er en indikasjon av nærvær av et raskt fall i stenstyrken.

Det er også viktig å tenke på feilminimalisering. Det er mange ukjente. Å tildele feilen til en årsak kan være ukorrekt, hvis det ikke finnes direkte kvantifisering. Dette angår antagelser mot måling. Ved bruk av passende måling under boring-apparat, kan forskjellige loggdata bli rutet til overflaten. Det kan imidlertid være mange målinger nede i borehullet, hvor bare utvalgte er i stand til å bli sendt til overflaten. En slik begrensning er for det meste på grunn av en manglende evne til nåværende teknologi til å overføre alle mulige målinger til overflaten samtidig.

Boresystemets apparat og fremgangsmåte ifølge den foreliggende utførelse gjør også bruk av borkronen som et måleverktøy. F.eks., en vibrasjonsharmonisk av borkronen muliggjør bruk av borkronen som et måleverktøy. Vibrasjonsdata kan vise seg å være nyttige for kalibreringsformål. I et eksempel av boring av et brønnhull, kan borkronen spesifiseres, tatt i betraktning tilgjengelige data angående den spesielle litologi og for å spesifisere forskjellige parametere av WOB, dreiemoment og ROP.

Fremgangsmåten omfatter boring av brønnen og overvåkning av ROP, observe-ring av litologi, og bestemmelse av WOB som en del av prosessen. I dette eksempelet, er borkronen den første måleanordning til å begynne å forutsi hva som blir boret, og de forskjellige loggeverktøy verifiserer borkronens målinger.

Den foreliggende fremgangsmåte og systems apparat omfatter videre tilbakeberegning av parametere, overlegging av de tilbakeberegnede parametrene med de forutsagte parametere, og bedømmelse og hva som virkelig hender. Fremgangsmåten og system-apparatet vil så finavstemme og/eller gjøre passende justeringer som respons på bestem-melsen av hva som hender ved borkronen. Følgelig, med borkronen som måleverktøy, er det mulig med en forhåndsvarsel på 50 til 100 fot for å bedømme hva som hender i borehullet ved borkronen.

I tillegg, ved bruk av borkronen som måleverktøy, kan man bedømme hvorvidt borkronen er fremdeles levende (dvs. i stand til å fortsette boring) eller andre passende bedømmelser. F.eks., kan borkronemålingen indikere at borkronen gjorde noe uventet. En MWD-sensor på borestrengen kan verifisere hva borkronemålingen indikerte. Var MWD-sensoren tidligere eller senere enn ventet?. Hva er passende aksjon å ta? Er det en feil? Bruk av en borkrone som en sensor, er forutsigelses og analysesystemet i stand til å ob-servere og/eller måle vibrasjon for å indikere hvorvidt borkronen virker som forutsagt. Følgelig, kan forutsigelses og analysesystemet oppdatere anbefalte boreparametere basert på hva som observeres ved bruk av borkronen som måleverktøy. For å se forover (f.eks. en fot foran borkronen), kan forutsigelses- og analyseapparatet justere parametere til hvor boreapparatet er ventet å være, i forbindelse med bruken av borkronen som et måleverk-tøy.

Ved bruk av borkronen som måleverktøy, kan forutsigelses- og analysesystemet prøve en anisotropi av stenen, retningskarakteristikker, kompresjonsstyrke, og/eller porø-sitet. For en horisontal brønn, er det et behov for boret å gå 90° fra vertikal. Hvis den re-lative dippvinkel endres, kan porøsiteten fremdeles være den samme.

I en historietilpasningsmodus eller optimaliseringsmodus, kan MWD-sensoren eller sensorene være 50 til 100 fot bak borkronen, ved borkronen, eller måle foran borkronen. I en operasjonsmodus, genererer systemet et forslag og benytter forslaget under boring av et brønnhull. F.eks., kan forslaget omfatte en litologi og en forutsagt stenstyrke per dybdeenhet. Under boring, vil systemet tilbakeberegne stenstyrken ved en gitt dybde, og så sammenligne det tilbakeberegnede mål av stenstyrken til informasjon tilgjengelig i respons på målingsverktøyet som krysser en tilsvarende grense (dvs. passerer formasjonen). Systemet utfører så en historietilpasning av forutsagt stenstyrke og virkelig stenstyrke. Etter historietilpasningen, gjør systemet en passende parameterjustering eller justeringer.

Systemet utfører historietilpasning for å verifisere eller bestemme at boresystemet reagerer som det var forutsagt at det ville reagere ved borkronen. Systemet opererer videre i en sanntids modus som benytter displaymekanikk og tilbakeberegninger av effektiv stenstyrke (forutsagt). Mens en sensor krysser ved en gitt dybde, beregner systemet en kompresjonstenstyrke (eller porøsitet)-parameter. En slamlogger kan brukes i forbindelse med en målt stenstyrke mot en forutsagt stenstyrkekalibrering, hvor slamloggeren er passende kalibrert før bruk.

