為井下作業(yè)確定優(yōu)化參數(shù)的制作方法
【專利摘要】本公開涉及一種確定井下作業(yè)的優(yōu)化參數(shù)?？傮w來說，本公開描述了一種用于管理井下作業(yè)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法。所述方法包括：在數(shù)據(jù)倉庫處接收與正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的大致連續(xù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流。同時(shí)，接收用戶對井下參數(shù)的選擇。然后，用運(yùn)算系統(tǒng)基于所接收到的數(shù)據(jù)流的一部分來優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)，以接近所選擇的井下參數(shù)目標(biāo)值。接著，可以在正在進(jìn)行的作業(yè)中使用經(jīng)優(yōu)化的井下參數(shù)。
【專利說明】為井下作業(yè)確定優(yōu)化參數(shù)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本公開涉及確定和/或優(yōu)化與鉆井作業(yè)和/或其它油氣開采作業(yè)相關(guān)的參數(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]在許多情況下，通過依賴于在作業(yè)過程中從井下工具和設(shè)備發(fā)送的測量信息來進(jìn)行與從地下區(qū)域開采油氣相關(guān)的鉆井作業(yè)和其它作業(yè)，而不目視監(jiān)控該作業(yè)。測量信息可以是通過傳感器測量并以一定的行業(yè)數(shù)據(jù)庫標(biāo)準(zhǔn)記錄的各種數(shù)據(jù)類型。這樣的信息可以被用來描述作業(yè)，并使得能夠創(chuàng)建和/或調(diào)整用于作業(yè)的控制參數(shù)。在一定計(jì)算模型下可以產(chǎn)生控制參數(shù)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0003]圖1示出根據(jù)本公開用于實(shí)時(shí)分析和/或優(yōu)化井下作業(yè)的示例性系統(tǒng)；
[0004]圖2示出根據(jù)本公開用于實(shí)時(shí)分析和/或優(yōu)化井下作業(yè)的示例性過程；
[0005]圖3示出根據(jù)本公開用于實(shí)時(shí)分析和/或優(yōu)化示例性井下參數(shù)的示例性過程；
[0006]圖4A至圖4B示出根據(jù)本公開用于實(shí)時(shí)分析和/或優(yōu)化井下參數(shù)的數(shù)據(jù)耦合結(jié)構(gòu)的圖形示例；
[0007]圖5示出根據(jù)本公開的優(yōu)化過程中的計(jì)算程序(calculat1n procedure)的示例；
[0008]圖6示出根據(jù)本公開用于井下作業(yè)的示例性控制回路；
[0009]圖7示出根據(jù)本公開用于實(shí)時(shí)分析和/或優(yōu)化井下作業(yè)的示例性單井和/或多井的圖形化過程；
[0010]圖8是根據(jù)本公開用于實(shí)時(shí)分析和/或優(yōu)化井下作業(yè)的系統(tǒng)的示例性圖形用戶界面；以及
[0011]圖9示出用于確定井下作業(yè)的優(yōu)化參數(shù)的示例性方法。

【具體實(shí)施方式】
[0012]本公開涉及確定井下作業(yè)的優(yōu)化參數(shù)。在一個總體方案中，在本公開中描述一種用于管理井下作業(yè)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的方法。所述方法包括:在數(shù)據(jù)倉庫處接收與正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的連續(xù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流。同時(shí)，從用戶接收對井下參數(shù)的選擇。然后，使用運(yùn)算系統(tǒng)，基于接收到的數(shù)據(jù)流的一部分對所選擇的井下參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，以接近所選擇的井下參數(shù)的目標(biāo)值。然后，可以將優(yōu)化后的井下參數(shù)用于正在進(jìn)行的作業(yè)。
[0013]在與總體方案可結(jié)合的一個或多個具體方案中，所述方法還可包括:在優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)之前，對接收到的與正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的數(shù)據(jù)流進(jìn)行濾波。所述濾波處理可包括以下示例過程中的至少一個:將接收到的數(shù)據(jù)流濾波到預(yù)定的采樣率，或者去除與接收到的數(shù)據(jù)流相關(guān)的噪聲。優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)的過程可包括下面的示例性過程中的至少一個:基于接收到的數(shù)據(jù)流的一部分來最大化所選擇的井下參數(shù)以接近所選擇的井下參數(shù)的目標(biāo)值，或基于接收到的數(shù)據(jù)流的一部分來最小化所選擇的井下參數(shù)以接近所選擇的井下參數(shù)的目標(biāo)值
[0014]可包括與上述方案可結(jié)合的更多的特征。例如，正在進(jìn)行的井下作業(yè)是第一井下作業(yè)，所述方法還可包括:在不同于第一井下作業(yè)的第二井下作業(yè)中使用優(yōu)化后的井下參數(shù)。第一井下作業(yè)可以發(fā)生在第一井筒中，并且第二井下作業(yè)可以發(fā)生在不同于第一井筒的第二井筒中。所述第一井下作業(yè)和第二井下作業(yè)可以在時(shí)間上重疊。
[0015]在與任何前述方案可結(jié)合的一個或多個具體方案中，優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)的方法包括:在所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)過程中預(yù)測所選擇的井下參數(shù)。在所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)中使用經(jīng)優(yōu)化的井下參數(shù)可以包括:對執(zhí)行所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)的井下工具的輸入進(jìn)行調(diào)節(jié)，例如，以調(diào)節(jié)后的輸入來操作所述井下工具；基于所接收到的數(shù)據(jù)流的另一部分優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)，以接近所選擇的井下參數(shù)的目標(biāo)值；以及對執(zhí)行所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)的井下工具的輸入進(jìn)行重新調(diào)節(jié)。
[0016]在與任何前述方案可結(jié)合的一個或多個具體方案中，所述方法還包括:在所述數(shù)據(jù)倉庫中預(yù)處理連續(xù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流以用于減少計(jì)算時(shí)間，并且為后續(xù)的運(yùn)算處理作準(zhǔn)備。所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)包括以下中的至少一個:鉆井作業(yè)；下鉆作業(yè)；起鉆作業(yè)；擦拭作業(yè)；鉆孔和旋轉(zhuǎn)脫離底部作業(yè)(rotating off bottom operat1n);或者開采作業(yè)。與正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的所述大致連續(xù)的數(shù)據(jù)流可以包括以下中的至少一個:鉆壓；井下馬達(dá)轉(zhuǎn)速；地表轉(zhuǎn)速；環(huán)空壓力；溫度；密度；傾斜度；或方位。
[0017]在與任何前述方案可結(jié)合的一個或多個具體方案中，所述方法還可以包括:至少部分基于與正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的所述大致連續(xù)的數(shù)據(jù)流來計(jì)算與所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的一個或多個變量。與所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的所述一個或多個變量可以包括以下中的至少一個:液壓機(jī)械比能量(specific energy);密度；等效密度；狗腿嚴(yán)重度；或孔直徑。例如，當(dāng)計(jì)算所述液壓機(jī)械比能量時(shí)，可以使用下列等式:
^ Weff 120πΝΤ QAPb
剛以及





,
[_ Werr=W-^pmAPb
[0020]其中，Es是比能量，W是鉆壓，Weff是有效鉆壓，Q是流速，Λ Pb是壓降，R為孔半徑，Ab是井孔橫截面面積，N是鉆頭轉(zhuǎn)速，T是扭矩，以及P m是鉆井液密度。
[0021]根據(jù)本公開的控制參數(shù)優(yōu)化和自動化系統(tǒng)的一個或多個實(shí)施例可包括下列一個或多個特征。例如，可同時(shí)自動地獲取優(yōu)化計(jì)算所需的各種數(shù)據(jù)類型。數(shù)據(jù)類型可以以流的形式傳到處理器，處理器使用優(yōu)化算法，用于計(jì)算液壓機(jī)械比能量，并確定鉆井作業(yè)的最節(jié)能的控制參數(shù)?？梢詫⒍〞r(shí)加載(scheduled loading)和交付系統(tǒng)整合，以最大程度地減少不必要的數(shù)據(jù)排隊(duì)。最小的數(shù)據(jù)拾取和截止頻率可以用于提高系統(tǒng)的效率。
