Комплексный прибор для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения



Комплексный прибор для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения
Комплексный прибор для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения
Комплексный прибор для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения
Комплексный прибор для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения
Комплексный прибор для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения
Комплексный прибор для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения

 


Владельцы патента RU 2620691:

ХАЛЛИБЕРТОН ЭНЕРДЖИ СЕРВИСЕЗ, ИНК. (US)

Изобретение относится к средствам управления геофизическими исследованиями скважины и планированию бурения. В частности, предложен реализуемый с помощью компьютера способ геофизических исследований скважины, включающий в себя: прием результатов геофизических исследований, описывающих скважину, пробуриваемую от поверхности к подземной геологической цели. Причем скважина соотнесена с целевой траекторией, по которой должно осуществляться бурение от поверхности к подземной геологической цели. Далее способ содержит этапы, на которых осуществляют: вычисление индикатора неопределенности, обозначающего неопределенность при бурении скважины по целевой траектории, основываясь по меньшей мере частично на результатах геофизических исследований и на целевой траектории; и визуальное отображение индикатора неопределенности в пользовательском интерфейсе так, что могут быть оценены факторы геофизических исследований, влияющие на индикатор неопределенности и тем самым на неопределенность при бурении скважины. Предложенное изобретение обеспечивает контроль влияния различных факторов на точность геофизических исследований и планирование бурения скважины. 3 н. и 17 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Область техники

[0001] Настоящее изобретение относится к управлению геофизическими исследованиями скважины и планированию бурения.

Уровень техники

[0002] В плане бурения скважины указывается траектория ствола скважины, которой необходимо следовать для доведения скважины от ее положения на поверхности до конца траектории ствола. Основываясь на таких факторах, как ожидаемое использование скважины (например, наблюдательная, промысловая, нагнетательная скважина или скважина многоцелевого назначения), параметры (например, параметры добычи, размеры скважины, местоположение), ожидаемый срок службы скважины, состояние геологической цели (например, подземного продуктивного пласта), до которой должна быть доведена скважина, и другие факторы, в плане бурения скважины указываются целевые показатели скважины, которые должны быть достигнуты при бурении скважины и ее эксплуатации. После начала буровых работ, основывающихся на плане бурения, можно периодически проводить геофизические исследования скважины для получения информации, характеризующей скважину в проходке, и интерпретировать полученную информацию - например, для сравнения обнаруженного расположения скважины с запланированным расположением скважины. Оператор может реагировать на расхождения между обнаруженным и запланированным расположением скважины, например, путем корректировки операций бурения или путем переопределения целевых показателей скважины (или того и другого).

Описание чертежей

[0003] На фиг. 1 изображен пример компьютерной системы для реализации комплексного прибора для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения.

[0004] На фиг. 2 приведена логическая блок-схема примера процесса для реализации комплексного прибора для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения на стадии планирования.

[0005] На фиг. 3 изображен пример пользовательского интерфейса, открываемого примером компьютерной системы, представленным на фиг. 1, при реализации комплексного прибора для геофизических исследований скважины и планирования бурения.

[0006] На фиг. 4 приведена логическая блок-схема примера процесса для реализации комплексного прибора для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения на стадии исполнения.

[0007] На фиг. 5 схематически изображен пример построения примера компьютерной системы, показанного на фиг. 1.

[0008] Одинаковые ссылочные символы на различных чертежах указывают на одинаковые элементы.

Осуществление изобретения

[0009] В настоящем раскрытии изобретения описывается комплексный прибор для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения. Прибор может быть выполнен в виде многоцелевой интерактивной компьютерной прикладной программы, способной обеспечить оптимизированное планирование и оценку стратегии геофизических исследований. Прибор способен свести различные аспекты управления геофизическими исследованиями - например, выходные данные, определяемые различными приборами геофизического исследования и требующие рассмотрения при планировании и проходке скважины, в единую интерактивную среду. При реализации прибора можно просматривать результаты некоторых анализов и эффекты реального взаимодействия скважин на стадии планирования и стадии исполнения (соответственно).

[0010] Как описывается ниже, прибор способен отображать множество элементов, влияющих на планирование бурения и проведение геофизических исследований скважины, в едином интерактивном пользовательском интерфейсе на дисплее. Интерактивный пользовательский интерфейс может в применимых случаях отображать влияние изменений одного параметра на другие параметры. Основываясь на выходных данных, отображаемых в пользовательском интерфейсе, оператор может корректировать выбор приборов для геофизических исследований, приводящий к геофизическому исследованию скважины, обеспечивающему получение целевых показателей скважины - например, бурение скважины, доводимой до намеченной геологической цели. Таким образом, прибор может быть выполнен в виде интерактивного прибора "все в одном", способного визуально отображать и оптимизировать геофизическое исследование для скважины, платформы, куста скважин или месторождения. Например, прибор может обеспечить выполнение столь малого количества геофизических исследований, какое необходимо, при настолько низких затратах на приборы для геофизических исследований, какие возможны на практике. Прибор может быть введен в действие до или после (либо и до, и после) начала операций бурения. Ввод в действие прибора может позволить операторам согласовывать программу геофизических исследований с целевыми показателями скважины. Прибор может быть использован для анализа возможных ситуаций (по методу "что-если"), чтобы определять оптимальную длину немагнитных материалов, требуемых в компоновке низа бурильной колонны, и контролировать влияние эффектов от изменений в магнитном поле Земли (например, вследствие солнечных бурь) на точность геофизических исследований, и для простой оценки того, требуется ли повторение геофизического исследования. Кроме того, прибор позволяет моментально проверять правильность выбора используемой модели магнитного поля Земли и корректность входных параметров; это же относится к применяемой корректировке углового отклонения скважины. На фиг. 1 представлен пример компьютерной системы 100 для реализации комплексного прибора для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения. В некоторых вариантах реализации прибор может быть выполнен в виде компьютерной прикладной программы, содержащей компьютерные инструкции, хранящиеся на машиночитаемом носителе 102 и выполнимые устройством 104 обработки данных (например, процессорами одного или большего количества компьютеров). Компьютерная система 100 может быть соединена с дисплеем 106 и с одним или более устройствами 108 ввода (например, с мышью, клавиатурой, сенсорным экраном, устройством ввода со световым пером, устройством аудио ввода или с другими устройствами ввода). В некоторых вариантах реализации компьютерная система 100 может представлять собой настольный компьютер, портативный компьютер, планшетный компьютер, смартфон, персональный цифровой ассистент, клиентский компьютер компьютерной системы "сервер - клиент" или другую компьютерную систему.

