NO343639B1

NO343639B1 - Fremgangsmåte for valg og optimering av brønnbane og computerprogramprodukt for bruk ved fremgangsmåten

Info

Publication number: NO343639B1
Application number: NO20073338A
Authority: NO
Inventors: Clinton Dane Chapman; Michael Prange; Peter Gerhard Tilke; Darren Lee Aklestad
Original assignee: Schlumberger Technology Bv
Priority date: 2004-12-14
Filing date: 2007-06-28
Publication date: 2019-04-15
Also published as: NO20073338L; US7460957B2; CA2728970A1; US7684929B2; US20090056935A1; WO2006065915A2; WO2006065915A3; EP1825100A2; CA2590767C; CA2728970C; MX2007006993A; US20060151214A1; CA2590767A1

Description

FREMGANGSMÅTE FOR VALG OG OPTIMERING AV BRØNNBANE OG COMPUTERPROGRAMPRODUKT FOR BRUK VED FREMGANGSMÅTEN

Foreliggende oppfinnelse krever prioritet fra US Provisional Application nr.

60/636,076, innlevert 14. desember 2004.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte, system og anordning for automatisk design av en brønnutviklingsplan, mer særskilt for bestemmelse av en optimal plan ved minimering av de totale kostnader som en funksjon av eksisterende og nødvendige nye plattformer, antall brønner og borekostnadene for hver brønn. Ett eksempel finnes i publikasjonen US 6,549,879 B1 som anses som nærmeste kjente teknikk i forhold til foreliggende oppfinnelse.

Seismikk- og brønnloggedata blir tradisjonelt benyttet for definering og estimering av den underjordiske strukturen i reservoarer eller målsteder. Seismikk- og brønnloggedata kan gi porøsitet-, permeabilitet-, fluid- og gassmetningsdata så vel som andre reservoaregenskaper, som måles og beregnes med høy nøyaktighet. Disse dataene blir ofte plottet ved hjelp av en computersimulering, slik at de interessante områdene defineres i forhold til ulike trekk, så som overflatetopografi eller reservoarproduksjoninfrastruktur. På grunnlag av todimensjonale eller tredimensjonale plottinger av seismikkdata, vil en bruker anslå hvor det er hensiktsmessig å plassere én eller flere overflatebrønnplattformer for oppnåelse av adekvat adgang til de underjordiske områder ved hjelp av ulike boremetoder. Ut fra en retningsboring, og den underjordiske posisjoneringen av retningsboringsverktøy, kan én enkelt plattform lokaliseres for avskjæring av et flertall målsteder. Frem til i dag blir lokaliseringen av en plattform valgt av en erfaren bruker som er kjent med de begrensninger som foreligger for retningsboringsutstyr. Eksempelvis vil en kyndig bruker vite den minste dreieradien (dogleg-alvoret) for et retningsboreverktøy under en beregning av brønnbaner fra en overflateplattform og til ett eller flere målområder. I tillegg, fordi det antall målområder som identifiseres ved hjelp av seismikkdataene kan være høyt, foreligger det flere mulige kombinasjoner av foreslåtte brønnbaner fra en overflateplattform og til ett eller flere målområder. Hver av disse foreslåtte banene har en kostnad som er tilordnet tilveiebringelsen av brønnbanen, så vel som en vanskelighetsgrad som kan påvirkes av ulike faktorer så som topografi eller grunnsammensetningen. I tillegg vil en sub-optimal utvelging av brønnbaner, plattformsteder eller det totale brønnantall, kunne ha langvarige negative innvirkninger.

Konvensjonell brønnplanleggingsteknikk kan innbefatte bruken av computersimuleringer, hvor en statisk computermodell genereres, hvilken modell inkluderer hver foreslått brønn. Etter lokaliseringen av en brønn i den statiske modellen, kan det benyttes ulike eksisterende reservoarsimuleringsmetoder for undersøkelse av det foreslåtte brønnstedet. Denne prosessen gjentas kontinuerlig, med innføring av ekstra brønnsteder helt til det er generert en foreslått ”beste” løsning. Frem til i dag har dette vært en meget usikker fremgangsmåte for plattformlokalisering, da det genererte datasettet som langtidsavgjørelsene baserer seg på, er unødvendig små. Videre er en slik computermetode prosessorintensiv, og det kan ta lang tid før resultater genereres.

Det foreligger derfor et behov for automatisering av optimeringen av flerbrønnbaner som leder fra en overflateplattform og til flere målområder.

Aspekter og utførelser vedrører en optimering av flerbrønnbaner for oppnåelse av den mest gunstige plasseringen av plattformer og brønner orientert for oppnåelse av et valgt sett av målsteder. Disse målstedene kan innbefatte, uten at man er begrenset til slike, oljeførende formasjoner, gassførende formasjoner, vannførende formasjoner eller kombinasjoner av disse.

En fremgangsmåte for brønnbanevalg og optimering for grunnboring i samsvar med en utførelse av oppfinnelsen, skal nå beskrives. Fremgangsmåten innbefatter trinnenen: bestemmelse av et antall brønnmålsteder, som hvert er tilgjengelig via én eller flere brønnbaner, tilordning av en brønnproduksjonsverdi til hver av den eller de nevnte brønnbaner, generering av én eller flere brønnbaner tilordnet det nevnte antall brønnmålsteder ved hjelp av brønnproduksjonsverdiene og brønnbanedata, idet én eller flere baner er optimert for grunnboring, idet nevnte brønnproduksjonsverdier innbefatter DDI-data; og estimering av borekostnad ved hjelp av et lineært funksjonsforhold: Kostnad = Basis x [1 modifikasjon x (DDI-6,4)], hvor kostnad er en endelig beregnet borekostnad for én brønn med DDI, hvor basis er basisberegnet borekostnad for én brønn basert på penetreringsraten og boreparametere; og hvor modifikasjonen er en multiplikator for å omforme beregnet DDI til kostmodifikasjon.

Brønnmålstedene kan bestemmes ut fra underjordisk seismikkinformasjon eller brønnloggeinformasjon som er innsamlet på forhånd. En fagperson vil lett forstå at det foreligger flere eksisterende metoder for identifisering av et valgt sett av brønnmålsteder, hvor målområdene inneholder en ønsket resurs så som olje, gass eller vann. Ved spesifisering av et antall brønnmålsteder blir en brønnproduksjonsverdi tilordnet hvert av disse målområdene. Denne brønnproduksjonsverdien kan basere seg på ulike datakilder, så som antatt utbyttedata som bestemt ved hjelp av brønnsimulering, så vel som ulike kostnadsdata og økonomiske data. Disse ulike, egnede datakildene blir evaluert for å kunne beregne en brukbar brønnproduksjonsverdi for hvert brønnmålsted. Ekstra kilder, så som produksjonsbegrensningsdata og geohasarddata kan evalueres ved tilordningen av en brønnproduksjonsverdi til brønnmålstedene. I tillegg kan det benyttes andre brukerdefinerte brønnfaktorer ved tilordningen av en brønnproduksjonsverdi til et brønnmålsted. I lys av brønnproduksjonsverdidata kan det genereres én eller flere brønnbaner, hvilke brønnbaner er optimert for grunnboring. I én utførelse optimeres brønnutviklingsplanen for derved å tilveiebringe brønnbaner som maksimerer prosjektverdien, hvilken prosjektverdi er definert som summen av brønnproduksjonsverdier minus summen av ulike kostnader i forbindelse med boring, plattformplassering og -bygging.

I en alternativ utførelse må ikke nødvendigvis brønnproduksjonsverdiene være tilordnet hvert brønnmålsted. Istedenfor å maksimere den totale prosjektverdien minimeres totale prosjektkostnader, hvilke prosjektkostnader innbefatter de ulike kostnader i forbindelse med boring, plattformplassering og -bygging.

