NO323301B1 - Fremgangsmate for a forutsi boreretningstendensen for en boreenhet i sanntid - Google Patents

Fremgangsmate for a forutsi boreretningstendensen for en boreenhet i sanntid Download PDF

Info

Publication number
NO323301B1
NO323301B1 NO20012568A NO20012568A NO323301B1 NO 323301 B1 NO323301 B1 NO 323301B1 NO 20012568 A NO20012568 A NO 20012568A NO 20012568 A NO20012568 A NO 20012568A NO 323301 B1 NO323301 B1 NO 323301B1
Authority
NO
Norway
Prior art keywords
drilling
procedure
parameters
stated
path
Prior art date
Application number
NO20012568A
Other languages
English (en)
Other versions
NO20012568L (no
NO20012568D0 (no
Inventor
Iain Michael Rezmer-Cooper
Minh Trang Chau
William Lesso
Dominic P Mccann
Original Assignee
Schlumberger Holdings
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schlumberger Holdings filed Critical Schlumberger Holdings
Publication of NO20012568D0 publication Critical patent/NO20012568D0/no
Publication of NO20012568L publication Critical patent/NO20012568L/no
Publication of NO323301B1 publication Critical patent/NO323301B1/no

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B47/00Survey of boreholes or wells
    • E21B47/02Determining slope or direction
    • E21B47/022Determining slope or direction of the borehole, e.g. using geomagnetism
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B7/00Special methods or apparatus for drilling
    • E21B7/04Directional drilling

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Numerical Control (AREA)