[0011] Компьютерная система 100 может быть подсоединена к одной или большему количеству компьютерных систем геофизических исследований скважины и планирования бурения (например, к первой компьютерной системе 110а, ко второй компьютерной системе 110b, к третьей компьютерной системе 110с) по одной или большему количеству проводных или беспроводных сетей 112 (например, по локальной сети, по территориальной сети, по сети Интернет). Каждая компьютерная система геофизического исследования скважины и планирования бурения может выполнять соответствующую компьютерную прикладную программу геофизического исследования скважины и планирования бурения, получающую данные геофизического исследования от приборов для геофизического исследования, подсоединенных к каждой компьютерной системе геофизических исследований скважины и планирования бурения. Компьютерная система 100 может принимать данные геофизического исследования от компьютерных прикладных программ геофизических исследований скважины и планирования бурения по одной или большему количеству проводных или беспроводных сетей 112. В некоторых вариантах реализации одна или большее количество компьютерных систем геофизических исследований скважины и планирования бурения могут быть выполнены в виде логических объектов, отделенных от компьютерной системы 100, на которой реализуется комплексный прибор для геофизических исследований скважины и планирования бурения. В ином варианте компьютерная система 100 может выполнять компьютерные прикладные программы, реализуемые каждой единственной или каждой из большего количества компьютерных системам геофизических исследований скважины и планирования бурения.

[0012] На фиг. 2 приведена логическая блок-схема процесса 200 для реализации комплексного прибора для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения на стадии планирования - то есть до начала бурения. В некоторых реализациях компьютерная система 100 может выполнять процесс 200. На шаге 202 компьютерная система 100 может принимать множество параметров. Например, параметры могут описывать расположение и форму скважины и могут быть получены, к примеру, от оператора скважины. На шаге 206 компьютерная система 100 может принимать план геофизических исследований с обозначением количества, мест проведения и типов геофизических исследований, которые должны быть выполнены в скважине в процессе ее бурения.

[0013] На шаге 204 компьютерная система 100 может принимать траекторию ствола скважины от поверхности земли к подземной геологической цели, до которой должно быть доведено бурение скважины. Например, оператор может представить траекторию в виде данных, вводимых в компьютерную систему 100. В ином варианте другая компьютерная система, в памяти которой хранится траектория, может представить траекторию в виде данных, вводимых в компьютерную систему 100. На шаге 208 компьютерная система 100 может принимать выбор прибора для геофизических исследований, сделанный среди множества приборов для геофизических исследований. Прибор для геофизических исследований может представлять собой исследовательский прибор физического типа, спускаемый вовнутрь скважины. Например, прибор может быть спущен вовнутрь скважины на кабеле (каротажном кабеле, силовом кабеле и др.) или с помощью системы труб. Прибор для геофизических исследований может определять местоположение в трехмерном пространстве скважины. Например, либо компьютерная система 100, либо одна или большее количество компьютерных систем геофизических исследований скважины и планирования бурения (либо та и другая или другие) могут быть подсоединены к прибору для геофизических исследований, исследующему скважину с проходкой вдоль принятой траектории. В некоторых реализациях компьютерная система 100 может также принимать данные о количестве, местах проведения и типах геофизических исследований, которые должны быть выполнены в скважине в процессе ее бурения.

[0014] На шаге 210 компьютерная система 100 может применять к прибору для геофизических исследований множество моделей ошибок. Модель ошибок может быть реализована в виде компьютерной прикладной программы, представляющей собой компьютерные инструкции, хранящиеся на машиночитаемом носителе 102 и выполнимые устройством 104 обработки данных. Каждая модель ошибки может обозначать соответствующую неопределенность в отношении доведения скважины до подземной геологической цели в процессе бурения вдоль принятой траектории. Некоторые модели ошибок могут обозначать соответствующую неопределенность путем количественной оценки влияния различных источников погрешностей. В некоторых реализациях компьютерная система 100 может принимать модели ошибок, например, в виде входных данных от оператора или от другой компьютерной системы (либо от обоих). На шаге 212 компьютерная система 100 может отображать в пользовательском интерфейсе 114 (например, на дисплее 106) множество параметров, принятую траекторию ствола скважины, идентификатор прибора для геофизических исследований и индикатор неопределенности, полученный путем применения одной или большего количества моделей ошибок. Индикатор неопределенности указывает на неопределенность при бурении скважины по принятой траектории.

[0015] Индикатор неопределенности представляет собой комбинацию соответствующих неопределенностей, обозначенных множеством моделей ошибок. Иными словами, индикатор неопределенности представляет собой неопределенность для скважины, отображающую комбинацию неопределенностей каждого геофизического исследования и пространственное разнесение между местами проведения исследований. Например, каждый из множества приборов для геофизических исследований, которые используются (или могут быть использованы) во время геофизического исследования скважины, соотносится с соответствующей неопределенностью. Индикатор неопределенности, описываемый в настоящем раскрытии изобретения, представляет собой комбинацию множества неопределенностей, соотносимых с множеством приборов для геофизических исследований. Компьютерная система 100 может вычислять индикатор неопределенности, основываясь отчасти на местах расположения приборов для геофизических исследований. Неопределенность, обозначаемая индикатором неопределенности, превышает неопределенность, выражаемую точностью самого прибора для геофизических исследований. Неопределенность, выражаемая точностью прибора, определяется нарушениями способности прибора к выполнению измерений. В дополнение к неопределенности самого прибора неопределенность для скважины, обозначаемая индикатором неопределенности, отображает неопределенность при бурении скважины вдоль целевой траектории без возможности просматривать трехмерное пространство бурения - то есть без точек геофизического наблюдения и с использованием результатов измерений, выполненных прибором для геофизических исследований во время предыдущего геофизического исследования. Неопределенность, отображаемая индикатором неопределенности, может возрастать с увеличением времени между последовательно выполняемыми геофизическими исследованиями, поскольку возможные ошибки нарастают. В некоторых реализациях индикатор неопределенности может быть вычислен, основываясь на намеченной траектории ствола скважины и на выбранных для использования приборах для геофизических исследований (и на местах расположения приборов для геофизических исследований). Оператор может в этом случае планировать большее или меньшее количество точек геофизического наблюдения, различные точки геофизического наблюдения, различные приборы для геофизических исследований (или их комбинации), основываясь на уверенности (обеспечиваемой индикатором неопределенности) в том, что скважина достигнет геологической цели.

