專利名稱：井底鉆具組合的矢量圖形以及動畫的動態(tài)生成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及用于分析油田勘探中所生成的數(shù)據(jù)的方法和系統(tǒng)。更具體的，本發(fā)明涉及便于對井底鉆具組合數(shù)據(jù)進行分析的方法和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
油井通常鉆入地面用以開采地質(zhì)形成過程中自然沉積而產(chǎn)生的石油和天然氣。在油井勘鉆過程中或勘鉆后，勘鉆人員通常利用各種傳感器勘測其構(gòu)造及其成分，該多種傳感器比如可以是抵抗力傳感器、核磁傳感器、中子傳感器、伽馬射線傳感器等。鉆井后，這些傳感器可通過一根線被放到油井中用以進行測量?；蛘?，可在鉆井同時執(zhí)行測量或者測井(MWD或者LWD)。利用MWD或者LWD，傳感器被包括到一個井底鉆具組合(BHA)中。標準BHA包括鉆頭和多個遮蓋各種傳感器的子鉆具組合?？色@取關(guān)于鉆井和鉆井泥漿屬性、或者關(guān)于油層和油層泥漿屬性的數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)通常被稱之為鉆孔數(shù)據(jù)。
由于與鉆井相關(guān)的巨大成本，需要精心計劃勘鉆過程。計劃勘鉆過程中需要考慮的因素包括，例如井底鉆具組合所應(yīng)該包括的部件和傳感器以及最有效率的路徑(軌線)。包括在BHA中的各種部件應(yīng)當在識別任何可能的問題或者復(fù)雜因素之前被裝配和檢查。但是，在每件工作之前裝配所有的BHA部件來檢測所有可能發(fā)生的問題是不實際的。因此，期望良好計劃，尤其是HBA鉆具和鉆柱組合能被圖形化地顯示，以便于計劃過程。另外，在分析從勘鉆過程中獲取的數(shù)據(jù)也需要圖形化顯示。在2004年4月1日提交的序列號為10/708,929、2003年6月24日提交的序列號為10/604,062及2003年5月30日提交的序列號為10/250,049的共同待決申請中公開了便于分析從勘鉆過程中獲取的數(shù)據(jù)的各種圖形化顯示。
圖1示出在用于顯示BHA圖形的大多現(xiàn)有技術(shù)的方法中使用的一般方案。如圖所示，圖形顯示進程12(例如，位圖或者光柵圖形顯示進程)使用BHA數(shù)據(jù)輸入11來產(chǎn)生BHA 13的圖形。圖形顯示進程12將BHA圖形畫作平面圖(位圖)或者利用來自預(yù)建圖形庫(比如，開放GL庫)的部件來組合BHA圖形。這些顯示通常是光柵(或者位圖)類型，其不能在不損失顯示質(zhì)量的情況下被縮放。
可以利用多種現(xiàn)有技術(shù)方法來顯示BHA圖形。例如，出自Schlumberger Technology Corp。(Houston，TX)的DrillingOfficeTM中的BHA編輯器幫助創(chuàng)建井底鉆具組合(BHA)以及在扭矩和拉力分析應(yīng)用中使用的鉆井幾何結(jié)構(gòu)。能容易地定制部件和工具，以便維護當前位置或者鉆探設(shè)備清單。類似地，出自PerformanceDrilling Technologies Inc.(Houston，TX)的WinSurvTM，提供BHA的光柵制圖。出自Bake Hughes(Houston，TX)的BHASysTM程序和出自DrillingSoftware L.L.C(Scaramento，CA)的BHA DesignTM，都能以位圖顯示BHA。