I en alternativ utførelse benyttes det et system for valg og optimering av en brønnbane. Dette systemet innbefatter et element for spesifisering av et brønnmål, hvilket element spesifiserer et antall brønnmålsteder, og systemet innbefatter også et element for generering av en brønnproduksjonsverdi. Elementet for genereringen av brønnproduksjonsverdien kan generere en brønnproduksjonsverdi for hver av de nevnte brønner som er tilordnet brønnmålstedene i samsvar med den ovenfor gitte beskrivelsen. I denne utførelsen inngår også et element for generering av en første brønnbane. Dette elementet for generering av en første brønnbane kan generere én eller flere brønnbaner som er tilordnet antallet brønnmålsteder, idet brønnproduksjonsverdiene og brønnbanedata benyttes. Disse genererte brønnbaner optimeres for grunnboring.

I en alternativ utførelse foreslås det et computerprogramprodukt, lagret i et computerlesbart medium, hvilket produkt inneholder instruksjoner for å bevirke at en computer spesifiserer et antall brønnmålsteder, hvilke brønnmålsteder er tilgjengelige via et antall brønner, tilordne en brønnproduksjonsverdi til hver av antallet brønner, og generere én eller flere brønnbaner tilordnet det nevnte antall brønnmålsteder, idet man benytter brønnproduksjonsverdier og brønnbane-kostnadsdata for tilveiebringelse av en optimert bane. Computerprogrammet kan i tillegg se på én eller flere brønnbaner som er basert på brønnproduksjonsverdidata og brønnbane-kostnadsdata, for derved å generere en endelig brønnbane som er optimert med hensyn til en grunnboring.

I et eksempel av foreliggende utførelse kan spesifiseringen av et antall brønnmål basere seg på utledede seismikkdata. I en utførelse kan en slik spesifisering av et antall mål basere seg på registrerte seismikkdata. I tillegg kan tilordningen av en målverdi til hvert av disse brønnmålstedene basere seg på ulike faktorer, herunder brønnsimuleringsdata, overflate- og grunnproduksjon-begrensningsdata, geohasarddata eller brukerdefinerte faktorer. I samsvar med foreliggende utførelse kan genereringen av én eller flere brønnbaner videre innbefatte en identifisering av den optimerte brønnbanen med lavest kostnad. En slik optimert brønnbane med lavest kostnad kan ses på som den mest gunstige brønnbanen for maksimering av profitten.

I en utførelse av oppfinnelsen foreslås det en fremgangsmåte, system og computerprogramprodukt lagret i et computerlesbart medium, idet man først identifiserer et overflatebrønnsted. Dette overflatebrønnstedet kan innbefatte én eller flere brønnplattformer. I samsvar med denne utførelsen dannes det en gruppe preliminære brønnbaner som går ut fra overflatebrønnstedet og strekker seg til et tidligere tolket mål. I tillegg blir hver av disse preliminære brønnbanene endret for å gi en gruppe alternativt brønnbaner, hvor de alternative brønnbanene innbefatter flerbrønnmål som er tilordnet de alternative brønnbanene. Deretter beregnes en brønnutviklingsplan basert på de preliminære brønnbanene og de alternative brønnbanene, slik at kostnadsdata for de preliminære og alternative brønnbanene brukes for dannelsen av brønnutviklingsplanen. I én utførelse kan disse kostnadsdataene basere seg på avviksboring-indeksdata (Directional Drilling Index data).

I ett aspekt ved foreliggende oppfinnelse er det således tilveiebrakt et computerprogramprodukt, lagret i et computerlesbart medium, innbefattende instruksjoner for å bevirke at en computer:

bestemmer et antall brønnmålsteder, idet hvert av disse brønnmålstedene er tilgjengelige via et antall brønner,

tilordning av en brønnproduksjonsverdi til hvert av antallet av brønnmålsteder, generering av én eller flere brønnbaner tilordnet antallet av brønnmålsteder ved hjelp av brønnproduksjonsverdiene og brønnbanedataene, idet nevnte éne eller flere baner er optimert for grunnboring, idet brønnproduksjonsverdier innbefatter DDI-data; og

estimering av borekostnad ved hjelp av et lineært funksjonsforhold:

Kostnad = Basis x [1 modifikasjon x (DDI-6,4)],

hvor kostnad er en endelig beregnet borekostnad for én brønn med DDI, hvor basis er basisberegnet borekostnad for én brønn basert på penetreringsraten og boreparametere; og hvor modifikasjonen er en multiplikator for å omforme beregnet DDI til kostmodifikasjon.

I samsvar med denne utførelsen kan modifiseringen av gruppen av preliminære brønnbaner innbefatte en addering av ett eller flere brønnmål til hver av de preliminære brønnbaner for derved å få frem en alternativ brønnbane. I tillegg kan kostnadene for hver alternativ brønnbane beregnes etter adderingen av et brønnmål til denne banen, slik at det kan foretas sammenligninger av kostdata som skyldes adderingen av brønnmålet. Videre kan det genereres alternative brønnbaner ved hjelp av et automatisk bane- eller trajektorieplanleggingselement. I én utførelse kan dette automatiske baneplaningselementet kunne gi brønnbaner med konstant krumning for en serie av brønnmål. I samsvar med foreliggende utførelse kan den billigste alternative brønnbanen identifiseres, idet denne billigste alternative brønnbanen representerer en preliminær brønnbane hvortil det er addert ett eller flere brønnmål for å tilveiebringe en alternativ brønnbane. Ved hjelp av disse ulike, alternative brønnbanedata kan lokaliseringen til det initiale brønnoverflatestedet optimeres ytterligere. Eksempelvis kan lokaliseringene av de individuelle brønnplattformer innenfor det designerte overflatebrønnstedet plasseres i samsvar med optimerte brønnbaneutpekinger i brønnutviklingsplanen.

I tillegg kan det benyttes et optimeringselement for gjennomføring av endringen av en preliminær brønnbane til en alternativ brønnbane. Dette optimeringselementet kan tilegne ett eller flere brønnmål til et antisipert overflatebrønnsted. I tillegg kan én eller flere brønnplattformer tilordnes overflatebrønnstedet, idet disse ene eller flere brønnplattformene plasseres på et beregnet beste sted innenfor overflatebrønnstedet, slik at det mellom brønnplattformstedet og målet/målene kan genereres en optimert brønnbane. Dette optimeringselementet kan ha ulike former, og kan innbefatte bruken av en Gibbs-sampler. I tillegg kan det benyttes en klusteralgoritme ved tilordningen av én eller flere brønnplattformer til et overflatebrønnsted, og en Nelder-Meanalgoritme kan benyttes for optimering av lokaliseringen av brønnplattformene.

Foran er det gitt en relativt bred og grov beskrivelse av trekk og fordeler med oppfinnelsen, i den hensikt å lette den etterfølgende mer detaljerte beskrivelse av oppfinnelsen. Ekstra trekk og fordeler med oppfinnelsen slik den er angitt i patentkravene, vil bli beskrevet nedenfor. En fagperson vil vite at en beskrevet utførelse kan benyttes som et grunnlag for modifisering eller design av andre strukturer som egner seg for gjennomføring av de inventive hensikter. En fagperson vil også vite at slike ekvivalente utførelser ikke vil ligge utenfor den ramme som settes av patentkravene. Nye trekk, som anses å være karakteristiske for oppfinnelsen, både med hensyn til organiseringen og driftsmåten, sammen med andre hensikter og fordeler, vil forstås bedre når beskrivelsen leses i forbindelse med tegningen. Det skal imidlertid her være underforstått at tegningen bare er ment som et eksempel og at den ikke er ment å være begrensende for oppfinnelsen.