[0022]優(yōu)化計(jì)算可以基于在專用程序中實(shí)時(shí)(例如，幾乎即時(shí)或至少快于人的反應(yīng))更新的能量計(jì)算，以使用一定的數(shù)據(jù)流來觀察鉆井的效率?？梢詫︺@井效率、鉆頭性能、鉆頭泥包點(diǎn)、與地層強(qiáng)度的比較以及其它參數(shù)進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)測。
[0023]圖1示出根據(jù)本公開用于實(shí)時(shí)分析和/或優(yōu)化井下作業(yè)的示例性系統(tǒng)100。示例性系統(tǒng)100可以是管理井下作業(yè)的優(yōu)化控制系統(tǒng)。系統(tǒng)100包括用于處理和運(yùn)算的中央運(yùn)算設(shè)備160。中央運(yùn)算設(shè)備160可包括:中央處理單元，存儲器，數(shù)據(jù)存儲單元，輸入/輸出接口，網(wǎng)絡(luò)接口，圖形用戶界面(GUI)以及其它外圍設(shè)備。運(yùn)算設(shè)備160操作優(yōu)化控制模塊，優(yōu)化控制模塊包括:數(shù)據(jù)饋源110，預(yù)處理模塊120，數(shù)據(jù)匯編和分類模塊130，后處理模塊140以及監(jiān)視器輸出150。
[0024]在一些實(shí)施例中，運(yùn)算設(shè)備160可以是用于存儲一個或多個所加載的應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)存儲庫中的數(shù)據(jù)、基于網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用程序和/或其它內(nèi)容的任何服務(wù)器。在較高的層次上，運(yùn)算設(shè)備160包括可操作以接收、傳送、處理、存儲或管理數(shù)據(jù)和信息的計(jì)算機(jī)或其它電子運(yùn)算設(shè)備(例如，智能電話，平板電腦，PDA等)。如在本公開中所使用的，術(shù)語“計(jì)算機(jī)”意圖囊括任何適當(dāng)?shù)奶幚碓O(shè)備。事實(shí)上，運(yùn)算設(shè)備160可以是任何計(jì)算機(jī)或處理裝置，諸如，例如，刀片服務(wù)器、通用個人計(jì)算機(jī)(PC)、Mac機(jī)(Macintosh)、工作站、基于UNIX的工作站或者任何其它合適的設(shè)備。換句話說，本公開考慮到了不同于通用計(jì)算機(jī)的計(jì)算機(jī)以及沒有常規(guī)操作系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。另外，所示運(yùn)算設(shè)備160可適于執(zhí)行任何操作系統(tǒng)，包括Linux、UNIX、Windows和Mac OS、或任何其它合適的操作系統(tǒng)。
[0025]運(yùn)算設(shè)備160的中央處理單元(CPU)可包括一個或多個處理器、刀片(blade)、專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)或其它合適的組件。一般地，CPU執(zhí)行軟件(例如，在有形的、非短暫性介質(zhì)上編碼的指令)并操縱數(shù)據(jù)來執(zhí)行運(yùn)算設(shè)備160的操作。無論具體實(shí)現(xiàn)方式如何，“軟件”可包括有形介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可讀指令、固件、有線的或編程的硬件、或者它們的任何組合，在被執(zhí)行時(shí)可操作以至少執(zhí)行在此描述的過程和操作。事實(shí)上，每個軟件組件可以完全地或部分地用任何適當(dāng)?shù)挠?jì)算機(jī)語言(包括C、C++、Java、Visual Basic、匯編、Perl、4GL的任何合適的版本等)編寫或描述。
[0026]運(yùn)算設(shè)備160的一個或多個存儲器可包括任何存儲器或數(shù)據(jù)庫模塊，并且可以采用易失性或非易失性存儲器的形式，包括但不限于:磁介質(zhì)，光介質(zhì)，隨機(jī)存取存儲器(RAM)，只讀存儲器(ROM)，可移動介質(zhì)或任何其它合適的本地或遠(yuǎn)程存儲器組件。存儲器可以存儲各種對象或數(shù)據(jù)(包括類、框架、應(yīng)用程序、備份數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)對象、工作、網(wǎng)頁、網(wǎng)頁模板、數(shù)據(jù)庫表、存儲庫存儲業(yè)務(wù)和/或動態(tài)信息)和任何其它適當(dāng)?shù)男畔?包括與運(yùn)算設(shè)備160的目的相關(guān)的任何參數(shù)、變量、算法、指令、規(guī)則、約束或引用)
[0027]運(yùn)算設(shè)備160的接口可包括在軟件和/或硬件中編碼的適當(dāng)組合的邏輯，并可操作以與網(wǎng)絡(luò)通信。更具體地，所述接口可包括與通信相關(guān)的軟件支持的一個或多個與通信協(xié)議，使得網(wǎng)絡(luò)或接口的硬件可操作以在所示運(yùn)算設(shè)備160的內(nèi)部和外部通信物理信號。網(wǎng)絡(luò)便于包括運(yùn)算設(shè)備160并帶有任何其它本地或遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)(諸如圖1中未示出的另外的客戶端、服務(wù)器、或可通信地耦接到網(wǎng)絡(luò)的其它設(shè)備)的運(yùn)算環(huán)境的組件之間的無線或有線通信。
[0028]可通信地耦接到運(yùn)算設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)可以是單一的網(wǎng)絡(luò)，也可以是連續(xù)的或不連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)，均不脫離本公開的精神或范圍。網(wǎng)絡(luò)可以是企業(yè)或安全網(wǎng)絡(luò)的全部或一部分，而在另一種情況下，網(wǎng)絡(luò)中的至少一部分可以表現(xiàn)至互聯(lián)網(wǎng)的連接。在一些情況下，網(wǎng)絡(luò)的一部分可以是虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)，例如，諸如，運(yùn)算設(shè)備與其它計(jì)算機(jī)或其它電子設(shè)備之間的連接。網(wǎng)絡(luò)的全部或一部分可包括有線或無線鏈路。示例性無線鏈路可包括802.lla/b/g/n、802.20,WiMax和/或任何其它適當(dāng)?shù)臒o線鏈路。換句話說，所述網(wǎng)絡(luò)囊括任何內(nèi)部或外部網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)絡(luò)、子網(wǎng)絡(luò)或它們的組合，其可操作以便于包括運(yùn)算設(shè)備160的各種運(yùn)算組件之間的通信。例如，網(wǎng)絡(luò)可以在網(wǎng)絡(luò)地址之間通信互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議(IP)分組、幀中繼幀、異步傳輸模式(ATM)單元、語音、視頻、數(shù)據(jù)和其它合適的信息。所述網(wǎng)絡(luò)還可包括一個或多個局域網(wǎng)(LAN)、無線電接入入網(wǎng)(RAN)、城域網(wǎng)(MAN)、廣域網(wǎng)(WAN)、互聯(lián)網(wǎng)的全部或一部分、和/或任何其它通信系統(tǒng)或在一個或多個位置處的多個系統(tǒng)。
[0029]運(yùn)算設(shè)備160的⑶I可以產(chǎn)生一個或多個所加載的應(yīng)用程序、基于web的應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)集或其它數(shù)據(jù)的可視化表示，以提供由系統(tǒng)提供的或在系統(tǒng)內(nèi)通信的有效和用戶友好的數(shù)據(jù)呈現(xiàn)系統(tǒng)。術(shù)語“圖形用戶界面”或GUI可以使用單數(shù)或復(fù)數(shù)形式以描述于一個或多個圖形用戶界面和特定圖形用戶界面的每一個顯示器。因此，Gn可以表示任何圖形用戶界面，包括但不限于:網(wǎng)絡(luò)瀏覽器、觸摸屏，或命令行界面(CLI)，其在運(yùn)算設(shè)備160中處理信息的并有效地呈現(xiàn)信息的結(jié)果給用戶。一般情況下，圖形用戶界面可包括多個用戶界面(UI)元素，諸如用戶在運(yùn)算設(shè)備160上可操作的交互式字段、下拉列表和按鈕。
[0030]數(shù)據(jù)饋源110可包括以諸如井場信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記語言(WITSML)等工業(yè)格式傳輸?shù)募夹g(shù)數(shù)據(jù)。WITSML已被開發(fā)用于將數(shù)據(jù)從現(xiàn)代化鉆機(jī)或海上平臺處的各種專門承包商通信到石油鉆機(jī)作業(yè)。WITSML繼續(xù)由Energistics促進(jìn)的特殊利益集團(tuán)開發(fā)以開發(fā)用于鉆井、完井和干預(yù)措施數(shù)據(jù)交換的XML標(biāo)準(zhǔn)。WITSML促進(jìn)技術(shù)數(shù)據(jù)在石油公司、服務(wù)公司、鉆井承包商、應(yīng)用程序供應(yīng)商和監(jiān)管機(jī)構(gòu)之間跨網(wǎng)絡(luò)自由流動，用于上游石油和天然氣工業(yè)的鉆井、完井和干預(yù)功能。數(shù)據(jù)饋源110可包括其它標(biāo)準(zhǔn)和格式(諸如井場信息傳輸規(guī)范)的數(shù)據(jù)。