盡管這些現(xiàn)有技術(shù)應(yīng)用能夠顯示BHA和各種部件，然而所顯示的BHA無法在不損失顯示質(zhì)量的前提下隨意改變(比如縮小或者放大)。因此，仍需要一種方便的方法和系統(tǒng)，用以允許用戶在不損失所顯示BHA部件的細節(jié)和質(zhì)量的前提下對BHA顯示進行操作。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個方面涉及利用矢量圖形顯示井底鉆具組合(BHA)的方法。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的方法包括分析和解釋BHA源數(shù)據(jù)以產(chǎn)生對應(yīng)于BHA部件的數(shù)據(jù)包；利用矢量圖形庫中的矢量圖形部件組合BHA，其中矢量圖形部件代表BHA部件；并且以選定的比例標度顯示BHA。
本發(fā)明的一個方面涉及利用矢量圖形顯示井底鉆具組合(BHA)的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的系統(tǒng)包括處理器和存儲器，其中存儲器存儲具有指令的程序，所述指令用于分析和解釋BHA源數(shù)據(jù)以產(chǎn)生對應(yīng)BHA部件的數(shù)據(jù)包；利用矢量圖形庫中的矢量圖形部件組合BHA，其中矢量圖形部件代表BHA部件；并且以選定的比例標度顯示BHA。
從下面的描述和所附權(quán)利要求中，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點將很明顯。


圖1示出用于BHA顯示的現(xiàn)有技術(shù)方法。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的BHA顯示方法。
圖3示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例用于說明BHA顯示方法的框圖。
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的矢量圖形庫中部件的例子。
圖5示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的按照分離特征組合BHA部件的方法。
圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的BHA源數(shù)據(jù)和圖形顯示。
圖7示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的BHA源數(shù)據(jù)和圖形顯示。
圖8示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的BHA源數(shù)據(jù)和圖形顯示。
圖9示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的BHA圖形顯示動畫。
圖10示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的動畫顯示的三幀，說明了利用從井底測量設(shè)備實時流出的數(shù)據(jù)的矢量圖形動畫。
圖11示出能夠被本發(fā)明的實施例使用的現(xiàn)有技術(shù)計算機系統(tǒng)。
具體實施例方式
本發(fā)明的實施例涉及利用表示BHA的部件的矢量圖形來顯示井底鉆具組合(BHA)的方法和系統(tǒng)。VG制圖可以是動態(tài)的，并且為交互型。矢量圖型允許用戶在保持顯示質(zhì)量的同時依照部件的相關(guān)比例標度(尺度)來操作并縮放BHA部件。
如上所述和圖1所示的，傳統(tǒng)方法以位形顯示BHA。如圖1中所示，圖形顯示進程12(例如，位圖或者光柵圖形顯示進程)提供BHA數(shù)據(jù)11以產(chǎn)生BHA 13的位形。位片不能被縮放和旋轉(zhuǎn)。每次由于縮放或者旋轉(zhuǎn)而創(chuàng)建新場景時，需要重畫BHA圖片。這樣，無法有效地使用位片來產(chǎn)生動畫。
