Гибридные данные

Aug 06, 2023

Том 12 научных отчетов, номер статьи: 15773 (2022) Цитировать эту статью

578 Доступов

2 цитаты

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Безопасное окно бурового раствора (SMW) определяет допустимые пределы веса бурового раствора, который можно использовать при бурении нефтяных и газовых скважин. Контроль веса бурового раствора в пределах SMW поможет избежать многих серьезных проблем, таких как нестабильность ствола скважины, потеря циркуляции и т. д. SMW можно определить по минимальному весу бурового раствора, ниже которого может произойти разрушение при сдвиге (MWBO) и максимальному значению. вес бурового раствора, выше которого может произойти разрушение (разрушение) при растяжении (MWBD). Эти пределы могут быть определены на основе геомеханического анализа скважинных пластов. Однако такой анализ не всегда доступен для большинства пробуренных скважин. Поэтому в этом исследовании представлен новый подход для разработки новой модели на основе данных для оценки безопасного диапазона веса бурового раствора в кратчайшие сроки и без дополнительных затрат. Новые модели были разработаны с использованием искусственной нейронной сети (ИНС) для оценки MWBO и MWBD непосредственно на основе данных каротажа, которые обычно доступны для большинства скважин. Модели на основе ИНС были обучены с использованием реальных данных с месторождения на Ближнем Востоке, а затем проверены на невидимом наборе данных. Модели достигли высокой точности, превышающей 92% при сравнении прогнозируемых и наблюдаемых выходных значений. Кроме того, были созданы новые уравнения на основе весов и смещений оптимизированных моделей ИНС, благодаря которым как MWBO, так и MWBD можно рассчитать без необходимости использования каких-либо сложных кодов. Наконец, другой набор данных из того же месторождения был затем использован для проверки новых уравнений, и результаты продемонстрировали высокую надежность новых уравнений для оценки MWBO и MWBD с низкой средней абсолютной процентной ошибкой, составляющей максимум 0,60%. Таким образом, в отличие от дорогостоящих традиционных подходов, недавно разработанные уравнения облегчат определение пределов SMW своевременным и экономически эффективным способом с высокой точностью при наличии каротажных данных.

Геомеханика входит в число наук, которые являются краеугольным камнем при планировании и оптимизации бурения и разработки нефтяных месторождений. Он включает в себя изучение механических свойств горных пород, а также распределения пластовых напряжений вблизи ствола скважины. Тщательная оценка такой информации считается ключевым фактором, который может помочь избежать широкого спектра дорогостоящих проблем, с которыми можно столкнуться при бурении, заканчивании и операциях по стимуляции. Геомеханику подземных пластов можно изучать путем построения геомеханических моделей, имитирующих геомеханическое состояние пластов на месте1. Это могло бы способствовать техническому исследованию различных процессов и, в свою очередь, способствовать снижению затрат. Геомеханическая модель может быть построена с использованием обычных данных каротажа, т.е. каротажа плотности пласта, каротажа пористости, акустического каротажа и т.д., в дополнение к некоторым полевым испытаниям и лабораторным экспериментам на керне для целей калибровки. Стабильность ствола скважины считается одной из основных проблем в процессе бурения. Две распространенные проблемы связаны со стабильностью ствола скважины: разрушение при растяжении (трещины) или разрушение ствола скважины (обрушение). В результате может возникнуть множество проблем: потеря циркуляции, застревание труб, размывы и т. д. Поэтому следует проявлять осторожность при планировании скважины для определения безопасного бурового окна, чтобы избежать таких дорогостоящих событий и напрасной траты времени. Безопасное окно бурового раствора обычно определяется с учетом напряженного состояния скважинных пластов2. Напряжения в пласте описываются как по величине, так и по направлению, благодаря чему можно оценить вероятность возникновения проблем, связанных с нестабильностью ствола скважины. Соответственно, обычно требуются точные данные о конфигурации напряжений на месте по глубине скважины, чтобы найти эффективные решения потенциальных проблем нестабильности во время бурения. Этого можно достичь путем использования оптимального веса бурового раствора, который находится в пределах заданного безопасного окна бурового раствора (SMW)3. SMW можно определить путем применения геомеханического моделирования на основе скважинных данных, включая напряжения на месте, поровое давление и механические свойства горных пород в сочетании с подходящими критериями разрушения горных пород4. Однако такой анализ считается дорогостоящим и трудоемким, что ограничивает его доступность для большинства пробуренных скважин.