Som diskutert her, benytter boreforutsigelsesanalysene og kontrollsystemet data som er nærmere borkronen. Følgelig, vil systemet og fremgangsmåten gjøre andre tidligere usikkerheter meget mindre. Med hensyn til boring av et brønnhull, er dette en for-bedring. Basert på erfaring, er det vanlig for en uventet geologi-scenario å oppstå i av-viksbrønner.

Ifølge de foreliggende utførelser, kan sanntid bli karakterisert ved en kollapsing av tiden mellom når data samles nede i hullet og når dataene er tilgjengelige til boreope-ratøren ved et gitt tidspunkt. Dvs., hvor lenge vil det være før boreoperatøren for dataene (to uker mot en dag). Med sanntids aspektet ifølge boreforutsigelses og analyse- og kontrollsystemet, er systemet i stand til å bestemme hva borkronen gjør innenfor en kort tidsperiode, og bestemme hva trengs å justeres, og gir ut en revidert WOB, RPM, eller andre passende operasjonsparametere i sanntid.

Med hensyn til borkroneslitasje, omfatter boreanalyse og kontrollsystemet en borkroneslitasjeindikator. Borkroneslitasjeindikatoren er karakterisert ved at mens borkronen slites, blir en signatur eller akustisk signal generert som er forskjellig for forskjellige tilstander av borkroneslitasje. Dette systemet omfatter også, via passende må-lingsanordninger, en evne til å måle signaturen eller det akustiske signal for å bestemme en måling av slitasjetilstanden for borkronen.

Som diskutert her, omfatter operasjonsparametrene minst en forutsagt RPM, WOB, COST, ROP og ROP-avg. Disse forutsagte operasjonsparametrene er vist på dis-playutgangen for boreforutsigelsesanalyse- og kontrollsystemet 50 på figur 1. Målingspa-rametere kan omfatte hvilket som helst parameter forbundet med boringen av et brønn-hull som kan måles eller finnes (så som ved passende beregninger) i sann tid. En måleparameter kan omfatte en eller flere operasjonsparametere. Kontrollparametere kan omfatte hvilket som helst parameter som kan være gjenstand for modifisering eller styring, enten manuelt eller via automatisk styring, for å påvirke eller endre boringen av et brønnhull. F.eks., styringsparametere kan omfatte en eller flere operasjonsparametere som er gjenstand for direkte (eller indirekte) kontroll.

Skjønt bare noen få eksempelutførelser av denne oppfinnelsen er beskrevet i detalj ovenfor, vil fagfolk i teknikken lett kunne forstå at mange modifikasjoner er mulige i eksempelutførelsene uten vesentlige avvik fira de nye opplysninger og fordeler ved oppfinnelsen. Følgelig, er alle slike modifikasjoner ment å inkluderes innenfor omfanget av oppfinnelsen som definert i de følgende krav. I kravene, er anordning pluss funksjon-klausuler ment å dekke de strukturer som er beskrevet her for å utføre den nevnte funksjon, og ikke bare strukturelle ekvivalenter, men også ekvivalente strukturer.

Claims (50)

1. Anordning (50) for å forutsi ytelsen av et boresystem (10) for boring av et brønnhull (14) i en gitt formasjon (24), hvor anordningen omfatter en datamaskin-styringsenhet (52) for å generere en geologikarakteristikk (142) av formasjonen per dybdeenhet i henhold til en foreskrevet geologimodell (142) og å utgi signaler som representerer geologikarakteristikken (166), karakterisert ved at geologikarakteristikken omfatter minst stenstyrke, en inngangsenhet (58) for å legge inn spesifikasjoner (270) av foreslått boreutstyr for bruk i boringen av brønnhullet (14), hvor spesifikasjonene (270) omfatter minst en borkronespesifikasjon av en anbefalt borkrone (276), en datamaskin-styringsenhet (52) for å bestemme forutsagte boremekaniske parametere (144) som respons på spesifikasjonene av det foreslåtte boreutstyr som en funksjon av geologikarakteristikken per dybdeenhet i henhold til en boremekanikkmodell (144), og å utgi signaler som representerer den forutsagte boremekanikk, hvor den forutsagte boremekanikk (144) omfatter minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av borkroneslitasje (156), mekanisk virkningsgrad (152), effekt (258), og operasjonsparametere (264), en datamaskin-styringsenhet (52) som gir respons på et utgangssignal som representerer forutsagte boremekaniske parametere (52) for å styre en boreparameter ved boring av et brønnhull (14) med boresystemet (10), hvor kontrollparameteren omfatter minst en valgt fra gruppen bestående av vekt på kronen, RPM, pumpens strømningstakt, og hydraulikk, måling-under-boring-utstyr for å registrere en måleparameter i sann tid (16) under boring av brønnhullet (14), og en datamaskin-styringsenhet (52) for historietilpasning (114) av måleparametrene med en tilbakeberegnet verdi av måleparameteren, hvor tilbakeberegnet verdi av måleparameteret er en funksjon av boremekanikkmodellen (144), og minst en kontrollparameter, og hvor i respons på et foreskrevet avvik mellom måleparameteren og den tilbakeberegnede verdi av måleparameteren, den nevnte datamaskin-styringsenhet utfører minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av a) justere boremekanikkmodellen, b) modifiserer eller styrer boreparameteren, og c) utfører en alarmoperasjon.