[0031]數(shù)據(jù)饋源110可以是實(shí)時(shí)的，“正當(dāng)時(shí)(right time)”和/或緩沖/存儲的數(shù)據(jù)。在一些實(shí)施例中，“正當(dāng)時(shí)”數(shù)據(jù)可包括，例如，預(yù)定條件下的預(yù)定數(shù)據(jù)，諸如，一定條件下的數(shù)據(jù)模板。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，數(shù)據(jù)饋源100可包括來自活動的(activate)數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)倉庫在數(shù)據(jù)變化時(shí)實(shí)時(shí)捕獲事務(wù)處理，并且將數(shù)據(jù)連同維護(hù)批處理(batch)或預(yù)定周期的更新一起整合到倉庫中。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，數(shù)據(jù)饋源100可包括來自正當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)倉庫包含一定預(yù)先限定的條件下的預(yù)定的數(shù)據(jù)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，數(shù)據(jù)饋源100可包括來自預(yù)先存儲的存儲器的數(shù)據(jù)或緩沖模塊，用于驗(yàn)證、測試或調(diào)整運(yùn)算設(shè)備160和/或在其中運(yùn)行的運(yùn)算算法。
[0032]數(shù)據(jù)饋源100可包括諸如深度(測量深度和垂直深度)、流速、鉆壓、鉆頭轉(zhuǎn)速、鉆頭尺寸、鉆鋌長度、滲透率、鉆柱扭矩和摩阻、氯化物濾液、塑性粘度、屈服點(diǎn)、泥漿重量和凝膠強(qiáng)度(例如，10秒和10分)等數(shù)據(jù)類型。還可包括諸如鈣濾液、氯化物濾液、扭矩、循環(huán)壓力、鉆壓、摩阻、鉆頭尺寸、井底鉆具、滲透率和每分鐘轉(zhuǎn)速等其它數(shù)據(jù)類型用于優(yōu)化運(yùn)算。
[0033]預(yù)處理模塊120可包括對數(shù)據(jù)饋源100濾波和調(diào)節(jié)的處理模塊。預(yù)處理模塊120可以將數(shù)據(jù)濾波到預(yù)定的采樣率。預(yù)處理模塊120可包括一個或多個數(shù)字濾波器和/或一個或多個模擬濾波器。預(yù)處理模塊120可包括信號轉(zhuǎn)換器，諸如數(shù)字-模擬信號轉(zhuǎn)換器或模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器，以使信號數(shù)據(jù)統(tǒng)一以便處理。濾波器可以是帶通濾波器、高通濾波器、低通濾波器、平均濾波器、降噪濾波器、延遲濾波器、求和濾波器、格式轉(zhuǎn)換濾波器和/或其它類型的濾波器。這些濾波器可以基于快速傅立葉變換，以在將經(jīng)修改的頻譜變換回時(shí)間序列信號之前允許操縱該頻譜，諸如帶通濾波器。這些濾波器可基于狀態(tài)空間模型，諸如卡爾曼濾波器。
[0034]在數(shù)據(jù)流于預(yù)處理模塊120處已被預(yù)處理之后，在模塊130處將匯編和分類該數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)匯編和分類模塊130可包括數(shù)據(jù)庫131和分類133。在一些實(shí)施例中，匯編和分類的處理可以用于優(yōu)化和預(yù)測。在正常作業(yè)數(shù)據(jù)集的情況下，數(shù)據(jù)被分類為鉆孔、起鉆(tripout)、下鉆(trip in)、擦拭(wiping)、鉆孔和旋轉(zhuǎn)脫離底部。本公開的實(shí)施例可以適用于可以進(jìn)一步分類的其它非開采性作業(yè)。可為分類進(jìn)行若干分析，諸如滲透率預(yù)測、比能量估計(jì)、使用利用UCS/CCS值或LWD測井(log)數(shù)據(jù)的壓縮巖石強(qiáng)度的的鉆孔效率、井剖面能量(well profile energy)、卡鉆預(yù)測、振動預(yù)測、巖屑層的增加積累、摩擦系數(shù)的偏差等。
[0035]在系統(tǒng)100中使用的數(shù)據(jù)和參數(shù)可以存儲在數(shù)據(jù)庫131中。取決于系統(tǒng)100的要求，所存儲的數(shù)據(jù)和參數(shù)可以是任何類型、格式或結(jié)構(gòu)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，諸如卡鉆狀態(tài)，數(shù)據(jù)和參數(shù)可以屬于分類的三個主要群組:機(jī)械，差動和非卡住(non-stuck)。這些群組可以是數(shù)據(jù)匯編和分類模塊130中的分類133。數(shù)據(jù)集的變量可以對于卡鉆井(stuck well)和非卡鉆井(non-stuck well)是共用的，并且在分類133中列出測量到深度、實(shí)際垂直深度、流速、鉆壓、鉆頭旋轉(zhuǎn)速度、鉆頭大小、鉆鋌長度、滲透率、鉆柱上的扭矩和摩阻、氯化物濾液、塑性粘度、屈服點(diǎn)、泥漿重量和凝膠強(qiáng)度(例如，10秒和10分)。這些變量可以以變量&到Xn的形式存儲在分類133中。然而，其它數(shù)據(jù)和參數(shù)可以存儲在由系統(tǒng)100指定的數(shù)據(jù)庫131中。
[0036]在一些實(shí)施例中，后處理模塊140可以是執(zhí)行優(yōu)化和靈敏度分析的運(yùn)算中心。優(yōu)化可以將特定的能量計(jì)算與巖石強(qiáng)度的計(jì)算比較。無側(cè)限巖石強(qiáng)度(UCS)或有側(cè)限巖石強(qiáng)度(CCS)都使得能夠連續(xù)估計(jì)鉆井性能，以在鉆井系統(tǒng)中識別諸如泥包點(diǎn)(flounderpoint)等限制點(diǎn)。計(jì)算出的比能量可以被用來確定由巖石強(qiáng)度的函數(shù)計(jì)算出的地層的破裂點(diǎn)。巖石強(qiáng)度可以由偏置井分析(offset well analysis)預(yù)測出，并且投射到以后的井剖面。然后，可以基于來自LWD/MWD工具的巖石特性的測量值，實(shí)時(shí)地重新計(jì)算巖石強(qiáng)度。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，可以使用后井繩纜(post well wireline)或后井LWD/MWD測井工具計(jì)算巖石強(qiáng)度。
[0037]通過確定擊穿地層并且確保有效地使用鉆頭壽命所需的能量，在后處理模塊140中進(jìn)行的優(yōu)化可以應(yīng)用于鉆頭。然后，可以由系統(tǒng)100建議鉆井參數(shù)，用于優(yōu)化鉆井效率和鉆頭壽命。鉆頭磨損和鉆頭壽命可用針對導(dǎo)致不同地層抗壓強(qiáng)度的任何地層變量作出的井下地層估計(jì)工具更新以及校正來重新計(jì)算。然后，根據(jù)優(yōu)化的鉆井參數(shù)，可以預(yù)測鉆井過程并且可以計(jì)算滲透率(ROP)。
[0038]由于為優(yōu)化的鉆井參數(shù)而預(yù)測了 R0P，則還可以計(jì)算以非開采時(shí)間(non-productive time)或無形損失時(shí)間(invisible lost time)的形式的影響。該系統(tǒng)能夠量化對次優(yōu)化鉆井的負(fù)面影響。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，在后處理模塊140中進(jìn)行的優(yōu)化可以應(yīng)用于直接測量數(shù)據(jù)，用于優(yōu)化實(shí)時(shí)情況。優(yōu)化還可以在任意的情況下進(jìn)行，用于模擬的目的。優(yōu)化還可以用于比較經(jīng)優(yōu)化的參數(shù)和當(dāng)前參數(shù)，以生成預(yù)測和/或估計(jì)報(bào)告。
[0039]后處理模塊140可包括用于優(yōu)化計(jì)算的靈敏度分析。靈敏度分析可確定優(yōu)化模型的輸出中的參數(shù)/變量如何能夠歸因于模型的輸入中的不同變量。靈敏度分析可以使得能夠?qū)︺@井控制參數(shù)優(yōu)先排序，使得可以選擇和優(yōu)化最變化有效參數(shù)(most changeeffective parameter)。
[0040]監(jiān)視器輸出150可以顯示、打印優(yōu)化分析結(jié)果和/或?qū)?yōu)化分析結(jié)果傳送給用戶和/或有權(quán)限來改變控制參數(shù)的接收端。監(jiān)視器輸出150可包括圖形用戶界面(⑶I)，其顯示數(shù)據(jù)饋源110、當(dāng)前控制參數(shù)、優(yōu)化的控制參數(shù)、鉆井性能和/或與鉆井作業(yè)相關(guān)的其它數(shù)據(jù)。Gn可以被顯示在靜止的監(jiān)視設(shè)備上、移動的電子設(shè)備或者兩者上。監(jiān)視器輸出150可連接到鉆井作業(yè)控制模塊，在鉆井作業(yè)控制模塊中由優(yōu)化生成的更新鉆井參數(shù)可被用于更新的鉆井控制。
[0041]圖2示出根據(jù)本公開用于實(shí)時(shí)分析和/或優(yōu)化井下作業(yè)的示例性過程200。過程200示出使用流式數(shù)據(jù)用于比能量預(yù)測的示例。與圖1比較，井場輸入模塊210與圖1中的數(shù)據(jù)饋源110功能類似。井場輸入模塊210可包括測井?dāng)?shù)據(jù)模塊211和WITSML服務(wù)器213或至WITSML服務(wù)器213的連接。井場輸入模塊210可通過輸入數(shù)據(jù)管理器203來操作，井場輸入模塊210可以啟動、監(jiān)控和管理井場輸入模塊210。