[0016] Таким образом, компьютерная система 100 может представить пользовательский интерфейс 114 в качестве многоцелевого интерактивного модуля управления геофизическими исследованиями. Оператор может использовать пользовательский интерфейс 114 для оценки влияния различающихся между собой количеств, мест проведения и типов геофизических исследований на индикатор неопределенности. Оператор может использовать пользовательский интерфейс 114 также для оценки влияния различных моделей ошибок и комбинаций моделей ошибок, корректировок результатов измерений (например, корректировки изгиба колонны штанг), конфигурации бурильной колоны (например, немагнитной УБТ), конфигураций скважины и прочих факторов, включая местоположение скважины и время года, в которое выполняется бурение. Например, компьютерная система 100 может представить каждый из факторов, влияющих на индикатор неопределенности, в виде доступной выбору опции в пользовательском интерфейсе 114. Оператор может создавать комбинации доступных выбору опций (например, комбинацию в виде первой модели ошибок, первой корректировки, первой конфигурации бурильной колонны, первого местоположения, первого времени выполнения бурения либо комбинацию из первой и второй моделей ошибок, отсутствия корректировок, второй конфигурации бурильной колонны, первого местоположения, второго времени для бурения и другие комбинации) для вычисления индикатора неопределенности. Таким способом оператор может выбирать доступные опции/отменять выбор и определять их влияние на индикатор неопределенности. Оператор может использовать прибор, созданный посредством компьютерной системы 100, для составления программы геофизических исследований (то есть количества, мест проведения и типов исследований), позволяющих оператору выполнять бурение скважины, доводимой до геологической цели.

[0017] На стадии планирования компьютерная система 100 может принимать множество параметров, принимать траекторию ствола скважины, принимать выбор прибора для геофизических исследований, применять одну или большее количество моделей ошибок и отображать множество параметров геофизических исследований скважины перед началом бурения скважины вдоль принятой траектории. На стадии исполнения компьютерная система 100 может дополнительно принимать данные текущего бурения и отображать траекторию, основываясь на данных текущего бурения, как описано ниже.

[0018] На фиг. 3 представлен пример пользовательского интерфейса 114, открываемого компьютерной системой 100 в ответ на создание комплексного прибора для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения. Пользовательский интерфейс 114 содержит множество областей. В каждой области компьютерная система 100 отображает значение, либо вводимое в комплексный прибор для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения, созданный посредством компьютерной системы 100, либо выводимое из него. В некоторых реализациях пользовательский интерфейс 114 содержит область 304, в которой компьютерная система 100 отображает множество параметров - например, длину немагнитной утяжеленной буровой трубы (NMDC), помещаемой в скважину, местоположение датчика в NMDC, на которой размещается прибор для геофизических исследований - и информацию об обсадной колонне с указанием по меньшей мере одного из таких показателей, как диаметр обсадной колонны, расстояние или направление от места установки датчика. Компьютерная система 100 может принимать множество параметров, в число которых могут входить наряду с прочими местоположение и форма скважины, либо от оператора, либо от одной из компьютерных систем управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения.

[0019] Пользовательский интерфейс 114 содержит область 308, в которой компьютерная система 100 отображает траекторию ствола скважины от поверхности к подземной геологической цели, основываясь отчасти на параметрах. В области 308 компьютерная система 100 может также отображать описанный выше индикатор неопределенности. В некоторых реализациях компьютерная система 100 может отображать индикатор неопределенности в виде множества эллипсов, каждый из которых занимает область, отличную от областей других эллипсов. Как указано выше, каждый эллипс представляет комбинацию неопределенностей, связываемых с различными приборами из множества приборов для геофизических исследований. Изменения в неопределенности, соотносимые с информацией, полученной с помощью одного из приборов для геофизических исследований, влияет на неопределенность, соотносимую с информацией, полученной с помощью другого прибора для геофизических исследований. В каждом из множества эллипсов учитываются различные неопределенности, связываемые с различными приборами для геофизических исследований. Например, занимаемая каждым эллипсом область является мерилом неопределенности при бурении по целевой траектории на соответствующей глубине, которое не может быть визуально отображено, опираясь на точки геофизического наблюдения, полученные от приборов для геофизического исследования во время предыдущего геофизического исследования. В дополнение к этому каждый эллипс соотносится с соответствующей глубиной скважины от поверхности земли до подземной геологической цели. Компьютерная система 100 может отображать в области 308 пользовательского интерфейса 114 множество эллипсов на множестве соответствующих глубин вдоль траектории.