圖2示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的利用矢量圖形和動畫顯示BHA的常用方案。如圖所示，可能是所選擇的文件格式(WITSML數(shù)據(jù))的BHA數(shù)據(jù)21被本發(fā)明的圖形顯示進程22轉(zhuǎn)換，以產(chǎn)生BHA的矢量圖形顯示23或者BHA的動畫24。如圖所示，本發(fā)明的圖形顯示進程22可包括分析器、解釋器、組合器和動畫器。與傳統(tǒng)顯示對比，本發(fā)明的顯示生成了易于操作(縮放和旋轉(zhuǎn))的矢量圖形。因此，本發(fā)明的顯示可被用來提供BHIA的動畫。
圖3示出本發(fā)明的一個實施例，其中本發(fā)明的圖形顯示進程22包括下列子例程分析器/解釋器22a/22b，組合器22c(用于矢量圖形)和動畫器22d(用于動畫)。
如圖所示，分析器22a接收BHA數(shù)據(jù)21(例如WITSML數(shù)據(jù))并提取所有相關(guān)數(shù)據(jù)。分析器是識別文檔中數(shù)據(jù)格式(例如WITSML置標)的專門的軟件程序。分析器22a檢查文檔是否包含所有需要的元素。如果是這樣，它將數(shù)據(jù)解析為數(shù)據(jù)包并且將數(shù)據(jù)包傳遞到解釋器22b。解釋器22b識別數(shù)據(jù)包，以使它們與合適的圖形部件(例如BHA部件)相對應(yīng)。接著，解釋器22b將解釋的(對應(yīng)的)BHA部件轉(zhuǎn)移到組合器22c。組合器22c通過存儲在部件庫25(其將在之后詳細描述)中的矢量圖形部件組成BHA圖形，并且應(yīng)用一個尺度因子來再現(xiàn)BHA。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解每個模塊(分析器22a、解釋器22b和組合器22c)可以用任何合適的腳本或者程序語言編碼，并可利用現(xiàn)有的商業(yè)標準，比如ActiveX控件或者Shockwave技術(shù)。
組合器22c的結(jié)果輸出是BHA數(shù)據(jù)(比如WITSML管狀數(shù)據(jù))的圖形表示。該圖形可顯示在任何能根據(jù)預(yù)定規(guī)則顯示部件的應(yīng)用程序(瀏覽器)中，該預(yù)定規(guī)則比如為ActiveX控件或者Shockwave插件。
在一些實施例中，可包括附加數(shù)據(jù)(例如來自另一個WITSML數(shù)據(jù)源)以動畫制作BHA顯示。例如，動畫器22d可動畫制作BHA圖形，以旋轉(zhuǎn)和/或者跟隨軌線或深度-對-時間的記錄。
動畫器22d生成時間線和圖形BHA跟隨的運動軌跡。讀取、分析、組合和動畫制作BHA的整個過程可以在幾秒中完成。得到的影像長度取決于提供的數(shù)據(jù)量。用于動畫的數(shù)據(jù)可包括在用于生成BHA圖形的BHA數(shù)據(jù)源文件中。或者，動畫數(shù)據(jù)可被提供到單獨的文件或者借助數(shù)據(jù)套接字連接被提供到BHA顯示進程。利用套接字連接，BHA數(shù)據(jù)和相關(guān)數(shù)據(jù)可實時地流向控制器，得到一個完全動態(tài)的動畫BHA。
本發(fā)明的實施例中使用的數(shù)據(jù)源文件可以是任何合適的格式。例如，可使用站井信息傳輸規(guī)范標記語言(WITSML)數(shù)據(jù)文件、其它文本或者二進制格式文件。另外，數(shù)據(jù)可通過套接字(例如XML套接字)或者通過貫串一個接口(例如COM或者COM+)的內(nèi)部存儲器數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)從另一個應(yīng)用程序流出。格式化的文本文件WITSML是一個用于勘鉆信息傳輸?shù)男聵藴省ITSML可包括BHA、軌線、勘鉆設(shè)備和其它勘鉆以及完整數(shù)據(jù)的簡單文本描述。對于WITSML概要的完整描述參見http//www.witsml.org。