[0042]在圖2所示的實(shí)現(xiàn)方式中，井場輸入模塊210將數(shù)據(jù)傳送到客戶端模塊220，諸如Open Wire。Open Wire可以是從通用語言(諸如WITSML、WITS、OPC等)的已知資源轉(zhuǎn)換鉆井?dāng)?shù)據(jù)流的應(yīng)用。Open Wire應(yīng)用可以將數(shù)據(jù)插入數(shù)據(jù)庫或數(shù)據(jù)存儲(諸如OpenWorks、EDM、Finder等)。還可以在客戶端模塊220處實(shí)現(xiàn)其它應(yīng)用，以構(gòu)建復(fù)雜的數(shù)據(jù)流應(yīng)用。
[0043]客戶端模塊220可以進(jìn)一步將數(shù)據(jù)流加載到估計(jì)模塊230。在一些實(shí)施例中，估計(jì)模塊 230 可以是工程師數(shù)據(jù)模型(EDM)、WELLPLAN、Compass、StressCheck、Wellcat 和 /或其它市售可用或?qū)Ｓ玫挠糜陬A(yù)測估計(jì)的軟件。在一些實(shí)施例中，在估計(jì)模塊230處使用EDM，估計(jì)模塊230可以以用于從原型到規(guī)劃以及鉆井或服務(wù)于井的實(shí)際階段的詳細(xì)作業(yè)和工程工作流的單個平臺的形式來提供鉆井、井規(guī)劃和作業(yè)報(bào)告系統(tǒng)。然后，估計(jì)模塊230處理數(shù)據(jù)流并發(fā)送數(shù)據(jù)流到井規(guī)劃插件模塊235。
[0044]客戶端模塊220可以通知安全賬戶管理器(SAM)服務(wù)器240，同時(shí)井規(guī)劃插件模塊235將數(shù)據(jù)流傳送到SAM服務(wù)器240。SAM服務(wù)器240可以是存在于服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫，該服務(wù)器運(yùn)行諸如Windows Server等操作系統(tǒng)，為本地計(jì)算機(jī)上的用戶存儲用戶帳戶和安全描述符。然后，SAM服務(wù)器240可以經(jīng)由數(shù)據(jù)更新241和測井更新243來更新兩個引擎，弓丨擎-1 250和引擎-2 260。在一些實(shí)施例中，引擎-1 250可以相對于圖1中所示的預(yù)處理模塊12 ;并且在一些實(shí)施例中，引擎-2 260可以相對于圖1中所示的后處理模塊140。
[0045]SAM服務(wù)器240可以同時(shí)更新引擎-1 250和引擎_2 260 ;或SAM服務(wù)器240可以首先更新引擎-1 250，然后更新引擎-2 260。引擎-1 250的輸出可以進(jìn)一步將軌跡更新245傳送到引擎-2 260。引擎-1 250可包括一個或多個數(shù)字濾波器和/或一個或多個模擬濾波器。預(yù)處理模塊120可包括信號轉(zhuǎn)換器，諸如數(shù)字-模擬信號轉(zhuǎn)換器或模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器，以使信號數(shù)據(jù)統(tǒng)一以便處理。濾波器可以是帶通濾波器、高通濾波器、低通濾波器、平均濾波器、降噪濾波器、延遲濾波器、求和濾波器、格式轉(zhuǎn)換濾波器和/或其它類型的濾波器。
[0046]由引擎-1 250執(zhí)行的主要目標(biāo)之一是減少信號噪聲。由引擎-1 250執(zhí)行的另一主要目標(biāo)是將數(shù)據(jù)濾波到期望的最終采樣率。引擎-1 250可以執(zhí)行數(shù)據(jù)匯編和分類。在正常作業(yè)的情況下，數(shù)據(jù)被分類為例如，鉆孔、起鉆、下鉆、擦拭、鉆孔和旋轉(zhuǎn)脫離底部等范疇的數(shù)據(jù)集。本公開的實(shí)施例可以適用于進(jìn)一步分類的其它非開采性作業(yè)。然后，將調(diào)節(jié)和分類的數(shù)據(jù)經(jīng)由軌跡更新245發(fā)送到引擎-2 260。
[0047]在從SAM服務(wù)器240和引擎-1 250接收數(shù)據(jù)更新之后，引擎_2 260進(jìn)行優(yōu)化和靈敏度分析。測井更新243和軌跡更新245可包括與井筒軌跡的位置和相關(guān)的鉆井參數(shù)的相關(guān)的信息，使得鉆井?dāng)?shù)據(jù)可以參考深度以及時(shí)間。引擎-2 260可以將特定的能量計(jì)算與巖石強(qiáng)度的計(jì)算比較。UCS或CCS使得能夠連續(xù)估計(jì)鉆井性能，以在鉆井系統(tǒng)中識別諸如泥包點(diǎn)(flounder point)等限制點(diǎn)。計(jì)算出的比能量可以被用來確定由巖石強(qiáng)度的函數(shù)計(jì)算出的地層的破裂點(diǎn)。巖石強(qiáng)度可以由偏置井分析(offset well analysis)預(yù)測出，并且投射到以后的井剖面。
[0048]引擎-2 260可以接收前述比能量預(yù)測270?？梢愿鶕?jù)在先前的期間中測量到的數(shù)據(jù)流計(jì)算出比能量預(yù)測270。引擎-2 260可以由作業(yè)人員201控制、監(jiān)視和/或管理。作業(yè)人員201可以只監(jiān)視作業(yè)，或者將進(jìn)一步的指令和/或參數(shù)定義提供給引擎-2 260。引擎-2 260用更新的數(shù)據(jù)流(測井更新243和軌跡更新245)以及比能量預(yù)測270進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化可以基于諸如液壓機(jī)械的比能量等目標(biāo)值的最大化或最小化，液壓機(jī)械的比能量可通過下面的推導(dǎo)計(jì)算出。
[0049]用于復(fù)雜井路設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)公式可以利用數(shù)據(jù)以使得能夠進(jìn)行對控制變量以及鉆柱的決策，并且能夠預(yù)測何時(shí)取出磨損的鉆頭，預(yù)防井底部泥包(balling)和鉆頭泥包。目標(biāo)函數(shù)可以是機(jī)械比能量的修改推導(dǎo)，計(jì)算如下:
r Weff 120 πΝΤ QAPb
[0050]s _ Ab + RxAb + Rx Ab 以及
[_ Weff =W-蕓

JO
[0052]其中,Es是比能量,W是鉆壓(kips) ,Weff是有效鉆壓(kips),Q是流速(gpm), APb是壓降(psi)，R為孔半徑(in)，Ab是井孔橫截面面積(in2)，N是鉆頭轉(zhuǎn)速(rpm)，T是扭矩(ft-lbf)，以及P m是鉆井液密度。
[0053]多重切削結(jié)構(gòu)(例如，使用鉆頭和下部鉆孔器或開孔器時(shí))可以顯著影響片式(tandem)切削結(jié)構(gòu)的性能，因此，影響比能量的計(jì)算。由于不同級別的侵襲性(aggressiveness)可以鉆取不同的地層，導(dǎo)致不同的比能量。當(dāng)縱聯(lián)使用不同的切削結(jié)構(gòu)時(shí)，平衡能量是非常重要的。當(dāng)這種類型的組件存在于鉆柱中時(shí)考慮新的平衡狀態(tài)，液壓機(jī)械的比能量可以表示為:
[0054]E _ Webff f w:ff | 4(k^r(4Fsb+Webff) i (4Fsr+.WL:rr)、
Ar R 、 AbAr j
[0055]其中，Wett=W-^pmAPr

JO


TC /， \
[0056]其中，F(xiàn)s為鉆柱中的力，r為鉆孔器，Ar為鉆孔器面f口 A =~{d； —其中，dr為鉆孔器或開孔器的直徑，以及db為定向鉆頭的直徑，而△已為鉆孔器壓降。
[0057]在鉆井時(shí)當(dāng)鉆柱中使用開孔器或下部鉆孔器時(shí)，鉆井液可能變得分裂(split)而導(dǎo)致系統(tǒng)中的平行流路。由于流變的分裂(split in flow)并且由于流動造成沖擊的效果，所以流體力學(xué)比能量的計(jì)算可以進(jìn)一步修改為:
[0058]
^ Webff , W:ff , 4(kMNf(4Fsb +Webff) , (4Fsr +WJff)^ , f QhAPh , QrAPr ^
|j/s =--1---1----1--十--1--
Ar R 、 AI3Ar ) L Ab Ar )
[0059]通過將比能量理論和機(jī)械效率作為巖石強(qiáng)度的函數(shù)，還可為所有鉆頭類型預(yù)測潛在的滲透率:固定型、牙輪型和其它類型。在從開孔測井分析或巖芯測量準(zhǔn)確地確定明確的巖石強(qiáng)度之后，基于輸入到鉆頭效率的功和動力可以計(jì)算出R0P。下列計(jì)算構(gòu)成所公開模型的優(yōu)點(diǎn)。
[0060]利用隨著鉆井過程的繼續(xù)而不斷更新的邊界條件(約束)進(jìn)行優(yōu)化。時(shí)間或深度間隔可以由用戶設(shè)置，或通過監(jiān)測新變量在希望的設(shè)定范圍內(nèi)的變化而自動設(shè)定。變量的數(shù)目可以取決于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)饋源。本公開還體現(xiàn)了理論能量優(yōu)化井設(shè)計(jì)與實(shí)際井軌跡的比較。其可以進(jìn)一步歸一化為觀測站之間的標(biāo)準(zhǔn)井筒路線長度，并且可以給出為:

Σ“2 +Ti1)ADi
[0061]Ei b ):—-
(-)"Dn+ADn
V/
[0062]其中，E(abs)n為絕對井剖面能量，K i為井筒曲率，τ i為鉆孔扭轉(zhuǎn)，ADi為觀測點(diǎn)i處深度的變化，Dn為任何觀測點(diǎn)i處的深度，并且ADn為所有η個數(shù)量的觀測站的深度的變化。
[0063]為了量化在應(yīng)用人工曲折(artificial tortuosity)之后井軌跡如何改變,相對能量定義為井筒相對于絕對能量的能量，并且給出如下:
rp_ rptorj?1 notor
[0064]L ? 二匕 S(ClbS)n ~ S(ClhS )n
