RU2016101729A - Автоматизация бурения скважин с использованием профиля энергии и формы ствола скважины - Google Patents

Автоматизация бурения скважин с использованием профиля энергии и формы ствола скважины Download PDF

Info

Publication number
RU2016101729A
RU2016101729A RU2016101729A RU2016101729A RU2016101729A RU 2016101729 A RU2016101729 A RU 2016101729A RU 2016101729 A RU2016101729 A RU 2016101729A RU 2016101729 A RU2016101729 A RU 2016101729A RU 2016101729 A RU2016101729 A RU 2016101729A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wellbore
path
actual
controller module
planned
Prior art date
Application number
RU2016101729A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2642898C2 (ru
Inventor
Робелло СЭМЮЭЛЬ
Original Assignee
Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк.
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 Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк. filed Critical Халлибертон Энерджи Сервисез, Инк.
Publication of RU2016101729A publication Critical patent/RU2016101729A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2642898C2 publication Critical patent/RU2642898C2/ru

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
    • E21B44/00Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • 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
    • E21B44/00Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • E21B44/005Below-ground automatic control systems
    • 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
    • E21B44/00Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • E21B44/02Automatic control of the tool feed
    • E21B44/04Automatic control of the tool feed in response to the torque of the drive ; Measuring drilling torque
    • 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
    • E21B44/00Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
    • E21B44/02Automatic control of the tool feed
    • E21B44/06Automatic control of the tool feed in response to the flow or pressure of the motive fluid of the drive
    • 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
    • E21B45/00Measuring the drilling time or rate of penetration
    • 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
    • E21B47/024Determining slope or direction of devices in the borehole
    • 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
    • E21B49/00Testing the nature of borehole walls; Formation testing; Methods or apparatus for obtaining samples of soil or well fluids, specially adapted to earth drilling or wells
    • 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
    • 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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01CMEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C7/00Tracing profiles
    • G01C7/06Tracing profiles of cavities, e.g. tunnels
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B15/00Systems controlled by a computer
    • G05B15/02Systems controlled by a computer electric

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (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)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Earth Drilling (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
  • Excavating Of Shafts Or Tunnels (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)
  • User Interface Of Digital Computer (AREA)
  • Drilling And Exploitation, And Mining Machines And Methods (AREA)
  • Perforating, Stamping-Out Or Severing By Means Other Than Cutting (AREA)

Claims (35)