Tegningen er ikke i målestokk. På tegningen er identiske eller tilnærmet identiske komponenter i de ulike figurer gitt de samme henvisningstall. For å lette oversikten er ikke nødvendigvis hver enkelt komponent merket i figurene. På tegningen viser:

Fig. 1 et flytskjema som belyser trinnene i én utførelsesform av oppfinnelsen,

Fig. 2 er et eksempel på anvendelse av seismikkdata, ifølge kjent teknikk, ved definering av brønnmålsteder i samsvar med en utførelse av oppfinnelsen,

Fig. 3 viser brønnbanevalg ifølge kjent teknikk,

Fig. 4 viser en enkelt plattform med flere brønner, hvor hver innbefatter flere brønnmålsteder,

Fig. 5 viser multiple plattformer med flere brønner, idet hver av dem har flere brønnmålsteder,

Fig. 6 viser ulike komponenter som er nødvendig for utøvelse av en utførelse av oppfinnelsen,

Fig. 7 viser et eksempel på en egnet elektronisk innretning 700 for gjennomføring av et computerprogramprodukt, lagret i et computerlesbart medium, for bruk ifølge oppfinnelsen, og

Fig. 8 er et flytskjema som belyser de trinn som er nødvendig ved utøvelse av en utførelse av oppfinnelsen.

Ulike utførelser og aspekter av oppfinnelsen vil nå bli beskrevet nærmere under henvisning til tegningen. Oppfinnelsen er ikke begrenset til detaljer vedrørende utførelsene og arrangementene av komponenter som angitt i etterfølgende beskrivelse eller vist på tegningen. Oppfinnelsen kan således innbefatte ulike alternative utførelser og kan realiseres på mange andre måter. Videre er den terminologi og de ord og uttrykk som er benyttet her bare beregnet for beskrivelse av oppfinnelsen og skal ikke anses å være begrensende. Uttrykk så som ”innbefattende”, ”med”, ”inneholdende”, eller ”innbefattende” og varianter av disse uttrykkene, er ment å ikke bare innbefatte de angitte detaljene, men også ekvivalenter og andre detaljer som ikke er spesielt nevnt.

Fig. 1 viser et flytskjema som belyser de trinn som er nødvendig ved en realisering av en utførelse av oppfinnelsen. I trinn 10 blir et antall brønnmålsteder først spesifisert, idet hvert av disse brønnmålene er tilgjengelige via én eller flere brønner. Valget av brønnmålsteder kan skje ved hjelp av mange forskjellige metoder, som vil være kjent for fagmannen. Eksempelvis kan brønnmålsteder identifiseres på grunnlag av utledede eller registrerte seismikkdata som er innhentet ved hjelp av ulike metoder. Eksempelvis kan en overflate-seismikkinnretning som beskrevet i ”Interpretation of Three Dimensional Seismic Data” av Alistair R. Brown, publisert i American Association of Petroleum Geoligists Memoir 42, 1988, benyttes i forbindelse med oppfinnelsen. Fagpersoner vil lett forstå at det kan benyttes mange ulike metoder for innhenting av informasjon som kan brukes ved en spesifisering av et antall brønnmålsteder, herunder, uten at man skal være begrenset til dette, seismisk informasjon, brønnloggingsinformasjon eller geologisk informasjon som innhentet fra alternative kilder.

Så snart brønnmålsteder er spesifisert i samsvar med trinn 10, blir det nødvendig å finne ut hvordan disse brønnmålstedene kan produseres på en mest effektiv måte. For å klargjøre det hele, så antas en laveste kostnadtilnærming å være den mest effektive måten. En fagperson vil vite at ”mest effektiv” kan bygge på flere kriterier i samsvar med oppfinnelsen, herunder en maksimert produksjon eller en maksimert prosjektverdi. I trinn 12 blir en brønnproduksjonsverdi tilordnet hver brønn. Denne brønnproduksjonsverdien kan basere seg på ulike datakilder, og tjener til å kvantifisere det foreslåtte brønnmålstedet slik at det kan foretas sammenligninger mellom brønnmål steder. I én utførelse kan brønnproduksjonsverdiene basere seg helt eller delvis på brønnsimuleringsdata. Egnede brønnsimuleringsdata innbefatter data som genereres i samsvar med ulike simuleringsmetoder, herunder en ECLISPE<®>-simuleringprogramvarepakke som tilbys fra Schlumberger Technology Corporation, Sugar Land, Texas. En brønnproduksjonsverdi i samsvar med oppfinnelsen kan også innbefatte ulike ekstra datakilder, herunder, uten å være begrenset til disse, kostnadsdata som er tilordnet brønnmålestedet, så vel som avviksboring-indeksdata (DDI-data). Brønnproduksjonsverdier kan i tillegg innbefatte overflate- og underjordiske produksjonsbegrensningsdata, så vel som geohasarder i området ved brønnmålene og de foreslåtte baner. Som følge av usikkerheten som hefter ved retningsboring eller avviksboring, kan det være nødvendig å evaluere posisjonsfeil for borestrengen i lys av underjordiske geohasarder, så som feilaktige linjer når en brønnproduksjonsverdi tilordnes et brønnmålsted. I tillegg kan andre geohasarder, så som saltlegemer og sprekksoner, være innlagt i den geologiske modellen. Et tredimensjonalt kart over litostatisk (berg) trykk og fluidtrykk kan også benyttes for skissering av hasardiøse eller farlige områder i grunnen som følge av fenomen så som overtrykk. For å holde en adekvat avstand fra en geohasard, så som en feillinje, kan den resulterende brønnproduksjonsverdien til brønnmålstedet modifiseres for å ta hensyn til vanskeligheter med å nå brønnmålstedet ved hjelp av eksisterende boremetoder. Ekstra brukerdefinerte faktorer kan dessuten også legges inn i det datasettet som benyttes for generering av en brønnproduksjonsverdi, idet disse individuelle brukerdefinerte faktorene er relevante for forholdene og omgivelsene. Eksempelvis kan det forventede boreverktøyet ha begrensninger med hensyn til borehastighet, brønnboringens krumning eller levetiden ved boring i ulike miljøer. Hver av disse faktorene kan defineres og legges inn i tilordningen av en brønnproduksjonsverdi til hvert brønnmålsted.

I samsvar med én utførelsesform av oppfinnelsen kan designkostnaden brukes som den objektive funksjonen hvormed brønnproduksjonsverdiene tilordnes og sammenlignes. For at en brønnbane fra et brønnmålsted og til en plattform skal kunne utnyttes som en komparativ indikator, må kostnadsfunksjonen innbefatte alle signifikante kostnadsrelaterte brønnutformingstrekk som ligger innenfor rammen av den designplanen som skal optimeres. Slike designkostnader kan innbefatte fasilitetskostnader så som kostnad pr. plattform og kostnad pr. brønnslått, og kan også innbefatte brønnkostnader som relaterer seg til brønnlengden, dog-leg-begrensninger og DDI (avviksvanskelighetsindeks).

Avviksvanskelighetsindeksen (DDI), som publisert av A. W. Oag og M. Williams i Society of Petroleum Engineers paper nr. 59196, gir en preliminær prediksjon av den relative vanskeligheten ved boring av en avviksbrønn. I samsvar med foreliggende oppfinnelse kan DDI benyttes for én eller flere brønner samtidig og kan brukes ved generering av en estimert borekostnad pr. brønn. Den publiserte ligningen for DDI er som følger:

<a.>

hvor:

b. MD = målt dybde

c. TVD = sann vertikal dybde

d. AHD = forskyvning langs hullet

e. bukktetthet = total borehullskrumning

Typiske verdier for avviksbrønner ligger mellom 5,5 og 7,0. En analyse av et større antall brønner gir de nedenfor angitte resultater:

Tabell 1

For å få frem DDI mot estimert borekostnad, blir resultatene i tabell 1 tilnærmet ved hjelp av et lineært funksjonsforhold:

a. Kostnad = Basis x [1 modifikasjon x (DDI-6,4)] (A.2)

hvor:

b. Kostnad = endelig beregnet borekostnad for brønnen med DDI,

c. Basis = basisberegnet boringskostnad for brønnen basert på penetreringsraten og andre boreparametere,

d. DDI = beregnet DDI for brønnen,

e. Modifikasjon = multiplikator for å omforme beregnet DDI til kostmodifikasjon. For tilnærmet tilpassing til resultatene i tabell 1, settes denne verdien til 0,25.

