套管磨损估计的制作方法_4

文档序号:9457355阅读:来源:国知局
raphicsCorporation(休斯顿得克萨斯州)市售的WELLPLAN?品牌软件使得钻 井工程师能够确定作为钻柱的旋转速度函数的振幅的幅度和位置。WELLPLAN?品牌软件可 W考虑钻柱的不同属性,例如构成钻柱的管道的类型和构成井底组合件100的工具的类型 和数量。此外,WELLPLAN?品牌软件还可W在考虑到井筒的几何形状的情况下预测套管内 的振动的位置。例如Lan血arkGra地icsCo巧oration也可市售的DS肥]XENGI肥邸ING? 品牌软件的其它软件工具可W预测钻柱与套管的任何特定间隔之间的相互作用的法向力。
[0119] 不同的示例性系统可W实时地与钻井操作(例如图2) -起使用。然而,不同的示 例性系统还可W用作井计划阶段期间的计划工具W估计总计套管磨损的值W确定所计划 的几何形状、钻井参数,且预期套管厚度是否将在钻井期间保持在公差内。
[0120] -所测量的振动
[012。 除了或代替可W从示例性肥LLPLAN?和DS肥化ENGI肥邸ING?品牌软件供应的 振动的位置和幅度,在其它实施方案中,引起冲击磨损的振动的位置和幅度可W基于由安 置在钻柱内的传感器进行的测量。简单地返回到图2,井底组合件100可W包括测量与井底 组合件100相关的井底振动的MWD工具290。井底经历的振动的值可W任何适当方式(例 如,泥浆脉冲遥测、电磁福射、钻柱中的声波信号或组合)被遥测到地表。地表处的计算机 系统然后可W使用井底振动(或缺少振动)的指示W确定套管的适当间隔处的总计套管磨 损的值。目P,井底振动的指示可W用于确定是否发生静止套管磨损(低或无振动周期期间) 或是否发生冲击套管磨损。在井底组合件100的振动的情形中,套管的远端附近的套管的 间隔的总计套管磨损的确定更加有可能利用井底组合件100振动的指示。
[0122] 然而,如上文提及,套管磨损可W发生在沿钻柱104的任何位置处。在仍又其它实 施方案中,钻柱本身可W包括测量钻井期间的钻柱的振动的振动传感器,且振动信息可W 被实时地发送到地表。图11示出了根据示例性实施方案的钻管1100的侧视图。特定地说, 图11示出了内螺纹端1102和阳螺纹端1104。振动传感器1106(W部分剖面图示出)嵌入 在钻管1100内。虽然示例性传感器1106被示为嵌入在内螺纹端中,但是传感器可W被放 置在沿钻管1100的任何适当位置处。传感器禪合到也嵌入在钻管1100(且因此W虚线示 出)中的通信路径1108,其中通信路径可W延长钻管1100的长度使得示例性钻管1100W 上和W下的钻管中的相应传感器也可W禪合到通信路径1108。传感器1106可W从通信路 径1108接收操作功率,且还可W通过通信路径1108将振动读数传达到地表。
[0123] 传感器(包括传感器1106)可W呈用于测量与钻柱相关的振动的任何适当形式。 例如,在一些情况中,通信路径1108是电通信路径,且传感器(包括传感器1106)可W电形 式汲取功率且W电形式通信。在其它示例性情况中,通信路径1108是光学通信路径,且传 感器(包括传感器1106)可W从路径1108汲取光学功率且W光学形式通信。
[0124]无关于钻管中的传感器的精确物理结构为何,其它示例性系统可W基于实时振动 数据确定总计套管磨损。例如,对于套管的特定间隔(例如在直段262中),对于所述间隔 处的工具接头,如果振动传感器没有示出振动(或低于指示工具正处于"连续"接触的预定 阔值的振动),那么可W确定静止套管磨损的值(和相同周期期间被确定为零的冲击套管 磨损的值)。然而,再次对于特定间隔,如果振动传感器示出了振动(或高于指示正发生冲 击的预定阔值的振动),那么可W确定冲击套管磨损的值(和相同周期期间被确定为零的 静止套管磨损的值)。更进一步,传感器还可W提供冲击力的指示,且因此可W基于由传感 器感测的冲击力选择W上等式中的FmJ直。由此推断,对于套管的每一间隔,总计套管磨损 的确定可W基于由与套管的相应间隔相互作用的工具接头中或附近的传感器感测的振动。
[0125] 调整模型
[0126]尽管井计划软件尽最大努力(具有或不具有实时振动测量),套管的任何特定间 隔经历的实际横截面磨损图案不一定匹配用于估计冲击套管磨损的冲击套管磨损模型。因 此,在仍又其它实施方案中,可W基于实际测量的壁厚调整模型。
[0127]旨P,在钻井操作期间的某些时间,钻柱可W被移除或"脱扣"到地表。在当钻柱已 被移除时的周期期间,不同的电缆测井工具可W在井底延伸W测量许多参数。电缆测井工 具可W是"井径仪"或套管壁厚工具。图12示出了其中钻柱已从井筒移除且电缆测井工具 在井筒中延长W测量壁厚的情形。特定地说,测井车辆1200可W用于使电缆测井工具1202 下降到井底114中。在大部分情况中,测井工具1202下降到井底114的最深部分,且然后 W稳定速率拉回到地表。其中电缆测井工具1202在向下运动期间执行其功能的测井也是 可能的。示例性电缆测井工具1202可W直接测量套管壁厚(例如,基于入射在套管壁上的 声信号)或可间接测量套管壁厚(例如,井径仪测量套管的内径的形状)。
[012引无关于电缆测井工具的精确本质为何,可W确定并针对每一间隔的总计套管磨损 比较所述间隔处的实际壁厚(或与沟槽深度相反)。如果总计套管磨损和所测量的壁厚相 差预定量或横截面磨损图案不同,那么可W调整用于计算冲击套管磨损的值的模型。调整 可W呈许多形式。在一些情况中,可W选择不同模型。在其它情况中,可W调整所使用的每 一模型的加权因子。在仍又其它情况中,可W新增模型和从用于估计冲击套管磨损的模型 群组移除模型。更进一步,可W调整模型的不同参数(例如,法向力、冲击时间、磨损系数和 /或定义偏态函数的不同值)。
[0129] 示例性计算环境
[0130] 图13示出了计算机系统1300,其说明上面可W实践不同实施方案中的任一个或 其部分的计算机系统。计算机系统1300可W说明(例如)计算机系统240或242。特定 地说,计算机系统1300包括处理器1302,且处理器借助于桥接装置1306禪合到主存储器 1304。此外,处理器1302可W借助于桥接装置1306禪合到长期存储装置1308 (例如,硬 盘、固态硬盘、存储棒、光盘)。可由处理器1302执行的程序可W存储在存储装置1308上, 且需要时由处理器1302访问。存储在存储装置1308上的程序可W包括用于实施本说明书 的不同实施方案的程序,例如估计套管磨损的总计值。在一些情况中,所述程序从存储装置 1308复制到主存储器1304,且所述程序从主存储器1304执行。因此,主存储器1304和存 储装置1308应被认为是计算机可读存储介质。
[0131] 图14示出了根据示例性实施方案的方法(其中的一些可W由软件执行)。特定地 说,所述方法可W开始(方框1400)且包括:计算指示钻井操作的静止套管磨损的值,所述 静止套管磨损是通过钻柱抵着套管的内径的相互作用而引起(方框1402);计算指示所述 钻井操作的冲击套管磨损的值,所述冲击套管磨损是通过所述钻柱抵着套管的所述内径的 相互作用而引起(方框1404);和组合指示静止套管磨损的所述值和指示冲击套管磨损的 所述值W确定指示总计套管磨损的值(方框1406)。此后,所述方法可W结束(方框1408), 可能针对套管的不同间隔重启或计算。
[0132] 应注意,虽然理论上可通过个人只使用铅笔和纸执行关于静止和冲击套管磨损的 一些或所有计算,但是钻井操作中的套管的所有间隔内的运些任务的W人为本的执行的时 间测量的范围至少可W是从工作数年到数十年。因此,此段落应充当对现存或随后新增的 任何权利要求限制的支持,所述权利要求限制说明了用于执行本文中描述的任何任务的时 间周期小于手动执行任务所需的时间、小于用于手动执行任务的时间的一半,且小于用于 手动执行任务的时间的四分之一,其中"手动"应是指仅仅使用铅笔和纸执行工作。
[0133] 从本文中提供的描述,所属领域技术人员能够轻易地组合上文W软件和适当通用 或专用计算机硬件的形式描述的方法W产生计算机系统和/或体现本发明的计算机子组 件、产生计算机系统和/或用于实行本发明的方法的计算机子组件,和/或产生用于存储软 件程序W实施本发明的方法方面的非暂时性计算机可读介质(即,并非载波)。
[0134] W上讨论旨在说明本发明的原理和不同实施方案。所属领域技术人员一旦完全明 白W上公开内容便将明白数种变动和修改。W下权利要求旨应被解释为包括所有运样的变 动和修改。
[0135] 下表提供了根据示例性实施方案的方法。
[0136]