[0065]其中，Es?為相對井剖面能量，EtZbsh為帶有曲折度或所應(yīng)用的井波折
(undulat1n)的絕對井剖面能量，并且為不帶曲折度或所應(yīng)用的井波折的絕對井剖面能量。
[0066]曲線的總能量的最小化將導(dǎo)致鉆井過程中更少的扭矩和摩阻?？梢允褂貌煌膬?yōu)化方案。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，曲率平方的導(dǎo)數(shù)、曲率導(dǎo)數(shù)的平方、扭轉(zhuǎn)的平方，或帶有平均加權(quán)的這些項(xiàng)的組合給出如下:
[0067](?(^-+τ?λ — [[ ADh J I AP^1 J
、dD J廣(AD_l+ADi+1)
[0068]其中，#^分別是曲率的左導(dǎo)數(shù)和右導(dǎo)數(shù)。導(dǎo)數(shù)分析對
AD,.-丨 AD,_, ADi+] AD卜丨確定可能導(dǎo)致工具故障的井路中的不均勻性的發(fā)生的深度可能是有用的。該模型的有效性可以取決于與實(shí)際數(shù)據(jù)的驗(yàn)證和比較。此外，應(yīng)該提供具有更小不確定性的置信度。
[0069]基于這些公式，引擎-2 260進(jìn)行優(yōu)化，并產(chǎn)生與前一個比能量預(yù)測比較的結(jié)果報(bào)告280。報(bào)告280可包括數(shù)字、圖形以及其它形式格式的數(shù)值數(shù)據(jù)，用于作業(yè)人員201監(jiān)視計(jì)算出的結(jié)果。
[0070]圖3示出根據(jù)本公開用于實(shí)時(shí)分析和/或優(yōu)化示例性井下參數(shù)的示例性過程300。在圖3所示的實(shí)現(xiàn)方式中，過程300可以被用來預(yù)測滲透率。過程300可首先接收輸入數(shù)據(jù)變量310，其可包括關(guān)于鉆壓(WOB)、鉆頭轉(zhuǎn)速(N)、鉆井液流速(Q)以及當(dāng)前滲透率(ROP)的當(dāng)前信息。也可以根據(jù)不同的情況的復(fù)雜性和應(yīng)用何對應(yīng)的公式而包括其它變量。
[0071]過程300可隨后接收所建議的趨勢分析設(shè)計(jì)變量320，其由用戶或作業(yè)人員等定義或計(jì)算。趨勢分析設(shè)計(jì)變量320可包括孔直徑(Db)、孔的橫截面面積(An)、鉆井液密度/泥漿密度(Pm)、鉆孔器/開孔器直徑(DJ、鉆孔器/開孔器橫截面面積(AJ以及其它設(shè)計(jì)變量。
[0072]在接收數(shù)據(jù)變量310和趨勢分析設(shè)計(jì)變量320之后，過程300則基于圖2所示的引擎-2 260中所使用的公式計(jì)算控制參數(shù)330。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，過程300可以生成參數(shù)330，諸如Weff、APb、Ts、Tf和匕。然后，計(jì)算出的參數(shù)330可用于在ROP預(yù)測步驟340中計(jì)算ROP。
[0073]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，過程300可以用于預(yù)測比能量。過程300可首先接收輸入數(shù)據(jù)變量310，其可包括關(guān)于鉆壓(WOB)、鉆頭轉(zhuǎn)速(N)、鉆井液流速(Q)以及當(dāng)前滲透率(ROP)的當(dāng)前信息。也可以根據(jù)不同的情況的復(fù)雜性和應(yīng)用何對應(yīng)的公式而包括其它變量。
[0074]過程300可隨后接收所建議的趨勢分析設(shè)計(jì)變量320，其由用戶或作業(yè)人員等定義或計(jì)算。趨勢分析設(shè)計(jì)變量320可包括孔直徑(Db)、孔的橫截面面積(An)、鉆井液密度/泥漿密度(Pm)、鉆孔器/開孔器直徑(DJ、鉆孔器/開孔器橫截面面積(AJ以及其它設(shè)計(jì)變量。
[0075]在接收數(shù)據(jù)變量310和趨勢分析設(shè)計(jì)變量320之后，過程300則基于圖2所示的引擎-2 260中所使用的公式計(jì)算控制參數(shù)330。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，過程300可以生成參數(shù)330，諸如Weff、八？)3、1；、乙和匕。然后，計(jì)算出的參數(shù)330可用于計(jì)算比能量而不是步驟340中的ROP預(yù)測。
[0076]圖4A至圖4B示出根據(jù)本公開用于實(shí)時(shí)分析和/或優(yōu)化井下參數(shù)的數(shù)據(jù)耦合結(jié)構(gòu)400的圖形示例。圖4A所示的數(shù)據(jù)耦合結(jié)構(gòu)400用在鉆井時(shí)域分析(TDA)中。TDA對估計(jì)天然氣和輕石油儲層可以是非常有效的。該分析過程可包括:建立摩阻(drag)圖表410，井軌跡規(guī)劃420,使用曲率橋接(curvature bridging)進(jìn)行計(jì)算430,以及生成報(bào)告450。使用曲率橋接的計(jì)算430可包括鉆井作業(yè)的鉤載荷441、摩阻443和扭矩445的計(jì)算。
[0077]在圖4B中，示出使用曲率橋接計(jì)算430進(jìn)行的井路計(jì)算的細(xì)節(jié)。井路計(jì)算開始于使用曲率橋接的計(jì)算430。在步驟432中首先定義回旋(clothoid)(例如，具有使井筒光滑的獨(dú)特屬性的曲線的類型)或尤拉螺旋線/斯皮羅斯的一般表達(dá)式。隨后，在步驟433中，指定井路的邊界條件。在步驟434中，計(jì)算北、南、東和西方向的坐標(biāo)以及深度。在步驟435中，通過在步驟436中計(jì)算測量深度，在步驟437中計(jì)算曲率，以及在步驟438中計(jì)算扭矩來來構(gòu)建井路。在步驟439中，計(jì)算最小的能量作為用于優(yōu)化的標(biāo)準(zhǔn)。
[0078]圖5示出根據(jù)本公開的優(yōu)化過程中的計(jì)算程序500的示例。計(jì)算程序500將數(shù)據(jù)輸入501引入數(shù)據(jù)倉庫505，數(shù)據(jù)倉庫505包括五個執(zhí)行模塊，這些執(zhí)行模塊包括:數(shù)據(jù)存儲和預(yù)處理模塊510，學(xué)習(xí)模塊520，人工智能模塊530，優(yōu)化模塊540和校準(zhǔn)模塊550。然后，計(jì)算程序500輸出用于多種場景的自動化參數(shù)560。多種場景可以包括:R0P預(yù)測571，MSE預(yù)測572，振動分析573，液壓574，井成本預(yù)測575，以及其它場景。
[0079]數(shù)據(jù)倉庫505存儲和分類實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，便于存儲和訪問關(guān)于分析的需求。這有效地提供了用于訪問的鏈接和交付節(jié)點(diǎn)，并允許對分析進(jìn)行預(yù)處理。數(shù)據(jù)倉庫505使得能夠跟隨從優(yōu)化實(shí)踐的優(yōu)化作業(yè)至支持結(jié)果的原始數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)軌跡。這對于建立不僅僅是“黑箱”而是包含在做出每個結(jié)論中使用的證據(jù)和推理的系統(tǒng)很關(guān)鍵。所帶來的數(shù)據(jù)可以不限于地表數(shù)據(jù)、所存儲的數(shù)據(jù)或者實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)包括所有的鉆井參數(shù)，諸如鉆壓、地表轉(zhuǎn)速、井下轉(zhuǎn)速、環(huán)空壓力、溫度、密度、傾斜度、方位等，以及計(jì)算出的值，諸如密度、等效密度、狗腿嚴(yán)重度、孔直徑等。在宏觀層面上，數(shù)據(jù)倉庫505提供范圍廣泛的經(jīng)濟(jì)利益，提高產(chǎn)量，縮短交貨時(shí)間，并能向組織和部門提供否則無法獲得的視角。另外，還需要預(yù)定加載和交付系統(tǒng)，使得不必要的數(shù)據(jù)排隊(duì)最小化。此外，實(shí)現(xiàn)最小拾取和截止頻率的有效的系統(tǒng)可能會導(dǎo)致相當(dāng)大的效率提高。
[0080]數(shù)據(jù)存儲和預(yù)處理模塊510可以類似于圖1所示的預(yù)處理模塊120和數(shù)據(jù)匯編和分類模塊130。數(shù)據(jù)存儲和預(yù)處理模塊510可以將數(shù)據(jù)濾波至預(yù)定的采樣率。數(shù)據(jù)存儲和預(yù)處理模塊510可包括一個或多個數(shù)字濾波器和/或一個或多個模擬濾波器，諸如降噪濾波器、帶通濾波器、高通濾波器、低通濾波器、平均濾波、延遲濾波器、求和濾波器、格式轉(zhuǎn)換濾波器和/或其它類型的濾波器。濾波器可以基于快速傅立葉變換，以在將經(jīng)修改的頻譜變換回時(shí)間序列信號之前允許操縱該頻譜，諸如帶通濾波器。這些濾波器可基于狀態(tài)空間模型，諸如卡爾曼濾波器。
[0081]數(shù)據(jù)存儲和預(yù)處理模塊510還可以存儲和分類數(shù)據(jù)。在正常作業(yè)數(shù)據(jù)集的情況下，數(shù)據(jù)被分類為鉆孔、起鉆、下鉆、擦拭、鉆孔和旋轉(zhuǎn)脫離底部。本公開的實(shí)施例可以適用于可以進(jìn)一步分類的其它非開采性作業(yè)。可為分類進(jìn)行若干分析，諸如滲透率預(yù)測、比能量估計(jì)、使用利用UCS/CCS值或LWD記錄數(shù)據(jù)的壓縮巖石強(qiáng)度的鉆孔效率、井剖面能量、卡鉆預(yù)測、振動預(yù)測、巖屑層的增加積累、摩擦系數(shù)的偏差等。
[0082]學(xué)習(xí)模塊520可包括圖形識別算法，其可以進(jìn)行相關(guān)性分析并確定數(shù)據(jù)的一定趨勢和/或模式。人工智能模塊530可包括用于數(shù)據(jù)模式的累積以及趨勢分析的運(yùn)算學(xué)習(xí)模塊。優(yōu)化模塊540還可以使用各種優(yōu)化方案，諸如遺傳算法、模因算法、差分進(jìn)化、動力松弛、爬山算法(hill climbing)、內(nèi)爾德-米德單純啟發(fā)式算法、粒子群優(yōu)化、模擬退火、禁忌搜索等等。
