Astrattu
L'attuali cundizioni di prezzi bassi di u petroliu anu rinnuvatu l'enfasi nantu à l'ottimisazione di a perforazione per risparmià tempu in a perforazione di pozzi di petroliu è di gasu è riduce i costi operativi. A modellazione di u tassu di penetrazione (ROP) hè un strumentu chjave per ottimisà i parametri di perforazione, vale à dì u pesu di a punta è a velocità di rotazione per prucessi di perforazione più veloci. Cù un novu strumentu di visualizazione di dati è di modellazione ROP cumpletamente automatizatu sviluppatu in Excel VBA, ROPPlotter, questu travagliu investiga e prestazioni di u mudellu è l'impattu di a resistenza di a roccia nantu à i coefficienti di u mudellu di dui diversi mudelli PDC Bit ROP: Hareland è Rampersad (1994) è Motahhari et al. (2010). Quessi dui Bit PDC I mudelli sò paragunati cù un casu di basa, una relazione ROP generale sviluppata da Bingham (1964) in trè diverse furmazioni di gres in a sezione verticale di un pozzu urizzuntale di scistu Bakken. Per a prima volta, hè statu fattu un tentativu di isolà l'effettu di a resistenza variabile di a roccia nantu à i coefficienti di u mudellu ROP investigendu litologie cù parametri di perforazione altrimenti simili. Inoltre, hè realizata una discussione cumpleta nantu à l'impurtanza di selezziunà limiti di coefficienti di mudellu adatti. A resistenza di a roccia, presa in contu in i mudelli di Hareland è Motahhari, ma micca in quellu di Bingham, si traduce in valori più alti di coefficienti di mudellu multiplicatori custanti per i primi mudelli, in più di un esponente di termine RPM aumentatu per u mudellu di Motahhari. U mudellu di Hareland è Rampersad hè dimustratu per funziunà megliu trà i trè mudelli cù questu inseme di dati particulare. L'efficacia è l'applicabilità di a modelizazione ROP tradiziunale sò messe in discussione, postu chì tali mudelli si basanu nantu à un inseme di coefficienti empirichi chì incorporanu l'effettu di parechji fattori di perforazione micca presi in contu in a formulazione di u mudellu è sò unichi per una litologia particulare.
Introduzione
I punte PDC (Polycrystalline Diamond Compact) sò u tipu di punte dominante utilizatu oghje in a perforazione di pozzi di petroliu è di gas. U rendiment di a punte hè tipicamente misuratu da a velocità di penetrazione (ROP), una indicazione di a velocità di perforazione di u pozzu in termini di lunghezza di u foru perforatu per unità di tempu. L'ottimisazione di a perforazione hè stata in prima linea in l'agende di e cumpagnie energetiche da decennii, è acquista ulteriore impurtanza durante l'attuale ambiente di prezzi bassi di u petroliu (Hareland è Rampersad, 1994). U primu passu per ottimisà i parametri di perforazione per pruduce u megliu ROP pussibule hè u sviluppu di un mudellu precisu chì mette in relazione e misurazioni ottenute in superficia cù a velocità di perforazione.
Parechji mudelli ROP, cumpresi i mudelli sviluppati specificamente per un certu tipu di punta, sò stati publicati in a literatura. Quessi mudelli ROP cuntenenu tipicamente un numeru di cuefficienti empirichi chì dipendenu da a litologia è ponu impedisce a cumprensione di a relazione trà i parametri di perforazione è a velocità di penetrazione. U scopu di stu studiu hè di analizà e prestazioni di u mudellu è cumu i cuefficienti di u mudellu rispondenu à i dati di campu cù parametri di perforazione variabili, in particulare a resistenza di a roccia, per duiBit PDC mudelli (Hareland è Rampersad, 1994, Motahhari et al., 2010). I cuefficienti è e prestazioni di u mudellu sò ancu paragunati cù un mudellu ROP di casu di basa (Bingham, 1964), una relazione simplista chì hà servitu cum'è u primu mudellu ROP largamente applicatu in tutta l'industria è sempre attualmente in usu. I dati di u campu di perforazione in trè furmazioni di arenaria cù diverse forze di roccia sò investigati, è i cuefficienti di u mudellu per questi trè mudelli sò calculati è paragunati trà di elli. Si postula chì i cuefficienti per i mudelli di Hareland è Motahhari in ogni furmazione rocciosa si estenderanu nantu à una gamma più larga chè i cuefficienti di u mudellu di Bingham, postu chì a resistenza variabile di a roccia ùn hè micca presa in contu esplicitamente in quest'ultima formulazione. E prestazioni di u mudellu sò ancu valutate, purtendu à a scelta di u megliu mudellu ROP per a regione di scistu Bakken in North Dakota.
I mudelli ROP inclusi in questu travagliu sò custituiti da equazioni inflessibili chì mettenu in relazione uni pochi di parametri di perforazione cù a velocità di perforazione è cuntenenu un inseme di coefficienti empirichi chì combinanu l'influenza di meccanismi di perforazione difficiuli da modellà, cum'è l'idraulica, l'interazzione fresa-roccia, u disignu di a punta, e caratteristiche di l'assemblea di u fondu di u foru, u tipu di fangu è a pulizia di u foru. Ancu s'è questi mudelli ROP tradiziunali generalmente ùn anu micca boni risultati paragunati à i dati di campu, furniscenu un impurtante trampolinu di lanciu per tecniche di modellazione più recenti. I mudelli muderni, più putenti, basati nantu à statistiche cù una maggiore flessibilità ponu migliurà a precisione di a modellazione ROP. Gandelman (2012) hà signalatu un miglioramentu significativu in a modellazione ROP impiegandu reti neurali artificiali invece di i mudelli ROP tradiziunali in i pozzi petroliferi in i bacini pre-salini à u largu di u Brasile. E reti neurali artificiali sò ancu aduprate cù successu per a previsione ROP in l'opere di Bilgesu et al. (1997), Moran et al. (2010) è Esmaeili et al. (2012). Tuttavia, tale miglioramentu in a modellazione ROP vene à spese di l'interpretabilità di u mudellu. Dunque, i mudelli ROP tradiziunali sò sempre pertinenti è furniscenu un metudu efficace per analizà cumu un parametru di perforazione specificu affetta a velocità di penetrazione.
ROPPlotter, un software di visualizazione di dati di campu è di modelizazione ROP sviluppatu in Microsoft Excel VBA (Soares, 2015), hè impiegatu per calculà i coefficienti di u mudellu è paragunà e prestazioni di u mudellu.
Data di publicazione: 01 settembre 2023