I implementeringen av (A.2), blir modifikasjonen av basiskostnaden med DDI begrenset som følger:

a. |Modifikasjon x (DDI-6,4)|<0,2 (A.3)

Denne begrensningen hindrer at DDI urealistisk dominerer den avsluttende kostnadsfunksjonen som benyttes ved tilordningen av en brønnproduksjonsverdi. Lokal kjennskap hos en operatør og de foreslåtte forholdene for brønnen eller brønnene, kan i tillegg faktoreres inn i denne formelen ved å justere Modifikasjonen og 6,4 verdiene i (A.2) og 0,2 verdien i (A.3).

Etter tilordningen av en brønnproduksjonsverdi til hver brønn som går til et brønnmålsted, kan én eller flere brønnbaner dannes, hvilke brønnbaner er optimert for grunnboring. Optimeringen som sådan kan innbefatte ulike metoder som benyttes for bestemmelse av den eller de ideelle brønnbaner som går fra en brønnplattform og til et brønnmål. I en multibrønndesign kan eksempelvis den foran nevnte kostnadsfunksjonen gi et estimat vedrørende kostnadene for implementering av den spesielle planen. Man kan eksempelvis se på en design med et sett plattformer P={P1, ...., PNp}, brønner W={W1, ..., WNw} og reservoarmål T={T1, ..., TNt}. Hvert reservoarmål i T er et punkt i det tredimensjonale rommet som brønnen må passere. Hver brønn består av brønnsegmenter som enten er lineære eller sirkelbuer. Dette er representativt for hvordan brønner planlegges i dag. Bruk av en automatisk baneplanleggingsalgoritme som kan gi krumninger i et forsøk på å minimere kompleksiteten til en spesiell brønn ved at man leter etter komplekse geometriske løsninger på brønner som ikke har foretrukne krumninger i de individuelle segmentene, resulterer i en minimering av DDI.

I tillegg til dannelsen eller genereringen av én eller flere brønnbaner tilordnet antallet brønnmålsteder, kan hver av brønnbanene som har en brønnproduksjonsverdi, optimeres ytterligere ved hjelp av ulike ekstra optimeringsmetoder. Eksempelvis kan for brønnen Widenne listen av individuelle segmenter uttrykkes som {S1<(i)>, ..., SNs<(i)>}.

Ved å bruke optimeringsmetoder som genererer én eller flere optimerte brønnbaner, oppnås det med foreliggende utførelse av oppfinnelsen at hvert mål i T krysses av en brønnbane, slik at hver brønnbane har utgangspunkt i én av plattformene i P, og slik at hver plattform er forbundet med ikke mer enn det maksimale antall tillatte brønnbaner for denne plattformen. Det maksimale antall tillatte brønnbaner kan være brukerdefinert eller kontrollert av en programvare som reagerer på brønnfaktorer så som forventet strømning, brønnbanelengde og brønndiameter. Andre begrensninger så som ulike overflatebegrensninger, så vel som det maksimale antall tilgjengelige slotts, kan også benyttes sammen med de foreliggende optimeringsmetoder. En fagperson vil vite at det foreligger flere faktorer som kan bidra til det maksimale antall tillatte brønnbaner, og at den her gjengitte listen ikke er ment å være uttømmende med hensyn til egnede faktorer. I lys av en slik optimering av en brønnbane eller flere brønnbaner, vil den totale kostnaden skje totalt for designen være gitt med de nedenfor gitte tre ligninger:

Nw

<b. C(Pj) = C(plattform) DDI(Wi)>�C(Wi), (2)

i� 1

Ns

c. C(Wj) = C(brønnslott) �C(S<(>j<)>

i), (3)

i� 1

hvor C(�) funksjonen returnerer kostnadene for den spesielle enheten. Funksjonen C (plattform) returnerer de faste kostnader pr. plattform før en brønn antas. Selv om denne kostnaden kan variere fra plattform til plattform, er den fast med hensyn til genereringen av én eller flere brønnbaner fra en plattform og til et brønnmålsted. Funksjonen C(brønnslot) returnerer de faste kostnadene pr. brønnbane for en plattform før borekostnadene tas hensyn til. Denne funksjonen kan variere fra plattform til plattform og med antall brønnbaner på plattformen, men har en fast funksjonell form under genereringen av én eller flere optimerte brønnbaner. Funksjonen DDI(Wi) returnerer en skaleringsfaktor utledet fra feltpraksis, hvilken faktor justerer borekostnadene basert på den geometriske kompleksiteten til en brønnbane som angitt i ligningene A.1, A.2 og A.3.

En fagperson vil vite at den gitte listen med data som benyttes ved tilordning eller tildeling av en brønnproduksjonsverdi til en brønnbane som fører til et brønnmålsted, ikke er uttømmende og at den derfor bare benyttes for belysning av noen typer data som kan benyttes ved en beregning av en målverdi. Ulike andre faktorer, som ikke er nærmere omtalt her, kan benyttes ved tilordningen av en brønnproduksjonsverdi. I tillegg belyser foreliggende utførelse genereringen av én eller flere brønnbaner som er optimert for grunnboring og baserer seg på den i ligningene 1, 2 og 3 gitte kostnadsfunksjon. Selv om det er gunstig for belysning av en utførelse av oppfinnelsen, herunder genereringen av én eller flere optimerte brønnbaner, vil en fagperson forstå at genereringen av optimerte brønnbaner kan basere seg på ulike faktorer enn den gitte kostnadsfunksjonen. Eksempelvis kan en optimert brønnbane genereres i samsvar med oppfinnelsen, hvor den optimerte brønnbanen gir det høyeste produktvolumet. Da foreliggende oppfinnelse generelt vedrører alle boreoperasjoner, kan en slik utførelse være gunstig når det bores etter vann av humanitære årsaker. I en slik setting kan et maksimert volum være mer nyttig enn en minimert kostnad. En fagperson vil derfor forstå at flere optimerte brønnbaner kan genereres, hvor den optimerte brønnbanen resulterer i en maksimering eller minimering av ulike aspekter ved underjordiske brønner. Disse ulike optimeringsmidlene kan oppnås med adekvat definering av brønnproduksjonsverdiene for hver av de nevnte brønnbaner som går til et brønnmål, basert på det nødvendige behovet. I en alternativ utførelse kan en optimering i samsvar med oppfinnelsen innbefatte en maksimering av en prosjektverdi. I en slik omgivelse kan genereringen av brønnbanene innbefatte fjerningen av kostnadsineffektive brønnmål fra listen over tilgjengelige brønnmål dersom kostnadene for gene rering av en brønnbane til disse brønnmålstedene er større enn den predikterte kostnadsvinsten ved å inkludere dem.

Fig. 2 viser et eksempel på anvendbare seismikkdata, presentert i en tredimensjonal modell, for bruk ved definering av brønnmålsteder i samsvar med én utførelse av oppfinnelsen og som kjent. Slike underjordiske seismikkdata kan oppnås ved hjelp av mange metoder som vil være kjent for fagfolk. I fig.2 er det vist et brønnmålsted 20. Dette brønnmålstedet 20 kan innbefatte flere produkter, så som naturgass, olje eller vann. En indikasjon av brønnmålstedet 20 kan vises med kontrastfarge eller skravering, som sammenlignet med områder som omgir brønnmålstedet 20. I foreliggende utførelse er underjordiske geologiske data videre vist forbi brønnmålstedet 20. Eksempelvis kan en geohasard så som en feillinje 22 være vist i et tredimensjonalt display. En slik geohasard kan videre ha et tilhørende sikkerhetsområde (ikke vist) hvor foreslåtte brønnbaner ikke skal gå inn. Eksempelvis kan det defineres et 100 m område rundt en feillinje 22, hvilket område skal unngås av foreslåtte brønnbaner som følge av stabilitetsforholdene i feillinjeområdet. En fagperson vil forstå at det kan benyttes mange ulike metoder for generering av et seismikkbilde og for identifisering av brønnmålsteder. Brønnmålstedet kan videre genereres automatisk basert på seismisk informasjon, eller kan eksempelvis velges manuelt av en bruker, basert på grunntopografien.

