设计井规划及预测钻井性能的制作方法

本发明涉及一种用于设计井的系统、方法和计算机可读介质。

背景技术：

井规划是这样一个过程，通过该过程，井的路径被以地图的形式绘制，以便到达油藏处，并且实现从其经济地开采流体的最终目标。在井眼的设计中常会被施加各种约束。这些约束可能是由地下区间的已知地质状况或本区域中存在其它井而施加的(例如避免碰撞)。其它约束可能是由于所使用的工具的性能而施加的。还有一些约束可能与钻井时间和危险容忍度有关。

通常，井规划基于这些约束和已知的信息产生。然后将井规划提供给钻井拥有者，经确认然后由钻井服务提供者(例如，直线钻机或“DD”)实施。井设计软件可以不直接或总体考虑期望钻井系统的能力。因此可以访问钻井工程师将这些能力作为各种设计考虑从而产生说明书。在一些情况下，软件允许用户输入极限并且如果超过那些极限系统将警示用户。

此外，井规划可以指定设计参数，比如钻井参数、岩石性能等。这些参数可以基于在钻井之前可获得的信息来确定。这种信息的一个来源是从探边井收集和/或在钻探边井的同时收集的数据。然而，在一些情况下，可能有很少的探边井或不充足的探边井用于某些统计分析技术来达到可能性高的确定。

技术实现要素：

本发明提出了一种用于设计井的方法，其包括：在具有一个或多个探边井的区域内选择一位置；确定所述一个或多个探边井的一个或多个设计参数；基于所述一个或多个探边井的所述一个或多个设计参数建模出模拟探边井；以及基于所述探边井的所述一个或多个设计参数以及来自所述模 拟探边井的一个或多个设计参数，确定用于在该位置处的井的一个或多个设计参数。

本发明还提出了一种计算系统，其包括：一个或多个处理器；以及存储系统，其包括存储指令的一个或多个非暂时计算机可读媒介，所述指令在由所述一个或多个处理器中的至少一个执行时使所述计算系统执行操作，所述操作包括：在具有一个或多个探边井的区域内选择一位置；确定所述一个或多个探边井的一个或多个设计参数；基于所述一个或多个探边井的所述一个或多个设计参数建模出模拟探边井；以及基于所述探边井的所述一个或多个设计参数以及来自所述模拟探边井的一个或多个设计参数，确定用于在该位置处的井的一个或多个设计参数。

本发明还提出了一种存储指令的非暂时计算机可读介质，所述指令在由计算系统的至少一个处理器执行时使所述计算系统执行操作，所述操作包括：在具有一个或多个探边井的区域内选择一位置；确定所述一个或多个探边井的一个或多个设计参数；基于所述一个或多个探边井的所述一个或多个设计参数建模出模拟探边井；以及基于所述探边井的所述一个或多个设计参数以及来自所述模拟探边井的一个或多个设计参数，确定用于在该位置处的井的一个或多个设计参数。

附图说明

组合于此并且构成本申请一部分的附图显示了本公开内容的一些实施方式，并且与说明书一起用于解释本公开内容的原理。在附图中：

图1示出了根据一种实施方式的分布式的协同井规划平台的工作流程的示意图。

图2示出了据一种实施方式的用于规划井的方法的流程图。

图3示出了据一种实施方式的计算系统的示意图。

具体实施方式

下面，将详细地参照实施例，所述实施例的例子在附图中被示出。在下面详细的描述中，阐述了众多具体的细节，以便提供对本发明的彻底理解。然而，对于本领域技术人员来说显见的是，本发明可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其他情况下，没有详细地对众所周知的方法、工 序、构件、电路和网络进行描述，以防止对实施例的多个方面造成不必要的混淆。

还可以理解，尽管术语“第一”、“第二”等等可在此用于描述各种对象，但这些对象不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个对象与另一个对象区别开。例如，第一物体或步骤可被命名为第二物体或步骤，类似地，第二物体或步骤可被命名为第一物体或步骤，而这不会脱落本发明的范围。第一物体或步骤和第二物体或步骤均是物体或步骤，但它们不应被认为是相同的物体或步骤。

