[发明专利]用于预测钻井事故的方法和系统

说明书

相关申请的交叉引用

无。

背景技术

在钻井到含烃地层中时，可能出现诸多问题。出现的问题可以视地层自身或井身质量而定。在一些情况下，在存在于井身中的波动与钻井问题之间存在相关性。

附图说明

为了更详细描述示例性实施方案，现将参考附图，其中：

图1示出根据至少一些实施方案的含烃地层的一部分的剖面透视图；

图2示出根据至少一些实施方案的计划的井身的立视图；

图3A示出根据至少一些实施方案的实心圆柱体的透视图；

图3B示出根据至少一些实施方案的理论上放置在计划的井身内的实心圆柱体的剖面透视图；

图4示出根据至少一些实施方案的理论上放置在计划的井身内的实心圆柱体的剖面立视图；

图5示出根据至少一些实施方案的含烃地层的一部分的剖面透视图；

图6以方框图形式示出根据至少一些实施方案的计算机系统；和

图7示出描绘根据至少一些实施方案的总体方法的流程图。

记号法和命名法

贯穿下文描述和权利要求书，使用某些术语来指代特定系统组件。如本领域的技术人员将明白的，公司可能会用不同名称指代组件。本文并非旨在区别名称不同但功能相同的组件。在下文论述和权利要求书中，术语“包括(including和comprising)”为一开放式用语，故应解释成为“包括但不限于…”。此外，术语“耦接(couple或couples)”意指直接连接或间接连接。因此，如果第一装置耦接到第二装置，那么连接可以通过直接连接或通过经由其它装置和连接的间接连接。

“井眼”应意指钻井到地壳中、用于直接或间接开采或采掘自然资源(诸如石油、天然气或水)的洞。

“井身”应意指井眼的实际的或计划的轨迹。

“井眼能量”应意指指示使具有一定长度的理论金属物体变形成通过井身的至少一部分探寻的形状所需的能量的量的值。

“全角变化率”应意指涉及测量位置之间的井身的总曲率的值。

“计划的井眼能量”应意指关于计划的井眼轨迹计算的井眼能量。

“实际井眼能量”应意指关于实际井眼轨迹的一部分或所有计算的井眼能量。

具体实施方式

下文论述涉及本发明的各种实施方案。尽管这些实施方案中的一个或多个可以是优选的，但所公开实施方案不应被解释为或以其它方式用作限制本公开(包括权利要求书)的范围。此外，本领域的技术人员将了解，下文描述具有广泛应用，且任何实施方案的论述仅仅是该实施方案的示例，而并非旨在暗示本公开(包括权利要求书)的范围限于所述实施方案。

各种实施方案涉及通过计算计划的井身的迂曲度和井眼能量预测钻井事故发生的方法和系统。特定来说，部分基于计划的井身的迂曲度计算计划的井身的井眼能量以便确定可能发生钻井事故的概率。如果确定计划的井身的迂曲度可能产生钻井问题，那么计划的井身可以变化或钻井参数可以变化以便降低钻井事故发生的概率。此外，一旦已开始钻井，那么可以对钻井部分和其余未钻井部分两者进行进一步迂曲度和井眼能量计算以便作出任何所期望调整。本说明书首先转向高级概述图。

图1示出地壳的一部分的剖面透视图。特定来说，图1示出地表100。含烃地层102的一部分在地表100下方。地表100与含烃地层102之间的表土层未被示出以免图过度复杂。图1还示出延伸通过含烃地层的计划的井身104。计划的井身104与井架106相关联。

在一个实施方案中，对计划的井身104钻井的效率部分取决于计划的井身104的质量，其中计划的井身的质量可被看作所述井身的“平滑度”。“较平滑”井身可以指示较有效的钻井操作。例如，较平滑井身可以与某些钻井事故发生的较低概率相关联，因此节省时间和金钱。另一方面，较不平滑井身可以指示较低效的钻井操作。例如，具有诸多曲线或螺线的井身可以增大钻井事故发生的概率，因此导致更高成本且花费更多时间。这些钻井事故的发生可以包括但不限于：卡钻情况；井眼垮塌；井眼紧；或扭矩和摩阻过大。

若干参数和各种钻井索引可以用于量化井身的平滑度或估计对计划的井身钻井的难度。在量化井身的平滑度中考虑的参数的实例可以包括全角变化率、井身曲率、螺旋度、迂曲度和井眼能量的计算。此外，尽管未论述任何明显详情，但可以使用多个井眼钻井复杂度索引计算与计划的井身相关联的钻井索引，诸如：定向难度索引(“DDI”)；难度索引(“DI”)；机械风险索引(“MRI”)；和修正的机械风险索引(“MMRI”)。