1. Способ, содержащий:
продвижение забойного оборудования (ВНА) в подземную формацию и образование, таким образом, ствола скважины вдоль действительного пути ствола скважины, причем забойное оборудование (ВНА) содержит модуль контроллера, один или большее количество датчиков и узел управления;
проведение маркшейдерских измерений посредством одного или большего количества датчиков на двух или большем количестве точек замера вдоль действительного пути ствола скважины;
сравнение маркшейдерских измерений с данными, соответствующими планируемому пути ствола скважины, посредством модуля контроллера;
определение посредством модуля контроллера обратного пути на основании минимального расхода энергии действительного пути ствола скважины при отклонении действительного пути ствола скважины от планируемого пути ствола скважины; и
передачу корректирующего командного сигнала к узлу управления посредством модуля контроллера с целью изменения направления траектории действительного пути ствола скважины таким образом, чтобы обеспечивать его возвращение к планируемому пути ствола скважины.
2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий автоматизацию проведения маркшейдерских измерений, определение обратного пути и изменение направления действительного пути ствола скважины таким образом, чтобы автономно возвращать забойное оборудование (ВНА) к планируемому пути ствола скважины.
3. Способ по п. 1, в котором определение посредством модуля контроллера обратного пути содержит уменьшение закругления и скручивания действительного пути ствола скважины при возвращении к планируемому пути ствола скважины.
4. Способ по п. 1, дополнительно содержащий регулирование одного или большего количества параметров бурения посредством узла управления в ответ на корректирующие командные сигналы.
5. Способ по п. 1, в котором проведение маркшейдерских измерений посредством одного или большего количества датчиков содержит:
измерение условий в режиме реального времени действительного пути ствола скважины и
передачу маркшейдерских измерений к модулю контроллера в режиме реального времени.
6. Способ по п. 5, дополнительно содержащий поддержание действительного пути ствола скважины вдоль планируемого пути ствола скважины посредством автоматической передачи корректирующих командных сигналов к узлу управления в режиме реального времени.
7. Способ по п. 1, дополнительно содержащий определение формы действительного пути ствола скважины посредством модуля контроллера.
8. Способ по п. 7, дополнительно содержащий генерацию корректирующего командного сигнала по меньшей мере частично на основании формы действительного пути ствола скважины.
9. Способ по п. 1, дополнительно содержащий вычисление индекса вращения для действительного пути ствола скважины посредством модуля контроллера.
10. Система бурения ствола скважины, содержащая:
измерительную систему, выполненную с возможностью получения маркшейдерских измерений на двух или большем количестве точек замера вдоль действительного пути ствола скважины;
модуль контроллера, присоединенный с возможностью обмена данными к измерительной системе и выполненный с возможностью сравнения маркшейдерских измерений с данными, соответствующими планируемому пути ствола скважины, и при отклонении действительного пути ствола скважины от планируемого пути ствола скважины определения обратного пути на основании минимального расхода энергии действительного пути ствола скважины; и
систему бурения, присоединенную с возможностью обмена данными к модулю контроллера, причем система бурения выполнена с возможностью приема одного или большего количества корректирующих командных сигналов от модуля контроллера и изменения направления траектории действительного пути ствола скважины таким образом, чтобы обеспечивать его возвращение к планируемому пути ствола скважины.
11. Система по п. 10, в которой измерительная система содержит по меньшей мере один прибор из числа прибора измерений во время бурения и прибора каротажа во время бурения.
12. Система по п. 11, в которой прибор измерений во время бурения выполнен с возможностью измерения и получения данных о направлении забойного оборудования, причем данные о направлении содержат углы наклона и азимут забойного оборудования.
13. Система по п. 10, в которой система бурения содержит инструмент для наклонно-направленного бурения роторным способом и по меньшей мере одно буровое долото, функционально присоединенное к нему.
14. Система по п. 13, в которой инструмент для наклонно-направленного бурения роторным способом выполнен с возможностью получения одного или большего количества корректирующих командных сигналов от модуля контроллера и регулирования одного или большего количества параметров бурения с целью изменения направления траектории по меньшей мере одного бурового долота таким образом, чтобы возвращать действительный путь ствола скважины к планируемому пути ствола скважины.
15. Система по п. 14, в которой один или большее количество параметров бурения являются по меньшей мере одним из следующего: усилие на буровое долото, поток бурового раствора через бурильную колонну, скорость вращения бурильной колонны, плотность и вязкость бурового раствора, азимут и наклон забойного оборудования.
16. Система по п. 10, в которой модуль контроллера содержит процессор, выполненный с возможностью уменьшения закругления и скручивания действительного пути ствола скважины, возвращаемого к планируемому стволу скважины.
17. Энергонезависимый читаемый компьютером носитель, содержащий читаемые компьютером инструкции, хранящиеся на нем, которые при выполнении процессором настраивают процессор для осуществления функций, включающих в себя:
проведение маркшейдерских измерений посредством одного или большего количества датчиков, расположенных в забойном оборудовании (ВНА) на двух или большем количестве точек замера вдоль ствола скважины, бурение которой осуществляют посредством забойного оборудования (ВНА), забойное оборудование (ВНА) продвигают в подземную формацию и, таким образом, образуют действительный путь ствола скважины; сравнение маркшейдерских измерений с данными, соответствующими планируемому пути ствола скважины, посредством модуля контроллера, расположенного в забойном оборудовании (ВНА);
определение посредством модуля контроллера обратного пути на основании минимального расхода энергии действительного пути ствола скважины при отклонении действительного пути ствола скважины от планируемого пути ствола скважины и
передачу корректирующего командного сигнала к узлу управления забойного оборудования (ВНА) посредством модуля контроллера с целью изменения направления траектории действительного пути ствола скважины таким образом, чтобы обеспечивать его возвращение к планируемому пути ствола скважины.
18. Энергонезависимый читаемый компьютером носитель по п. 17, в котором определение посредством модуля контроллера обратного пути содержит уменьшение закругления и скручивания действительного пути ствола скважины при возвращении к планируемому пути ствола скважины.
19. Энергонезависимый читаемый компьютером носитель по п. 17, дополнительно содержащий регулирование одного или большего количества параметров бурения посредством узла управления в ответ на корректирующие командные сигналы.
20. Энергонезависимый читаемый компьютером носитель по п. 17, дополнительно содержащий:
определение формы фактического пути ствола скважины посредством модуля контроллера; и генерацию корректирующего командного сигнала по меньшей мере частично на основании формы действительного пути ствола скважины.
21. Энергонезависимый читаемый компьютером носитель по п. 17, дополнительно содержащий вычисление индекса вращения для действительного пути ствола скважины посредством модуля контроллера.
RU2016101729A 2013-08-30 2013-08-30 Автоматизация бурения скважин с использованием профиля энергии и формы ствола скважины RU2642898C2 (ru)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/US2013/057498 WO2015030790A1 (en) 2013-08-30 2013-08-30 Automating downhole drilling using wellbore profile energy and shape