[0083]然后，優(yōu)化模塊540可以產(chǎn)生對校準(zhǔn)模塊550確定系統(tǒng)中的微調(diào)參數(shù)有用的數(shù)據(jù)。校準(zhǔn)模塊550可以基于經(jīng)微調(diào)的參數(shù)重置初始值。然后，校準(zhǔn)程序可以將更新后的數(shù)據(jù)以及經(jīng)微調(diào)的參數(shù)發(fā)送到自動化過程560。
[0084]圖6示出根據(jù)本公開用于井下作業(yè)的示例性控制回路600。當(dāng)由控制單元接收數(shù)據(jù)流610時(shí)控制回路600開始。數(shù)據(jù)流610可包括諸如深度(測量深度和垂直深度)、流速、鉆壓、鉆頭轉(zhuǎn)速、鉆頭尺寸、鉆鋌長度、滲透率、鉆柱扭矩和摩阻、氯化物濾液、塑性粘度、屈服點(diǎn)、泥漿重量和凝膠強(qiáng)度(例如，10秒和10分)等數(shù)據(jù)類型。還可包括諸如鈣濾液、氯化物濾液、扭矩、循環(huán)壓力、鉆壓、摩阻、鉆頭尺寸、井底鉆具、滲透率和每分鐘轉(zhuǎn)速等其它數(shù)據(jù)類型用于優(yōu)化運(yùn)算。
[0085]然后，可以在步驟620中處理數(shù)據(jù)流610。處理步驟620可包括預(yù)處理、數(shù)據(jù)匯編和分類以及后處理。然后，可以將來自處理步驟620的輸出發(fā)送到步驟630，步驟630具有用于數(shù)據(jù)斑點(diǎn)和嗅探的運(yùn)算算法，其與分析步驟640耦合。分析步驟640可包括:搜索步驟641，分類步驟642，模式識別步驟643，方差計(jì)算步驟644，趨勢分析步驟645和響應(yīng)步驟646。
[0086]然后，分析步驟640的輸出可被輸出到人工智能模塊650，人工智能模塊650學(xué)習(xí)輸出，適應(yīng)于所識別的趨勢和/或圖案，并且在接下來的迭代中預(yù)測參數(shù)。分析步驟640可以至少部分基于與正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的大致連續(xù)的數(shù)據(jù)流來計(jì)算與正在進(jìn)行的鉆井作業(yè)相關(guān)的一個或多個變量。所述一個或多個變量可包括諸如密度、等效密度、轉(zhuǎn)折嚴(yán)重度(dogleg severity)、鉆孔直徑等值。
[0087]然后，來自人工智能模塊650的預(yù)測輸出以及優(yōu)化控制參數(shù)可以被發(fā)送到自動化模塊660，自動化模塊660將控制參數(shù)應(yīng)用到設(shè)備和工具。因?yàn)樾碌目刂茀?shù)是有效的，所以該設(shè)備和工具可以在步驟665中記錄和測量更新的作業(yè)的性能的數(shù)據(jù)流。然后，在步驟665中記錄和測量的數(shù)據(jù)流被發(fā)送到步驟610，形成閉環(huán)控制回路?？刂苹芈?00可包括:通過使用正在進(jìn)行的作業(yè)的經(jīng)優(yōu)化的井下參數(shù)對執(zhí)行正在進(jìn)行的井下作業(yè)的井下工具的輸入(如所計(jì)算的值，用戶命令值等)進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0088]圖7示出根據(jù)本公開用于實(shí)時(shí)分析和/或優(yōu)化井下作業(yè)700的示例性單井和/或多井的圖形化過程。井下作業(yè)700可包括一個或多個井710，如圖7所示，從井I至井η+1，η= 0，1，2...。井710可定位在地表701不同的位置處。每個井710可以具有鉆井目標(biāo)730和到達(dá)該目標(biāo)的鉆井路徑740。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，井下作業(yè)700可包括鉆井作業(yè)、下鉆作業(yè)、起鉆作業(yè)、擦拭作業(yè)、鉆孔和旋轉(zhuǎn)脫離底部作業(yè)和/或開采作業(yè)。
[0089]在一些實(shí)現(xiàn)方式中，從井I至井η+1，η = 0,1,2...，的多個井710中的每個都可包括用于為每個井710計(jì)算和進(jìn)行優(yōu)化井下參數(shù)的優(yōu)化系統(tǒng)。井710可以進(jìn)行相應(yīng)的井下作業(yè)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，通過不同的井710進(jìn)行不同的井下作業(yè)可以同時(shí)發(fā)生或在時(shí)間上重疊。對于每個井710，由于鉆井作業(yè)沿所規(guī)劃的井路進(jìn)行，所以可以存在連續(xù)的優(yōu)化過程。
[0090]如圖7所示，連續(xù)的優(yōu)化過程可以通過一系列框來表示。以井η+1為例，沿井路的優(yōu)化過程可以由一系列框720，722，724，726和728來表示，直到到達(dá)鉆井目標(biāo)730。在每個優(yōu)化框中，例如，在優(yōu)化框720中，數(shù)據(jù)流750可以是輸入，其類似于圖2所示的接收井場輸入模塊210。然后，優(yōu)化框720可進(jìn)行優(yōu)化和靈敏度分析，并且將計(jì)算出的輸出值760 (諸如扭矩、滲透率等)輸出到作業(yè)控制系統(tǒng)。連續(xù)的優(yōu)化過程使得鉆井作業(yè)能夠更有效率并跟隨規(guī)劃的井路。
[0091]圖8是根據(jù)本公開用于實(shí)時(shí)分析和/或優(yōu)化井下作業(yè)的系統(tǒng)的示例性圖形用戶界面800。圖形用戶界面(GUI) 800可包括控制面板810和報(bào)告面板820?；谕獠坑?jì)算或者基于在優(yōu)化過程中計(jì)算出的優(yōu)化值，控制面板810可允許用戶輸入控制參數(shù)。在圖8所示的實(shí)現(xiàn)方式中，前兩行數(shù)據(jù)表示預(yù)測和優(yōu)化值，而第三行允許用戶輸入控制參數(shù)，諸如旋轉(zhuǎn)速度、鉆壓、滲透速率等。然后，在報(bào)告面板82中以圖形曲線的形式示出當(dāng)前數(shù)據(jù)的對應(yīng)的測量值。
[0092]報(bào)告面板820可包括對諸如鉆壓、實(shí)際鉆井速度、實(shí)際滲透率等作業(yè)參數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。然后，產(chǎn)生實(shí)際參數(shù)和優(yōu)化參數(shù)之間的比較，并且計(jì)算和顯示基于所收集的數(shù)據(jù)的方差。這允許作業(yè)人員能夠更好地監(jiān)控鉆井作業(yè)。報(bào)告面板820中還可以包括諸如鉆頭磨損、鉆頭壽命、鉆頭深度、校準(zhǔn)因子、估計(jì)結(jié)束深度等其它參數(shù)。
[0093]圖9示出用于確定井下作業(yè)的優(yōu)化參數(shù)的示例性方法900。在步驟902中，例如在數(shù)據(jù)倉庫處接收到與正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的大致連續(xù)的數(shù)據(jù)流。數(shù)據(jù)流可包括以諸如井場信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記語言(WITSML)等工業(yè)格式傳輸?shù)募夹g(shù)數(shù)據(jù)；并且數(shù)據(jù)流還可以包括諸如井場信息傳輸規(guī)范等其它標(biāo)準(zhǔn)和格式下的數(shù)據(jù)。
[0094]數(shù)據(jù)流可包括諸如深度(測量深度和垂直深度)、流速、鉆壓、鉆頭轉(zhuǎn)速、鉆頭尺寸、鉆鋌長度、滲透率、鉆柱扭矩和摩阻、氯化物濾液、塑性粘度、屈服點(diǎn)、泥漿重量和凝膠強(qiáng)度(例如，10秒鐘和10分鐘)等數(shù)據(jù)類型。還可包括諸如鈣濾液、氯化物濾液、扭矩、循環(huán)壓力、鉆壓、摩阻、鉆頭尺寸、井底鉆具、滲透率和每分鐘轉(zhuǎn)速等其它數(shù)據(jù)類型用于優(yōu)化運(yùn)算。
[0095]數(shù)據(jù)流可以是實(shí)時(shí)的、“正當(dāng)時(shí)(right time)”和/或緩沖/存儲的數(shù)據(jù)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，數(shù)據(jù)流可包括來自活動數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)倉庫在數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)變化時(shí)捕獲事務(wù)處理，并且將數(shù)據(jù)連通保持批次或預(yù)定周期的刷新一起整合進(jìn)數(shù)據(jù)倉庫中。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，數(shù)據(jù)流可包括來自正當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)倉庫的數(shù)據(jù)，正當(dāng)時(shí)數(shù)據(jù)倉庫包含一定預(yù)先定義條件下的預(yù)定的數(shù)據(jù)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，數(shù)據(jù)流可包括來自預(yù)先存儲的存儲器的數(shù)據(jù)或用于驗(yàn)證、測試和/或調(diào)整的緩沖模塊。
[0096]在一些實(shí)施例中，井下作業(yè)可以是鉆井作業(yè)、下鉆作業(yè)、起鉆作業(yè)、鉆孔和旋轉(zhuǎn)脫離底部作業(yè)或開采(例如一次開采或二次開采)作業(yè)。