Fig. 3 viser brønnbanevelging ifølge kjent teknikk. I fig. 3 er en brønnplattform 30 definert i forhold til antisiperte brønnmålsteder 32, 34, 36, 38 som er posisjonert i reservoarer 31, 33, 35, 39 som antas å inneholde et ønsket produkt. For belysning skal oppfinnelsen beskrives i forbindelse med reservoarer som inneholder olje, men fagfolk vil forstå at det forekommer mange andre alternative reservoarer hvor oppfinnelsen kan benyttes, eksempelvis reservoarer som inneholder naturgass og vann.

I samsvar med foreliggende utførelse, som forstått i kjent teknikk, velges en brønnplattform 30 som innbefatter et antall brønner som går ut fra plattformen 30 og til de enkelte brønnmålstedene 32, 34, 36, 38. Disse brønnene kan være tradisjonelle ikkeavviksbrønner eller det kan være brønner som bores ved hjelp av avviksteknologi, som vil være kjent for fagfolk. Anvendbare avviksboremetoder innbefatter, uten at de er begrenset til slike, ”PowerDrive rotary steerable systems” og modulære ”PowerPak steerable motors” som begge tilbys fra Schlumberger Technology Corporation, Sugar Land, Texas.

Valget av brønnmålsteder 32, 34, 36, 38 kan være brukerstyrt, kan være automatisert eller det kan benyttes en kombinasjon av slike muligheter. Eksisterende brønnbanegenerering innbefatter typisk generering av en individuell brønnbane fra plattformen 30 og til brønnmålstedet 32, 34, 36, 38. Dette medfører dannelsen av flere brønner, som hver har en tilordnet boringskostnad. Da disse multiple brønnene kan befinne seg nært inntil mer enn ett brønnmålsted 32, 34, 36, 38, vil en optimert brønn kunne drenere flere brønnmålsteder. Valget av et optimert brønnsted er imidlertid vanskelig og vil kunne medføre ulike kostnader tilordnet den foreslåtte brønnen, samt ulike begrensninger. Slike kostnader og begrensninger vil bli nærmere omtalt nedenfor.

Fig. 4 viser en enkelt plattform 40 med flere brønner. Hver av disse går til flere brønnmålsteder 42, 43, 44, 45, 46. For å forenkle beskrivelsen skal her multimålbrønnen 48 omtales, en brønn som produserer brønnmålene 45, 46 og 47. Multimålbrønnen 48 kan bruke avviksboringsteknologi, med mulighet for styring av brønnbanens retning slik at man kan nå frem til flere brønnmålsteder. Bruk av avviksboring medfører imidlertid større kompleksitet, da det kan genereres ulike permutasjoner av foreslåtte baner som dekker flere brønnmålsteder 45, 46, 47. I tillegg vil avviksboring-begrensninger så som såkalte ”doglegs”, krumninger, så vel som de tilordnede kostnader for hver målbrønn, medføre ulike foreslåtte løsninger. Hver slik løsning kan tilfredsstille problemet som går på å kunne nå flere mål med én enkelt brønnbane, men disse foreslåtte løsningene er langt fra optimert. I én utførelse vil en optimert brønnbane være en brønnbane med en minimert total kostnad. En fagperson vil forstå at det kan benyttes mange andre optimeringsmetoder, herunder maksimert materialgjenvinning, eller en minimert brønnlengde. Dette er en ikke-uttømmende liste av optimerte brønnbaner, som forstått av fagfolk, og listen er ikke ment å være begrensende.

I fig. 5 kan de samme optimeringsprosedyrer for generering av multiple målbrønner benyttes for mer enn én plattform 50, 59 innenfor et foreslått overflatebrønnsted. Som vist i fig. 5 kan hver plattform 50, 59 ha flere brønnbaner 54, 58, 60 som er tilordnet plattformen. Eksempelvis kan en optimert brønnbane 54 for plattformen 50 innbefatte brønnmålstedene 51, 52, 53. I tillegg kan en optimert brønnbane 58 for plattformen 59, innenfor overflatebrønnstedet, innbefatte brønnmålstedene 55 og 56 i individuelle brønnbaner. Videre, i lys av de optimeringsmetoder som anvendes ifølge oppfinnelsen, betjenes brønnmålstedet 57 av en enkel brønnbane 60 som går direkte fra plattformen 59 og til brønnmålstedet. Denne bestemmelsen av en direkte brønnbane 60 er istedenfor den optimeringsmetoden som brukes ved evalueringen av de foreslåtte målbrønnstedene 51, 52, 53, 55, 56, 57 i lys av de brønnproduksjonsverdier som tilordnes hver av de foreslåtte brønner som fører til et brønnmål. Brønnproduksjonsverdier kan innbefatte, uten at man er begrenset dertil, DDI-data, brønnkostnadsdata, overflate- og underjordisk produksjonsbegrensningsdata og geohasarder i områdene rundt brønnmålstedene. En fagperson vil forstå at det heller ikke her er gitt noen uttømmende liste over egnede data som kan benyttes ved bestemmelse av brønnproduksjonsverdier for hver brønn som går til et brønnmålsted.

Fig. 6 er et belysende eksempel på de ulike komponenter som er nødvendig ved en realisering av en utførelse av oppfinnelsen. Fig. 6 viser et system for brønnbanevalg 600, inneholdende et spesifiseringselement 602 for et brønnmål, et element 604 for generering av en brønnproduksjonsverdi, og et første brønnbane-genereringselement 606. Dette foreslåtte arrangementet brukes helt enkelt for grafisk belysning av samvirket mellom elementer i systemet for brønnbanevalg 600 og er ikke ment å være begrensende eller å belyse andre egnede elementarrangement. En fagperson vil forstå at ulike alternative elementer kan adderes, subtraheres eller kombineres med systemet 600 for brønnbanevalg, for derved å få frem et egnet system for realisering av oppfinnelsen. Elementet 602 for spesifisering av brønnmålet kan ifølge oppfinnelsen ha ulike former. I én utførelsesform kan elementet 602 for spesifisering av et brønnmålsted automatisk velge egnede brønnmålsteder basert på data som tilføres elementet 602 for spesifisering av brønnmålet. Eksempelvis kan elementet 602 automatisk velge områder hvor det er sannsynlig at olje forefinnes, basert på seismiske data. En fagperson vil forstå at ulike regioner eller områder kan velges og at ulike former av data kan benyttes for adekvat valg av slike områder. Olje- og seismikkdataeksemplet her er bare beregnet som belysning av oppfinnelsen og er ikke ment å være begrensende. I et alternativ kan en bruker manuelt velge brønnmålsteder, ved hjelp av elementet 602 for spesifisering av brønnmålsstedet, basert på slike data som seismikkdata. I tillegg kan det benyttes en kombinasjon av manuelt og automatisk valg ved en realisering av oppfinnelsen. Hvert av de foran nevnte brønnmålsteder kan nås med én eller flere brønnbaner fra et plattformsted og til brønnmålene, enten direkte eller indirekte.