Description

Oppfinnelsens område
Denne oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for å forutsi den retning og skråstilling som en boreenhet vil innta under utboringen av en borebrønn i en jord-formasjon, og særlig en fremgangsmåte for å forutsi retnings- og helnings-tendenser for en boreenhet i sanntid ved bruk av kontinuerlige data.
O<pp>finnelsens bakgrunn
Retningsboring er en prosess som går ut på retningsinnstilling av en bore-brønn som utbores langs en fastlagt fremdriftsbane til et forutbestemt mål. Awiks-regulering under utboring er en prosess som går ut på å holde utboringen av brøn-nen innenfor visse forutbestemte grenser basert på borkronens helningsvinkel eller avvik fra vertikalretningen, eller begge disse. Sterke trykk fra økonomi- og miljø-interesser har øket ønsket om og bruk av retningsboring. I tillegg er ønskede utboringsbaner for borebrønner blitt mer komplekse og retningsboring anvendes derfor nå i situasjoner hvor det ikke har vært vanlig tidligere.
Utboringsbanen for en borebrønn bestemmes ved måling av helning og asimut-retning for borestrengen i forskjellige formasjonsdybder, samt ved en så-kalt "oppmålingsberegning" som angir banen mellom diskrete punkter som en kontinuerlig kurve. Med den innledende utboring av en brønn eller ved å frembringe en regulert retningsforandring for borebrønnsbanen, må en viss fremgangsmåte benyttes for å tvinge borkronen i den ønskede retning. Sveipestaver, slam-motorer med bøybare motorhus og drivstråle-kroner er blitt anvendt for innled-ningsvis å tvinge borkronen i en foretrukket retning. Nytt retningsstyrbart utstyr gjør det også mulig å foreta retningsregulering under svingbar utboring. Alle de ovenfor angitte borkrone-avbøyningsmetoder går ut på at borerøret (med rotasjons- og nedoverrettet bevegelse) bringes til å frembringe et avvik for borkronen enten i asimutplanet eller i helningsplanet, eller begge disse. Mange fagut-trykk er anvendt for å beskrive retningsutboringsprosessen. For det formål å beskrive en slik retningsutboringsprosess, skal følgende vesentlige begreper defineres: Verktø<y>front: dette kan være "magnetisk verktøyfront" i forhold til magnetisk nord, eller "tyngdekraft-verktøyfront" når det gjelder den øvre del av borehullet, og er da vinkelen mellom henholdsvis bøyningens overside og nord-retningen ved den øvre ende av borehullet. En verktøyfront-måling er på-krevet for å orientere en sveipestav, det store munnstykket på en strålestyrt borkrone, en eksentrisk stabilisator, et borerørsledd eller en bøyedel. Verktø<y>ets asimutvinkel: vinkelen mellom nord-retningen og projeksjonen av verktøyets referanseakse på et horisontalt plan, også kalt "magnetisk verktøyfront".
Verktø<y>ets oversidevinkel: vinkelen mellom verktøyets referanseakse og en linje vinkelrett på borehullets akse og som ligger i vertikalplanet. Denne vinkel kalles også "tyngdekrafts-verktøyfront".
Helning og asimutretning kan måles ved hjelp av et enkelt skudd eller flere slike skudd, samt ved hjelp av et enkelt eller flere gyroskop-skudd. Magnetiske verktøy kjøres inn ved hjelp av en trådledning eller i borkroner mens hullet trippes, eller de kan slippes ned fra jordoverflaten. Visse gyroskopverktøyer kjøres på led-erkabel, hvilket muliggjør avlesning av måleresultater fra jordoverflaten, og som også tillater lesning av måleresultatene fra jordoverflaten, samt videre tillater tilfør-sel av effekt nedover langs ledekabelen. En annen fremgangsmåte for å måle retning, helning og verktøyfront er ved hjelp av et arrangement av magnetometere og akselerometere. Batterier, en ledekabel eller en generator med kraftforsyning fra det sirkulerende boreslam, kan tilføre effekt til de redskaper som tar disse målinger. Hvis måleredskapet befinner seg i apparatsammenstillingen på bunnen av borehullet (BHA) og målingene tas under utboring, kalles redskapet et redskap for måling under utboring (MWD). Detaljer ved de forskjellige måleredskaper, drifts-prinsippet, de faktorer som påvirker målingen og de nødvendige korreksjoner vil være kjent for fagkyndige innenfor dette tekniske område.
De to mest vanlige MWD-anordninger er utstyr med trykkpulsoverføring og med modulerte trykkpulser. Trykkpulsutstyr kan videre deles opp i positive og negative pulsinnretninger. På jordoverflaten mottas signaler nede fra borehullet ved hjelp av en trykkomformer og overføres til en datamaskin som behandler sig-nalene og omformer vedkommende signaldata til måieverdier for helning, retning og verktøyfront-vinkel.
De fleste sensorpakker som anvendes i et MWD-redskap består av tre inklinometere (akselerometere) og tre magnetometere. Verktøyfront-vinkelen utledes fra forholdet mellom hullretningen og det nedre område av hullet, og som da måles ved hjelp av inklinometere. Så snart måleverdiene er avlest blir de kodet ved hjelp av en nedhulls elektronikkpakke til en rekke binære signaler som overfø-res ved hjelp av en rekke trykkpulser eller et modulert signal som baseforskyves for å angi enten en logisk enhetsverdi eller en nullverdi.
Helningsmålinger ved borkronen kan måles under utboringsprosessen ved hjelp av et redskap som angir helningen ved borkronen og som utgjøres av et én-akset akselerometer montert i en motors drivaksel. Ved hjelp av dette redskap blir helningen kontinuerlig oppdatert i både styrings- og rotasjonsmodus. Sensoren måler hullets helning på det sted hvor borkronen utfører sitt borearbeide, i motsetning til helningsmålinger innenfor et parti av apparatsammenstillingen på borehullets bunn en viss avstand bort fra der hvor borkronen befinner seg, slik som det er tilfelle ved standard MWD-utstyr. Ved bruk av oppmålingsredskap ved borkronen kan en metningsborer (DD) innlede en styreseksjon og observere resultatet av denne styring innenfor 1,5 m, i motsetning til 15 m eller lignende, som det kreves ved vanlig MWO/LWD-utstyr. Den resulterende brønnbane vil da bli jevnere og kreve mindre styringsinnsats for å bibeholde den korrekte utboringsbane. Dette betyr mer retningsboring, hvilket i sin tur innebærer høyere boringseffektivitet.
Forutsigelse av utboringstendenser
Forutsigelse av en boreenhets-retningstendens på bunnen av borehullet er et nøkkelelement når det gjelder å forbedre effektiviteten av en retningsutboringsprosess. Retningsbestemte borebrønner blir utboret ved å inkorporere slike elementer i BHA som vil frembringe avbøyning av borehullet på ønsket måte. Stabilisatorer mellom vektrør forårsaker en avbøyningsvirkning som kan bygge opp, fast-holde eller nedsette helningen alt etter stabilisatorenes plassering. Retningstendensen for en BHA under avvikende retningsutboring er vanskelig å forutsi og krever år av erfaring for en retningsborer for å oppnå de ønskede resultater. Styrbart utstyr, som ble innført for omkring 15 år siden, har et bøyeledd (bøyesubb) inne-bygget. En positiv forskyvningsmotor (PDM) dreier borkronen på undersiden av bøyeleddet. Bøyeleddet holdes stasjonært i en ønsket stilling eller verktøyfront-vinkel, hvilket vil da føre til en borebrønnskrumning etterhvert som utboringen skri-der frem. Styrbart utstyr for retningsboring har vist seg å være mer praktisk enn dreiningsmetoden. Problemene med å forutsi retningstendensen for begge typer retningsbestemmende BHA-enheter fører imidlertid fremdeles til liten effektivitet i utboringsprosessene. Tid som går tapt ved å trippe avdreinings-BHA-enheter ut av borehullet for å forandre deres retningsbestemmende egenskaper, samt ved lang-sommere utboringstakt ved styrbart utstyr, hvor de endelige innstillinger på ingen måte er optimale.
En fremgangsmåte for å forutsi borebrønnens retningstendenser er ved hjelp av modellering. Modeller med endelige elementer gjør et forsøk på å repre-sentere de detaljerte fysiske vekselvirkninger mellom BHA og borebrønnen under utboring. Effektivt bruk av slike modeller har imidlertid blitt hindret på grunn av parametere som det er vanskelig å kvantifisere, særlig hullmålene, formasjonens styrke og borkronens anisotropi.
Tidligere forutsigelser av retningstendensen var basert på mekaniske sam-menhenger i henhold til klassisk teknikk. Disse modeller fungerte ofte godt, men innenfor et begrenset geografisk område, kanskje et eneste oljefelt, og krevet vesentlig ekspertise. Bruk av styrbart utstyr innførte spenningskonsentrasjoner som det var vanskeligere å modellere. Ytterligere forbedringer i tendensforutsigelser var i behov av tredimensjonale spenningsmodeller og et bredere sett av data for valuering. Øket bruk at programmer med endelige elementer og retningsborings-databaser har gjort mer nøyaktige tendensforutsigelser mulig, men er fremdeles begrenset til bestemte geografiske områder. Forsøk på å forutsi BHA-tendensen har vært foretatt i mindre grad i de senere år på grunn av manglende evne til å bruke disse modeller effektivt eller uten bruk av den nødvendige ekspertise.
En typisk matematisk modell for å beregne BHA-tendensen beregner den borehullskrumning som gir null sidekraft, eller en likevektskrumning. Hvis et hull med konstant krumning blir utboret, så vil resultantkraften på borkronen i den av-bøyde BHA være tangensial med borehullsaksen, hvilket innebærer at sidekraften (normalt på borehullets akse) med borkronen må være lik null. For å beregne den sanne momentane tendens må imidlertid BHA være tilføyet i en matematisk beskrivelse av faktisk borehullsgeometri, slik at sidekreftene på borkronen kan modelleres nøyaktig. Denne sidekraft på borkronen kan være basert på en tredimensjonal modell med endelige elementer. BHA modelleres ved en streng av stråleelementer, hvor hvert element har seks frihetsgrader (tre lineære forskyv-ninger og tre dreininger). Kontakten mellom borehullet og BHA modelleres ved å generere ved hvert knutepunkt en ikke-lineær fjær som frembringer en reaktiv kraft som er proporsjonal med graden av tverrforskyvning utover ringavstanden. Stivheten av denne fjær er representert med en stivhetsparameter for formasjonen, og kan settes i sammenheng med formasjonens mekaniske egenskaper.