[0020] В некоторых реализациях компьютерная система 100 может определять степень достоверности для каждого эллипса, представляющую собой уверенность в том, что фактическая траектория буровой скважины будет совпадать с предсказанной траекторией. Компьютерная система 100 может вычислять степень достоверности для каждого эллипса, основываясь отчасти на неопределенностях, связанных с информацией, полученной с помощью приборов для геофизических исследований, как описано выше. Компьютерная система 100 может дополнительно вычислять порог неопределенности на соответствующей глубине, отображающий допустимое расхождение между фактической и предсказанной траекториями. Порог неопределенности представляет собой потенциальную неопределенность, которая настолько велика, что целевая траектория может проследовать мимо геологического объекта. Компьютерная система 100 способна определить также, достигнет ли возможная фактическая траектория геологической цели. Компьютерная система 100 может определить, что первый эллипс на первой глубине не соответствует порогу неопределенности на данной глубине. В ответ на это компьютерная система 100 может отобразить первый эллипс в области 308 способом, позволяющим зрительно отличить его от второго эллипса, соответствующего порогу неопределенности на второй глубине. Например, компьютерная система 100 может отображать эллипсы, соответствующие относящимся к ним порогам неопределенности, в одном цвете (например, зеленом), а эллипсы, не соответствующие относящимся к ним порогам неопределенности, в другом цвете (например, красном).

[0021] В некоторых реализациях возможен доступ к множеству приборов для геофизических исследований, которые могут быть подсоединены к компьютерным системам геофизических исследований скважины и планирования бурения (например, для работы под их управлением). Оператор компьютерной системы 100 может выбирать один или большее количество приборов для геофизических исследований, включая, например, прибор для магнитной разведки при одиночной ударной нагрузке, прибор для магнитной разведки с каротажем во время бурения (MWD) для исследований при многократной ударной нагрузке и приборы других типов. Если погрешности, обнаруженные для приборов для геофизических исследований, превышают допустимые пороги, возможно применение дополнительных корректировок. Данные корректировки могут включать в себя, например, корректировку изгиба колонны штанг для устранения нарушений выравнивания прибора для геофизических исследований, корректировки для исправления ошибок, связанных с наличием магнитных компонентов в бурильной колонне, корректировки в связи с влиянием магнитного поля земли в зависимости от географического местоположения (например, от степени близости к северному или южному полюсу) и другие корректировки.

[0022] Как указано выше, компьютерная система 100 может принимать выбор одного или большего количества приборов для геофизических исследований, например, от пользователя компьютерной системы 100 или от одной или большего количества компьютерных систем геофизических исследований скважины и планирования бурения. В дополнение к этому компьютерная система 100 может принимать одну или большее количество моделей ошибок для применения к выбранному прибору для геофизических исследований через пользовательский интерфейс 114. Например, пользовательский интерфейс 114 может содержать область 302, в которой компьютерная система 100 отображает множество моделей ошибок, включая, например, одну из таких моделей, как модель интерполяционной привязки к месту (IIFR), модель привязки к месту (IFR) и модель каротажа во время бурения (MWD). В данную область пользовательский интерфейс 114 может вводить также корректировку, применяемую к считываемым значениям - например, к значению изгиба колонны штанг. Пользователь компьютерной системы 100 может выбирать одну или большее количество моделей ошибок с помощью пользовательского интерфейса 114. Компьютерная система 100 может применять выбранную одну или большее количество моделей ошибок к выбранному прибору для геофизических исследований. В некоторых реализациях компьютерная система 100 может включать в себя поле "Accuracy" (точность), в котором указывается допустимая девиация (например, одна сигма, две сигма, три сигмы) в области 302. Компьютерная система 100 может применять выбранную одну или большее количество моделей ошибок к выбранному прибору для геофизических исследований с целью определения того, что ошибки не превышают девиацию, указанную в поле "Accuracy".

[0023] В некоторых реализациях множество параметров может включать в себя географическое место для бурения скважины и время для бурения - то есть время года, когда потребуется выполнение буровых операций. Компьютерная система геофизических исследований скважины и планирования бурения может реализовывать геодезическую модель, способную определять напряженность гравитационного поля и магнитного поля Земли в заданном месте и во время выполнения бурения. Пользовательский интерфейс 114 может содержать область 306, в которой компьютерная система 100 отображает идентификатор, обозначающий геодезическую модель. Пользовательский интерфейс 114 может содержать также область 312, в которой компьютерная система 100 может отображать напряженность магнитного поля и гравитационного поля Земли и угол склонения магнитного поля.

[0024] В некоторых реализациях множество параметров может включать в себя магнитные характеристики, отображающие изменения в магнитном поле Земли под воздействием солнечной энергии во время бурения. Пользовательский интерфейс 114 может содержать область 314, в которой компьютерная система 100 отображает магнитные характеристики во время бурения. Например, ода из компьютерных систем геофизических исследований скважины и планирования бурения может определять и выдавать магнитные характеристики компьютерной системе 100 для отображения в области 314. Компьютерная система 100 может отображать в области 314 график изменения магнитных характеристик во времени, включая время выполнения бурения. Либо компьютерная система 100, либо компьютерная система геофизических исследований скважины и планирования бурения может сравнивать магнитные характеристики с пороговыми магнитными характеристиками для бурения скважины. В некоторых реализациях компьютерная система 100 может визуально отображать магнитные характеристики в определенное время, не нарушающие пороги магнитных характеристик, в виде, отличающем их от магнитных характеристик в другое время, нарушающих пороги магнитных характеристик. Например, компьютерная система 100 может отображать магнитные характеристики без нарушения порогов магнитных характеристик в одном цвете (например, зеленом), а магнитные характеристики с нарушением порогов магнитных характеристик в другом цвете (например, красном). Кроме того, некоторые из приборов для геофизических исследований измеряют ориентацию по отношению к магнитному полю Земли. Компьютерная система 100 может учитывать влияние магнитных характеристик на показания приборов для магниторазведочных исследований.