Ved spesifiseringen av ulike brønnmålsteder, benyttes et element 604 for generering av en brønnproduksjonsverdi for generering av en brønnproduksjonsverdi for hver brønn som kan føre til et brønnmålsted. Dette målverdigenererende elementet kan basere en slik tilordnet målverdi på ulike informasjonskilder, herunder, uten begrensning, brønnsimuleringsdata, brønnkostnadsdata, DDI-data, overflate- og underjordiske begrensningsdata og geohasarder i brønnmålområdet. I tillegg kan brukerdefinerte brønnfaktorer benyttes i elementet 604 ved generering av en brønnproduksjonsverdi for hver brønnbane som fører til et brønnmålsted. En fagperson vil forstå at det heller ikke her er gitt en uttømmende liste over egnede data for bruk ved tilordning av en brønnproduksjonsverdi til hver brønnbane, da det innenfor rammen av foreliggende oppfinnelse også kan benyttes andre egnede og alternative datakilder.

Etter at brønnproduksjonsverdi-genereringselementet har generert en brønnproduksjonsverdi for hvert brønnmålsted, vil et første brønnbanegenererende element 606 generere en foreslått brønnbane for hvert brønnmålsted. Denne foreslåtte brønnbanen fører til én eller flere plattformer. For nærmere forklaring skal det her gås ut fra én enkelt plattform med flere brønnmålsteder. En fagperson vil forstå at det i et overflatebrønnsted kan finnes flere brønnmålsteder som er tilgjengelige fra flere plattformer. Oppfinnelsen gjelder også slike situasjoner, men på grunn av kompleksiteten og volumet til de foreslåtte beregninger, skal én enkelt plattform med flere brønnmål beskrives nærmere her.

Disse første brønnbaner som genereres med genereringselementet 606, optimeres for grunnboring basert på brønnbanedata og brønnproduksjonsverdidata som generert med brønnproduksjonsverdigenereringselementet 604. For enkelthets skyld skal en optimering i samsvar med foreliggende utførelse ses på som minimert kostnad. En fagperson vil forstå at ”optimering” kan innbefatte mange ulike alternative former, herunder en maksimert produksjonsverdi eller maksimert materialgjenvinning.

Et minimert kostnadsoptimeringsforslag viser seg å være beregningsmessig vanskelig, fordi det foreligger flere lokale minima i kostnadsfunksjonen. Den eneste måten for å sikre at man har funnet den globalt laveste kostnadsløsning er ved grundig å undersøke hele parameterrommet. Tradisjonelle brønnbanesimuleringsmetoder har benyttet en simulert utgløding (annealing) -optimeringsmetode. En simulert utgløding er en generalisering av en Monte Carlo-metode som baserer seg på hvordan væsker fryser eller metall rekrystalliserer ved utgløding. Under en utgløding forstyrres en smelte ved en høy utgangstemperatur, hvoretter den kjøles langsomt slik at systemet forblir i termodynamisk likevekt så godt som hele tiden. Ettersom kjølingen skrider frem dannes et mer ordnet system, og til slutt vil systemet nærme seg en ”frosset” basistilstand hvor temperaturen = 0. I en slik situasjon kan utglødingen ses på som en adiabatisk tilnærming til den laveste energitilstanden. Til forskjell, dersom utgangstemperaturen i systemet ikke er høy nok, eller dersom kjølingen skjer for hurtig, kan det dannes defekter (dvs. at systemet forblir fanget i en lokal energi-minimumtilstand).

Anvendt på et beregningsproblem som her, er den termodynamiske tilstanden til systemet som utglødes analog med strømløsningen for det her betraktede optimeringsproblem. Energien i det termodynamiske systemet er lik den objektive funksjonen, og en basistilstand kan ses på som det globale minimum. Anvendelse av en simulert utglødingsmetode på det foreliggende problem betyr at man må være varsom med hensyn til valg av utgangstemperatur, antall gjentagelser og unngåelse av defekter som skyldes et dårlig ”utglødningsprogram”.

Bruk av simulert utglødning med et maksimalt antall optimeringsgjentagelser på 1000 og bare 20 tilfeldig lokaliserte mål på et plan i dybden, og hvor utgangsplanet inneholder én plattform og én brønn pr. mål, medfører at man ikke kan finne en plan som er bedre enn start- eller utgangsplanen. Til forskjell kan det vanligvis finnes en bedre plan av en trenet bruker ved gjennomføring av visuell inspeksjon i noen få sekunder. Slike resultater viser at den simulerte utglødingsmetoden krever et alt for stort antall gjentagelser (meget større enn 1000) for sampling av løsningsrommet før de gir praktiske resultater for problemer av denne kompleksiteten.

I lys av slike resultater benytter foreliggende utførelse en alternativ optimeringsmetode. Optimeringsmetoden kan kontrolleres med et optimeringselement 608 i kommunikasjon med systemet 600 for brønnbanevalget. Som nevnt er dette optimeringselementet vist utenfor systemet 600 for brønnbanevalget, men en fagperson vil forstå at det her omtalte arrangementet bare er ment som et eksempel og at elementet således kan være internt og/eller eksternt relativt systemet for brønnbanevalget.

Optimeringslementet 608 ifølge oppfinnelsen kan benytte mange mulige optimeringsmetoder. Eksempelvis kan det brukes en variant av simulert utglødning, benevnt en Gibbs-sampler, for optimering av de foreslåtte brønnbaner. Bruk av denne Gibbssampleren med fører at det kan genereres en sekvens av sampler fra den felles sannsynlighetsfordelingen av to eller flere tilfeldige variable, hvilket muliggjør en tilnærming av den felles fordeling, eller en beregning av et integral som representerer en forventet verdi. Bruk av en Gibbs-sampler som en lokal optimerer muliggjør en generering av et eksempel fra fordelingen av hver variabel, idet dette er en betingelse for de aktuelle verdiene for de andre variablene.

Optimeringselementet 608 i den foreliggende utførelsen muliggjør at man samtidig kan behandle flere aspekter vedrørende brønnbanevalget. Disse aspektene kan deles i tre deler, nemlig en tilordning av målsteder til brønnbanene, tilordningen av brønnbanene til plattformene og en optimal posisjonering av plattformene. Måltilordningsproblemet løses med en Gibbs-sampler hvor temperaturen er satt til null. Dette gir en rask søking for den lokalt sett beste tilordningen av brønnbaner til målsteder, samtidig som algoritmen kan undersøke mer fjerntliggende områder i søkerommet, med én parameter av gangen. Et gjentagelses- eller iterasjonstrinn for Gibbssampleren med null temperatur, virker som følger. Ved begynnelsen av en gjentagelse vil hver brønnbane innbefatte et ordnet subsett av mål fra settet T. Hvert gjentagelsestrinn gjennomfører den etterfølgende operasjonen én gang for hvert mål i T. Det første målet Tivelges tilfeldig fra T og fjernes fra den brønnbanen som inneholder målet. Dersom brønnbanen bare har dette ene målet, så fjernes brønnbanen. Hvis ikke vil brønnbanen innbefatte de resterende mål i den opprinnelige orden. Deretter blir målet Tiiterativt plassert i hver interstitial slott i listen av målsteder for hver brønnbane, og kostnadsfunksjonen gir da kostnadene for en slik konfigurasjon. Eksempelvis blir målet Tiførst innført som det første målet i brønnen W1, og en kostnad evalueres. Deretter tas den vekk fra denne slotten og føres inn som det andre målet i brønnen W1, og så videre, helt til det er innført som det siste målet i den siste brønnbanen WNw. Som en endelig kostnadsevaluering for dette målet, dannes en ny brønnbane med målstedet Tisom det eneste målstedet. Dersom optimeringen innbefatter en maksimert prosjektverdi istedenfor en minimert prosjektkostnad, er det nødvendig med en ekstra kostnadsevaluering som betrakter brønnbanene uten målet Ti. Så snart listen med kostnader er evaluert for hver av konfigurasjonene av målstedet Ti, velges konfigurasjonen med laveste kostnad som utgangspunkt eller startpunkt for det neste målstedet. Denne evalueringen fortsetter helt til man har betraktet samtlige målsteder. Den endelige tilstanden er den resulterende tilstanden for denne gjentagelsen eller iterasjonen. Denne prosessen gjentas for etterfølgende iterasjoner helt til løsningen forblir uendret mellom to iterasjoner. Dette indikerer at det er oppnådd konvergens. Typisk kreves det færre enn ti iterasjoner for å nå konvergens.