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at det videre omfatter en anordning som reagerer på geologikarakteristikkutgangssignalet og det forutsagte boremekanikkutgangssignal for å generere et display (200) av geologikarakteristikken og forutsagt boremekanikk per dybdeenhet.

3. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at den nevnte displaygenererings-anordning (200) omfatter minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av a) en displaymonitor og b) en skriver, hvor display av geologikarakteristikken og forutsagt boremekanikk per dybdeenhet omfatter en utskrift.

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den nevnte geologikarakter-stikkgenereringsanordning (142) videre genererer minst en av de følgende tilleggskarak-teristikker valgt fra gruppen bestående av loggedata, litologi, porøsitet, og skiferplastisitet.

5. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at foreslått boreutstyrs inngangs-spesifikasjonsanordning (270) videre omfatter innsending av minst en ytterligere spesifikasjon av foreslått boreutstyr (276), valgt fra gruppen bestående av borehullmotor, toppdrivmotor, roterende bormotor, slamsystem, og slampumpe.

6. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at operasjonsparametrene (264) omfatter minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av vekt på kronen (120), roterende RPM (omdreininger per minutt), kostnad, gjennomtrengningstakt (188), og dreiemoment (170).

7. Anordning ifølge krav 6, karakterisert ved at gjennomtrengningstakten (188) omfatter øyeblikks-gjennomtrengningstakt (ROP) og gjennomtrengningstakt (ROP-avg).

8. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at displayet (200) av geologikarakteristikken omfatter minst en grafisk representasjon valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon, en prosentgrafrepresentasjon, og en båndrepresentasjon, og ved at displayet av den forutsagte boremekanikk omfatter minst en grafisk representasjon valgt fra gruppen bestående av kurverepresentasjon, en prosentgrafrepresentasjon, og en båndrepresentasjon.

9. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at den nevnte displaygenererings-anordning (200) omfatter minst av de følgende valgt fra en gruppe bestående av a) en displaymonitor og b) en skriver, hvor display av geologikarakteristikken og den forutsagte boremekanikk per dybdeenhet omfatter en utskrift.

10. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at minst en grafisk representasjon av geologikarakteristikken (202) og den minst en grafisk representasjon av forutsagt boremekanikk er fargekodet.

11. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at stenstyrken (214) er uttrykt i form av minst en av de følgende representasjoner valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon, en prosentgrafrepresentasjon, og en båndrepresentasjon, hvor kurverepresentasjonen av stenstyrken (214) omfatter begrenset stenstyrke og ubegrenset stenstyrke, videre hvor området mellom respektive kurver av begrenset stenstyrke og ubegrenset stenstyrke er grafisk illustrert og representerer en økning i stenstyrken som følge av et begrensningsstress, og båndrepresentasjonen av stenstyrken (214) gir en grafisk illustrasjon som indikerer et diskret område av stenstyrke ved en gitt dybde, videre hvor båndrepresentasjonen av stenstyrken er kodet, omfattende en første kode som representerer et lavt område av stenstyrke, en annen kode som representerer et område med høy stenstyrke, og ytterligere koder som representerer et eller flere mellomliggende områder av stenstyrke.

12. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at den nevnte geologikarakteristikk-genereringsanordning videre genererer minst en av de følgende ytterligere karakteristikker valgt fra gruppen (202) bestående av loggedata, litologi, porøsitet og skiferplastisitet, og hvor operasjonsparametrene (264) omfatter minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av vekt på kronen, borkrone RPM (omdreininger per minutt), kostnad, gjennomtrengningstakt, og dreiemoment.

13. Anordning ifølge krav 12, karakterisert ved at loggedata er uttrykt i form av en kurverepresentasjon, hvor loggedataene (208) omfatter hvilken som helst loggtype som er følsom for litologi og porøsitet, og hvor litologi (210) er uttrykt i form av en prosentgraf for bruk til å identifisere forskjellige typer av sten innenfor en gitt formasjon, hvor prosentgrafen illustrerer en prosent av hver type sten ved en gitt dybde, og porøsitet (212) er uttrykt i form av en kurverepresentasjon, og skiferplastisitet (230) er uttrykt i form av minst en av de følgende representasjoner, valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon, en prosentgrafrepresentasjon, og en båndrepresentasjon, hvor kurverepresentasjonen av skiferplastisitet omfatter minst en kurve av skiferplastisitetparametere valgt fra gruppen bestående av vanninnhold, leiretype og leirevolum, og videre hvor skiferplastisitet er bestemt fra vanninnholdet, leiretype og leirevolum i henhold til en foreskrevet skiferplastisitetsmodell, og hvor båndrepresentasjonen av skiferplastisitet gir en grafisk illustrasjon som indikerer et diskret område av skiferplastisitet ved en gitt dybde, videre hvor båndrepresentasjonen av skiferplastisitet er kodet, omfattende en kode som representerer et område av lav plastisitet, en annen kode som representerer et område med høy plastisitet, og ytterligere koder som representerer et eller flere områder av mellomliggende skiferplastisitet.

14. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at borkroneslitasje (234) er bestemt som en funksjon av kumulativt arbeid utført i henhold til en foreskrevet borkroneslitasjemodell (156) og uttrykt i form av minst en av de følgende representasjoner valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon og en prosentgrafrepresentasjon, hvor kurverepresentasjonen av borkroneslitasjen kan omfatte borkronearbeid uttrykt som et spesifikt energinivå ved borkronen, kumulativt arbeid utført av borkronen, og opsjonalt arbeidstap på grunn av sliping, og prosentgrafrepresentasjonen indikerer en borkroneslitasjetilstand ved en gitt dybde, videre hvor prosentgrafen av borkronen er kodet, omfattende en første kode som representerer utgått borkrone-levetid, og en annen kode som representerer gjenstående borkrone-levetid.

15. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at borkronens mekaniske virkningsgrad (244) er bestemt som en funksjon av dreiemoment/vekt på kronen signatur for den gitte borkrone i følge en foreskrevet mekanisk virkningsgradmodell (168), og uttrykt i form av minst en av de følgende representasjoner valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon og en prosentrepresentasjon, hvor kurverepresentasjonen av borkronens mekaniske virkningsgrad (244) omfatter totalt dreiemoment og skjæringsmoment ved borkronen, og prosentgrafrepresentasjonen av borkronens mekaniske virkningsgrad illustrerer totalt dreiemoment, totalt dreiemoment omfattende skjæredreiemoment og frik-sjonsdreiemomentkomponenter, og videre hvor prosentgrafrepresentasjonen av borkronens mekaniske virkningsgrad er kodet, omfattende en første kode for å illustrere skjæringsdreiemoment, en annen kode for å illustrere friksjons-ubegrenset dreiemoment, og en tredje kode for å illustrere friksjonsbegrenset dreiemoment.

16. Anordning ifølge krav 15, karakterisert ved at mekanisk virkningsgrad (244) videre er representert i form av en prosentgraf som illustrerer boresystemets operasjonsbegrensninger som har en uheldig virkning på mekanisk virkningsgrad, hvor boresystemets operasjonsbegrensninger tilsvarer begrensninger som er et resultat av at det oppstår friksjonsbegrenset dreiemoment, hvor prosentgrafen videre for å indikere en tilsvarende prosent av støt som hver begrensning har på friksjonsbegrenset dreiemomentkomponenter av den mekaniske virkningsgrad ved en gitt dybde, hvor boresystemets operasjonsbegrensninger (168) kan omfatte maksimum dreiemoment ved kronen (TOB), maksimum vekt på kronen (WOB), minimum og maksimum kronens omdreininger per minutt (RPM), maksimum gjennomtrengningstakt (ROP) i hvilken som helst kombinasjon, og ubegrenset tilstand, videre hvor prosentgrafrepresentasjonen av boresystemets operasjonsbegrensninger på mekanisk virkningsgrad er kodet, omfattende forskjellige koder for å identifisere forskjellige begrensninger.

17. Anordning ifølge krav 8, karakterisert ved at effekt (258) er uttrykt i form av minst en av de følgende representasjoner valgt fira gruppen bestående av en kurverepresentasjon og en prosentgrafrepresentasjon, hvor kurverepresentasjonen for effekt omfatter effektgrenser og operasjonseffektnivå, hvor effektgrensen tilsvarer en maksimum-effekt som tilføres borkronen og operasjonseffektnivået omfatter minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av begrenset operasjonseffektnivå, anbefalt operasjonseffektnivå, og forutsagt operasjonseffektnivå, og prosentgrafrepresentasjonen av effekt illustrerer boresystem operasjonsbegrensninger som har en uheldig virkning på effekten, hvor boresystemets operasjonsbegrensninger tilsvarer de begrensninger som resulterer i tap av effekt, hvor effektbegrensningsprosentgraf for videre å indikere en tilsvarende prosent av støt som hver begrensning har på effekten ved en gitt dybde, videre hvor prosentgrafrepresentasjonen av boresystemets operasjonsbegrensninger på effekten er kodet, omfattende forskjellige koder for å identifisere forskjellige begrensninger.

18. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at det omfatter en anordning for å generere et display (200) av detaljer av foreslått boreutstyr (268) sammen med geologikarakteristikker (202) og forutsagt boremekanikk (204), hvor det foreslåtte boreutstyr omfatter minst et anbefalt borkronevalg brukt til å forutsi ytelsen av boresystemet.