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016101729A true RU2016101729A (ru) 2017-07-26
RU2642898C2 RU2642898C2 (ru) 2018-01-29

Family

ID=52587137

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016101729A RU2642898C2 (ru) 2013-08-30 2013-08-30 Автоматизация бурения скважин с использованием профиля энергии и формы ствола скважины

Country Status (12)

Country Link
US (1) US9689249B2 (ru)
CN (1) CN105658908A (ru)
AR (1) AR096689A1 (ru)
AU (1) AU2013399128B2 (ru)
BR (1) BR112016001161B1 (ru)
CA (1) CA2918881C (ru)
DE (1) DE112013007371T5 (ru)
GB (1) GB2531465B (ru)
MX (1) MX357810B (ru)
NO (1) NO20160090A1 (ru)
RU (1) RU2642898C2 (ru)
WO (1) WO2015030790A1 (ru)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013016282A2 (en) * 2011-07-22 2013-01-31 Schlumberger Canada Limited Path tracking for directional drilling as applied to attitude hold and trajectory following
US9938816B2 (en) * 2012-10-03 2018-04-10 Shell Oil Company Optimizing performance of a drilling assembly
CN105658908A (zh) 2013-08-30 2016-06-08 哈里伯顿能源服务公司 使用井筒剖面能量和形状将井下钻孔自动化
US9506335B1 (en) 2014-05-27 2016-11-29 Gary Smith Multi-directionally rotating downhole drilling assembly and method
AU2015298631B2 (en) * 2014-08-04 2018-06-21 Landmark Graphics Corporation Modeling casing/riser wear and friction factor using discrete inversion techniques
CA2959497C (en) * 2014-08-28 2022-11-22 Schlumberger Canada Limited Method and system for directional drilling
US10240313B2 (en) * 2015-08-25 2019-03-26 Ensco Services Limited Going on location feasibility
EP3397837A4 (en) * 2015-12-31 2019-08-21 Landmark Graphics Corporation DRILLING BASED ON SPIRIT INDEX CORRELATION
WO2017173299A1 (en) * 2016-03-31 2017-10-05 Scientific Drilling International, Inc. Method for improving survey measurement density along a borehole
CN106321064B (zh) * 2016-08-22 2019-05-07 中国石油天然气股份有限公司 钻井参数的控制方法及装置
CN106444360B (zh) * 2016-11-09 2019-04-02 浙江大学宁波理工学院 开关暗盒打螺丝偏差控制方法
US20210164293A1 (en) * 2017-01-31 2021-06-03 Halliburton Energy Services, Inc. Curvature-based feedback control techniques for directional drilling
US11143010B2 (en) 2017-06-13 2021-10-12 Schlumberger Technology Corporation Well construction communication and control
US11021944B2 (en) 2017-06-13 2021-06-01 Schlumberger Technology Corporation Well construction communication and control
GB2565584A (en) 2017-08-17 2019-02-20 Fibercore Ltd Drilling system
CN108979625B (zh) * 2018-07-24 2021-05-14 中国石油大学(北京) 一种径向井轨迹测量装置及系统
NO20190967A1 (en) * 2018-09-21 2020-03-23 Halliburton Energy Services Inc Tool-Specific Steering Optimization to Hit a Target
GB2605341B (en) * 2020-01-31 2023-11-01 Halliburton Energy Services Inc Trajectory control for directional drilling
DE102020105793A1 (de) 2020-03-04 2021-09-09 Volocopter Gmbh Bahnplanungsverfahren und Bahnplanungsalgorithmus für ein Fluggerät