Tilordningen av brønnbanene til plattformene løses ved hjelp av en klusteralgoritme som først samler brønnbanene og så tilordner brønnbanene til en plattform som er plassert i hver kluster. En k-middelalgoritme kan benyttes i én utførelse av oppfinnelsen for gjennomføring av en slik klusterdannelse. k-middelalgoritmen er en algoritme for klusterobjekter basert på attributter i k-skiller basert på den antagelsen at objektattributtene danner et vektorrom. Under en slik forutsetning forsøker kmiddelalgoritmen å minimere en total intra-klustervarians. k-middelfunksjonen er representert som:

hvor det foreligger k klustere Si= 1,2,...,k og μier sentroidet eller punktet for samtli-

ge punkter .

Når k-middelfunksjonen brukes, deles brønnbanene i k initialklustere. Hver brønnbane blir så tilordnet den klusteren hvis sentroide er nærmest. Når hver brønnbane retilordnes, blir klustersentroidene re-beregnet. Denne prosessen gjentas helt til det ikke lenger skjer noen re-tilordninger. Klustersentroiden defineres som midlet av de horisontale koordinatene til det første målet i hver brønn i klusteren. Avstanden fra en brønnbane og til en kluster defineres som den lineære avstanden mellom klustersentroidet tatt ved overflaten og det første målet i brønnbanen.

Sluttoptimeringstrinnet ifølge foreliggende utførelse kan benytte en Nelder-Meanalgoritme for optimal plassering av hver plattform. Dette er en gradientfri optimerer. Den objektive funksjonen her er kostnadsfunksjonen Ctotal. Som nevnt kan denne objektive funksjonen Ctotalerstattes med ulike alternative funksjoner som er representative for de foreslåtte optimeringskriteriene. Denne optimeringen justerer den horisontale plasseringen av hver plattform uten å endre brønnbanetilordningene til hver plattform eller målstedtilordningene til hver brønnbane. Denne optimeringen vil typisk resultere i bare små endringer av plattformlokaliseringene. Den gjennomføres bare i det avsluttende optimeringstrinnet, av to grunner, nemlig at forsøk har vist at den bare har en neglisjerbar innvirkning på plattformen og brønntilordninger versus bruk av klustersentroiden for plattformlokaliseringer. Dessuten vil den relativt høye kostnaden i stor grad kunne øke optimerings-kjøretiden dersom den inkluderes for hver kostnadsevaluering i Gibbs-sampleren.

I den foreliggende utførelse av optimeringselementet 608, vil en integrering av en lokal optimerer som kan motta brukerstyring, bidra til en rask leding av brukeren fra en begynnende gjetning og til en bedret løsning. Dette vil typisk redusere optimeringstiden i fra dager og til sekunder og vil gi bedre løsninger enn ”globale” metoder når computer-kjøretiden begrenser antallet søketrinn til mindre enn innbrenningspe rioden. I hvert optimeringstrinn oppmuntres brukeren til en raffinering av begrensninger av målsteder, brønnbaner og plattformer før det gås videre til den neste optimeringen. Dette gir brukeren bedret kontroll eller styring over optimeringsresultatet. Ved økninger i computer-prosesseringshastigheten, kan bruker-interaksjonen elimineres slik at man derved eksklusivt kan bruke dagens beregningsmessige tungvinte globale tilnærminger.

Systemet 600 for brønnbanevalg er tilordnet ulike elementer som benyttes ved generering av brønnproduksjonsverdier ved hjelp av brønnproduksjonsverdigenereringselementet 604. Eksempler innbefatter et evalueringselement 610 som kan evaluere den foreslåtte brønnbanen. Evalueringer ved hjelp av evalueringselementet kan innbefatte, uten at man dermed er begrenset til dette, DDI-evalueringer, brønnsimuleringsdata så vel som spesifikke begrensningsevalueringer basert på det foreslåtte boreverktøyet. Slike begrensninger kan være en maksimal borehullkrumning, borehastighet og -dybde, og dogleg-begrensninger. De her nevnte begrensninger er ikke ment å være uttømmende. Brønnsimuleringsdata kan i tillegg benyttes med dette evalueringselementet 610 for beregning av en egnet brønnproduksjonsverdi og brønnbane. I tillegg er et geohasard-evalueringselement 612 i kommunikasjon med systemet for brønnbanevalget, slik at geohasarder så som feillinjer eller områder med vanskelige materialer, kan unngås på en adekvat måte. Dette geohasard-evalueringselementet 612 kan bruke flere mulige datakilder, så som en brukerdefinert grensebetingelse eller seismikkdatakilder. I tillegg kan ulike brukerdefinerte brønnproduksjonsverdifaktorer 614 inngå under genereringen av brønnproduksjonsverdier med et brønnproduksjonsgenereringselement 604 og det første brønnbanegenereringselementet 606.

Fig. 7 viser et eksempel på en egnet elektronisk innretning 700 for gjennomføring av et computerprogramprodukt, lagret i et computerlesbart medium, for bruk i forbindelse med foreliggende oppfinnelse. Den elektroniske innretningen 700 er representativ for flere ulike teknologier, så som personlige computere (PC’er), laptop-computere, arbeidsstasjoner, personal digital assistans (PDA’er), internettkomponenter, mobiltelefoner og lignende. I den viste utførelsen innbefatter den elektroniske innretningen 700 en sentral prosesseringsenhet (CPU) 702 og en displayinnretning 704. Displayinnretningen 704 muliggjør at den elektroniske innretningen 700 kan kommunisere direkte med en bruker via et visuelt display. Den elektroniske innretningen 700 innbefatter videre et tastatur 706 og en mus 508. Andre potensielle inngangsinnretninger som ikke er angitt her, innbefatter en stylus eller stift, en sporkule, en joystick eller spak, en berøringspute, en berøringsskjerm og lignende. Den elektroniske innretningen 700 innbefatter et primærlager 710 og et sekundærlager 712 for lagring av data og instruksjoner. Lagringsinnretningene 710 og 712 kan innbefatte slike teknologier som diskettdrivere, maskindrivere, bånddrivere, optiske drivere, ROM (read only memory), RAM (random access memory) og lignende. Utstyr så som en browser, JAVA-virtuelle maskiner og annet utstyr og applikasjoner kan inngå i én eller begge lagringsinnretninger 710 og 712. Den elektroniske innretningen 700 kan også innbefatte et nett-grensesnitt 714 for kommunikasjon med én eller flere eksterne elektroniske innretninger. Et modem er en form for et nett-grensesnitt 714 for tilveiebringelse av en forbindelse med en ekstern elektronisk innretning eller et nett.

CPU 702 har enten internt eller eksternt tilknyttet én eller flere av de foran nevnte komponenter. I tillegg til de nevnte applikasjonene kan den elektroniske innretningen 700 også ta modelleringsapplikasjoner, brønnsimuleringsapplikasjoner og seismikktolkingsapplikasjoner.

Det skal nevnes at den elektroniske innretningen 700 bare er representativ for en struktur for implementering av foreliggende oppfinnelse. Fagpersoner vil vite at oppfinnelsen således ikke er begrenset til bruk av bare den beskrevne innretningen 700. Det kan benyttes andre implementeringer, herunder en implementering som helt eller delvis baserer seg på innlagt kode, hvor det ikke er nødvendig med brukerinngangssignaler eller displayinnretninger. Isteden kan en prosessor kommunisere direkte med en annen prosessor eller en annen innretning.