本发明的说明书中所使用的术语仅是为了用于描述特殊的实施例，而不应认为是限制本发明。如本发明的说明书和权利要求中所使用的，单数形式的“一个”和“该”意欲也包括复数形式，除非另外明确指出并非如此。还可以理解，在此所使用的术语“和/或”是指和包含所列的相关项目中的一个或多个的任何和所有可能的组合。还应理解，该说明书中所使用的术语“包括”“包含”是指存在所述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或构件，并不排除存在或附加一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、构件和/或它们的组合。此外，在此所使用的术语“如果……”根据具体情况可以被认为是指“当……时”，“一旦……”或“响应于确定”或“响应于检测”。

下面，将注意力放到根据一些实施例的处理工序、方法、技术和工作流程。在此所公开的处理工序、方法、技术和工作流程中的一些操作可以被组合，和/或一些操作的顺序可以被改变。

图1示出了根据一个实施例的用于分布式协作井规划平台的工作流程100的示意图。工作流程100可作为或通过计算机软件、硬件或它们的组合实施。例如，服务器可维护一个或多个数据库、数据文件等，它们可通过例如使用网络浏览器、远程终端等由一个或多个客户端计算机访问和修改。而且，客户端计算机可在线修改数据库或数据文件，和/或可包括“沙盒”，所述“沙盒”可允许客户端计算机离线修改数据库或数据文件的至少一部分，而不会影响其他客户端计算机所看的数据库或数据文件。执行“沙盒”的客户端计算机然后可在完成沙盒中的操作之后修改数据库或数据文件。

在一些例子中，客户和/或服务器计算系统彼可相对彼此处于远程位置，和/或可单独地包括两个或更多个远程处理单元。当在此使用该术语时， 如果两个系统不是物理上彼此邻近，则这两个系统相对于彼此处于“远程”位置，例如，根据情况，两个装置位于一个房间的不同侧、位于不同的房间、位于不同的建筑物中、位于不同的城市、不同的国家等，则可以认为是远程的。在一些实施例中，客户端计算系统中的两个或更多个可彼此邻近，和/或客户端计算系统和服务器中的一个或多个可彼此邻近。

可以理解，以下工作流程100的各个方面可以自动地完成，可部分上自动实施，或可人工完成，例如由与软件应用交互的用户完成。而且，工作流程100可以是循环的，且作为一个例子可包括四个阶段：评估101-1，规划101-2，工程设计101-3和执行101-4。尽管这些阶段被顺序编号，但工作流程100可以在所示的示意图中的任一位置处开始。作为一种便利的例子，工作流程100在此描述为以评估101-1开始，所述评估101-1可包括例如在附图标记104处评估地层的地质服务提供者102。地质服务提供者102可以在附图标记104处使用执行适于该操作的软件包的计算系统执行地层评估。然而，也可采用任何其他合适的地质平台。相应地，地质服务提供者102可以例如使用地质模型、地球物理模型、盆地模型、岩石构成模型、它们的组合和/或类似模型评估地层。这种模型可考虑多种不同的输入，包括探边井数据、地震数据、导井数据、其他地质数据等。该模型和/或输入可以存储在由服务器维护且被地质服务提供者102访问的数据库中。

工作流程100然后可前进到地质和地球物理(“G&G”)服务提供者106，其可在例如附图标记108处产生井轨迹。在附图标记108处的产生井轨迹的操作可通过执行一个或多个G&G软件包实现。这种软件包的例子包括其可在市场上从斯伦贝谢公司获得。G&G服务提供者106可例如基于由附图标记102处的地层评估提供的模型和/或其他数据(例如从由服务器维护的数据库获得)确定井轨迹或一部分井轨迹。井轨迹可考虑各种“基本设计”(BOD)约束，例如，总体地面位置、目标(例如储层)位置等。轨迹也可引入有关可在钻井中使用的工具、井底组件、套管尺寸等的信息。井轨迹确定也可考虑多种其他参数，包括：风险容忍度、流体重量和/或规划、井底压力、钻井时间等。