BHA簡明控件可用任何合適的程序編寫，比如出自Macromedia(San Francisco，CA)的Flash MXTM。可利用例如Flash的自帶工具畫出部件。每個部件可被繪制為特定的管狀類型并被存儲到一個內(nèi)部庫(如圖3中25所示)。BHA簡明控件可被嵌入到應(yīng)用程序(例如網(wǎng)頁瀏覽器)中。在這種情況下，它可從特定數(shù)據(jù)源讀取第一個“管狀”節(jié)點(比如WITSML管狀節(jié)點)并利用來自庫的部件動態(tài)生成BHA的示意性圖象。
如圖3所示，可根據(jù)本發(fā)明的一個實施例提供一個部件庫。庫25提供具有一套預(yù)定部件的組合器22c，其可容易地被縮放和組合，以構(gòu)成由輸入數(shù)據(jù)所指定的顯示。庫中的部件可包括工業(yè)中經(jīng)常使用的大多或者所有的部件。例如，這些部件可包括穩(wěn)定器(包括螺旋型、直線型、旋轉(zhuǎn)型和非旋轉(zhuǎn)型穩(wěn)定器)、推進器、可調(diào)彎曲外殼、加速器、鉆頭(固定切割鉆頭和滾筒錐形鉆頭)、底部鉆孔器、開孔器、勘鉆管、電瓶、軸環(huán)、電源組(例如井下發(fā)電機、電機)和各種傳感器及器具(比如ARCTM工具和AIMTM工具等)。這些部件可被繪制成矢量部件，而不是位圖，JPEG，或者光柵圖形部件。換句話說，部分或者所有VG部件可從源數(shù)據(jù)直接生成而不必從庫中檢索。
部件可以用不同的顏色和/或不同深淺的灰度來繪制。另外，可以用在適當?shù)牡胤接脻u變(gradient)填充來繪制部件，以便于不同BHA部件/材料的視覺識別或者用以加強三維效果。另外，如果需要，可使用不同的透明度，用以提供不同BHA部件的整體視覺效果，以便將否則會被其它部件遮蓋的部件可視化。在本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，顏色和漸變的標準方案可被用作顯示部分的BHA部件，使得最終的顯示以合適的顏色方案表示。另外，在一些實施例中，所有漸變可以具有相同的深淺度方案而僅具有不同的顏色。這樣，在組合兩種不同的部件類型時，它們的深淺度相匹配，以給出一個連續(xù)的管狀效果。
圖4示出通常用于在鉆井過程中的BHA部件的一些例子。這些部件可被描述成矢量圖形并被存儲在庫中用于之后的檢索。例如，圖4A示出標準的管、軸環(huán)和通用工具部件。例如，部件的主要部分和特征的缺省顏色可為淺灰色漸變。該漸變最好類似金屬柱面。圖4B利用淺藍色示出一個特別的具有不同漸變的非磁工具。可以選擇使用不同的漸變或顏色/色彩來提供這些部件是由不同的材料制成和/或其具有不同的屬性的視覺提示。另一方面，相同的顏色和漸變方案可用于屬于相同的組的部件。例如，所有用于鉆頭的切割機、鉆孔機和開孔器可用與穩(wěn)定器葉片(圖4C)相同的漸變表示，而使用不同顏色(例如灰藍色)。圖4D示出穩(wěn)定器葉片的例子。可用鉆頭(圖4C)中所用的顏色方案(深藍色漸變)來顯示穩(wěn)定器葉片，使得可隨時沿著整個鉆柱識別所有穩(wěn)定器葉片。
另外，不同的傳感器(未示出)，比如按鈕電極和環(huán)形電極，可具有不同的顏色和/或漸變方案，以便于不同傳感器的視覺識別。在一些實施例中，由不同的供應(yīng)商銷售的不同的工具部件可具有不同的顏色和漸變方案，這使運營商能視覺識別不同零件。
大多數(shù)部件具有頂部和底部連接。但是，鉆頭和開孔器只具有頂部連接。另外，具有組合時不可視的栓式(陽螺紋連接器)或盒式連接器(陰螺紋連接器)的部件可以表示成無此類連接器的形式。在這些部件中的每個連接最好具有相同的尺寸，以便在組合不同部件時可以相互匹配。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，可按照基體構(gòu)建部件。例如，基體可具有恒定的寬度(比如直徑)和不同的長度，以適應(yīng)附加的零件(例如葉片、傳感器、切割機等)。被加入到部件的零件可從部件基體被單獨分組。每個零件也可是被單個分組。這些單個零件能被組合，以形成一個部件。例如，圖5示出由單獨的零件(部件)組合的開孔器。