Fig. 8 er et flytskjema som viser trinn i en utførelse ifølge oppfinnelsen. Disse trinnene kan gjennomføres ved hjelp av mange ulike metoder, herunder også ved hjelp av en elektronisk innretning som vist i fig. 7. I trinnet 80 blir et overflatebrønnsted fastslått. Dette overflatebrønnstedet kan innbefatte én eller flere plattformer. Deretter genereres en gruppe preliminære brønnbaner i trinn 82. Disse preliminære brønnbanene har utgangspunkt i overflatebrønnstedet og strekker seg mot de tidligere tolkede brønnmålene. De preliminære brønnbanene blir så modifisert for tilveiebringelse av en gruppe bestående av alternative brønnbaner. Disse brønnbanene innbefatter flere brønnmål som er tilordnet de alternative brønnbanene (trinn 84). Modifiseringen av de preliminære brønnbanene kan skje i et enkelt trinn, eller det kan dreie seg om en iterativ tilnærming til utviklingen av en gruppe bestående av alternative brønnbaner. I én utførelse innbefatter modifiseringen av den preliminære brønnbanegruppen et trinn med addering av ett eller flere av brønnmålene til hver av de preliminære brønnbaner ved hjelp av en iterativ metode. I tillegg kan modifiseringen av de preliminære brønnbaner for tilveiebringelse av en gruppe av alternative brønnbaner, innbefatte bruken av et automatisk trajektorie-planleggingselement. Dette automatiske trajektorie-planleggingselementet kan tilveiebringe en trajektorie med bruk av brønnbaner med konstant krumning (minimum krumning) gjennom en serie av mål. Eksempelvis kan det automatiske trajektorie-planleggingselementet benytte en algoritme som gir krumninger som tar sikte på å minimere kompleksiteten til en bestemt brønn ved at det letes etter komplekse geometriske løsninger for brønner som ikke tilfredsstiller de foretrukne krumninger for de individuelle segmentene.

Avslutningsvis beregnes (trinn 86) en brønnutviklingsplan ved hjelp av de preliminære brønnbanedataene og de alternative brønnbanedataene, slik at således brønnutviklingsplanen vil være basert på kostnadsdata som utledet fra de preliminære brønnbaner og de alternative brønnbaner. Beregningen av brønnutviklingsplanen i foreliggende utførelse kan skje ved hjelp av mange ulike optimeringsmetoder, herunder, uten at man er begrenset dertil, bruk av en lavest kostnad identifiseringstilnærming. Bruk av en slik tilnærming medfører at den alternative brønnbanen med lavest kostnad identifiseres, idet disse brønnbanene kan innbefatte et enkelt brønnmål eller flere brønnmål i én enkelt brønnbane. En lavest kostnad metode for valg av brønn kan benytte de her nevnte optimeringsmetoder, eller det kan benyttes alternative metoder som fagfolk vil være kjent med. En effektuering av en lavest kostnad analyse kan innbefatte bruk av ulike datakilder, herunder DDI-data. I tillegg kan det benyttes andre kriterier ved beregningen av en brønnutviklingsplan, herunder eksempelvis en uttrekkingsvolummaksimering.

I samsvar med foreliggende utførelse kan lokaliseringen av plattformene i det designerte overflatebrønnstedet optimeres ytterligere ved hjelp av data fra de foreslåtte, alternative brønnbanene. Optimeringen av plasseringen av plattformene kan innbefatte bruk av ulike algoritmemetoder, herunder den allerede nevnte Gibbs sampler, K-middelalgoritmer og Nelder-Mean-algoritmer. En fagperson vil forstå at listen ikke er uttømmende, da det kan tenkes flere andre alternative algoritmemetoder som kan brukes i forbindelse med oppfinnelsen.

Foreliggende utførelse, slik den er angitt i flytskjemaet i fig. 8, kan realiseres ved hjelp av mange ulike metoder, herunder bruk av en elektronisk innretning eller et elektronisk system. I tillegg kan fremgangsmåten ifølge foreliggende utførelse reduseres til et egnet computerprogramprodukt, lagret i et computerlesbart medium, som innbefatter instruksjoner som kan medføre at computeren gjennomfører fremgangsmåten ifølge foreliggende utførelse.

Claims

Patentkrav 1. Fremgangsmåte for valg og optimering av brønnbane for grunnboring, innbefattende trinnene: bestemmelse av et antall brønnmålsteder (42 – 47, 51, 52, 53, 55, 56, 57), som hvert er tilgjengelig via én eller flere brønnbaner (48, 54, 58, 60), tilordning av en brønnproduksjonsverdi til hver av den eller de nevnte brønnbaner, generering av én eller flere brønnbaner tilordnet det nevnte antall brønnmålsteder ved hjelp av brønnproduksjonsverdiene og brønnbanedata, idet én eller flere baner er optimert for grunnboring, k a r a k t e r i s e r t v e d at nevnte brønnproduksjonsverdier innbefatter DDI-data; og estimering av borekostnad ved hjelp av et lineært funksjonsforhold: Kostnad = Basis x [1 modifikasjon x (DDI-6,4)], hvor kostnad er en endelig beregnet borekostnad for én brønn med DDI, hvor basis er basisberegnet borekostnad for én brønn basert på penetreringsraten og boreparametere; og hvor modifikasjonen er en multiplikator for å omforme beregnet DDI til kostmodifikasjon.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor fremgangsmåten vider omfatter trinnene: revidering av én eller flere brønnbaner basert på brønnproduksjonsverdidataene og brønnbanedataene, og generering av én eller flere endelige brønnbaner, hvilke endelige brønnbaner er optimert for grunnboring.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor DDI-data er gitt ved:

hvor MD omfatter målt dybde, TVD omfatter sann vertikal dybde, AHD omfatter forskyvning langs hullet, og bukttetthet omfatter total borehullskrumning.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor trinnet genereringen av én eller flere brønnbaner tilordnet antallet av brønnmålsteder videre innbefatter trinnet identifisering av lavest kostnadsoptimerte brønnbaner.
5. Computerprogramprodukt, lagret i et computerlesbart medium, innbefattende instruksjoner for å bevirke at en computer: bestemmer et antall brønnmålsteder (42 – 47, 51, 52, 53, 55, 56, 57), idet hvert av disse brønnmålstedene er tilgjengelige via et antall brønner, tilordning av en brønnproduksjonsverdi til hvert av antallet av brønnmålsteder (42 - 47, 51, 52, 53, 55, 56, 57), generering av én eller flere brønnbaner (48, 54, 58, 60) tilordnet antallet av brønnmålsteder ved hjelp av brønnproduksjonsverdiene og brønnbanedataene, idet nevnte éne eller flere baner er optimert for grunnboring, k a r a k t e -r i s e r t v e d at brønnproduksjonsverdier innbefatter DDI-data; og estimering av borekostnad ved hjelp av et lineært funksjonsforhold: Kostnad = Basis x [1 modifikasjon x (DDI-6,4)], hvor kostnad er en endelig beregnet borekostnad for én brønn med DDI, hvor basis er basisberegnet borekostnad for én brønn basert på penetreringsraten og boreparametere; og hvor modifikasjonen er en multiplikator for å omforme beregnet DDI til kostmodifikasjon.
6. Computerprogramprodukt ifølge krav 5, som videre innbefatter trekkene: - revidering av én eller flere brønnbaner basert på brønnproduksjonsverdidataene og brønnbanedataene, og - generering av én eller flere endelige brønnbaner, hvilke endelige brønnbaner er optimert for grunnboring.
7. Computerprogramprodukt ifølge krav 5, hvor nevnt DDI-data er gitt ved:

hvor MD omfatter målt dybde, TVD omfatter sann vertikal dybde, AHD omfatter forskyvning langs hullet, og bukttetthet omfatter total borehullskrumning.
8. Computerprogramprodukt ifølge krav 5, hvor genereringen av én eller flere brønnbaner tilordnet antallet av brønnmålsteder videre innbefatter en identifisering av de lavest kostnadsoptimerte brønnbanene.