19. Anordning ifølge krav 18, karakterisert ved at de første (270) og andre (272) borkronevalg er anbefalt for bruk i en forutsagt ytelse av boringen av brønnhullet (14), og videre hvor de første og andre borkronevalg er identifisert med respektive første (276) og andre (278) identifikasjonstall, hvor de første og andre identifikasjonstall er vist med geologikarakteristikk (202) og forutsagt boremekanikk (204), videre hvor plassering av første (276) og andre (278) identifiseringstall på displayet er valgt til å tilsvare områder av forutsagt ytelse som de første (270) og andre (272) borkronevalg gjelder.

20. Anordning ifølge krav 2, karakterisert ved at det videre omfatter en borkronevalg-endringsindikator (280) for å indikere at en endring i borkronevalget fra et første anbefalt borkronevalg (270) til et annet anbefalt borkronevalg (272) er nødvendig ved en gitt dybde på displayet av geologikarakteristikker (202) og forutsagt boremekanikk (204).

21. Fremgangsmåte for å forutsi ytelsen av et boresystem (10) for boring av en brønn (14) i en gitt formasjon (24), hvor fremgangsmåten omfatter å generere en geologikarakteristikk i formasjonen per dybdeenhet i henhold til en foreskrevet geologimodell (142), og å gi ut signaler som representerer geologikarakteristikken, karakterisert ved at geologikarakteristikken omfatter minst stenstyrken, å oppnå spesifikasjoner (270) av foreslått boreutstyr for bruk til boring av brønnhullet (14), hvor spesifikasjonene (270) omfatter minst en borkronespesifikasjon av en anbefalt borkrone, å bestemme en forutsagt boremekanikk (204) som respons på spesifikasjonene (270) av det foreslåtte boreutstyr som en funksjon av geologikarakteristikken (202) per dybdeenhet i henhold til en boremekanikkmodell (144), og å utgi signaler som representerer den forutsagte boremekanikk (204), når den forutsagte boremekanikk omfatter minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av borkroneslitasje, mekanisk virkningsgrad, effekt, og operasjonsparametere, å styre en kontrollparameter (66) i boring av brønnhullet med boresystemet som respons på en forutsagt boremekanikk-utgangssignal, hvor kontrollparameteren omfatter minst en valgt fra gruppen bestående av vekt på borkronen, RPM, pumpe-strømningsmengde, og hydraulikk, å oppnå et målingsparameter (106) i sann tid under boringen av brønnhullet, og historietilpasning av måleparameteren (108) med en tilbakeberegnet verdi av målingsparameteren, hvor tilbakeregnet verdi av måleparameteren er en funksjon av minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av boremekanikkmodell og minst en kontrollparameter, og reagerende på et foreskrevet avvik mellom måleparameteren og den tilbakeberegnede verdi av måleparameteren, hvor kontrolltrinnet videre for å utføre minst en av de følgende valgt fra gruppen bestående av a) å justere boremekanikkmodellen, b) å modifisere kontrollen av en kontrollparameter, og c) å utføre en alarmindikasjon.

22. Fremgangsmåte ifølge krav 21, karakterisert ved at den videre omfatter å generere et display (200) av geologikarakteristikken (202) og forutsagt boremekanikk (204) per dybdeenhet som respons på geologikarakteristikkens utgangssignal og den forutsagte boremekanikks utgangssignal.

23. Fremgangsmåte ifølge krav 22, karakterisert ved at generering av et display (200) omfatter bruk av minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av a) en displaymonitor, og b) en skriver, hvor display av geologikarakteristikken og forutsagt boremekanikk per dybdeenhet omfatter en utskrift.

24. Fremgangsmåte ifølge krav 21, karakterisert ved at generering av geologikarakteristikken (202) omfatter generering av minst en av de følgende ytterligere karakteristikker valgt fra gruppen bestående av loggedata, litologi, porøsitet og skiferplastisitet.

25. Fremgangsmåte ifølge krav 21, karakterisert ved at frembringelse av den foreslåtte boreutstyrs inngangsspesifikasjon (270) videre omfatter å finne minst en ytterligere spesifikasjon av foreslått boreutstyr valgt fra gruppen bestående av borehullmotor, toppdrivmotor, roterende bormotor, slamsystem, og slampumpe.

26. Fremgangsmåte ifølge krav 21, karakterisert ved at operasjonsparametrene (264) omfatter minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av vekt på borkronen, borkrone RPM (omdreininger per minutt), kostnad, gjennomtrengningstakt, og dreiemoment.

27. Fremgangsmåte ifølge krav 26, videre karakterisert ved at gjennomtrengningstakten (188) omfatter øyeblikks-gjennomtrengningstakt (ROP) og gjennomsnittelig gjennomtrengningstakt (ROP-avg).