本發(fā)明的一些實施例涉及軟件應(yīng)用程序控件，其能夠被嵌入到任何支持該所選控件(例如ActiveX控件)的應(yīng)用程序或者在任何帶有圖形解釋器模塊(例如出自Macromedia，Inc，San Francisco，CA的ShockwaveTM的插件)的網(wǎng)頁瀏覽器中可視。本發(fā)明的用戶可提供包含管狀對象的數(shù)據(jù)源(例如WITSML源數(shù)據(jù))。如上所述，數(shù)據(jù)源可以是數(shù)據(jù)文件、到存儲在本地驅(qū)動器或者服務(wù)器上的文件的路徑、或者XML套接字端口。數(shù)據(jù)文件可以是任何適當?shù)母袷?，比如簡單文本或者WITSML。
圖6展示說明本發(fā)明的一個實施例，其為在一個應(yīng)用程序中的BHA顯示。在這個實施例中，窗口具有至少兩個部件。圖片(面板B)是面板A中的數(shù)據(jù)的圖形表示。面板A中的任何數(shù)據(jù)變化都會自動地反映在面板B的圖片中。
圖6A-D中的面板A示出管狀格式的WITSML數(shù)據(jù)。這一顯示提供了讀取WITSML數(shù)據(jù)版本的簡單途徑并提供在面板B中生成所示圖形表示所需要的機械圖象數(shù)據(jù)，參看圖6B和圖6D。
圖6A-D中的面板A還說明根據(jù)本發(fā)明的方法的生成器特征，其中鉆柱部件可被添加到部件列表并由用戶操縱。例如，可從當前部件庫(如圖3中所示的25)選擇這些部件或者實時生成部件。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，數(shù)據(jù)可被簡單地以當前的WITSML或者其它的合適文件格式讀入到表格中，而不用顯示。
圖6B和圖6D的面板B中的BHA-鉆柱顯示可提供鉆柱和BHA的可縮放視覺顯示。該顯示可包括部件沿鉆柱的相對位置。這提供了視覺幫助，通過這個幫助，有經(jīng)驗的技術(shù)人員可檢測和修正設(shè)計中的任何錯誤。例如，穩(wěn)定器是否位于沿鉆柱的適當位置(軸向位置)？另外，鉆柱圖形顯示可包括配置錯誤的顯示。例如，當沒有將合適的連接部件與從庫中選擇或者從文件讀取的部件包括在一起時，將顯示一個錯誤標志。還可產(chǎn)生與基于當前鉆柱要求的一組預(yù)定規(guī)則對應(yīng)的錯誤。例如，一個錯誤消息會提示需要附加的穩(wěn)定器并提供位置建議。
根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，一些交互特征可被包括到圖形顯示中。例如，圖7A示出彈出窗口(下拉窗口)(面板C)可被用于顯示與BHA被選部件相關(guān)的信息。該選擇(或者彈出窗口的激活)可通過在BHA部件上移動指示符(鼠標或者光標)、通過點擊BHA部件、通過接觸屏幕選擇、或者通過任意合適的選擇方式來完成。下拉或者彈出窗口可顯示部件描述和/或其它相關(guān)的數(shù)據(jù)。由于顯示圖形中的每個部件與列在表中的數(shù)據(jù)同步，這就提供了一個方便的查詢模式，以作為從文件或者數(shù)據(jù)表中直接定位相同信息的可替換選擇。
如上所注明的，本發(fā)明的實施例可被嵌入到另一個應(yīng)用程序中(例如，網(wǎng)頁瀏覽器)。圖8說明了一個例子，其中圖形窗口(B)被嵌入到網(wǎng)頁瀏覽器(A)。如圖8A-8D中所示，網(wǎng)頁瀏覽器(A)顯示BHA源數(shù)據(jù)，它是文本文件。如圖8B和圖8D所示，網(wǎng)頁瀏覽器(A)中BHA源數(shù)據(jù)的任何變化可立刻反映到圖形顯示(B)中。根據(jù)本發(fā)明的實施例，網(wǎng)頁瀏覽器(或者等價物)窗口(A)和圖形顯示窗口(B)是互相獨立的，所以圖形窗口(B)可以顯示在相對于瀏覽器窗口(A)的任何位置上。雖然這些窗口相互獨立，但它們在功能上相互連結(jié)(同步)，以便文本文件(BHA源文件)中的任何變化可以馬上反映到圖形顯示中。圖8還說明本發(fā)明的實施例的簡單途徑。即是，利用本發(fā)明的實施例，能從文本文件和網(wǎng)頁瀏覽器生成BHA圖形。