[0025] Дополнительная информация по геофизическим исследованиям и планированию бурения, которую компьютерная система 100 может отображать в пользовательском интерфейсе 114, может включать в себя изображение коррекции изгиба колонны штанг для скважины (например, в области 318), показатели взаимного влияния скважин вдоль и поперек оси (например, в области 310), отображающие возмущение в магнитном поле по причине наличия в скважине компонентов с низкой магнитной проницаемостью, и выходные данные моделей ошибок IFR/IIFR (например, в области 316). Как указано выше, пользовательский интерфейс 114 является интерактивным. Например, когда компьютерная система 100 принимает изменения к неопределенности, вычисленной с помощью модели ошибок (или любые данные, введенные в комплексный прибор для управления геофизическими исследованиями и планирования бурения), приводящие к изменению неопределенности, вычисленной с помощью другой модели ошибок, то компьютерная система 100 может автоматически и без вмешательства пользователя обновить индикатор неопределенности (или любую другую компоненту плана бурения или геофизического обзора, отображаемого в пользовательском интерфейсе 114). Компьютерная система 100 может отображать обновленный индикатор неопределенности в пользовательском интерфейсе 114. Оператор компьютерной системы 100 может вносить изменения и наблюдать (например, в реальном или псевдореальном времени) их влияние на эллипс. Таким способом пользователь может создавать различные сценарии при разработке плана геофизических исследований скважины.

[0026] Описанные выше методики относятся к реализации комплексного прибора для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения на стадии планирования. После начала буровых работ возможно создание одного или большего количества приборов для геофизических исследований с целью мониторинга процесса бурения, как описано ниже со ссылкой на фиг. 4. Компьютерная система 100 может создавать комплексный прибор для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения с целью приема информации, определяемой одним или более приборами для геофизических исследований, и обновления соответствующих областей в пользовательском интерфейсе 114 в реальном времени. При этом оператор может сравнивать данные текущего бурения с данными предсказанного бурения и по мере необходимости вносить поправки в отношении, например, условий бурения, приборов для геофизических исследований, моделей ошибок (или их комбинаций). В дополнение к этому оператор может визуально отображать влияние реальной пробуренной скважины на эллипсы. Например, если пробуренная к текущему моменту скважина располагается по оси предсказанного эллипса, то последующие эллипсы на участках для продолжения бурения будут не столь велики, как предсказано.

[0027] На фиг. 4 приведена логическая блок-схема примера процесса для реализации комплексного прибора для управления геофизическими исследованиями скважины и планирования бурения на стадии исполнения. В некоторых реализациях компьютерная система 100 может осуществлять процесс 400. На шаге 402 компьютерная система 100 может принимать данные геофизических исследований, характеризующие текущую буровую скважину. Например, после начала бурения скважины прибор для геофизических исследований, расположенный на позиции между поверхностью земли и геологической целью, до которой должна быть пробурена скважина, может быть настроен на получение геофизических данных, включая траекторию ствола текущей буровой скважины. Имеется возможность перемещения прибора для геофизических исследований на различные места в скважине. Например, после бурения в течение определенного времени можно остановить бурение и включить прибор, который может находиться вблизи бурового долота, для проведения геофизического исследования. Как указано выше, компьютерная система 100 может принимать целевую траекторию, по которой бурение скважины должно быть доведено до геологической цели. На шаге 404 компьютерная система 100 может вычислять индикатор неопределенности, указывающий на неопределенность при бурении скважины по целевой траектории. Например, компьютерная система 100 может вычислять индикатор неопределенности, основываясь, по меньшей мере отчасти, на данных геофизических исследований и на целевой траектории. Индикатор неопределенности может обозначать неопределенность (например, степень достоверности) при достижении геологической цели в процессе бурения скважины вдоль целевой траектории.

[0028] На шаге 406 компьютерная система 100 может отображать индикатор неопределенности в пользовательском интерфейсе - например, в пользовательском интерфейсе 114. Как указано выше, в некоторых (не во всех) случаях компьютерная система 100 может иметь индикатор неопределенности, заранее вычисляемый для скважины на стадии планирования - то есть до начала бурения. При осуществлении процесса 400 компьютерная система 100 может вычислять откорректированный индикатор неопределенности для скважины, основываясь, по меньшей мере отчасти, на данных геофизических исследований, характеризующих текущую буровую скважину. Поэтому откорректированный индикатор неопределенности, вычисленный на стадии бурения, является обновлением индикатора неопределенности, вычисленного на стадии планирования. В некоторых реализациях компьютерная система 100 может принимать по меньшей мере часть измеренной траектории (то есть фактической траектории) текущей буровой скважины и сравнивать часть измеренной траектории с целевой траекторией, вычисленной на стадии планирования. Компьютерная система 100 может вычислять откорректированный индикатор неопределенности по результатам сравнения. Например, после определения того, что пробуренная к текущему моменту скважина располагается по оси или вблизи оси эллипса, компьютерная система 100 может установить, что неопределенность попадания скважины в следующий далее эллипс при продолжении бурения является низкой. Как следствие этого, компьютерная система 100 может определить, что откорректированный эллипс будет меньше текущего эллипса. В ином варианте после определения того, что пробуренная к текущему моменту скважина располагается на крае или вблизи края эллипса, компьютерная система 100 может установить, что откорректированный эллипс будет по размеру превышать текущий эллипс или по меньшей мере равняться ему.

[0029] Индикатор неопределенности, вычисленный на стадии бурения, как и индикатор неопределенности, вычисленный на стадии планирования, может включать в себя множество эллипсов, каждый из которых занимает область, отличную от областей других эллипсов. Каждый эллипс соотносится с соответствующей глубиной скважины от поверхности земли до подземной геологической цели. Один или большее количество эллипсов отображает неопределенность, соответствующую части скважины, которая еще не пробурена. Компьютерная система 100 может отображать в пользовательском интерфейсе множество эллипсов на множестве соответствующих глубин. В некоторых реализациях компьютерная система 100 может заменять эллипс на глубине, вычисленной на стадии планирования, другим эллипсом на глубине, вычисленной на стадии бурения. Таким способом компьютерная система 100 может заменять один или большее количество эллипсов на соответствующей одной или большем количестве глубин, основываясь на результатах геофизических исследований и на целевой траектории. В некоторых ситуациях компьютерная система 100 может определять, что эллипс, вычисленный на стадии планирования, совпадает с эллипсом, вычисленным на стадии бурения (например, занимает такую же площадь). В таких реализациях компьютерная система 100 не может заменять эллипс, вычисленный на стадии планирования.