28. Fremgangsmåte ifølge krav 22, karakterisert ved at visning av geologikarakteristikken (202) omfatter visning av minst en grafisk representasjon valgt fra gruppe-ne bestående av kurverepresentasjon, prosentgrafrepresentasjon, og en båndrepresentasjon, og displaying av forutsagt boremekanikk (204) omfatter displaying av minst en grafisk representasjon valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon, en prosentgrafrepresentasjon, og en båndrepresentasjon.

29. Fremgangsmåte ifølge krav 28, karakterisert ved at generering av et display (200) omfatter bruk av minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av a) en displaymonitor og b) en skriver, hvor display av geologikarakteristikken (202) og forutsagt boremekanikk (204) per dybdeenhet omfatter en utskrift.

30. Fremgangsmåte ifølge krav 28, videre karakterisert ved at minst en grafisk representasjon av geologikarakteristikken (202) og minst en grafisk representasjon av forutsagt boremekanikk (204) er fargekodet.

31. Fremgangsmåte ifølge krav 28, karakterisert ved at stenstyrken (216) er representert i form av minst en av de følgende representasjoner, valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon, en prosentgrafrepresentasjon, og en båndrepresentasjon, hvor kurverepresentasjonen av stenstyrke (216) omfatter begrenset stenstyrke og ubegrenset stenstyrke, og videre hvor et område mellom respektive kurver av begrenset stenstyrke og ubegrenset stenstyrke er grafisk illustrert og representerer en økning i stenstyrken som et resultat av begrensningsstress, og båndrepresentasjonen av stenstyrken (216) gir en grafisk illustrasjon som indikerer et diskret område av stenstyrke ved en gitt dybde, hvor videre båndrepresentasjonen av stenstyrken er kodet, omfattende en første kode som representerer et område med lav stenstyrke, en annen kode som representerer et område med hard stenstyrke, og tilleggskoder som representerer et eller flere områder med mellomliggende stenstyrker.

32. Fremgangsmåte ifølge krav 28, karakterisert ved at generering av geologikarakteristikken (202) videre omfatter generering av minst en av de følgende ytterligere karakterstikker, valgt fra gruppen bestående av loggedata (208), litologi (210), porøsitet (212) og skiferplastisitet (228), og hvor operasjonsparametrene (264) omfatter minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av vekt på borkronen, borkronens RPM (omdreininger per minutt), kostnad, gjennomtrengningstakt, og dreiemoment.

33. Fremgangsmåte ifølge krav 32, karakterisert ved at loggedata (208) er uttrykt i form av en kurverepresentasjon, hvor loggedataene omfatter hvilken som helst loggtype som er følsom for litologi og porøsitet, hvor litologi (210) er uttrykt i form av en prosentgraf for bruk til å identifisere forskjellige typer av sten innenfor formasjonen, hvor prosentgrafen illustrerer en prosent av hver type av sten ved en gitt dybde, porøsitet (212) er uttrykt i form av en kurverepresentasjon, og skiferplastisitet (228) er uttrykt i form av minst en av de følgende representasjoner valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon, en prosentgrafrepresentasjon, og en båndrepresentasjon, hvor kurverepresentasjonen av skiferplastisitet (228) omfatter minst en kurve av skiferplastisitetsparametere valgt fra gruppen bestående av vanninnhold, leiretype, og leirevolum, og videre hvor skiferplastisitet er bestemt fra vanninnholdet, leiretype og leirevolum i henhold til en foreskrevet skiferplastisitetsmodell, og hvor båndrepresentasjonen av skiferplastisitet (228) gir en grafisk illustrasjon som indikerer et diskret område av skiferplastisitet ved en gitt dybde, videre hvor båndrepresentasjonen av skiferplastisitet er kodet, omfattende en førs-te kode som representerer et område med lav plastisitet, en annen kode som representerer et område med høy skiferplastisitet, og ytterligere koder som representerer et eller flere områder med mellomliggende skiferplastisitet.

34. Fremgangsmåte ifølge krav 28, karakterisert ved at borkronens slitasje (234) er bestemt som en funksjon av kumulativt arbeid gjort i henhold til en foreskrevet kroneslitasjemodell (156) og uttrykt i form av minst en av de følgende representasjoner, valgt fra gruppen bestående av kurverepresentasjon og prosentgrafrepresentasjon, hvor kurverepresentasjonen (236) av borkroneslitasje (234) omfatter borkronearbeid uttrykt som et spesifikt energinivå ved borkronen, kumulativt arbeid utført av borkronen, og opsjonalt arbeidstap på grunn av slipning, og prosentgrafrepresentasjonen indikerer borkronens slitasjetilstand ved en gitt dybde, videre hvor prosentgrafrepresentasjonen av borkroneslitasje er kodet, omfattende en kode som representerer forbrukt borkrone levetid, og en annen kode som representerer gjenstående borkrone levetid.