[0139] 表I
[0140] 此表应充当用于提交后权利要求修订的基础。
[0141] 下表提供了根据示例性实施方案的系统。



[014引表2
[0147] 此表应充当用于提交后权利要求修订的基础。
[0148] 下表提供了根据示例性实施方案的系统。



[0153] 表3
[0154] 此表应充当用于提交后权利要求修订的基础。
【主权项】
1. 一种确定指示钻井操作中的总计套管磨损的值的方法,所述确定包括: 计算指示所述钻井操作的静止套管磨损的值,所述静止套管磨损是通过钻柱抵着套管 的内径的相互作用而引起; 计算指示所述钻井操作的冲击套管磨损的值,所述冲击套管磨损是通过所述钻柱抵着 所述套管的所述内径的相互作用而引起;和 组合指示静止套管磨损的所述值和指示冲击套管磨损的所述值以确定指示总计套管 磨损的所述值。2. 根据权利要求1所述的方法,其中计算指示冲击套管磨损的所述值还包括: 从多个模型选择一个模型,每一模型基于相应横截面磨损图案,所述选择产生选定模 型;和 基于所述选定模型计算指示冲击套管磨损的所述值。3. 根据权利要求2所述的方法,其中选择所述模型还包括: 对所述套管的第一部分选择第一模型以供使用; 对所述套管的第二部分选择第二模型以供使用,所述第二模型不同于所述第一模型, 且所述套管的所述第二部分所处深度不同于所述套管的所述第一部分。4
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