[0097]在步驟904中，從用戶接收到對待優(yōu)化的井下參數(shù)的選擇，例如，在運(yùn)算系統(tǒng)中。可以在例如中央運(yùn)算設(shè)備160處接收待優(yōu)化的井下參數(shù)。在一些實(shí)施例中，井下參數(shù)可以是，例如，關(guān)于鉆壓(WOB)、鉆頭轉(zhuǎn)速(N)、鉆井液流速(Q)以及滲透率(ROP)的當(dāng)前信息。也可以根據(jù)不同的情況的復(fù)雜性包括其它變量。
[0098]在步驟906中，確定是否對實(shí)時(shí)(或接近實(shí)時(shí))接收的連續(xù)數(shù)據(jù)流進(jìn)行濾波。如果將要對數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波，則在步驟908中進(jìn)行濾波。例如，可以用各種濾波器預(yù)處理數(shù)據(jù)流。例如，數(shù)據(jù)流可以被濾波到預(yù)定的采樣率?？梢杂幸粋€或多個數(shù)字濾波器和/或一個或多個模擬濾波器?？砂ㄖT如數(shù)字-模擬信號轉(zhuǎn)換器或模擬-數(shù)字信號轉(zhuǎn)換器等信號轉(zhuǎn)換器，以使信號數(shù)據(jù)統(tǒng)一以便處理。濾波器可以是帶通濾波器、高通濾波器、低通濾波器、平均濾波器、降噪濾波器、延遲濾波器、求和濾波器、格式轉(zhuǎn)換濾波器和/或其它類型的濾波器。這些濾波器可以基于快速傅立葉變換，以在將經(jīng)修改的頻譜變換回時(shí)間序列信號之前允許操縱該頻譜，諸如帶通濾波器。這些濾波器可基于狀態(tài)空間模型，諸如卡爾曼濾波器。
[0099]在濾波之后，或者如果不進(jìn)行濾波，則在步驟910中優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)，以接近目標(biāo)值。在一些實(shí)施例中，優(yōu)化井下參數(shù)可包括基于所接收的數(shù)據(jù)流的一部分來最大化所選擇的井下參數(shù)，以接近所選擇的井下參數(shù)的目標(biāo)值?？商娲兀蛘吒郊拥?，優(yōu)化可以包括基于所接收的數(shù)據(jù)流的一部分來最小化所選擇的井下參數(shù)，以接近所選擇的井下參數(shù)的目標(biāo)值。可替代地，或者附加地，優(yōu)化可以包括在正在進(jìn)行中的井下作業(yè)過程中預(yù)測所選擇的井下參數(shù)。
[0100]作為一個示例性實(shí)施例，可以基于液壓機(jī)械比能量的計(jì)算進(jìn)行優(yōu)化。比能量可以相當(dāng)于巖石強(qiáng)度。UCS或CCS都能夠連續(xù)估計(jì)鉆井性能以在鉆井系統(tǒng)中識別諸如泥包點(diǎn)等限制點(diǎn)。計(jì)算出的比能量可以被用來確定由巖石強(qiáng)度的函數(shù)計(jì)算出的地層的破裂點(diǎn)。巖石強(qiáng)度可以由偏置井分析預(yù)測出，并且投射到以后的井剖面。
[0101]取決于井下情況的復(fù)雜性，可以使用各種公式計(jì)算液壓機(jī)械比能量。例如，用于復(fù)雜的井路設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)公式可以利用數(shù)據(jù)以能夠進(jìn)行對控制變量以及鉆柱的決策，并且能夠預(yù)測何時(shí)取出磨損的鉆頭，預(yù)防井底部泥包和鉆頭泥包。目標(biāo)函數(shù)可以是機(jī)械比能量的修改推導(dǎo)，計(jì)算如下:
^ _ Wcff 120πΝΤ QAPb
[0102]E =--1---1--以及
Ab RxAb RxAb，
[_ weff=w-^Vp^
[0104]其中,Es是比能量,W是鉆壓(kips) ,Weff是有效鉆壓(kips),Q是流速(gpm), APb是壓降(psi)，R為孔半徑(in)，Ab是井孔橫截面面積(in2)，N是鉆頭轉(zhuǎn)速(rpm)，T是扭矩(ft-lbf)，以及P m是鉆井液密度。
[0105]在步驟912中，可以在正在進(jìn)行的井下作業(yè)中使用經(jīng)優(yōu)化的井下參數(shù)。例如，在一些實(shí)施例中，使用經(jīng)優(yōu)化的井下參數(shù)可包括使用經(jīng)優(yōu)化的井下參數(shù)來控制工具，諸如在正在進(jìn)行的井下作業(yè)中使用的井下工具。
[0106]在步驟914中，確定是否有另外的正在進(jìn)行的井下作業(yè)，其可以使用經(jīng)優(yōu)化的井下參數(shù)。例如，在一些實(shí)施例中，正在進(jìn)行的井下作業(yè)可以發(fā)生在第一井筒中，并且另外的類似的或相同的井下作業(yè)可以發(fā)生其它井筒中(例如，在多個井筒和作業(yè)的井場內(nèi))。如果確定有另外的正在進(jìn)行的井下作業(yè)，其可以使用經(jīng)優(yōu)化的井下參數(shù)，則在步驟916中，在另外的作業(yè)中使用經(jīng)優(yōu)化的井下參數(shù)。如方法900所示，可以重復(fù)此序列。
[0107]如果確定不存在另外的正在進(jìn)行的井下作業(yè)，其可以使用經(jīng)優(yōu)化的井下參數(shù)，則在步驟918中，基于經(jīng)優(yōu)化的參數(shù)來調(diào)節(jié)至井下工具的輸入。接著，在步驟920中，以調(diào)節(jié)后的輸入來操作井下工具。如步驟922至924所示，根據(jù)在步驟902中接收到的連續(xù)數(shù)據(jù)流，可以再次或多次優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)。
[0108]已經(jīng)描述了若干實(shí)現(xiàn)方式。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，可以做出各種修改。此外，方法900以及其它方法和上述過程，可包括比所示更少或比所示更多的步驟。此外，示出的方法900的步驟以及上述其它方法和過程，可以以所示的相應(yīng)的順序執(zhí)行，或以不同于所示的順序執(zhí)行。步驟順序的其它變化也是可能的。因此，其它實(shí)現(xiàn)在以下權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種用于管理井下作業(yè)的計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)方法，包括: 在數(shù)據(jù)倉庫處接收與正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的大致連續(xù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流； 接收用戶對井下參數(shù)的選擇； 用運(yùn)算系統(tǒng)基于所接收到的數(shù)據(jù)流的一部分來優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)，以接近所選擇的井下參數(shù)目標(biāo)值；以及 在正在進(jìn)行的作業(yè)中使用經(jīng)優(yōu)化的井下參數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 在優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)之前，對與所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的所接收到的數(shù)據(jù)流進(jìn)行濾波。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，對所接收到的數(shù)據(jù)流進(jìn)行濾波包括以下中的至少一個: 將所接收到的數(shù)據(jù)流濾波到預(yù)定的采樣率；或者 去除與所接收到的數(shù)據(jù)流相關(guān)的噪聲。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中，優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)包括以下之一: 基于所接收到的數(shù)據(jù)流的一部分來最大化所選擇的井下參數(shù)，以接近所選擇的井下參數(shù)的目標(biāo)值；或者 基于所接收到的數(shù)據(jù)流的一部分來最小化所選擇的井下參數(shù)，以接近所選擇的井下參數(shù)的目標(biāo)值。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)是第一井下作業(yè)，所述方法還包括: 在不同于所述第一井下作業(yè)的第二井下作業(yè)中使用經(jīng)優(yōu)化的井下參數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中，所述第一井下作業(yè)發(fā)生在第一井筒中，并且所述第二井下作業(yè)發(fā)生在不同于所述第一井筒的第二井筒中。