[0030] По результатам просмотра эллипсов, связанных с откорректированным индикатором неопределенности, оператор может изменять аспекты плана геофизических исследований - например, корректировать целевую траекторию от скважины, пробуренной к текущему моменту, и планировать бурение так, чтобы заново обновленные эллипсы размещались на геологической цели. На шаге 408 компьютерная система 100 может принимать изменения к плану геофизических исследований с обозначением количества, места проведения и типов геофизических исследований, которые должны быть выполнены в скважине в процессе ее бурения. Как указано выше, изменение может зависеть от неопределенности, обозначаемой откорректированным индикатором неопределенности. Например, после просмотра откорректированного индикатора неопределенности оператор может принять решение об изменении количества, мест проведения, типов геофизических исследований, моделей ошибок (или их комбинации этих условий), заранее определенных в плане геофизических исследований. Оператор может, например, выбрать прибор для геофизических исследований, который не был выбран оператором на стадии планирования до начала буровых работ. В некоторых реализациях компьютерная система 100 может отображать в пользовательском интерфейсе множество приборов для геофизических исследований, среди которых оператор может выбирать один или большее количество приборов.

[0031] На шаге 410 компьютерная система 100 может применять множество моделей ошибок, основываясь на принятых изменениях к плану геофизических исследований. Каждая модель ошибки обозначает соответствующую неопределенность при достижении подземной геологической цели в результате бурения скважины. Неопределенность основывается на результатах геофизических исследований, выполненных к текущему моменту бурения, и на оставшейся части целевой траектории. Откорректированный индикатор неопределенности представляет собой комбинацию соответствующих неопределенностей, обозначаемых множеством моделей ошибок. Внесение изменений в неопределенность, обозначаемую одной из моделей ошибок, может влиять на неопределенность, обозначаемую другой моделью из числа моделей ошибок, и на сам откорректированный индикатор неопределенности. На шаге 412 компьютерная система 100 может определять такое изменение к индикатору неопределенности, а на шаге 414 отображать откорректированный индикатор неопределенности в пользовательском интерфейсе 114.

[0032] После корректировки оператором плана геофизических исследований бурение скважины может быть продолжено. Компьютерная система 100 может продолжить прием результатов геофизических исследований и вычисление индикатора неопределенности. Например, компьютерная система 100 может принимать данные в реальном времени (или в псевдореальном времени) либо одновременно с бурением скважины (или в обоих режимах). Основываясь на изменении или на изменениях к индикатору неопределенности (например, если индикатор неопределенности не обеспечивает соблюдение порога неопределенности), оператор может внести изменения в план геофизических исследований, приводящий к корректировке индикатора неопределенности компьютерной системой 100. Таким образом, на стадии бурения компьютерная система 100 может быть выполнена в виде инструмента, который может быть использован оператором для мониторинга и корректировки операций бурения для достижения геологической цели при использовании приборов для геофизических исследований в таком количестве и с такими затратами, какие минимально возможны на практике.

[0033] На фиг. 5 схематически изображен пример построения компьютерной системы 100, показанной на фиг. 1. Пример компьютерной системы 100 может быть расположен на одной или на большем количестве скважин либо вблизи нее (них) и/или в удаленном месте. Пример компьютерной системы 100 содержит устройство 104 обработки данных (например, один или большее количество процессоров), машиночитаемый носитель 102 (например, память) и контроллеры 170 ввода/вывода, связанные в режиме обмена данными по шине 165. Машиночитаемым носителем может являться, например, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), устройство хранения данных (например, доступная для записи постоянная память (ПЗУ) и/или другое устройство), жесткий диск и/или запоминающая среда другого типа. Компьютерная система 100 может быть заранее запрограммирована и/или запрограммирована (и перепрограммирована) путем загрузки программы из другого источника (например, из CD-ROM, из другого компьютерного устройства по сети передачи данных и/или другим способом). Контроллер 170 ввода/вывода связан с устройствами ввода/вывода (например, дисплеем 106, устройствами 108 ввода и/или другими устройствами ввода/вывода) и с сетью 112. Устройства ввода/вывода принимают и передают данные в аналоговом или цифровом виде по каналам связи - таким, как канал последовательной передачи, канал беспроводной связи (например, инфракрасного, радиочастотного диапазона и/или др.), канал параллельной передачи и/или канал другого типа.

[0034] Сеть 112 может включать в себя сеть передачи данных любого типа. Например, сеть 112 может включать в себя беспроводную и/или проводную сеть, локальную сеть (LAN), территориальную сеть (WAN), частную сеть, сеть общего пользования (например, Интернет), сеть WiFi, сеть с каналами спутниковой связи и/или сеть передачи данных другого типа.

[0035] Выше описан ряд вариантов реализации. Тем не менее понятно, что возможно внесение различных изменений без отступления от идеи и объема раскрытого изобретения.

1. Реализуемый с помощью компьютера способ геофизических исследований скважины, включающий в себя:

прием результатов геофизических исследований, описывающих скважину, пробуриваемую от поверхности к подземной геологической цели, до которой должно быть доведено бурение скважины, причем скважина соотнесена с целевой траекторией, по которой должно осуществляться бурение от поверхности к подземной геологической цели;

вычисление индикатора неопределенности, обозначающего неопределенность при бурении скважины по целевой траектории, основываясь по меньшей мере частично на результатах геофизических исследований и на целевой траектории; и

визуальное отображение индикатора неопределенности в пользовательском интерфейсе так, что могут быть оценены факторы геофизических исследований, влияющие на индикатор неопределенности и тем самым на неопределенность при бурении скважины.

2. Способ по п. 1, в котором результаты геофизических исследований получают с помощью прибора для геофизических исследований, перемещаемого на соответствующие места в текущей буровой скважине.

3. Способ по п. 1 или 2, в котором вычисление индикатора неопределенности, основываясь по меньшей мере частично на данных геофизических исследований и на целевой траектории, включает в себя:

прием по меньшей мере части измеренной траектории пробуриваемой буровой скважины и

сравнение части измеренной траектории с целевой траекторией.