Modellering av en avbøyningssubb går ut på å innføre en diskontinuitet for tangentvektorene i det felles knutepunkt mellom to påfølgende stråleelementer. Størrelsen og retningen av denne diskontinuitet bestemmes av avbøyningsvinke-len og dens retning, eller verktøyfronten. En matrise av stivhetsverdier og de på-førte krefter i hvert knutepunkt blir så generert. Denne stivhetsmatrise er sammensatt av de lineære stivheter for BHA og de ikke-lineære ledd som skriver seg fra den ikke-lineære fjær som representerer kontakten mellom BHA og borehullet. De påførte krefter blir så oppdatert til å inkludere reaksjonskreftene fra den ikke-lineære fjær. Forskyvning og reaktive knutepunktskrefter løses ved gjentagende ganger å bruke en fast numerisk løser. Sidekraften på borkronen blir så bestemt ved å beregne den komponent av reaksjonskraften på borkronen som er rettet normalt på borehullsaksen. Sidekraften på borkronen har to komponenter, hvor helningssidekraften er den komponent i vertikalplanet som er rettet langs borkro-neaksen, mens asimut-sidekraften er komponenten i horisontalplanet og som er rettet vinkelrett på borehullsaksen. Helningssidekraften på borkronen vil da styre oppbygnings-/nedbygnings-tendensen for BHA, mens den asimutale sidekraft vil styre BHA-enhetens vandringstendens.
Bunnhulls-enhet (BHA) for retningsboring
Valg av BHA-utførelse sammen med opprettholdelse av dens orientering er de mest kritiske deler av retningsborerens (DD) arbeid. Nedsettelse av borehulls-trippene ved BHA-forandringer er et hovedformål for klienten. Når en "ny" DD an-kommer til et område, så vil tradisjonelt den eneste hjelp boreren har for valg av en egnet BHA-enhet for den planlagte borebane være vedkommende BHA-enhets ytelse i en tidligere utboret brønn. Valg av BHA-konfigurasjonen har betydning for borebanens retning og "jevnhet". Utførelsen av BHA kan variere fra meget enkel (borkrone, borerør, vektrør) til en komplisert sammensatt BHA, som inneholder flere stabilisatorer, samt forskjellige MDW, samt redskaper for logging under utboring (LWD). Alle BHA-enheter frembringer en sidekraft på borkronen og som
fører til (a) en økning av hullets helning (positiv sidekraft, dreietappvirkning),
(b) ingen helningsforandring (null netto sidekraft - en opplåst BHA) og (c) en ned-satt helning (negativ sidekraft - pendel-BHA).
BHA-sammenstillinger støter på visse felles problemer under retningsborin-ger og som omfatter: • Formasjonsvirkninger - BHA-adferden kan plutselig forandres etter meget forut-sigbare tendenser. Dette kan være forårsaket av formasjonsforandringer eller
forandringer av formasjonens helning eller strøk, eller forekomsten av en feil.
• Nedslitte borkroner - en BHA-enhet som har bibeholdt fast helning, kan be-gynne å falle av etterhvert som borkronen blir nedslitt. Hvis oppmålingspunktet ligger vesentlig bak borkronen, vil denne nedsatte vinkelverdi ikke kunne opp-dages i tid. Hvis slitasjen mistolkes som en tilklinet borkrone og boringen fort-setter, så vil alvorlig skade kunne påføres formasjonen. • Tilfeldig sidetrinn - i myke formasjoner hvor en fler-stabilisert BHA-enhet kjøres umiddelbart etter en slammotor/bøyesubbs avsparkskjøring, må det utvises stor
forsiktighet for å unngå utilsiktet sideawik.
• Differensial fastklemming - hvor dette er et problem, kan flere enn tre stabilisatorer kjøres som et tiltak for å nedsette veggkontakten til et minimum. Det er av vital viktighet å nedsette til et minimum den tid som benyttes for oppmålinger (til og med med MWD) i et område for potensiell differensial fastklemming. En fast-klemt borestreng/BHA-enhet kan være kostnadskrevende å gjenvinne, eller den
kan eventuelt ikke gjenvinnes i det hele tatt.
• Virkninger fra boreparametere - høy RPM bidrar til å avstive borestrengen. Kompakte borkroner av polykrystallinsk diamant har normalt en tendens til å vandre til venstre, og erfaringer på borestedet har vært brukt til å ta dette med i beregningen. Boreparametere forandres normalt etter hver oppmåling.
Et viktig BHA-driftsparameter er "tyngdekraft-verktøyfront". Orienteringen for tyngdekrafts-verktøyfront er angitt i fig. 1.1 denne figur er verktøyfrontens posisjoner angitt ved 10. På baksiden av verktøyet befinner det seg en avbøynings-eller leddsubb 11. Ved å dreie borestrengen og avbøyningssubben 11 vil det foreligge flere kursretninger 12a-12h som utboringen vil kunne ta. Boreeksperter for retningsutboring har visse grunnleggende regler til hjelp for styring av retningsutboring. Med over 30% helning og ved bruk av en leddsubb og PDM, samt med verktøyfront-innstiIIinger på 60° bort fra det øvre område, vil hullet normalt falle av med hensyn til helning såvel som dreining. Denne virkning er mer påtakelig ved større helninger, og ved dreining mot venstre er virkningen mest fremtredende, da reaksjonsdreiemomentet virker i samme retning som vekten av BHA-enheten, og har en tendens til å "klaffe over" motoren. Når det utføres en venstre korreksjon, må det derfor utvises stor omsorg ved innstilling av verktøyfronten. Hvis verktøyet "klaffer over", kan det oppstå en alvorlig knekk på borehullsretningen på grunn av at hullet mister helning samtidig som det svinger til venstre. Høyere helninger kan forårsake større skader på hullet. Ukonsoliderte formasjoner kan også øke denne virkning.
En annen viktig driftsparameter for en styrbar BHA-enhet er "gjennomfulgt glidning". En BHA-kjøring utgjøres av en rekke segmenter som kan veksle mellom styrbar boring (glide-boring) 13 og rotasjonsboring 14, slik som vist i fig. 2.1 denne figur finnes det seks glide-boringssegmenter 13 som totalt omfatter 29 m og syv rotasjonssegmenter 14 som totalt omfatter 44 m. Bøyningen er plassert ved forskjellige verktøyfront-vinkler under glidesegmentene. Det kan foreligge et etterslep i tendensen fra en modus til en annen. Dette etterslep er betegnet som "BHA-gjennomfølging" og skriver seg fra den iboende treghet i boresammenstillingen, samt uttrykkes vanligvis som en ytterligere prosentandel av glidesegmentets leng-demål. En positiv glideprosent innebærer at glidetendensen føres med inn i rota-sjonsseksjonen, mens en negativ verdi betyr at en del av glidningen virker på samme måte som et rotasjonsavsnitt.
Det foreligger tre karakteristiske egenskaper innenfor BHA-beskrivelsen som i vesentlig grad kan påvirke retningstendensen innenfor en gitt formasjon:
• Stabilisatorenes plassering og størrelse.
• Bøyningsvinkelen for den eller de avbøyninger som har sammenheng med et styrbart utstyr.
Avbøyningens eller avbøyningenes avstand over borkronen.
Det foreligger noen uformelle regler som boreoperatøren for retningsboringen tar til hjelp ved retningsreguleringen. Generelt er disse regler basert på forholdet mellom BHA-enhetens bøyningsstivhet og formasjonsstivheten:
• Påføring av stabilisatorer øker BHA-enhetens bøyningsstivhet.
• Økning av vekten på borkronen nede i borehullet.
• Laterale vibrasjoner nær resonansfrekvensene reduserer BHA-enhetens bøy-ningsstivhet. • Utvaskinger av borehullet reduserer BHA-enhetens bøyningsstivhet da stabili-satorene mister sin tilsiktede arbeidsfunksjon. • Sidekraften på borkronen reguleres ved vekselvirkning mellom BHA og bore-brønnen. • Boreretningen reguleres ved vekselvirkning mellom borkrone/stabilisatorene og formasjonen.
Hvis boreoperatøren ved retningsboring behøver å gjøre en korreksjon på grunn av at et tilsiktet målområde ikke ser ut til å bli truffet, vil det være behov for en utvidet eller korrigert kjøring. Jo nærmere retningsboringen kommer målområ-det, jo mer retningsforandring vil det være behov for å gjøre for å nå målet. Hvis imidlertid en korreksjon gjøres for snart, kan det hende at redskapet vil fortsette å "vandre" eller kan snu seg i motsatt retning. En undersøkelse av den virkelige his-toriske tendens under den forutgående utboringsseksjon vil derfor være fordelak-tig før det treffes avgjørelse om å forandre boringskursen.
Overvåkning av retningsutborede brønner er blitt forbedret fra grove enkelt-stasjonsinnretninger til ytterst nøyaktige gyroer og målinger utført under utboring
nær borkronen. Øket bruk av styrbare systemmotorer i bunnhulls-sammenstillinger (BHA-enheter) har gjort et bredt område av mulige borebaner tilgjengelig, inkludert horisontale brønnboringer. Retningsfordringene til disse brønner har gitt næring til utvikling av disse bedre utprøvningssensorer. En oppmåling ble vanligvis tatt ved hver rørskjøtsforbindelse (9,15 m) eller hvert sett av sammenskrudde rør (27,5 m) ved toppdrevne anordninger. MWD-utstyr med høyhastighets-dataoverføring gjør det nå mulig å utføre utprøvninger under boring nesten uavbrutt. Bruk og analyse av disse kontinuerlige utprøvningsdata detaljstyrer prosessen hvis roterende styrbar motor og roterende styrbar retningsboring utføres. Resultatet av dette er mer nøyaktig og effektivt utborede retningsbrønner.
MWD-redskaper kan typisk måle borebrønnens helning og asimut-retning hvert nittiende sekund. Dette innebærer at en utprøvning kan finne sted for hver 60 eller 90 cm (eller mindre) under utboringen i stedet for hver 9 eller 27 m. Størs-tedelen av retningsutboringene utgjøres av en rekke rotasjonsboringer fulgt av en seksjon med orientert eller glide-utboring ved hjelp av en styrbar motor. Hver seksjon er typisk av en lengde på 3-6 m. Det har lenge vært antatt at hele krumningen eller knekkpartiene for den orienterte seksjon har vært vesentlig høyere enn de som foreligger innenfor de rotasjonsborede seksjoner. De lengre avstander mellom standard-utprøvningene har maskert dette resultat. Fig. 3 viser asimut-retningen 15 og helningen 16 for målinger utført henholdsvis kontinuerlig og med utprøvningsmellomrom. Som vist angir de kontinuerlige målinger klart de rike detaljer ved utboringsbanen som går tapt ved at brønnbanen bare fastlegges ved utprøvningsstasjonene 17. Den kontinuerlige bestemmelse av asimut-retning og helning (D&l), som er vist ved de små sirkler 18, utgjør en vesentlig mer nøyaktig anvisning av den sanne brønnbane.
Retningstendensen for boreenheten mellom utprøvningene 19 anslås for tiden ut i fra to metoder. I den første metode bruker boreoperatøren (DD) for retningsutboringen sin kjennskap til en plassering og en bestemt boreenhet. Denne kjennskap kan vanligvis ikke overføres til et annet område. Ved den annen metode anvendes en statisk matematisk modell med endelige elementer. Statisk forutsigelse av BHA-tendensen ut i fra tendensanalyse av endelige elementer er blitt betraktet som upålitelig på grunn av at flere av de parametre som behøves for analysen ikke er umiddelbart målbare. Hvis disse ikke-målbare parametre kan in-kluderes, så vil påliteligheten av BHA-forutsigelse øke betraktelig.