本發(fā)明的上述實施例通過比如WITSML管狀數(shù)據(jù)的簡單輸入文件創(chuàng)建鉆柱和BHA的圖形表示。如果已給出軌線或者時間-對-深度數(shù)據(jù)，本發(fā)明的實施例還可提供動畫制作圖形顯示的能力。本發(fā)明的實施例將沿軌線制作BHA動畫并生成像VCR那樣控制(播放，倒退，前進，暫停)的影像。由于本發(fā)明的圖形顯示產(chǎn)生于簡單的輸入數(shù)據(jù)文件，并且該顯示能被快速地更新，因此動畫過程不會有太多的時間延遲。
圖9說明本發(fā)明動畫制作BHA顯示的一個實施例。為了將BHA軌線制成動畫，需要用于BHA數(shù)據(jù)、時間和軌線。BHA的數(shù)據(jù)用于生成圖形。如上所注明的，BHA的數(shù)據(jù)可是簡單文本文件或者標記語言文件。或者，源數(shù)據(jù)可由另一個應(yīng)用程序生成并被提供給顯示程序的數(shù)據(jù)套接字。
如圖9所示，BHA 91沿著井孔(軌線)92從目標1勘鉆到目標2。在勘鉆之后，井孔與套管93成一條直線。本發(fā)明的實施例可選擇地將井孔軌線與BHA/鉆柱一起顯示。井孔軌線和套管可顯示為柱體的片斷。這些柱體可用不同的透明度級別顯示，使得BHA-鉆孔保持可視。可逐部分顯示井孔(或者軌線)，以仿真一個勘鉆過程。在套管運動時可以將其制成動畫，在其鞏固之后將其變成靜態(tài)部件。
本發(fā)明的實施例可將BHA 91勘鉆井孔92的過程和安裝套管93的過程制成動畫。BHA 91勘鉆井孔92的動畫可包括示出BHA的旋轉(zhuǎn)和/或振動?？梢酝ㄟ^實際的勘鉆操作或者油井規(guī)劃來提供用于動畫制作的數(shù)據(jù)。
油井軌線數(shù)據(jù)被用于生成井孔的路徑，該軌線數(shù)據(jù)也可以是文本文件(例如，WITSML數(shù)據(jù))，所述井孔路徑可以是靜態(tài)的或者可以包括實時部件。油井軌線數(shù)據(jù)可以包括在也可以不必包括在BHA源數(shù)據(jù)文件中。油井軌線數(shù)據(jù)可來自通過油井計劃軟件生成的油井計劃數(shù)據(jù)?；蛘?，軌線數(shù)據(jù)可以是在勘鉆操作期間捕獲的堪定數(shù)據(jù)。在勘鉆操作中捕獲的井孔數(shù)據(jù)可實時地流到應(yīng)用程序，以產(chǎn)生動畫。
不同于油井軌線數(shù)據(jù)，也可以是文本文件(例如，WITSML數(shù)據(jù))的時間-對-深度數(shù)據(jù)可用來提供相對井孔路徑或者鉆頭深度的位置。時間-對-深度數(shù)據(jù)可以來自油井計劃者或者來自測量記錄。換句話說，這些數(shù)據(jù)可來自在勘鉆操作期間捕獲的勘定數(shù)據(jù)。在勘鉆操作中捕獲的數(shù)據(jù)可實時地流到本發(fā)明的一個應(yīng)用程序，以將BHA制成動畫。
在本發(fā)明的一個實施例中，鉆柱的全視圖可沿著包括BHA和勘鉆管的所有或重要部分的軌線示出。較小的視圖可同時作為BHA的縮放視圖示出，包括鉆頭、電機和測量裝備。具有不同比例標度的兩個顯示可以提供更清晰的動畫視圖。
動畫特征可包括旋轉(zhuǎn)、軌線或者扭轉(zhuǎn)壓力的實時表示。這一信息可通過顏色亮度或者其他顏色變化體現(xiàn)。
本發(fā)明的實施例可以用于一個很廣范圍的應(yīng)用中。例如，本發(fā)明的實施例可用作計劃井孔軌線，例如用來建?！囟ǖ木捉嵌仁欠衽c鉆柱部件的設(shè)計相矛盾。這些方法考慮了勘鉆之前的試驗和錯誤模型分析。