35. Fremgangsmåte ifølge krav 28, karakterisert ved at borkronens mekaniske virkningsgrad (244) er bestemt som en funksjon av dreiemoment/vekt på kronen-signatur for den gitte borkrone i henhold til en foreskrevet mekanisk virkningsgradsmodell (152), og uttrykt i form av minst en av de følgende representasjoner valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon og en prosentgrafrepresentasjon, hvor kurverepresentasjonen (246) av borkronens mekaniske virkningsgrad (244) omfatter totalt dreiemoment og skjæremoment ved borkronen, og prosentgrafrepresentasjonen av borkronens mekaniske virkningsgrad (244) illustrerer grafisk totalt dreiemoment, totalt dreiemoment omfattende skjæredreiemoment og friksjons-dreiemomentkomponenter, og videre hvor prosentgrafrepresentasjonen av borkronens mekaniske virkningsgrad er kodet, omfattende en første kode for å illustrere skjæremoment, en annen kode for å illustrere friksjons-ubegrenset dreiemoment, og en tredje kode for å illustrere friksjonsbegrenset dreiemoment.

36. Fremgangsmåte ifølge krav 35, karakterisert ved at mekanisk virkningsgrad (244) videre er representert i form av en prosentgraf som illustrerer boresystemets operasjonsbegrensninger (168) som har en uheldig virkning på mekanisk virkningsgrad, hvor boresystemets operasjonsbegrensninger (168) tilsvarer begrensninger som resulterer i at det oppstår friksjonsbegrenset dreiemoment, hvor prosentgraf for videre å indikere en tilsvarende prosent av støt som hver begrensningstype har på friksjonsbegrensede dreiemomentkomponenter av den mekaniske virkningsgrad ved en gitt dybde, hvor boresystemoperasjonsbegrensninger kan omfatte maksimum dreiemoment på borkronen (TOP), maksimum vekt på borkronen (WOB), minimum og maksimum borkone-omdreininger per minutt (RPM), maksimum gjennomtrengningstakt (ROP) i hvilken som helst kombinasjon, og en ubegrenset tilstand, og hvor prosentgrafrepresentasjonen av boresystemets operasjonsbegrensninger på mekanisk virkningsgrad er kodet, omfattende forskjellige koder for å identifisere forskjellige begrensninger.

37. Fremgangsmåte ifølge krav 28, karakterisert ved at effekt er uttrykt i form av minst en av de følgende representasjoner valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon og en prosentgrafrepresentasjon, hvor kurverepresentasjonen (260) for effekt (258) omfatter effektgrense og operasjonseffektnivå, hvor effektgrensen tilsvarer en maksimum effekt som skal tilføres borkronen, og operasjonseffektnivået omfatter minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av begrenset operasjonseffektnivå, anbefalt operasjonseffektnivå, og forutsagt operasjonseffektnivå, og hvor prosentgrafrepresentasjonen av effekt (258) illustrer boresystemoperasjonsbegrensninger som har en uheldig virkning på effekten, hvor boresystemoperasjonsbegrensningene tilsvarer de begrensinger som resulterer i tap av effekt, effektbegrensningsprosentgrafen for videre å indikere en tilsvarende prosent av støt som hver begrensning har på effekten ved en gitt dybde, videre hvor prosentgrafrepresentasjonen av boresystemets operasjonsbegrensninger på effekt er kodet, omfattende forskjellige koder for å identifisere forskjellige begrensninger.

38. Fremgangsmåte ifølge krav 22, karakterisert ved at den videre omfatter å generere et display (200) av detaljer av foreslått boreutstyr (276) sammen med geologikarakteristikken (202) og forutsagt boremekanikk (204), hvor det foreslåtte boreutstyr omfatter minst et anbefalt borkronevalg brukt til å forutsi ytelsen av boresystemet.

39. Fremgangsmåte ifølge krav 38, karakterisert ved at de første (270) og andre (272) borkronevalg er anbefalt for bruk i en forutsagt ytelse av boringen av brønnhullet, og videre hvor de første (270) og andre (272) borkronevalg er identifisert med respektive første (276) og andre (278) identifiseringstall, hvor de første og andre identifiseringstall er vist med geologikarakteristikken (202) og forutsagt boremekanikk (204), videre hvor plasseringen av de første og andre identifiseringstall på displayet er valgt til å tilsvare områder av den forutsagte ytelsen som henholdsvis første og andre bitvalg gjelder.

40. Fremgangsmåte ifølge krav 22, karakterisert ved at den videre omfatter å indikere at en endring i borkronevalg (280) fra et første anbefalt borkronevalg (270) til et annet anbefalt borkronevalg (272) er nødvendig ved en gitt dybde på displayet av geologikarakterstikk (202) og forutsagt boremekanikk (204).