Enkle modeller i sanntid og som forutsier den totale oppbygningstakt (BUR) for borehull ved bruk av bare de målte overvåkningsdata, er kjent. Ved disse modeller beregnes i sanntid BUR-verdier for såvel glidning som rotasjon samt dybde-basert tyngdekraft-verktøyfront ut i fra to utprøvninger av gangen. Denne modell kan ikke ta med i beregningen de kontinuerlige forandringer som kan finne sted innenfor borebanen mellom undersøkelsespunktene 17 ut i fra de kontinuerlige punkter 18 (slik det klart vil fremgå av fig. 3), og heller ikke kan den ta med i be-regningene borkrone-anisotropi, hullutvidelse, formasjonsvirkninger, gjennomfølg-ing og andre variasjoner av boreparametrene, som da kan fremvise vesentlige avvik av utboringsbanen i forhold til det som kan utledes fra beregninger av minste krumning mellom to utprøvningspunkter. Mangel på oppløsning i utprøvningsdata kan imidlertid føre til at det utbores slyngende eller bølgeformede brønnbaner. Dette kan føre til at borestrengen utsettes for potensielt nedbrytende krefter under utboringen, problemer ved brønnfdringen under kjøringen, målområder som ikke treffes, samt lavere produksjonstakt.
Den britiske patentpublikasjon GB2210481A omhandler en fremgangsmåte for å forutsi og kontrollere en borebane. Mer spesifikk, omhandler dette dokumen-tet en fremgangsmåte som tilveiebringer en tredimensjonal analyse av borebanen og, hvor, de anisotropiske, borekarakteristikkene av både formasjon og borekro-nen er tatt hensyn til. Fremgangsmåten tar spesifikk hensyn til anisotropiske berg-og verktøy-indekser i forbindelse med fallet i formasjonen, når borebanen bestemmes.
Den britiske patentpublikasjon GB2186715A omhandler et system for å kontrollere retningen av et boreverktøy i et borehull. Det fremlagte system utnytter både en borestrengmodell og en verktøy/fjell-samspillmodell for å sammenlikne forutsette bøyemomenter (i en borestreng) med i sanntid målte momenter, for å komme frem til rettelsesdata nødvendig til å føre verktøyet tilbake til den ønskede vei.
Sammenfatning av oppfinnelsen
Foreliggende oppfinnelse gjelder en fremgangsmåte for å forutsi boreretningstendensen for en utboringsenhet i sanntid og som omfatter følgende prosesstrinn: a) opptak av statiske kontinuerlige data i sanntid for en utboringsomgivelse; b) kalibrering av borebane-bestemmende parametere med grunnlag i opptatte data, bestemmelse av boreretningstendenser for minst én boremodus fra
disse data basert på kalibrerte borebane-bestemmende parameter; og
c) forutsigelse av brønnboringens fremdriftsbane ved å bruke den bestemte boreretningstendensen.
I henhold til foreliggende oppfinnelse utnyttes tilgjengeligheten av kontinuerlige målinger av asimutretning og helning (D&l) i sanntid for boreenheten ut i fra MWD eller styrt roterende utstyr. Disse målinger av D&l sammenkoplet med mekaniske målinger under utboringen, samt borebanens totale historie gjør det mulig å kalibrere parametrene i den numeriske modell i sanntid, og således gjøre det mulig å kunne mer nøyaktig forutsi både borkronens beliggenhet og borehullets tendenser utover den foreliggende plassering av borkronen. De kontinuerlige data vil bli anvendt i sammenheng med godtatte oversiktsmålinger (som vil finne sted sjeldnere enn de kontinuerlige målinger av helning og asimutretning), slik at de optimale forhold mellom glidning og rotasjon kan velges i forhold til brønnseksjon-ene og målene for boringen kan oppnås med større nøyaktighet.
I drift vil foreliggende oppfinnelse kunne forutse retningstendensene for en boreenhet i sanntid ved først å ta opp statiske data og kontinuerlige data i sanntid i sammenheng med utboringsomgivelsene. Disse data omfatter relevante overflate- og nedhulls-parametere. Det neste trinn er da å beregne regulerings-parametrene for borebanens tendenser, og som omfatter formasjonens stivhet (FS), hullutvidelsen (HE) og borkronens anisotropi-indeks (BAI). Det tredje trinn går ut på å kunne angi utboringsbanen på forhånd ved bruk av borebanens kalibrerte reguleringsparametere.
Beskrivelse av tegningene
Fig. 1 er en skisse av verktøyfrontens posisjon og utstyret for å avbøye brønnens utboringsbane,
fig. 2 er en skisse av vekslende glide- og rotasjonssegmenter i en typisk BHA-kjøring,
fig. 3 viser en sammenligning mellom oversiktsdata og data for kontinuerlig målt asimut-retning og helning,
fig. 4 viser et flytskjema for forutsigelse av retningstendenser i sanntid,
fig. 5 angir en fremgangsmåte for å oppnå mer nøyaktig kalibrering for BHA-tendenser på grunnlag av kontinuerlig kalibrering av retning og helning,
fig. 6 viser et flytskjema for kalibreringsprosessen i henhold til foreliggende oppfinnelse,
fig. 7 viser en arbeidssekvens for å justere borebrønnens forutsagte fremdriftsbane med en verktøyfront-vinkel lik null,
fig. 8 viser en sekvens for å justere den forutsagte borebane for en brønn hvor verktøyfront-vinkelen er 20°,
fig. 9 angir underavsnitt av et kalibreringsintervall,
fig. 10 viser skjematisk borkronens anisotropi-indeks.
Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen
Foreliggende oppfinnelse angir en teknikk som utnytter kontinuerlig informasjon med hensyn til helning, asimut-retning og verktøyfront, idet denne informasjon utføres enten fra et MWD-redskap og/eller et roterende styrbart utboringsut-styr, og/eller annet nedhulls-utstyr, f.eks. måling (AIM) av banens helning ved borkronen, for å kunne forutsi utviklingstendensen for en brønnboring som utføres ved hjelp av roterende og styrbart utstyr. Disse kontinuerlige målinger som gir informasjon om helning, asimut-retning og verktøyfront, anvendes sammen med en matematisk elementmodell for boreprosessen for kontinuerlig å kalibrere de boreparametere (HA, FS og BAI) som ikke kan utledes fra målingene, samt for å forfine tendensforutsigelsen for brønnboringen i sanntid. Disse kontinuerlige data anvendes i sammenheng med de godtatte oversiktsmålinger (som finner sted sjeldnere enn de kontinuerlige målinger av helning og retning) på en slik måte at optimalt glide- og rotasjons-forhold mellom sammenhengende brønnseksjoner kan velges, og utboringsmålene kan nås med større nøyaktighet.
Den metodiske fremgangsmåte i henhold til oppfinnelsen er vist i fig. 4 og beskrevet med de følgende nummererte prosesstrinn. Det første trinn er et data-opptakstrinn 20.1 dette trinn tas boredata på jordoverflaten og nedhulls kontinuerlig opp av opptaksutstyret på overflaten ved bruk av kjent opptaksteknikk. De relevante overflatedata-parametere som utledes i denne fase er:
• Kroklast
• Vekt på borkronen fra overflaten og nedhulls
• Overflate- og nedhulls-dreiemoment
De relevante nedhullsparametere som utledes i denne fase er da:
• Borkronens RPM
• Gjennomtrengningshastighet (ROP)
• Verktøyfront
• Kontinuerlig retning og helning
• Helningen ved borkronen
Ikke alle de ovenfor angitte data er nødvendige for den fremgangsmåte som skal beskrives her. Fremgangsmåten vil f.eks. fremdeles kunne gi rimelig forutsigelse av brønnboringens tendens i fravær av helningen ved borkronen, samt RPM-parametrene.
Dette prosesstrinn omfatter også behandling av de data 21 som er tatt opp i trinnet 20 etter behov. Behandlingsprosedyren kan omfatte en viss grad av data-filtrering. Ved gitt datafrekvens kan en viss filtrering være nødvendig for å sikre at de ovenfor angitte datakanaler ikke vil bli for støyfylte, slik at rimelige numeriske beregninger kan utføres. Denne filtrering kan finne sted enten ved hjelp av opptaksutstyret på overflaten eller ved hjelp av en for-prosessor for den numeriske modell.
Det andre trinn i denne prosess går ut på å stille opp begrensninger 21 for boreparametrene. Den numeriske modell i henhold til oppfinnelsen krever følg-ende informasjon om boreomgivelsene:
• Løpende posisjonsdata på overflaten for brønnstedet.
• En detaljert beskrivelse av borestrengen og enheten på bunnen av hullet, inkludert komponentenes vekt og dimensjoner (indre og ytre diame-tre, maksimale ytterdiametre), komponentenes bøyestivhet, samt stabilisatorenes posisjoner og størrelsesmål. • En komplett beskrivelse av borehullets geometri, inkludert lengde, type/grad, innstillingsdybde og dimensjoner for fdringsstrengen, samt informasjon om et visst avsnitt av hullet er åpent eller fdret, samt hullets størrelse og dimensjoner som en funksjon av dybden. • Den relative plassering av eventuelle D&l-følere i forhold til borkronen.
Denne informasjon kan være i form av en løpende brønnoversikt som vil inneholde helning, asimut-retning og målt dybdeinformasjon.
Disse data filtreres også forut for bruk i den numeriske borestrengmodell. Dette prosesstrinn kombinerer de data som tatt opp i trinn 20 med beslektede boredata, for derved å frembringe en fullstendig beskrivelse av boreomgivelsene for boreverktøyet.
Det neste prosesstrinn i sammenheng med oppfinnelsen er å frembringe en numerisk borestrengmodell 20 for det formål å kunne forutse asimutretning og helning for den brønnboring som utføres. Når den først er innmatet med de statiske data for BHA-enheten på bunnen av borehullet og med borebrønnens geometri, samt med vedkommende data i sanntid, verktøybeskrivelse og innledende boreparametere, så vil den numeriske modell kunne kalibrere med hensyn tii formasjonsstivhet, hullets utvidelse og borkronens anisotropi-indeks, basert på kontinuerlige målinger av helning og asimut innenfor de tidligere utborede borebrønns-seksjoner. Disse reguleringsparametere blir kalibrert kontinuerlig etterhvert som data tas opp, for derved å kunne forbedre forutsigelsen av helning og asimut innenfor den nærmest påfølgende borebrønnsseksjon som skal utbores, slik som angitt i trinnene 25 og 26. Som vist på flytskjemaet i fig. 6, går det første prosesstrinn 30 ved opprettelse av denne numeriske modell ut på å definere et kalibreringsintervall i den nettopp utborede seksjon med tilgjengelige kontinuerlige målinger av helning og asimut (fig. 5b). Dette intervall må da ha de samme utborings-betingelser (glidning eller rotasjon) samt en konstant nominell nedhullsvekt på borkronen (DWOB). Parametrene FS, HE og BAI antas å være konstante innenfor et kalibreringsintervall. Sidekraften på borkronen (BSF) antas å være lineært varier-ende med den målte dybde innenfor kalibreringsintervallet. Den ideelle lengden av et kalibreringsintervall velges ut i fra analyse av de kontinuerlige data for D&l på en slik måte at dette intervall vil inneholde minst tre forskjellige underseksjoner hvor boringens krumninger er innbyrdes vesentlig forskjellig. Kalibreringsintervallet blir så oppdelt i underseksjoner 31, slik som vist i fig. 9. Endepunktene for disse underseksjoner er Pi, P2 og P3 (trinn 2 i flytskjemaet). Det neste trinn 32 går ut på å identifisere de dominerende parametre blant FS, HE og BAI innenfor et kalibreringsintervall. En undersøkelse av boreparametrene (DWOB, DTOR, og borkronens RPM) samt disse parametres sammenheng med gjennomtrengningshastigheten (ROP) kan da fastlegge den mest dominerende parameter. Et eksempel på en dominerende parameter er en drastisk forandring i ROP med uforandrede boreparametere. Denne forandring i ROP kan være uttrykk for en forandring i formasjonen, og formasjonens stivhet vil da være den dominerende parameter og bør kalibreres korrekt. Hvis det er en vesentlig forandring i brønnboringens krumning mellom det foreliggende og de tidligere kalibreringsintervaller under samme utborings-forhold (enten glidning eller rotasjon), mens ROP forblir hovedsakelig konstant, så synes hullutvidelsen å være den viktigste parameter. Så snart den dominerende parameter er blitt bestemt, så går det neste trinn 33 ut på å bestemme verdiene av koeffisientene Alt Bj og C, i ligning 1 ved å utføre en følsomhetsstudie på parametrene FS, HE og BAI i hver underseksjon ved bruk av et programvareverktøy for BHA-analyse, slik som analysen av sidekreftene på borkronen i Schlumbergers DrillSAFE-programvare. Denne programvare beregner sidekraften på borkronen når brønnens boringsbane, formasjonsstivhet, hullutvidelse og borkronens anisotropi-indeks langs brønnbanen er kjent.