4. Способ по п. 1 или 2, в котором индикатор неопределенности включает в себя множество эллипсов, каждый из которых занимает область, отличную от областей других эллипсов, причем каждый эллипс соотносится с соответствующей глубиной скважины от поверхности до подземной геологической цели, и способ дополнительно включает в себя визуальное отображение в пользовательском интерфейсе множества эллипсов на множестве соответствующих глубин.

5. Способ по п. 1 или 2, в котором индикатор неопределенности вычисляется для части скважины, которая еще не пробурена.

6. Способ по п. 1 или 2, дополнительно включающий в себя:

прием изменений к плану геофизических исследований с обозначением количества, места и типа геофизических исследований, которые должны быть выполнены в скважине в процессе ее бурения, причем изменения реагируют на неопределенность, обозначаемую индикатором неопределенности;

применение множества моделей ошибок на основе принятых изменениях к плану геофизических исследований, причем каждая модель ошибки обозначает соответствующую неопределенность в отношении достижения подземной геологической цели при бурении скважины.

7. Способ по п. 6, в котором прием изменений к плану геофизических исследований включает в себя принятие выбора прибора для геофизических исследований среди множества приборов для геофизических исследований, причем прибор подлежит использованию для геофизических исследований буровой скважины, которая должна быть пробурена.

8. Способ по п. 7, в котором выбор прибора для геофизических исследований отменен перед визуальным отображением откорректированного индикатора неопределенности.

9. Способ по п. 6, в котором индикатор неопределенности представляет собой комбинацию соответствующих неопределенностей, определенных каждой моделью ошибок из множества моделей ошибок.

10. Способ по п. 9, в котором соответствующая неопределенность, обозначенная моделью ошибки, основывается на результатах геофизических исследований, выполненных в процессе бурения скважины, и включается в принятые результаты геофизических исследований.

11. Энергонезависимый машиночитаемый носитель данных для реализации способа геофизических исследований скважины, хранящий инструкции, исполняемые устройством обработки данных для выполнения операций, включающих в себя:

прием результатов геофизических исследований, описывающих скважину, пробуриваемую от поверхности к подземной геологической цели, до которой должно быть доведено бурение скважины, причем скважина соотнесена с целевой траекторией, по которой должно осуществляться бурение от поверхности к подземной геологической цели;

определение индикатора неопределенности, обозначающего неопределенность при бурении скважины по целевой траектории, основываясь по меньшей мере частично на результатах геофизических исследований и на целевой траектории; и

визуальное отображение индикатора неопределенности в пользовательском интерфейсе так, что могут быть оценены факторы геофизических исследований, влияющие на индикатор неопределенности и тем самым на неопределенность при бурении скважины.

12. Носитель данных по п. 11, в котором результаты геофизических исследований получают с помощью прибора для геофизических исследований, перемещаемого на соответствующие места в текущей буровой скважине.

13. Носитель данных по п. 11 или 12, в котором вычисление индикатора неопределенности, основываясь по меньшей мере частично на данных геофизических исследований и на целевой траектории, включает в себя:

прием по меньшей мере части измеренной траектории текущей буровой скважины и

сравнение части измеренной траектории с целевой траекторией.

14. Носитель данных по п. 11 или 12, в котором индикатор неопределенности включает в себя множество эллипсов, каждый из которых занимает область, отличную от областей других эллипсов, причем каждый эллипс соотносится с соответствующей глубиной скважины от поверхности земли до подземной геологической цели, и операции дополнительно включают в себя визуальное отображение в пользовательском интерфейсе множества эллипсов на множестве соответствующих глубин.

15. Носитель данных по п. 11 или 12, в котором индикатор неопределенности вычисляется для части скважины, которая еще не пробурена.

16. Система для реализации способа геофизических исследований скважины, содержащая:

устройство для обработки данных и

носитель данных, хранящий инструкции, исполняемые устройством обработки данных для выполнения операций, включающих в себя:

прием результатов геофизических исследований, описывающих скважину в проходке от поверхности к подземной геологической цели, до которой должно быть доведено бурение скважины, причем скважина соотнесена с целевой траекторией, по которой должно осуществляться бурение от поверхности к подземной геологической цели;

вычисление индикатора неопределенности, обозначающего неопределенность при бурении скважины по целевой траектории, основываясь по меньшей мере частично на результатах геофизических исследований и на целевой траектории; и

визуальное отображение индикатора неопределенности в пользовательском интерфейсе так, что могут быть оценены факторы геофизических исследований, влияющие на индикатор неопределенности и тем самым на неопределенность при бурении скважины.

17. Система по п. 16, в которой операции дополнительно включают в себя:

прием изменений к плану геофизических исследований с обозначением количества, места и типа геофизических исследований, которые должны быть выполнены в скважине в процессе ее бурения, причем изменения реагируют на неопределенность, обозначаемую индикатором неопределенности;

применение множества моделей ошибок на основе принятых изменениях к плану геофизических исследований, причем каждая модель ошибки обозначает соответствующую неопределенность в отношении достижения подземной геологической цели при бурении скважины.

18. Система по п. 17, в которой прием изменений к плану геофизических исследований включает в себя принятие выбора прибора для геофизических исследований среди множества приборов для геофизических исследований, причем прибор подлежит использованию для геофизических исследований текущей буровой скважины.

19. Система по п. 18, в которой выбор прибора для геофизических исследований отменен перед визуальным отображением откорректированного индикатора неопределенности.

20. Система по любому из пп. 17-19, в которой индикатор неопределенности представляет собой комбинацию соответствующих неопределенностей, обозначаемых каждой моделью ошибок из множества моделей ошибок, причем соответствующая неопределенность, определяемая моделью ошибок, основана на результатах геофизических исследований, выполненных в процессе бурения, и включена в принятые результаты геофизических исследований.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к средствам контроля процесса строительства скважин. В частности, предложена система оперативного контроля и анализа процесса строительства скважин, включающая блок сбора и передачи данных, блок ввода данных, базу данных, блок администрирования, блок визуализации, модуль загрузки, состоящий из блока загрузки данных инклинометрии, блока загрузки данных исследований скважины, блока загрузки топографической информации по скважине.

