PDC bit ROP modelleriniň bahalandyrylmagyny we dag jynslarynyň berkliginiň model koeffisiýentlerine täsirini nädip bilmeli?

Abstrakt

Häzirki nebitiň pes bahalary şertleri nebit we gaz guýularyny gazmak üçin wagty tygşytlamak we iş çykdajylaryny azaltmak maksady bilen burawlaýyş optimizasiýasyna ünsi täzeden berdi. Gatnaşyk tizligini (ROP) modelirlemek, burawlaýyş parametrlerini, ýagny has çalt burawlaýyş prosesleri üçin bit agramyny we aýlanma tizligini optimizirlemekde esasy guraldyr. Excel VBA, ROPPlotter programmalarynda işlenip düzülen täze, doly awtomatlaşdyrylan maglumatlary wizualizasiýa etmek we ROP modelleşdirmek guraly bilen bu iş modeliň işini we iki dürli PDC Bit ROP modeliniň: Hareland we Rampersad (1994) we Motahhari we beýlekiler (2010) model koeffisiýentlerine dag jynslarynyň berkliginiň täsirini öwrenýär. Bu iki PDC biti modeller Bakken slanets gorizontal guýusynyň dik böleginde üç dürli gumdaş emele gelmelerinde Bingham (1964) tarapyndan işlenip düzülen esasy ýagdaý, umumy ROP gatnaşygy bilen deňeşdirilýär. Ilkinji gezek, başgaça meňzeş buraw parametrleri bolan litologiýalary derňemek arkaly dürli dag gaýagynyň güýjüniň ROP model koeffisiýentlerine täsirini bölüp almaga synanyşyk edildi. Mundan başga-da, degişli model koeffisiýentleriniň çäklerini saýlamagyň möhümligi barada giňişleýin ara alyp maslahatlaşma geçirildi. Hareland we Motahhari modellerinde hasaba alnan, ýöne Binghamyň modellerinde bolmadyk dag gaýagynyň güýji, Motahhari modeli üçin RPM möhlet görkezijisiniň ýokarlanmagyndan başga-da, öňki modeller üçin yzygiderli köpeltgiç model koeffisiýentleriniň has ýokary gymmatlyklaryna getirýär. Hareland we Rampersadyň modeli bu aýratyn maglumatlar toplumy bilen üç modeliň arasynda iň gowy netije berýändigi görkezilýär. Adaty ROP modelleşdirmegiň netijeliligi we ulanylyş mümkinçiligi sorag astyna alynýar, sebäbi şeýle modeller modeliň formulasynda hasaba alynmadyk we belli bir litologiýa üçin özboluşly bolan köp sanly buraw faktorlarynyň täsirini öz içine alýan empirik koeffisiýentleriň toplumyna daýanýar.

Giriş

Häzirki wagtda nebit we gaz guýularyny burawlamakda ulanylýan esasy bit görnüşi PDC (Polikristal Diamond Compact) bitleridir. Bitleriň öndürijiligi, adatça, guýunyň bir wagtyň bir böleginde burawlanan guýularyň uzynlygy babatda nähili tizlikde burawlanýandygynyň görkezijisi bolan penetrasiýa tizligi (ROP) bilen ölçenýär. Burawlaýyş optimizasiýasy onlarça ýyl bäri energiýa kompaniýalarynyň gün tertibinde öňde barýar we häzirki nebitiň pes bahalary şertlerinde has-da möhüm ähmiýete eýe bolýar (Hareland we Rampersad, 1994). Iň gowy ROP öndürmek üçin burawlaýyş parametrlerini optimizasiýanyň ilkinji ädimi, ýerüsti ölçegleri burawlaýyş tizligi bilen baglanyşdyrýan takyk modeliň işlenip düzülmegidir.