Følsomhetsstudiet av underseksjonene i (i kan anta 3 verdier, nemlig 1, 2 eller 3) vil da gjøre det mulig å bestemme koeffisientene Ai( Bj og Ci. Koeffisienten A representerer forandringsgraden for BSF som funksjon av variasjonen av formasjonsstivheten (FS). A kan f.eks. bestemmes ved å beregne BSF i to tenkte borebrønnkonfigurasjoner. I den første konfigurasjon antas FS, HE og BAI innenfor de løpende kalibreringsintervall å være de samme som i det forutgående intervall. Den andre konfigurasjon er den samme som den første, med det unntak at bare FS er litt forandret. Koeffisientene Bi og Ci angir henholdsvis forandringsgraden av BSF som funksjon av variasjonen av HE, samt behandlingsgraden for BSF som funksjon av variasjonen av BAI. Koeffisientene Bj og Ci kan bestemmes på samme måte som ved Aj. Når Aj, Bj og Q er kjent, så kan sidekraften på borkronen på stedet Pj (fig. 9) innenfor vedkommende underseksjon uttrykkes ved følg-ende ligning:
hvor BSFj er den ukjente sidekraft på borkronen, fordi FS, HE og BAI er ukjent. BSFj<0> er den BSF som beregnes ved å anta samme FS, HE og BAI som innenfor det tidligere kalibreringsintervall. (FSo, HEo, BAI0) er henholdsvis FS, HE og BAI i det tidligere kalibreringsintervall. I denne sammenheng vil de eneste variable parametre i ligning 1 være FS, HE og BAI.
Det neste trinn 34 går ut på å bestemme BSF i hver underseksjon ved bruk av følgende ligning:
hvor DLSj angir en baneknekks alvorlighetsgrad i underseksjon nummer i, og MDi er den målte dybde til stedet Pi (fig. 9). Disse parametre vil være kjent på grunn av at helning og asimut er kjent. Ligning (2) er utledet fra definisjonen av borkronens
anisotropi-indeks for det enkle tilfelle som gjelder en to-dimensjonal brønn (hvilket vil si at brønnens asimutretning er uforandret). I en generell tre-dimensjonal brønn kan en ligning av samme type anvendes for å angi sammenhengen mellom hel-ningskomponenten for knekkavvikets heftighetsgrad, hvilket vil si forandringsgraden av BSF-parameterens helnings- og asimut-komponent i forhold til asimut-komponenten for knekkpunktawikets heftighetsgrad. Et ligningssystem på 3 ligninger og 3 ukjente, nemlig FS, HE og BAI, kan da frembringes ved å sette inn BSFi fra ligning 2 inn i ligning 1.
Det neste prosesstrinn 35 i kalibreringsprosessen går ut på å løse de tre frembrakte ligninger. Det kan hende at disse ligninger ikke alltid er løsbare, da to av dem kan være avhengige av hverandre. Hvis dette er tilfelle, vil bare den dominerende parameter som er fastlagt i trinn nr. 32 i flytskjemaet bli bibeholdt som variabel, mens de øvrige parametre antas å ha samme verdi som i det tidligere kalibreringsintervall.
I trinn 36 finner det sted en bestemmelse av HE, FS og BAI for hver underseksjon ved bruk av de beregnede koeffisientkonstantene Aj, Bj og C; samt BSF og FS0, HE0 og BAI0 fra den tidligere målte seksjon. De fastlagte verdier fra parametrene FS, HE og BAI blir da anvendt for å bestemme formasjonskurve-verdien 37.
Den anisotropi-indeks som anvendes for borkronen i ligning (2) og er vist i fig. 10, angir den boreretningsforandring for borkronen som reaksjon på den totale borekraft på borkronen, hvilket vil si vektorsummen av nedhullsvekten på borkronen (DWOB) og sidekraften på borkronen (BSF). Dets definisjon er gitt ved sammenhengen: hvor a er vinkelen mellom boreretningen og brønnboringens akse, p er vinkelen mellom den totale kraft på borkronen og brønnboringens akse (fig. 10). Anisotropi-indeks for borkronen gjør det mulig å bestemme sidekraften på borkronen (BSF) ut i fra gjennomtrengningshastigheten (ROP) ved å bruke følgende ligning:
hvor ROPj. er gjennomtrengningshastigheten i retningen vinkelrett på borebrønns-aksen og ROP(| er gjennomtrengningshastigheten i en retning parallell med brønn-boringens akse. Avhengig av borkronens geometri og skjæreeggenes anordning kan borkronens anisotropi-indeks (BAI) anta en hvilken som helst verdi mellom 0 og 1. En borkrone med BAI = 0, hvilket vil si en isotropisk borkrone, vil ha den samme boreretning som retningen av den totale kraft på borkronen.
Sammenfattet vil disse prosesstrinn 22 og 23 være i stand til å kalibrere med kontinuerlige data FS, HE og BAI langs borebrønnen. Før man når frem til et oversiktspunkt 24 vil dette trinn omkalibrere FS, HE og BAI ut i fra kontinuerlige data og foreliggende oversiktsdata. Når en ny oversikt er oppnådd ved 25, kan en operatør for retningsutboringen velge enten å (1) bare bruke de numeriske modell-data til utelukkende å forutsi oppbygningsfarten og fremdriftsfarten for å kunne forutsi brønnens borebane for de neste få områder, eller (2) til å spørre modellen hvorledes man skal treffe et visst boremål. Ved dette valg og basert på glidesjikt-skjemaet, kan den numeriske modell angi verktøyfront-innstillinger, boreparametere og nedleddsparametere for roterende styrbart utstyr og som vil gjøre det mulig for brønnboringen å opprettholde en viss borebane og nå frem til et ønsket mål.
Etter at modellparametrene er kalibrert, så vil i det neste trinn 26 i fig. 4 en forutsigelse bli gjort for den forventede oppbygnings- og fremdrifts-hastighet for BHA under det neste rørledningsområde som skal bores. Disse verdier anvendes da for å forutsi den forventede brønnboringsbane.
I tillegg til den forutsagte oppbygnings- og dreietakt, kan et visst målområde spesifiseres, og i trinn 27 vil modellen beregne i parametre (verktøyfront-innstilling, vekt på borkronen, nedledds-konfigurasjonsparametre for styrbart roterende utstyr) som DD vil behøve for å nå dette målområde. Endelig kan man angi utstyr med lukket sløyfe, hvor da nedhullsverktøyet vil bli innstilt til den beste borebane for å treffe et målområde som er blitt spesifisert fra jordoverflaten, og slik at f.eks. slyngninger i borebanen nedsettes til et minimum.
Flytskjemaet i fig. 4 viser arbeidsprosess-strømmen for den tilsiktede drift i henhold til oppfinnelsen. Fig. 5 viser hvorledes dette utstyr kontinuerlig vil nykalib-rere den forutsagte tendens for borkronens posisjon /BHA-enheten så snart D&l-sensoren for MWD har passert en spesifisert strekning av målt dybde. Kurven (a) viser det sted hvor borkronen og MWD-føleren befinner seg (samt den målte helning ved borkronen, hvis en slik foreligger). Den stiplede kurveforlengelse viser at ved dette tidspunkt er borkronens nøyaktige beliggenhet ukjent. De kvadratiske punktangivelser viser de posisjoner hvorved kontinuerlige D&l-punkter er blitt utledet frem til vedkommende tidspunkt. Disse data brukes til å kaliberer de parametre som allerede er blitt definert i den endelige numeriske modell, og denne modell anvendes så til å forutsi borkronens oppbygnings- og fremdriftstendenser (samt utover dette, hvis nødvendig). Ved (b) er det angitt at så snart D&l-føleren har nådd borkronens målte dybde, så kan den løpende posisjon som måles av føleren sammenlignes med den forutsagte posisjon utledet fra beregningen i (a). Parametrene i den numeriske modell kan så kalibreres på nytt for å frembringe en oppdatert forutsigelse av borkrone-posisjonen og den nye BHA-tendens. Det bør bemer-kes at den fremgangsmåte for kontinuerlig kalibrering som er beskrevet ovenfor vil redusere usikkerheten ved den oppfølging som ble beskrevet tidligere.
Fig. 7 viser en iverksetting av prosesstrinn 27 i henhold til foreliggende oppfinnelse hvor operatøren for retningsutboring ønsker å forandre den planlagte
brønnboringsbane for å nå frem til et ønsket formasjonsmål. Som vist, bør brønn-boringsbanen følge retningen 38 og helningen 39 for å treffe den tilsiktede målformasjon. Den faktiske asimut-retning 40 og helning 41 viser at asimut-retningen er hovedsakelig som ønsket. Den faktiske helning 41 avviker imidlertid vesentlig fra
den ønskede baneretning. For å forandre retningen av helningen 41 uten i vesentlig grad å forandre asimut-retningen 40, har DD muligheten for å forandre noen av boreparametrene. Vedkommende DD kan beslutte å forandre utboringstypen innenfor et visst intervall fra glideboring til rotasjonsboring eller vice versa. DD kunne eventuelt også forandre verktøyfrontens vinkel. I fig. 7 er verktøyfrontens vinkel lik null. I fig. 8 er det angitt et utførelseseksempel hvor verktøyfronten har en vinkel på 20°. Resultatet av dette er at asimutretningen 40 forskyves litt bort fra den foretrukne boringsbane 38. Helningen er imidlertid blitt forandret i en slik grad at den planlagte borebane ligger nær den ønskede bane 39. Ved dette prosess-
trinn har DD oppnådd at borebrønnen vil følge den fastlagte bane for å nå den
ønskede målformasjon. Fremgangsmåten i henhold til denne oppfinnelse innebærer vesentlige fordeler fremfor den kjente teknikk. Oppfinnelsen er blitt beskrevet i sammenheng med dens foretrukne utførelser. Den er imidlertid på ingen måte begrenset til disse. Forandringer, variasjoner og modifikasjoner av den grunnleggende utførelse kan finne sted uten at man derved avviker fra oppfinnelsens be-grepsramme. I tillegg vil disse forandringer, varianter og modifikasjoner være åpenbare for fagkyndige på området som har fått tilgang til den lære som er angitt ovenfor. Alle slike forandringer, variasjoner og modifikasjoner er ment å ligge innenfor oppfinnelsens omfangsramme, som da bare er begrenset av de etterfølg-ende patentkrav.