7.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其中，所述第一井下作業(yè)和所述第二井下作業(yè)在時(shí)間上重疊。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中，優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)包括: 在所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)過程中預(yù)測所選擇的井下參數(shù)。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中，在所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)中使用經(jīng)優(yōu)化的井下參數(shù)包括: 對執(zhí)行所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)的井下工具的輸入進(jìn)行調(diào)節(jié)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括: 以調(diào)節(jié)后的輸入操作所述井下工具； 基于所接收到的數(shù)據(jù)流的另一部分來優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)，以接近所選擇的井下參數(shù)的目標(biāo)值；以及 對執(zhí)行所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)的井下工具的輸入重新調(diào)節(jié)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括: 在所述數(shù)據(jù)倉庫中預(yù)處理所述連續(xù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流，用于減少計(jì)算時(shí)間并為后續(xù)的運(yùn)算處理作準(zhǔn)備。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中，所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)包括以下中的至少一個: 鉆井作業(yè)；下鉆作業(yè)；起鉆作業(yè)；擦拭作業(yè)；鉆孔和旋轉(zhuǎn)脫離底部作業(yè)；或者開采作業(yè)。
13.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的方法，其中，與正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的所述大致連續(xù)的數(shù)據(jù)流包括以下中的至少一個: 鉆壓；井下馬達(dá)轉(zhuǎn)速；地表轉(zhuǎn)速；環(huán)空壓力；溫度；密度；傾斜度；或方位。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任何一項(xiàng)所述的方法，還包括: 至少部分基于與正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的所述大致連續(xù)的數(shù)據(jù)流來計(jì)算與所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的一個或多個變量。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中，與所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的所述一個或多個變量包括以下中的至少一個: 液壓機(jī)械比能量、密度、等效密度、轉(zhuǎn)折嚴(yán)重度或孔直徑。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中計(jì)算所述液壓機(jī)械比能量包括: P _ Weff 120πΝΤ QAPh s =IT以及 werr=w—甚 其中，Es是比能量，W是鉆壓，Weff是有效鉆壓，Q是流速，APb是壓降，R為孔半徑，Ab是井孔橫截面面積，N是鉆頭轉(zhuǎn)速，T是扭矩，并且P m是鉆井液密度。
17.一種裝置，包括體現(xiàn)在有形的、非臨時(shí)性計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中的指令，所述指令在被執(zhí)行時(shí)可操作導(dǎo)致運(yùn)算系統(tǒng)執(zhí)行如下操作，包括: 在數(shù)據(jù)倉庫處接收與正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的大致連續(xù)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流； 接收用戶對井下參數(shù)的選擇； 用運(yùn)算系統(tǒng)基于所接收到的數(shù)據(jù)流的一部分來優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)，以接近所選擇的井下參數(shù)目標(biāo)值；以及 在正在進(jìn)行的作業(yè)中使用經(jīng)優(yōu)化的井下參數(shù)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其中，所述操作還包括: 在優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)之前，對與所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的所接收到的數(shù)據(jù)流進(jìn)行濾波。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其中，對所接收到的數(shù)據(jù)流進(jìn)行濾波包括以下中的至少一個: 將所接收到的數(shù)據(jù)流濾波到預(yù)定的采樣率；或者 去除與所接收到的數(shù)據(jù)流相關(guān)的噪聲。
20.根據(jù)前述權(quán)利要求17至19中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)包括以下之一: 基于所接收到的數(shù)據(jù)流的一部分來最大化所選擇的井下參數(shù)，以接近所選擇的井下參數(shù)的目標(biāo)值；或者 基于所接收到的數(shù)據(jù)流的一部分來最小化所選擇的井下參數(shù)，以接近所選擇的井下參數(shù)的目標(biāo)值。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求17至20中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)是第一井下作業(yè)，所述方法還包括: 在不同于所述第一井下作業(yè)的第二井下作業(yè)中使用經(jīng)優(yōu)化的井下參數(shù)。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中，所述第一井下作業(yè)發(fā)生在第一井筒中，并且所述第二井下作業(yè)發(fā)生在不同于所述第一井筒的第二井筒中。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其中所述第一井下作業(yè)和所述第二井下作業(yè)在時(shí)間上重疊。
24.根據(jù)前述權(quán)利要求17至23中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)包括: 在所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)過程中預(yù)測所選擇的井下參數(shù)。
25.根據(jù)前述權(quán)利要求17至24中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，在所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)中使用經(jīng)優(yōu)化的井下參數(shù)包括: 對執(zhí)行所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)的井下工具的輸入進(jìn)行調(diào)節(jié)。
26.根據(jù)權(quán)利要求25所述的裝置，還包括: 以調(diào)節(jié)后的輸入操作所述井下工具； 基于所接收到的數(shù)據(jù)流的另一部分來優(yōu)化所選擇的井下參數(shù)，以接近所選擇的井下參數(shù)的目標(biāo)值；以及 對執(zhí)行所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)的井下工具的輸入重新調(diào)節(jié)。
27.根據(jù)前述權(quán)利要求17至26中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)包括以下中的至少一個: 鉆井作業(yè)；下鉆作業(yè)；起鉆作業(yè)；擦拭作業(yè)；鉆孔和旋轉(zhuǎn)脫離底部作業(yè)；或者開采作業(yè)。
28.根據(jù)前述權(quán)利要求17至27中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，與正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的所述大致連續(xù)的數(shù)據(jù)流包括以下中的至少一個: 鉆壓；井下馬達(dá)轉(zhuǎn)速；地表轉(zhuǎn)速；環(huán)空壓力；溫度；密度；傾斜度；或方位。
29.根據(jù)前述權(quán)利要求17至28中的任一項(xiàng)所述的裝置，其中，所述操作還包括: 至少部分基于與正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的所述大致連續(xù)的數(shù)據(jù)流來計(jì)算與所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的一個或多個變量。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的裝置，其中，與所述正在進(jìn)行的井下作業(yè)相關(guān)的所述一個或多個變量包括以下中的至少一個: 液壓機(jī)械比能量、密度、等效密度、轉(zhuǎn)折嚴(yán)重度或孔直徑。
【文檔編號】E21B44/00GK104145079SQ201280070508
【公開日】2014年11月12日 申請日期:2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月24日
【發(fā)明者】羅貝洛·塞繆爾, O·R·杰曼, A·K·辛格, C·N·馬蘭, R·N·阿德雷 申請人:蘭德馬克繪圖國際公司