工作流程100可前进到第一工程服务提供者110(例如，与其相关的一个或多个处理机器)，其可在例如附图标记112处验证井轨迹和救援井设计。在附图标记112处的这种验证可包括评估物理性能、计算结果、风险容忍 度、与工作流程100的其他方面的集成等。针对这种确定的参数可由服务器和/或第一工程服务提供者110维护；类似地，模型、井轨迹等可由服务器维护，且可被第一工程服务提供者110访问。例如，第一工程服务提供者110可包括执行一个或多个软件包的一个或多个计算系统。如果第一工程服务提供者110拒绝井轨迹或以其他方式建议对井轨迹进行调整，则服务器上的井轨迹可被调整或将讯息或其他通知发送到G&G服务提供者108请求这种修改。

第一工程服务提供者110或一个或多个第二工程服务提供者114可例如在附图标记116处提供套管设计、井底组件设计、流体设计(规划)和/或类似设计，以实施井轨迹。在一些实施例中，第二工程服务提供者114可使用一个或多个软件应用执行这种设计。这种设计可存储在由服务器维护的数据库中，所述服务器可采用可在市场上从斯伦贝谢公司获得的且可被工作流程100中的其他服务提供者中的一个或多个访问。

第二工程服务提供者114可从第三工程服务提供者118寻求对连同井轨迹建立的设计的确认。第三工程服务提供者118可考虑各种因素来判断井工程规划是否可接受，例如经济变量(例如，油生产预测、每桶油的成本、风险、钻井时间等)，且可例如在附图标记120处例如从操作公司的代表、井所有者的代表等请求费用的授权。这种确定所基于的数据中的至少一些可存储在由服务器维护的数据库中。可以理解，第一、第二和/或第三工程服务提供者110、114、118可由单个工程队或甚至单个工程师提供，从而可能是或不是单独的团体。

如果经济上不可接受或授权由于其他原因被拒绝，第三工程服务提供者118可建议对套管、井底和/或流体设计进行改变，或以其他方式通知和/或返回控制给第二工程服务提供者114，使得第二工程服务提供者114可调整套管、井底和/或流体设计。如果在井约束、轨迹等内修改这些设计中的一个或多个是不可行的，则第二工程服务提供者114可建议调整井轨迹和/或工作流程100可返回到或以其他方式通知第一工程服务提供者110和/或G&G服务提供者106，从而，任一个或两者可在附图标记106处修改井轨迹。

工作流程100还可包括在第二地质服务提供者122处考虑井轨迹，包括接受的井工程规划和地层评估，所述第二地质服务提供者122可以是与 第一地质服务提供者108相同或不同的团体。而且，工作流程100然后可传递控制给钻井服务提供者126，所述钻井服务提供者126可例如在附图标记128处实施井工程规划，确立安全和高效的钻井、维护井完整性和报告进度以及操作参数。而且，操作参数、遇到的地层、钻井时收集的数据(例如，使用随钻测井或随钻测量技术)可返回给地质服务提供者122进行评估。地质服务提供者122然后可重新评估井轨迹或井工程规划的其他任何方面，且可在一些情况下以及潜在地在预定约束内根据现实的钻井参数调整井工程规划。

根据特定的实施例，不管井完全被钻完还是完成其一部分，工作流程100可前进到例如附图标记130处的后审查。如附图标记132处所示，后审查130可包括审查钻井性能、例如，如附图标记128处所报告的钻井性能。此外，如附图标记132所示，后审查130还可包括报告钻井性能、例如相关的工程设计、地质或G&G服务提供者。