Видеоустройство для передачи заданного направления с одного горизонта на другой содержит установленные на одном горизонте узел с объективом и фотоприемником и узел с призмой типа БР-180, установленный на другом горизонте.

Изобретение относится к оптико-электронным приборам и может быть использовано для измерения профиля тоннелей. Согласно способу, формируют узкий световой пучок с помощью блока подсветки, направляют его на поверхность тоннеля с помощью зеркала, наклоненного к оси тоннеля и принадлежащего блоку подсветки, формируют сечение профиля тоннеля в виде последовательно подсвеченных за счет вращения указанного зеркала участков, регистрируют их изображения видеокамерой и направляют оптическую ось видеокамеры в центр кольцевой зоны изменения радиуса тоннеля с помощью зеркала, принадлежащего видеокамере.

Изобретение относится к системам автоматизированного управления в горной промышленности и может быть использовано в системе управления проходческим щитом. Техническим результатом является повышение точности и надежности управления передвижением щита тоннелепроходческого комплекса.

Изобретение относится к оптико-электронным приборам и может быть использовано для измерения негабаритности размещения оборудования. .

Изобретение относится к области горной промышленности, в частности к устройствам для ориентации проходческих комплексов при строительстве криволинейных тоннелей, в том числе при строительстве криволинейных тоннелей методом продавливания.

Изобретение относится к маркшейдерским приборам и может применяться при съемках горных выработок. .

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быть использовано для измерения расстояний при контроле геометрических параметров шахтных стволов и горных выработок.

Генерируются зондирующий и опорный сигналы. Опорный сигнал имеет более низкую частоту, чем зондирующий сигнал.

Изобретение относится к направленному бурению скважин. Техническим результатом является повышение точности пластовых измерений для определения местоположения ствола скважины.

Изобретение относится к средствам контроля процесса строительства скважин. В частности, предложена система оперативного контроля и анализа процесса строительства скважин, включающая блок сбора и передачи данных, блок ввода данных, базу данных, блок администрирования, блок визуализации, модуль загрузки, состоящий из блока загрузки данных инклинометрии, блока загрузки данных исследований скважины, блока загрузки топографической информации по скважине.

Изобретение относится к средствам для обеспечения бурения сближенных параллельных скважин. Техническим результатом является обеспечение точного определения расстояния между параллельными скважинами за счет исключения или минимизации влияния различных факторов на электромагнитные сигналы в процессе измерения.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения взрывных шпуров. Предложен тренажер глазомерного определения направления забуриваемых шпуров относительно плоскости забоя, состоящий из пластины в виде дуги с расположенной на ней угловой шкалой, имитатора буровой машины, включающего буровой молоток с телескопической опорой, телескопическую буровую штангу, выполненную с возможностью соединения с шаровой пятой шарового шарнира, закрепленного на плоскости забоя, а также источника света, соединенного с буровым молотком, при расположении в одной вертикальной плоскости оси источника света, бурового молотка, буровой штанги и шарового шарнира.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения скважин. Техническим результатом является повышение точности определения пространственных углов заложения скважин.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для определения пространственного положения взрывных шпуров. Тренажер глазомерного определения положения буровой штанги относительно забоя состоит из имитатора буровой машины, включающего буровой молоток с буровой штангой, выполненной телескопической с возможностью соединения с шаровой пятой шарового шарнира, закрепленного на плоскости забоя, присоединенной к буровому молотку шарнирно телескопической опоры, соединенной с основанием, размещенного на верхней площадке бурового молотка параллельно его оси угломера, снабженного угломерной шкалой в виде полукруга со стрелкой, а также указателя горизонтальных углов с расположенной на нем линейной угловой шкалой, при этом тренажер дополнительно снабжен закрепленным на буровом молотке по его продольной оси держателем, а также размещенным на плоскости забоя репером, причем репер и держатель взаимосвязаны с указателем горизонтальных углов, а линейная угловая шкала проградуирована по формуле.

Изобретение относится к буровой технике и предназначено для геонавигации бурильного инструмента и управления его траекторией при проводке скважин в нужном направлении.

Изобретение относится к средствам обеспечения проводки скважины при операциях направленного бурения. В частности, предложен скважинный отклоняющий инструмент, содержащий: корпус скважинного отклоняющего инструмента; отклоняющий механизм для управления направлением бурения подземного ствола скважины; датчики для измерения углового положения подземного ствола скважины; и скважинный процессор.

Изобретение относится к области бурения наклонно направленных и горизонтальных скважин, в частности к определению угловых параметров пространственной ориентации бурового инструмента (азимута, зенитного угла и угла установки отклонителя в апсидальной плоскости).

Изобретение относится к средствам управления направленным бурением для обеспечения горизонтального направленного бурения. Техническим результатом является повышение точности определения положения бурового инструмента. В частности, предложено устройство для выполнения операции горизонтального направленного бурения, образующее часть системы, включающей в себя буровой инструмент, перемещаемый бурильной колонной, имеющей продлеваемую длину, которая ведет от буровой установки к буровому инструменту. Указанное устройство содержит: передатчик для передачи электромагнитного сигнала самонаведения, переносное устройство, выполненное с возможностью мониторинга электромагнитного сигнала самонаведения и приема электромагнитного сигнала самонаведения в режиме самонаведения для использования при формирования команд самонаведения, чтобы направлять буровой инструмент к целевому положению относительно переносного устройства; и процессор, выполненный с возможностью формирования команд управления для направления бурового инструмента на основании плана ствола скважины при использовании замеров магнитного поля, замеров наклона и длины бурильной колонны. Передатчик включает в себя магнитометр для образования замеров магнитного поля, которые характеризуют магнитное поле земли, и акселерометр для формирования замеров наклона, которые характеризуют ориентацию бурового инструмента по наклону. При этом по меньшей мере некоторая погрешность определения положения вносится между фактическим положением подземного инструмента и прогнозируемым местоположением подземного инструмента. 4 н. и 19 з.п. ф-лы, 1 табл., 17 ил.
Наверх