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4445578A (en) * 1979-02-28 1984-05-01 Standard Oil Company (Indiana) System for measuring downhole drilling forces
US4690212A (en) * 1982-02-25 1987-09-01 Termohlen David E Drilling pipe for downhole drill motor
GB8608857D0 (en) * 1986-04-11 1986-05-14 Drilex Aberdeen Ltd Drilling
JPH02500041A (ja) * 1986-09-24 1990-01-11 ジー・ペッツィメンティ・アンド・サンズ・プロプライエタリー・リミテッド ボーリング装置
US20020177955A1 (en) * 2000-09-28 2002-11-28 Younes Jalali Completions architecture
US6523623B1 (en) * 2001-05-30 2003-02-25 Validus International Company, Llc Method and apparatus for determining drilling paths to directional targets
US6755262B2 (en) * 2002-01-11 2004-06-29 Gas Technology Institute Downhole lens assembly for use with high power lasers for earth boring
US6851488B2 (en) * 2003-04-04 2005-02-08 Gas Technology Institute Laser liner creation apparatus and method
US7730967B2 (en) * 2004-06-22 2010-06-08 Baker Hughes Incorporated Drilling wellbores with optimal physical drill string conditions
US7786733B2 (en) * 2004-07-14 2010-08-31 Schlumberger Technology Corporation Apparatus and system for well placement and reservoir characterization
WO2007019471A1 (en) * 2005-08-08 2007-02-15 Halliburton Energy Services, Inc. Methods and systems for designing and/or selecting drilling equipment with desired drill bit steerability
RU2424430C2 (ru) * 2006-12-07 2011-07-20 Канриг Дриллинг Текнолоджи Лтд Автоматизированная бурильная установка на основе mse
US8672055B2 (en) * 2006-12-07 2014-03-18 Canrig Drilling Technology Ltd. Automated directional drilling apparatus and methods
US7606666B2 (en) * 2007-01-29 2009-10-20 Schlumberger Technology Corporation System and method for performing oilfield drilling operations using visualization techniques
ATE529608T1 (de) 2007-12-17 2011-11-15 Landmark Graphics Corp System und verfahren zum modellieren von bohrlochverläufen
US8286729B2 (en) * 2008-02-15 2012-10-16 Baker Hughes Incorporated Real time misalignment correction of inclination and azimuth measurements
RU2370620C1 (ru) 2008-06-05 2009-10-20 Гарри Сергеевич Оганов Способ проводки наклонно-направленной скважины
US8862436B2 (en) * 2008-06-24 2014-10-14 Landmark Graphics Corporation Systems and methods for modeling wellbore trajectories
CN105658908A (zh) 2013-08-30 2016-06-08 哈里伯顿能源服务公司 使用井筒剖面能量和形状将井下钻孔自动化

Also Published As

Publication number Publication date
CA2918881C (en) 2018-03-06
GB2531465B (en) 2020-04-08
WO2015030790A1 (en) 2015-03-05
AU2013399128A1 (en) 2016-02-11
NO20160090A1 (en) 2016-01-18
BR112016001161A2 (ru) 2017-07-25
CA2918881A1 (en) 2015-03-05
AU2013399128B2 (en) 2016-11-17
CN105658908A (zh) 2016-06-08
DE112013007371T5 (de) 2016-05-12
BR112016001161B1 (pt) 2022-01-04
MX357810B (es) 2018-07-25
AR096689A1 (es) 2016-01-27
MX2016000973A (es) 2016-07-05
RU2642898C2 (ru) 2018-01-29
GB2531465A (en) 2016-04-20
GB201601168D0 (en) 2016-03-09
US9689249B2 (en) 2017-06-27
US20150247397A1 (en) 2015-09-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2016101729A (ru) Автоматизация бурения скважин с использованием профиля энергии и формы ствола скважины
CN105041210B (zh) 基于滑动导向钻井闭环控制的钻机系统及钻井方法
CA2837978C (en) System, method, and computer program for predicting borehole geometry
AU2013408249B2 (en) Closed-loop drilling parameter control
US9062531B2 (en) System and method for measuring borehole conditions, in particular, verification of a final borehole diameter
US9404307B2 (en) Method and system for directional drilling
US20120024606A1 (en) System and method for direction drilling
US10883356B2 (en) Automated sliding drilling
CN104989370B (zh) 一种滑动导向钻井闭环控制系统及其控制方法
NO20111011A1 (no) Styringsanordning for retningsboring og fremgangsmater
CN103015967A (zh) 为滑动钻井控制井底钻具组合的工具面方向的方法
WO2020060589A1 (en) Calibrating a wellbore trajectory model for use in directionally drilling a wellbore in a geologic formation
GB2392931A (en) Downhole closed loop control of azimuthal drilling direction
CN104499940A (zh) 一种全旋转指向式导向工具及导向方法
CN106401467B (zh) 一种滑动钻井方法
US20170275948A1 (en) Rotary steerable system
RU2633841C1 (ru) Визуализация траектории ствола скважины и определение мест дальнометрических замеров
US11952881B2 (en) Method for drilling with projections based on adjusted Kalman Filters
Macpherson Drilling trajectory optimization

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200831