Sut i wybod gwerthusiad o fodelau PDC bit ROP ac effaith cryfder creigiau ar gyfernodau model?

Haniaethol

Mae amodau pris olew isel presennol wedi adnewyddu'r pwyslais ar optimeiddio drilio er mwyn arbed amser drilio ffynhonnau olew a nwy a lleihau costau gweithredol. Mae modelu cyfradd treiddiad (ROP) yn arf allweddol wrth optimeiddio paramedrau drilio, sef pwysau did a chyflymder cylchdro ar gyfer prosesau drilio cyflymach. Gydag offeryn delweddu data cwbl awtomatig ac offeryn modelu ROP a ddatblygwyd yn Excel VBA, ROPPlotter, mae’r gwaith hwn yn ymchwilio i berfformiad model ac effaith cryfder y graig ar gyfernodau model dau fodel PDC Bit ROP gwahanol: Hareland a Rampersad (1994) a Motahhari et al. (2010). Y ddau hyn did PDC mae modelau'n cael eu cymharu yn erbyn achos sylfaenol, perthynas ROP gyffredinol a ddatblygwyd gan Bingham (1964) mewn tri ffurfiant tywodfaen gwahanol yn rhan fertigol ffynnon lorweddol siâl Bakken. Am y tro cyntaf, gwnaed ymgais i ynysu effaith cryfder amrywiol y graig ar gyfernodau model ROP trwy ymchwilio i litholegau â pharamedrau drilio tebyg fel arall. Yn ogystal, cynhelir trafodaeth gynhwysfawr ar bwysigrwydd dewis ffiniau cyfernodau model priodol. Mae cryfder y graig, y rhoddir cyfrif amdano ym modelau Hareland a Motahhari ond nid ym modelau Bingham, yn arwain at werthoedd uwch o gyfernodau model lluosydd cyson ar gyfer y modelau blaenorol, yn ogystal â mwy o ddehonglydd term RPM ar gyfer model Motahhari. Dangosir bod model Hareland a Rampersad yn perfformio orau allan o'r tri model gyda'r set ddata benodol hon. Mae effeithiolrwydd a chymhwysedd modelu ROP traddodiadol yn cael ei gwestiynu, gan fod modelau o'r fath yn dibynnu ar set o gyfernodau empirig sy'n ymgorffori effaith llawer o ffactorau drilio nad ydynt wedi'u cyfrif wrth lunio'r model ac sy'n unigryw i litholeg benodol.

Rhagymadrodd

Didau PDC (Compact Diemwnt Polycrystalline) yw'r math didau amlycaf a ddefnyddir wrth ddrilio ffynhonnau olew a nwy heddiw. Mae perfformiad did yn nodweddiadol yn cael ei fesur gan y gyfradd treiddiad (ROP), sy'n arwydd o ba mor gyflym y caiff y ffynnon ei drilio o ran hyd y twll a ddrilio fesul uned amser. Mae optimeiddio drilio wedi bod ar flaen y gad yn agendâu cwmnïau ynni ers degawdau bellach, ac mae’n dod yn bwysicach fyth yn ystod yr amgylchedd pris olew isel presennol (Hareland a Rampersad, 1994). Y cam cyntaf wrth optimeiddio paramedrau drilio i gynhyrchu'r ROP gorau posibl yw datblygu model cywir yn ymwneud â mesuriadau a gafwyd ar yr wyneb i gyfradd drilio.

Mae sawl model ROP, gan gynnwys modelau a ddatblygwyd yn benodol ar gyfer math penodol, wedi'u cyhoeddi yn y llenyddiaeth. Mae'r modelau ROP hyn fel arfer yn cynnwys nifer o gyfernodau empirig sy'n ddibynnol ar litholeg a gallant amharu ar ddealltwriaeth o'r berthynas rhwng paramedrau drilio a chyfradd treiddiad. Pwrpas yr astudiaeth hon yw dadansoddi perfformiad model a sut mae cyfernodau model yn ymateb i ddata maes gyda pharamedrau drilio amrywiol, yn enwedig cryfder creigiau, ar gyfer dau.did PDC modelau (Hareland a Rampersad, 1994, Motahhari et al., 2010). Mae cyfernodau model a pherfformiad hefyd yn cael eu cymharu yn erbyn model ROP achos sylfaenol (Bingham, 1964), perthynas or-syml a oedd yn gweithredu fel y model ROP cyntaf a ddefnyddiwyd yn eang ledled y diwydiant ac sy'n dal i gael ei ddefnyddio ar hyn o bryd. Archwilir data maes drilio mewn tri ffurfiant tywodfaen gyda chryfderau creigiau amrywiol, a chyfrifir cyfernodau model ar gyfer y tri model hyn a'u cymharu â'i gilydd. Rhagdybir y bydd cyfernodau modelau Hareland a Motahhari ym mhob ffurfiant craig yn rhychwantu ystod ehangach na chyfernodau model Bingham, gan nad yw cryfder amrywiol y graig yn cael ei gyfrif yn benodol yn y fformiwleiddiad olaf. Mae perfformiad model hefyd yn cael ei werthuso, gan arwain at ddewis y model ROP gorau ar gyfer rhanbarth siâl Bakken yng Ngogledd Dakota.

Mae'r modelau ROP sydd wedi'u cynnwys yn y gwaith hwn yn cynnwys hafaliadau anhyblyg sy'n cysylltu ychydig o baramedrau drilio â chyfradd drilio ac yn cynnwys set o gyfernodau empeiraidd sy'n cyfuno dylanwad mecanweithiau drilio anodd eu model, megis hydroleg, rhyngweithio torrwr-roc, bit dyluniad, nodweddion cynulliad twll gwaelod, math o fwd, a glanhau twll. Er nad yw'r modelau ROP traddodiadol hyn yn gyffredinol yn perfformio'n dda o'u cymharu â data maes, maent yn darparu carreg gamu bwysig i dechnegau modelu mwy newydd. Gall modelau modern, mwy pwerus sy'n seiliedig ar ystadegau gyda mwy o hyblygrwydd wella cywirdeb modelu ROP. Mae Gandelman (2012) wedi nodi gwelliant sylweddol mewn modelu ROP trwy ddefnyddio rhwydweithiau niwral artiffisial yn lle modelau ROP traddodiadol mewn ffynhonnau olew yn y basnau cyn halen ar y môr Brasil. Mae rhwydweithiau niwral artiffisial hefyd yn cael eu defnyddio'n llwyddiannus ar gyfer rhagfynegi ROP yng ngwaith Bilgesu et al. (1997), Moran et al. (2010) ac Esmaeili et al. (2012). Fodd bynnag, daw gwelliant o'r fath mewn modelu ROP ar draul dehongliad model. Felly, mae modelau ROP traddodiadol yn dal yn berthnasol ac yn darparu dull effeithiol i ddadansoddi sut mae paramedr drilio penodol yn effeithio ar gyfradd treiddiad.

Mae ROPPlotter, meddalwedd delweddu data maes a modelu ROP a ddatblygwyd yn Microsoft Excel VBA (Soares, 2015), yn cael ei ddefnyddio i gyfrifo cyfernodau model a chymharu perfformiad modelau.