Birnäçe ROP modelleri, şol sanda belli bir bit görnüşi üçin ýörite işlenip düzülen modeller edebiýatda çap edildi. Bu ROP modelleri, adatça, litologiýa bagly bolan we buraw parametrleri bilen penetrasiýanyň tizliginiň arasyndaky gatnaşygyň düşünilmegine päsgel berip biljek birnäçe empirik koeffisiýentleri öz içine alýar. Bu gözlegiň maksady modeliň işini we model koeffisiýentleriniň dürli buraw parametrleri, hususan-da, dag jynslarynyň berkligi bilen iki ýyl üçin meýdan maglumatlaryna nähili jogap berýändigini seljermekdir.PDC biti modeller (Hareland we Rampersad, 1994, Motahhari we başg., 2010). Model koeffisiýentleri we öndürijiligi şeýle hem esasy ROP modeli (Bingham, 1964) bilen deňeşdirilýär, bu bolsa senagatda giňden ulanylýan we häzirki wagtda hem ulanylýan ilkinji ROP modeli hökmünde hyzmat eden ýönekeýleşdirilen gatnaşykdyr. Dürli gaýa berkligi bolan üç sany çäge daşy gatlagyndaky buraw meýdanynyň maglumatlary öwrenilýär we bu üç model üçin model koeffisiýentleri hasaplanylýar we biri-biri bilen deňeşdirilýär. Her bir gaýa gatlagyndaky Hareland we Motahhari modelleri üçin koeffisiýentleriň Bingham model koeffisiýentlerinden has giň aralygy öz içine aljakdygy çak edilýär, sebäbi soňky formulada dürli gaýa berkligi aýdyň hasaba alynmaýar. Modeliň öndürijiligi hem bahalandyrylýar, bu bolsa Demirgazyk Dakotadaky Bakken slanes sebiti üçin iň gowy ROP modelini saýlamaga getirýär.

Bu işe girizilen ROP modelleri birnäçe buraw parametrlerini buraw tizligi bilen baglanyşdyrýan çeýe däl deňlemelerden ybarat we gidrawlika, kesiji-gaýa gatnaşygy, bit dizaýny, düýp guýularyň ýygnalyş häsiýetnamalary, palçyk görnüşi we guýulary arassalamak ýaly modelleşdirilmegi kyn buraw mehanizmleriniň täsirini birleşdirýän empirik koeffisiýentleriň toplumyny öz içine alýar. Bu däp bolan ROP modelleri meýdan maglumatlary bilen deňeşdirilende, adatça gowy netije bermese-de, täze modelleşdirme usullaryna möhüm ädim bolup hyzmat edýär. Ýokary çeýeligi bolan döwrebap, has güýçli, statistika esasly modeller ROP modelleşdirmesiniň takyklygyny ýokarlandyryp biler. Gandelman (2012) Braziliýanyň deňiz kenaryndaky duz öňündäki basseýnlerdäki nebit guýularynda däp bolan ROP modelleriniň ýerine emeli neýron torlaryny ulanmak arkaly ROP modelleşdirmesinde ep-esli ösüş barada habar berdi. Emeli neýron torlary Bilgesu we beýlekileriň (1997), Moran we beýlekileriň (2010) we Esmaeili we beýlekileriň (2012) işlerinde ROP çaklamasy üçin hem üstünlikli ulanylýar. Şeýle-de bolsa, ROP modelleşdirmesinde şeýle ösüş modeliň düşündirilmeginiň hasabyna bolýar. Şonuň üçin däp bolan ROP modelleri henizem möhüm bolup durýar we belli bir buraw parametriniň penetrasiýa tizligine nähili täsir edýändigini seljermegiň netijeli usulyny hödürleýär.

Microsoft Excel VBA-da işlenip düzülen meýdan maglumatlaryny wizuallaşdyrmak we ROP modelleşdirmek üçin programma üpjünçiligi bolan ROPPlotter (Soares, 2015) model koeffisiýentlerini hasaplamakda we modeliň işini deňeşdirmekde ulanylýar.