Claims (20)

1. Fremgangsmåte for å forutsi boreretningstendensen for en boreenhet i sanntid karakterisert ved at den omfatter følgende trinn: - opptak av statiske og fortløpende sanntidsdata for boreomgivelser (20), - kalibrering av borebane-bestemmende parameter (21) med grunnlag i opptatte data, - bruken av kalibrerte borebane-bestemmende parameter (21), bestemme boreretningstendenser for minst én boremodus ut fra kalibrerte borebane-bestemmende parameter (21); og - forutsigelse av brønnboringens fremdriftsbane ved å bruke den bestemte boreretningstendensen.
2. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte opptatte data omfatter overflate- og nedhullsdata.
3. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at nevnte overflatedata omfatter parametre for krak-last, dreiemoment og omdreiningstall pr minutt.
4. Fremgangsmåte som angitt i krav 2, karakterisert ved at nevnte nedhullsdata omfatter parametre for vekt på borkronen, dreiemoment og kontinuerlige parametre for helning og utboring.
5. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at trinnet med opptak omfatter et trinn som går ut på å filtrere de opptatte data for å sikre at rimelige numeriske beregninger kan utføres.
6. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte opptatte data omfatter statiske data som beskriver brønnoversikt, brønngeometri og bunnhullsenhet-beskrivelsesdata.
7. Fremgangsmåte som angitt i krav 6, karakterisert ved at den videre omfatter et prosesstrinn som går ut på å fastlegge grenser for borebane-bestemmende parametrene (21) ut i fra nevnte opptatte data.
8. Fremgangsmåte som angitt i krav 7, karakterisert ved at nevnte grenser for boreparametrene blir filtrert og anvendt for å kalibrere de parametere som bestemmer borebanetendensen.
9. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at en numerisk borestrengmodell (22) anvendes for å kalibrere nevnte borebane-bestemmende parametrene som bestemmer bore-baneretningstendensen.
10. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter et prosesstrinn som går ut på kontinuerlig nykalibrering (25) av den forutsagte borebane inntil borehullsenheten har nådd et målepunkt.
11. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at forutsigelsen av brønnboringens fremdriftsbane omfatter forutsigelse av helningsvinkel- og asimutvinkelforandringshastighet.
12. Fremgangsmåte som angitt i krav 10, karakterisert ved at den videre omfatter et trinn som går ut å beregne parametre som vil være nødvendige for at den brønnboring som utføres skal kunne nå et målformasjonssted.
13. Fremgangsmåte som angitt i krav 12, karakterisert ved at nevnte parametere (27) omfatter verktøyfront-innstilling, vekten på borkronen og nedhulls-konfigurasjonsparametre.
14. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter et trinn (27) som går ut å beregne borebane-bestemmende parametere som vil være nødvendige for at brønn-boringen som utføres skal kunne nå et målformasjonssted.
15. Fremgangsmåte som angitt i krav 14, karakterisert ved at nevnte opptatte data omfatter overflatedata og nedhullsdata.
16. Fremgangsmåte som angitt i krav 14, karakterisert ved at opptakstrinnet omfatter et prosesstrinn som går ut på å filtrere nevnte opptatte data for å sikre at rimelige numeriske beregninger kan utføres.
17. Fremgangsmåte som angitt i krav 14, karakterisert ved at nevnte statiske data omfatter brønnoversikt, brønngeometri og beskrivelsesdata for bunnhullsenheten.
18. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at de opptatte data omfatter fortløpende stigning, retning og verktøyfrontinformasjon, og fremgangsmåten videre omfatter å fortløp-ende utføre kalibreringstrinnet ved å bruke i det minste delvis fortløpende opptatte sanntidsdata og fortløpende utføre bestemmelsestrinnet ved å bruke fortløpende kalibrerte parameter.
19. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte borebane-bestemmende parametere omfatter formasjonens stivhet, borehullets omfang og borkronens anisotropi-indeks.
20. Fremgangsmåte som angitt i krav 1, karakterisert ved at den videre omfatter et trinn som går ut på kontinuerlig nykalibrering av den forutsagte borebane inntil borehullsenheten har nådd oversiktspunktdata (24).
NO20012568A 2000-05-26 2001-05-25 Fremgangsmate for a forutsi boreretningstendensen for en boreenhet i sanntid NO323301B1 (no)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US09/579,609 US6438495B1 (en) 2000-05-26 2000-05-26 Method for predicting the directional tendency of a drilling assembly in real-time

