[發(fā)明專利]自動化鉆井咨詢和控制系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202080037862.5
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN113853474A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設計）人: 穆罕默德·穆里夫·阿勒-魯巴爾;阿卜杜拉·薩利赫·侯賽因·阿勒-亞米;塞勒姆·H·阿爾加爾比;阿圖羅·馬加納·莫拉
• 申請（專利權(quán)）人: 沙特阿拉伯石油公司
• 主分類號: E21B21/00
• 分類號: E21B21/00
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 孫尚白

用于執(zhí)行包括以下各項的操作的方法、系統(tǒng)和計算機可讀介質(zhì)：從鉆井系統(tǒng)的一個或多個傳感器實時地獲得鉆取井眼的鉆井操作的實時鉆井數(shù)據(jù)；使用鉆井數(shù)據(jù)計算鉆井液的挾帶能力指數(shù)(CCI)和井眼的環(huán)空中的巖屑濃度(CCA)；確定CCI和CCA中的至少一個在相應的范圍之外；確定用于將CCI和CCA中的至少一個調(diào)整到相應的范圍內(nèi)的校正動作；以及執(zhí)行校正動作。

優(yōu)先權(quán)要求

本申請要求于2019年5月23日提交的美國專利申請No.16/421,107的優(yōu)先權(quán)，其全部內(nèi)容通過引用并入本文。

技術領域

本公開涉及油田勘探。

背景技術

在鉆井中，鉆井系統(tǒng)使鉆頭在與地層接觸時轉(zhuǎn)動。鉆頭的轉(zhuǎn)動使地層破碎以形成井眼。在鉆井期間破碎的地層部分被稱為地層巖屑。為了從井眼去除巖屑，鉆井系統(tǒng)使鉆井液(也被稱為鉆井泥漿或泥漿)循環(huán)流動到鉆頭。鉆井液從鉆頭噴嘴流出到井眼的底部。鉆井液將地層巖屑從井眼挾帶到地面。鉆井液將地層巖屑挾帶到井眼外的能力被稱為鉆井液的挾帶能力。

發(fā)明內(nèi)容

本公開描述了自動化鉆井咨詢和控制系統(tǒng)(ACS)。在實施例中，當鉆井系統(tǒng)鉆取井眼時，ACS監(jiān)測鉆井液的挾帶能力指數(shù)(CCI)和井眼的環(huán)空中的巖屑濃度(CCA)的實時值。如果所述值中的至少一個偏離相應的范圍，則ACS執(zhí)行用于將偏離的值調(diào)整到其相應的范圍內(nèi)的校正動作。通過將CCI和CCA保持在相應的范圍內(nèi)，ACS確保鉆井系統(tǒng)高效地執(zhí)行鉆井操作。

本說明書中描述的主題的方面可以體現(xiàn)在包括以下動作的方法中：從鉆井系統(tǒng)的一個或多個傳感器實時地獲得鉆取井眼的鉆井操作的實時鉆井數(shù)據(jù)；使用鉆井數(shù)據(jù)計算鉆井液的挾帶能力指數(shù)(CCI)和井眼的環(huán)空中的巖屑濃度(CCA)；確定CCI和CCA中的至少一個在相應的范圍之外；確定用于將CCI和CCA中的至少一個調(diào)整到相應的范圍內(nèi)的校正動作；以及執(zhí)行校正動作。

先前描述的實施方式使用以下各項來實現(xiàn)：計算機實現(xiàn)的方法；存儲用于執(zhí)行計算機實現(xiàn)的方法的計算機可讀指令的非暫時性計算機可讀介質(zhì)；以及計算機系統(tǒng)，該計算機系統(tǒng)包括與硬件處理器可互操作地耦接的計算機存儲器，所述硬件處理器被配置為執(zhí)行該計算機實現(xiàn)的方法/存儲在該非暫時性計算機可讀介質(zhì)上的指令。這些和其他實施例可以各自可選地包括以下特征中的一個或多個。

在第一方面中，執(zhí)行校正動作包括：控制鉆井系統(tǒng)以調(diào)整一個或多個鉆井參數(shù)，所述一個或多個鉆井參數(shù)影響CCI和CCA中的至少一個。

在第二方面中，執(zhí)行校正動作包括：經(jīng)由圖形用戶界面GUI顯示用于執(zhí)行對CCI和CCA中的至少一個進行調(diào)整的一個或多個動作的鉆井指令。

在第三方面中，其中，井眼是豎直的，并且其中，使用以下公式計算CCI：θ₃₀₀＝PV+YP、θ₆₀₀＝2PV+YP、和其中，HoleSize是井眼的直徑，density是鉆井液的密度，K是鉆井液的稠度指數(shù)，θ₃₀₀是在300轉(zhuǎn)每分鐘(RPM)下的鉆井液粘度讀數(shù)，θ₆₀₀是在600RPM下的鉆井液粘度讀數(shù)，PV是鉆井液的塑性粘度，YP是鉆井液的屈服點，OD_pipe鉆井系統(tǒng)的鉆桿的直徑，以及V_ann是鉆井液的環(huán)空速度。

在第四方面中，其中，井眼是水平的，并且其中，使用以下公式計算CCI：和其中HoleSize是井眼的直徑，GPM是鉆井液的流量，density是鉆井液的密度，K是鉆井液的稠度指數(shù)，θ₃₀₀是在300轉(zhuǎn)每分鐘(RPM)下的鉆井液粘度讀數(shù)，θ₆₀₀是在600RPM下的鉆井液粘度讀數(shù)，PV是鉆井液的塑性粘度，YP是鉆井液的屈服點，OD_pipe鉆井系統(tǒng)的鉆桿的直徑，以及V_ann是鉆井液的環(huán)空速度，TI是鉆井液的輸送指數(shù)，RF是流變因子，以及A_a是環(huán)空面積。