41. Et datamaskinprogram lagret på et datamaskinlesbart medium for utførelse av en datamaskin (50) for å forutsi ytelsen av et boresystem (10) ved boringen av et brønn-hull (14) i en gitt formasjon (24), hvor datamaskinprogrammet omfatter instruksjoner for å generere en geologikarakterstikk (202) av formasjonen per dybdeenhet i henhold til en foreskrevet geologimodell (142), og å utgi signaler som representerer geologikarakteristikken (202), karakterisert ved at geologikarakteristikken omfatter minst stenstyrke (216), instruksjoner for å oppnå spesifikasjoner (270) av foreslått boreutstyr (276) for bruk i boring av brønnhullet, hvor spesifikasjonene (270) omfatter minst en borkronespesifikasjon av en anbefalt borkrone (276), instruksjoner for å bestemme en forutsagt boremekanikk (204) som respons på spesifikasjonen av foreslått boreutstyr (270) som en funksjon av geologikarakterstikk (202) per dybdeenhet i henhold til en boremekanikks-modell (144), og å utgi signaler som representerer den forutsagte boremekanikk (204), hvor den forutsagte boremekanikk omfatter minst en av de følgende, valgt fra en gruppe bestående av borkroneslitasje (234), mekanisk virkningsgrad (244), effekt (258), og operasjonsparametere (264), instruksjoner for å styre en kontrollparameter (66) i boring av brønnhullet (14) med boresystemet (10) som respons på en forutsagt boremekanikk-utgangssignal, hvor kontrollparameteren omfatter i det minste en valgt fra gruppen bestående av vekt på borkronen, RPM, pumpens strømningsmengde, og hydraulikk, instruksjoner for å oppnå en måleparameter (104) i sann tid under boringen av brønnhullet, og instruksjoner for historietilpasning (108) av målingsparametrene med tilbakeberegnet verdi av måleparameteren, hvor den tilbakeberegnede verdi av måleparametrene er en funksjon av minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av boremekanikkmodell og minst en kontrollparameter, og de nevnte instruksjoner for å styre kontrollparameteren videre omfatter instruksjoner som reagerer på et foreskrevet avvik mellom den målte parameter og den tilbakeberegnede verdi av måleparameteren, for å utføre i det minste en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av a) justering av boremekanikkmodellen (144), b) modifiserende kontroll av en kontrollparameter (116), og c) utføring av alarmoperasjon.

42. Datamaskinprogram ifølge krav 41, karakterisert ved at det videre omfatter instruksjoner for å generere et display av geologikarakteristikk (202) og forutsagt boremekanikk (204) per dybdeenhet som respons på geologikarakteristikkutgangssignaler og de forutsagte boremekanikkutgangssignaler.

43. Datamaskinprogram ifølge krav 42, karakterisert ved at generering av et display (200) omfatter bruk av minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av a) en displaymonitor og b) en skriver, hvor display av geologikarakterstikk og forutsagt bo-ringsmekanikk per dybdeenhet omfatter en utskrift.

44. Datamaskinprogram ifølge krav 41, karakterisert ved at generering av geologikarakteristikken (202) omfatter generering av minst en av de følgende ytterligere karakterstikker valgt fra gruppen bestående av loggedata (208), litologi (210), porøsitet (212) og skiferplastisitet (228).

45. Datamaskinprogram ifølge krav 41, karakterisert ved at uthenting av de foreslåtte boreutstyrsinngangsspesifikasjoner (270) videre omfatter uthenting av minst en ytterligere spesifikasjon av foreslått boreutstyr valgt fra gruppen bestående av borehullmotor, toppdrivmotor, roterende bormotor, slamsystem, og slampumpe.

46. Datamaskinprogram ifølge krav 41, karakterisert ved at operasjonsparametrene (270) omfatter minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av vekt på borkronen, borkrone RPM (omdreininger per minutt), kostnad, gjennomtrengningstakt, og dreiemoment.

47. Datamaskinprogram ifølge krav 46, karakterisert ved at gjennomtrengningstakten (188) omfatter øyeblikks-gjennomtrengningstakt (ROP) og gjennomsnittelig gjennomtrengningstakt (ROP-avg).

48. Datamaskinprogram ifølge krav 42, karakterisert ved at displaying av geologikarakteristikken (202) omfatter displaying av minst en grafisk representasjon valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon, en prosentgrafrepresentasjon, og en båndrepresentasjon, og displaying av den forutsagte boremekanikk (204) omfatter displaying av minst en grafisk representasjon valgt fra gruppen bestående av en kurverepresentasjon, en prosentgrafrepresentasjon, og en båndrepresentasjon.

49. Datamaskinprogram ifølge krav 48, karakterisert ved at generering av et display (200) omfatter bruk av minst en av de følgende, valgt fra gruppen bestående av a) en displaymonitor og b) en skriver, hvor display av geologikarakteristikken og forutsagt boremekanikk per dybdeenhet omfatter en utskrift.

50. Datamaskinprogram ifølge krav 48, karakterisert ved at minst en grafisk representasjon av geologikarakteristikken (202) og minst en grafisk representasjon av den forutsagte boremekanikk (204) er fargekodet.