Publications (3)

Publication Number Publication Date
NO20012568D0 NO20012568D0 (no) 2001-05-25
NO20012568L NO20012568L (no) 2001-11-27
NO323301B1 true NO323301B1 (no) 2007-03-05

Family

ID=24317591

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
NO20012568A NO323301B1 (no) 2000-05-26 2001-05-25 Fremgangsmate for a forutsi boreretningstendensen for en boreenhet i sanntid

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6438495B1 (no)
AU (1) AU758031B2 (no)
BR (1) BR0104079A (no)
CA (1) CA2348554C (no)
GB (1) GB2367626B (no)
NO (1) NO323301B1 (no)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105484735A (zh) * 2015-12-07 2016-04-13 中国石油化工股份有限公司 一种实钻井眼轨迹与设计轨道符合率的评价方法

Families Citing this family (96)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0020364D0 (en) * 2000-08-18 2000-10-04 Russell Michael Borehole survey method and apparatus
US7278540B2 (en) * 2004-04-29 2007-10-09 Varco I/P, Inc. Adjustable basket vibratory separator
US7331469B2 (en) * 2004-04-29 2008-02-19 Varco I/P, Inc. Vibratory separator with automatically adjustable beach
US20050242003A1 (en) 2004-04-29 2005-11-03 Eric Scott Automatic vibratory separator
US8312995B2 (en) * 2002-11-06 2012-11-20 National Oilwell Varco, L.P. Magnetic vibratory screen clamping
US7571817B2 (en) * 2002-11-06 2009-08-11 Varco I/P, Inc. Automatic separator or shaker with electromagnetic vibrator apparatus
US20060113220A1 (en) * 2002-11-06 2006-06-01 Eric Scott Upflow or downflow separator or shaker with piezoelectric or electromagnetic vibrator
GB2396697A (en) * 2002-12-27 2004-06-30 Schlumberger Holdings Depth correction of drillstring measurements
US7128167B2 (en) * 2002-12-27 2006-10-31 Schlumberger Technology Corporation System and method for rig state detection
US6868920B2 (en) * 2002-12-31 2005-03-22 Schlumberger Technology Corporation Methods and systems for averting or mitigating undesirable drilling events
US7539625B2 (en) * 2004-03-17 2009-05-26 Schlumberger Technology Corporation Method and apparatus and program storage device including an integrated well planning workflow control system with process dependencies
GB2408526B (en) 2003-11-26 2007-10-17 Schlumberger Holdings Steerable drilling system
CA2550405C (en) * 2003-12-19 2009-09-01 Pushkar Nath Jogi Method and apparatus for enhancing directional accuracy and control using bottomhole assembly bending measurements
US7100708B2 (en) * 2003-12-23 2006-09-05 Varco I/P, Inc. Autodriller bit protection system and method
US7422076B2 (en) * 2003-12-23 2008-09-09 Varco I/P, Inc. Autoreaming systems and methods
US7434632B2 (en) 2004-03-02 2008-10-14 Halliburton Energy Services, Inc. Roller cone drill bits with enhanced drilling stability and extended life of associated bearings and seals
US7360612B2 (en) 2004-08-16 2008-04-22 Halliburton Energy Services, Inc. Roller cone drill bits with optimized bearing structures
US7054750B2 (en) * 2004-03-04 2006-05-30 Halliburton Energy Services, Inc. Method and system to model, measure, recalibrate, and optimize control of the drilling of a borehole
US7027925B2 (en) * 2004-04-01 2006-04-11 Schlumberger Technology Corporation Adaptive borehole assembly visualization in a three-dimensional scene
US7243719B2 (en) * 2004-06-07 2007-07-17 Pathfinder Energy Services, Inc. Control method for downhole steering tool
US7650269B2 (en) * 2004-11-15 2010-01-19 Halliburton Energy Services, Inc. Method and apparatus for surveying a borehole with a rotating sensor package
US7860693B2 (en) * 2005-08-08 2010-12-28 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and systems for designing and/or selecting drilling equipment using predictions of rotary drill bit walk
EP1929117A1 (en) 2005-08-08 2008-06-11 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and systems for designing and/or selecting drilling equipment with desired drill bit steerability
US7866413B2 (en) * 2006-04-14 2011-01-11 Baker Hughes Incorporated Methods for designing and fabricating earth-boring rotary drill bits having predictable walk characteristics and drill bits configured to exhibit predicted walk characteristics
US7810584B2 (en) * 2006-09-20 2010-10-12 Smith International, Inc. Method of directional drilling with steerable drilling motor
US20080083566A1 (en) 2006-10-04 2008-04-10 George Alexander Burnett Reclamation of components of wellbore cuttings material
US11725494B2 (en) 2006-12-07 2023-08-15 Nabors Drilling Technologies Usa, Inc. Method and apparatus for automatically modifying a drilling path in response to a reversal of a predicted trend
US8672055B2 (en) 2006-12-07 2014-03-18 Canrig Drilling Technology Ltd. Automated directional drilling apparatus and methods
EA015308B1 (ru) 2007-02-02 2011-06-30 Эксонмобил Апстрим Рисерч Компани Моделирование и расчет системы бурения скважины с учетом вибраций
US7957946B2 (en) * 2007-06-29 2011-06-07 Schlumberger Technology Corporation Method of automatically controlling the trajectory of a drilled well
CN103774990A (zh) * 2007-08-15 2014-05-07 普拉德研究及开发股份有限公司 用于控制在地球地层中钻井眼用的钻井系统的系统和方法
US8720604B2 (en) 2007-08-15 2014-05-13 Schlumberger Technology Corporation Method and system for steering a directional drilling system
US8757294B2 (en) 2007-08-15 2014-06-24 Schlumberger Technology Corporation System and method for controlling a drilling system for drilling a borehole in an earth formation
US8066085B2 (en) 2007-08-15 2011-11-29 Schlumberger Technology Corporation Stochastic bit noise control
US8763726B2 (en) 2007-08-15 2014-07-01 Schlumberger Technology Corporation Drill bit gauge pad control
US8534380B2 (en) 2007-08-15 2013-09-17 Schlumberger Technology Corporation System and method for directional drilling a borehole with a rotary drilling system
US20100038141A1 (en) 2007-08-15 2010-02-18 Schlumberger Technology Corporation Compliantly coupled gauge pad system with movable gauge pads
US8727036B2 (en) 2007-08-15 2014-05-20 Schlumberger Technology Corporation System and method for drilling
US8622220B2 (en) 2007-08-31 2014-01-07 Varco I/P Vibratory separators and screens
WO2009064732A1 (en) * 2007-11-12 2009-05-22 Schlumberger Canada Limited Wellbore depth computation
BRPI0821259A2 (pt) 2007-12-14 2015-06-16 Halliburton Energy Serv Inc Métodos e sistemas para prever avanço da broca de perfuração rotativa e para desenhar brocas de pefuração rotativas e outras ferramentas de fundo do poço.
WO2009155062A1 (en) * 2008-06-17 2009-12-23 Exxonmobil Upstream Research Company Methods and systems for mitigating drilling vibrations
US9073104B2 (en) 2008-08-14 2015-07-07 National Oilwell Varco, L.P. Drill cuttings treatment systems
US8556083B2 (en) 2008-10-10 2013-10-15 National Oilwell Varco L.P. Shale shakers with selective series/parallel flow path conversion
US9079222B2 (en) 2008-10-10 2015-07-14 National Oilwell Varco, L.P. Shale shaker
CA2744419C (en) 2008-11-21 2013-08-13 Exxonmobil Upstream Research Company Methods and systems for modeling, designing, and conducting drilling operations that consider vibrations
US8919459B2 (en) * 2009-08-11 2014-12-30 Schlumberger Technology Corporation Control systems and methods for directional drilling utilizing the same
RU2542026C2 (ru) 2009-10-20 2015-02-20 Шлюмбергер Текнолоджи Б.В. Способы определения особенностей пластов, осуществления навигации траекторий бурения и размещения скважин применительно к подземным буровым скважинам
US8818779B2 (en) * 2009-12-21 2014-08-26 Baker Hughes Incorporated System and methods for real-time wellbore stability service
AU2011266774B2 (en) 2010-06-18 2015-01-15 Schlumberger Technology B.V. Rotary steerable tool actuator tool face control
US8775145B2 (en) * 2011-02-11 2014-07-08 Schlumberger Technology Corporation System and apparatus for modeling the behavior of a drilling assembly
US9512708B2 (en) 2011-06-29 2016-12-06 Halliburton Energy Services, Inc. System and method for automatic weight-on-bit sensor calibration
US8210283B1 (en) 2011-12-22 2012-07-03 Hunt Energy Enterprises, L.L.C. System and method for surface steerable drilling
BR112014013553B1 (pt) * 2011-12-28 2021-03-30 Halliburton Energy Services, Inc Método e sistema para otimizar medições de peso em operações de perfuração, e, mídia legível por computador
US9970235B2 (en) 2012-10-15 2018-05-15 Bertrand Lacour Rotary steerable drilling system for drilling a borehole in an earth formation
US9643111B2 (en) 2013-03-08 2017-05-09 National Oilwell Varco, L.P. Vector maximizing screen
EP3008497B1 (en) 2013-06-12 2021-03-17 Well Resolutions Technology Apparatus and methods for making azimuthal resistivity measurements
RU2016106696A (ru) * 2013-08-30 2017-08-31 Лэндмарк Графикс Корпорейшн Оценка и прогнозирование извилистости ствола скважины
WO2015047250A1 (en) * 2013-09-25 2015-04-02 Landmark Graphics Corporation Method and load analysis for multi-off-center tools
US10012025B2 (en) 2013-10-18 2018-07-03 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Lateral motion drill bit model
US10296678B2 (en) 2013-10-18 2019-05-21 Baker Hughes Incorporated Methods of controlling drill bit trajectory by predicting bit walk and wellbore spiraling
US9951560B2 (en) 2013-10-18 2018-04-24 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Axial motion drill bit model
US10132119B2 (en) 2013-10-18 2018-11-20 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Directional drill ahead simulator: directional wellbore prediction using BHA and bit models
RU2534866C1 (ru) * 2013-10-30 2014-12-10 Общество с ограниченной ответственностью "ТехГеоБур" Способ повышения виброустойчивости инклинометра
US10794168B2 (en) * 2013-12-06 2020-10-06 Halliburton Energy Services, Inc. Controlling wellbore operations
US10323499B2 (en) 2013-12-06 2019-06-18 Halliburton Energy Services, Inc. Managing wellbore operations using uncertainty calculations
US10062044B2 (en) * 2014-04-12 2018-08-28 Schlumberger Technology Corporation Method and system for prioritizing and allocating well operating tasks
US10837262B2 (en) 2014-08-11 2020-11-17 Landmark Graphics Corporation Directional tendency predictors for rotary steerable systems
US10738537B2 (en) 2014-08-25 2020-08-11 Halliburton Energy Services, Inc. Drill bits with stick-slip resistance
US9982487B2 (en) 2014-08-25 2018-05-29 Halliburton Energy Services, Inc. Wellbore drilling systems with vibration subs
US10612307B2 (en) 2014-08-28 2020-04-07 Schlumberger Technology Corporation Method and system for directional drilling
US10221627B2 (en) * 2014-10-15 2019-03-05 Schlumberger Technology Corporation Pad in bit articulated rotary steerable system
CN104500036B (zh) * 2014-11-02 2017-11-10 中国石油集团钻井工程技术研究院 一种适用于小井斜条件下井斜工具面角动态测量的方法及装置
WO2016076826A1 (en) * 2014-11-10 2016-05-19 Halliburton Energy Services, Inc. Advanced toolface control system for a rotary steerable drilling tool
WO2016076828A1 (en) 2014-11-10 2016-05-19 Halliburton Energy Services, Inc. Feedback based toolface control system for a rotary steerable drilling tool
CA2963629A1 (en) 2014-11-10 2016-05-19 Halliburton Energy Services, Inc. Gain scheduling based toolface control system for a rotary steerable drilling tool
CN106795754A (zh) * 2014-11-10 2017-05-31 哈利伯顿能源服务公司 用于监测井筒弯曲度的方法和设备
US10273794B2 (en) * 2014-12-30 2019-04-30 Halliburton Energy Services, Inc. Electromagnetic ranging with azimuthal electromagnetic logging tool
AU2014415569B2 (en) 2014-12-31 2018-03-22 Halliburton Energy Services, Inc. Automated optimal path design for directional drilling
WO2016108866A1 (en) * 2014-12-31 2016-07-07 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and systems for modeling an advanced 3-dimensional bottomhole assembly
CN105156097A (zh) * 2015-07-06 2015-12-16 中煤科工集团西安研究院有限公司 钻孔轨迹测量的数据处理方法
CA3005166C (en) * 2015-12-16 2021-01-12 Landmark Graphics Corporation Optimized coiled tubing string design and analysis for extended reach drilling
WO2017172563A1 (en) 2016-03-31 2017-10-05 Schlumberger Technology Corporation Equipment string communication and steering
BR112019001148B1 (pt) * 2016-07-20 2023-04-11 Baker Hughes, A Ge Company, Llc Método para controlar trajetória de broca de perfuração em uma formação subterrânea
GB2571460B (en) 2016-12-20 2021-09-22 Landmark Graphics Corp Real-time trajectory control during drilling operations
US11231517B2 (en) * 2018-02-27 2022-01-25 Sanvean Technologies Llc Azimuthal measurement for geosteering
DE112018007557T5 (de) 2018-05-04 2021-01-14 Halliburton Energy Services, Inc. Selbstkorrigierende Vorhersage des Ein- und Austrittslochdurchmessers
WO2020060589A1 (en) * 2018-09-21 2020-03-26 Halliburton Energy Services, Inc. Calibrating a wellbore trajectory model for use in directionally drilling a wellbore in a geologic formation
US11162356B2 (en) 2019-02-05 2021-11-02 Motive Drilling Technologies, Inc. Downhole display
US11920441B2 (en) 2019-03-18 2024-03-05 Magnetic Variation Services, Llc Steering a wellbore using stratigraphic misfit heat maps
US11946360B2 (en) 2019-05-07 2024-04-02 Magnetic Variation Services, Llc Determining the likelihood and uncertainty of the wellbore being at a particular stratigraphic vertical depth
EP3973143A4 (en) 2019-05-21 2023-01-25 Services Pétroliers Schlumberger DRILL CONTROL
US11480049B2 (en) 2020-01-29 2022-10-25 Schlumberger Technology Corporation Drilling mode sequence control
CN113482533B (zh) * 2021-08-20 2022-08-30 大庆辰平钻井技术服务有限公司 超短半径水平井万向打孔筛管完井系统及完井方法
US11952881B2 (en) * 2021-12-15 2024-04-09 Noralis Limited Method for drilling with projections based on adjusted Kalman Filters
CN117759222B (zh) * 2024-02-22 2024-05-07 金钻石油机械股份有限公司 石油钻机自动送钻控制系统