然而，在一些实施例中，上述的作为工作流程100的一部分的操作可以不相继地执行，而可以不按顺序执行，例如，部分基于来自样板、附近的井等的信息，以在要由另一服务提供者提供的信息中填入任何间隙。而且，执行一种操作可影响结果或另一操作的基础，从而可人工地或自动地在工作流程100的操作结果中的一个或多个中要求变化。在服务器将这种信息存储在各种服务提供者可访问的中央数据库上的情况下，这种变化可通过与合适的服务提供者通信来寻求，可自动地进行或可以其他方式作为建议呈现给相关的服务提供者。与顺序分段的工作方法不同，这可呈现一种井工程工作流程的整体方法。

而且，在一些实施例中，该循环的工作流程100可在钻井眼的过程中重复多次。例如，在自动系统中，来自钻井服务提供者126的反馈可实时地或接近实时地提供，且在附图标记128处的钻井过程中获取的数据可给送到其他任何服务提供者，该服务提供者可相应地调整工作流程100的片段。由于在工作流程100的其他区域中可能存在依赖性，因此，这种调整可遍布整个工作流程，例如，以自动的方式进行。在一些实施例中，循环过程可附加地或替代地在达到某一钻井目标之后、例如在完成一段井眼之后和/或在钻完整个井眼之后或基于每天、每周、每月等标准进行。

通常，本公开的实施例可例如在一个协作的工作区中在对井规划进行 一个或多个修改之后提供用于评估设计的设计评估器。这种修改可使得其他设计的参数变化，这可能导致其他设计处于设计参数外。设计评估器可管控或消除不同的设计者发送给协作工作区的设计之间的这种“矛盾”或“冲突”。在一个实施例中，可例如基于角色、专业、资历、资格、雇员经验等针对各个设计要素建立层级。例如，设计评估器然后可考虑冲突且可为设计操作优选或选择在层级中具有较高的地位的设计者提交的设计。

图2示出根据实施例用于设计井的方法的流程图，例如通过利用探边井数据预测钻性能来设计井。在一些情况下，来自一个或多个现存井的数据的统计分析可以用来设置用于主题井的设计参数。现存数据和以往性能可以被关联至各种设计参数，比如岩石性能、地岩层或孔尺寸。然后，现存数据可以以相同或类似的参数映射或关联至主题井的一些部分。通过检查一个或多个现存井的参数值，可以推断出参数分布的估计。由此，可以推断出在主题井中给定参数值的可能性。

参考图2中具体示出的实施例，该方法200可以包括在具有一个或多个探边井的区域内选择一位置，如在202处。该方法200还可以包括确定所述探边井的一个或多个设计参数，如在204处。这种设计参数可以包括地质参数、地岩层或孔尺寸等。此外，探边井数据可以提供对不同位置处使用的钻参数、所遇到的事件、钻状况等的指示。所有这些可以被指定为探边井数据中的设计参数。

该方法200还可以包括基于从这些探边井收集的设计参数在该区域内另一位置处建模模拟探边井，如在206处。然后可以例如以可变的不确定性和/或准确的可能性来推断该模拟探边井的设计参数。然后该模拟探边井可以用作该区域内的新信息源。

因此，该方法200可以包括基于该探边井的设计参数以及为模拟探边井确定的设计参数来确定该位置(例如，202中的位置)处井的设计参数，如在208处。然后不确定性和可能性值可以与这些设计参数相关联，不仅可能受到数量和距实际探边井的距离的影响，还可能受到分配给模拟井设计参数的不确定性和可能性值的影响。

在一些实施例中，本发明的方法可以通过计算系统实行。图3示出了根据一些实施例这种计算系统300的例子。计算系统300可以包括计算机或计算机系统301A，其可以是独立的计算机系统301A或者是分布式计算 机系统的布置。计算机系统301A包括一个或多个分析模块302，根据一些实施例，这些分析模块302被配置以执行各种任务，比如在此公开的一个或多个方法。为了执行这些各种任务，分析模块302独立实行，或者与一个或多个处理器304配合实行，处理器304连接到一个或多个存储媒介306。处理器304还连接到网络接口307，以允许计算机系统301A越过数据网络309与一个或多个附加的计算机系统和/或计算系统比如301B、301C和/或301D通信(注意，计算机系统301B、301C和/或301D可以或可以不共用与计算机系统301A相同的架构，并且可以位于不同的物理位置，例如，计算机系统301A和301B可以在与一个或多个计算机系统比如301C和/或301D通信的同时位于处理设施内，计算机系统比如301C和/或301D位于一个或多个数据中心内，和/或位于不同洲上的各国家内)。