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4733733A (en) * 1986-02-11 1988-03-29 Nl Industries, Inc. Method of controlling the direction of a drill bit in a borehole
US4804051A (en) 1987-09-25 1989-02-14 Nl Industries, Inc. Method of predicting and controlling the drilling trajectory in directional wells
US5220963A (en) * 1989-12-22 1993-06-22 Patton Consulting, Inc. System for controlled drilling of boreholes along planned profile
US5456141A (en) 1993-11-12 1995-10-10 Ho; Hwa-Shan Method and system of trajectory prediction and control using PDC bits

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105484735A (zh) * 2015-12-07 2016-04-13 中国石油化工股份有限公司 一种实钻井眼轨迹与设计轨道符合率的评价方法
CN105484735B (zh) * 2015-12-07 2018-09-28 中国石油化工股份有限公司 一种实钻井眼轨迹与设计轨道符合率的评价方法

Also Published As

Publication number Publication date
BR0104079A (pt) 2002-03-12
GB2367626B (en) 2003-06-04
CA2348554C (en) 2006-01-31
GB0112510D0 (en) 2001-07-11
CA2348554A1 (en) 2001-11-26
AU4617301A (en) 2001-12-06
NO20012568L (no) 2001-11-27
US6438495B1 (en) 2002-08-20
AU758031B2 (en) 2003-03-13
GB2367626A (en) 2002-04-10
NO20012568D0 (no) 2001-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
NO323301B1 (no) Fremgangsmate for a forutsi boreretningstendensen for en boreenhet i sanntid
US8417495B2 (en) Method of training neural network models and using same for drilling wellbores
CN103998713B (zh) 用于自动钻压传感器校准和调节钻柱的屈曲的系统和方法
US4324297A (en) Steering drill string
AU2013399128B2 (en) Automating downhole drilling using wellbore profile energy and shape
US20220349297A1 (en) Generating drilling paths using a drill model
AU2016223235B2 (en) Improved estimation of wellbore dogleg from tool bending moment measurements
US10858927B2 (en) Systems and methods for estimating forces on a drill bit
US20210025238A1 (en) Directional drilling control system and methods
CN105874145B (zh) 导向钻井方法和系统
US20170370152A1 (en) Dogleg Severity Estimator for Point-The-Bit Rotary Steerable Systems
GB2384567A (en) Filtering of Data for Tendency Control of a Drillstring
Burak et al. Estimation of Downhole Inclination in Directionally Drilled Geothermal Wells
Gooneratne et al. Instruments for Well Navigation and Drilling Optimization Evaluation

Legal Events

Date Code Title Description
MK1K Patent expired