处理器可包括微处理器、微控制器、处理器模块或子系统、可编程集成电路、可编程门阵列、或另一控制或计算装置。

存储媒介306可以被实施为一个或多个计算机可读或机器可读存储媒介。注意，虽然在图3的例子中存储媒介306被描绘为位于计算机系统301A内，在一些实施例中，存储媒介306可以被分布在计算系统301A和/或附加计算系统的多个内围和/或外围内，和/或跨过多个内围和/或外围。存储媒介306可以包括一种或多种不同形式的内存，包括半导体存储器如动态或静态随机存取存储器(DRAM或SRAM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)和闪存，磁盘如固定软盘和可移除盘，其它磁性媒介包括磁带，光学媒介比如光盘(CD)或数字化视频光盘(DVD)、盘或其它类型的光学存储器，或者其它类型的存储器。注意，上述指令可以提供在一个计算机可读或机器可读存储介质上，或者替代地，可以提供在在可能具有多个节点的大系统中分布的多个计算机可读或机器可读存储介质上。这种计算机可读或机器可读存储介质或媒介被认为是物品(或制品)的一部分。物品或制品可以指任何制造的单个部件或多个部件。存储媒介或存储介质可以位于运行机器可读指令的机器内，或是位于远程站点中，机器可读指令可通过网络从所述远程站点下载以便被执行。

在一些实施方式中，计算系统300含有一或多个井规划模块308。在计算系统300的一个例子中，计算机系统301A包含井规划模块308。在一些 实施方式中，单个井规划模块可被用于执行这里公开的方法的一或多个实施方式的一些或全部方面。在替代性实施方式中，多个井规划模块可被用于执行这里的方法的一些或全部方面。

可以理解，计算系统300只是计算系统的一个例子，并且计算系统300可以具有比所显示的更多或更少的元件，可以组合图3中的实施方式中未展示的附加元件，和/或计算系统300可以具有与图3所示不同的构型或元件布置。图3中所示的各种元件可以设置在硬件、软件或硬件与软件的组合中，包括一或多个信号处理和/或专用集成电路。

此外，这里描述的处理方法的各个步骤可以在信息处理设备(例如通用型处理器或专用芯片，例如ASIC、FPGA、PLD或其它适宜的器件)中运行一个或多个功能模块中实施。这些模块，这些模块的组合，和/或它们与通用硬件的组合，都包含在本发明的保护范围内。

重要的是需要认识到地质学解读、模型和/或解读辅助工具可以以反复递进的方式改造；这一概念也适用于这里描述的方法。这可包括使用基于算法执行的反馈回路，例如在计算装置(例如，计算系统300，图3)上，和/或通过用户手工控制，用户可以判断某个给定步骤、行为、模板、模型或一组曲线是否已经变得足够精确以便评估被关注的地下三维地质学结构的情况。

前面出于解释的目的针对特定的实施方式进行了描述。然而，前面的示例性描述不能认为是穷尽的或是将本发明局限于公开的具体细节。基于前面公开的启示，可以做出多种修改和变更。另外，这里描述的方法的各组成部分被展示和描述的次序可以重新调配，和/或两个或更多个组成部分可同时发生。实施方式的选择和描述是为了最佳地解释本发明的原理及其实际应用，以使得本领域技术人员能够最佳地利用本发明及其各种实施方式，其中各种修改适配成适合于所关注的特定应用。支持本公开内容的附加信息在所附权利要求中披露。