BHA的顯示可用于扭矩和拉力分析及切割管理。它們還可用于建模。例如，一個BHA設(shè)計能夠處理一個特定軌線的扭矩力或者勘鉆速率或者泥漿系統(tǒng)嗎？本發(fā)明的實施例考慮了勘鉆之前的試驗和錯誤模型分析。
本發(fā)明的實施例還可用于勘鉆操作的實時表示。本發(fā)明的應(yīng)用可接收井底測量并顯示對勘鉆環(huán)境的BHA響應(yīng)。本發(fā)明的實施例還可用于察看操作的歷史(回放特征)，以允許技術(shù)人員為了例如效率或者失敗分析來回顧前面已經(jīng)被勘鉆的部分。
雖然只就顯示BHA闡述了本發(fā)明，但是存在許多其它應(yīng)用。本領(lǐng)域的一個普通技術(shù)人員可以理解在不脫離本發(fā)明范圍的前提下的改進是可能的。矢量圖形(VG)允許三種圖形對象矢量圖形形狀(例如由直線和曲線組成的路徑)、圖象和文本。因此，除了BHA顯示之外，還可顯示與并孔、構(gòu)造和/或BHA相關(guān)的數(shù)據(jù)。這樣的數(shù)據(jù)(構(gòu)造數(shù)據(jù)、BHA數(shù)據(jù)、井孔數(shù)據(jù))在這個描述中通?？煞Q之為“油井記錄數(shù)據(jù)”。
本發(fā)明的一些實施例可包括顯示沿著井孔的油井記錄數(shù)據(jù)，例如構(gòu)造數(shù)據(jù)(例如類型，密度，抵抗力等)、伽馬射線數(shù)據(jù)和NMR數(shù)據(jù)。本發(fā)明的一些實施例還可顯示與BHA或者鉆柱的屬性及數(shù)據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)，比如鉆頭上的負荷(WOB)、每秒的轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)、穿透速率(ROP)、扭矩、拉力、沖擊等。這樣的顯示通過改變部件的顏色來反映壓力或者旋轉(zhuǎn)速度。類似地，扭矩和拉力數(shù)據(jù)的顯示通過彎曲或者顏色編碼處于扭轉(zhuǎn)力作用下的部件實現(xiàn)，并且沖擊的顯示通過振動受沖擊的部件實現(xiàn)。
本發(fā)明的一些實施例提供查詢模式，其中部分或者所有這些相關(guān)的數(shù)據(jù)可通過用戶選擇而被顯示。用于上述應(yīng)用的每一個的查詢模式，例如與部件對應(yīng)的應(yīng)力值被表現(xiàn)為加強的，例如通過顏色編碼?？衫美缡褂檬髽诉x擇特定部件或者觸摸屏幕選擇來初始化查詢模式。
矢量動畫后的圖形的例子包括出自Macromedia的ShockwaveTM，其作為一個用于矢量動畫圖形的播放器，和出自Macromedia的FlashTM，其生成shockwave文件。在現(xiàn)有技術(shù)中，為了達到與本發(fā)明相同的效果，用戶必須使用比如Macromedia的DirectorTM一類的動畫應(yīng)用程序，以繪制、組合和生成BHA動畫。這個過程是耗費時間的，并且得到的影像將創(chuàng)建巨大的文件。任何變化都要求用戶手工編輯動畫，可能與初始創(chuàng)建花費相同的時間。
由于可能影響B(tài)HA、井底和周圍的構(gòu)造，本發(fā)明提供通過生成測量動畫來視覺化地表和井底測量的新穎方法。圖10說明樣本情況下的三個幀，該樣本情況下，當井底鉆具旋轉(zhuǎn)鉆探一井孔時將BHA動畫化。每個幀描述BHA部件，該部件由BHA數(shù)據(jù)源、當前構(gòu)造類型、軌線斜率及切割密度定義，并且由井底測量工具、轉(zhuǎn)速、泵流速率、來自地表測量的鉆頭及井深度提供。根據(jù)在給定的時間內(nèi)獲取的數(shù)據(jù)繪制每個幀，并且每個幀在按順序更新時能夠提供BHA、井底和構(gòu)造上的那些測量的效果的詳細動畫。
本發(fā)明提供用于將任何可以按時間或者深度表示的數(shù)據(jù)制成動畫的框架，其可以與測量相關(guān)或也可以不相關(guān)。另外的可能性包括顯示或者動畫化與勘鉆事故、勘鉆危險和勘鉆事件相關(guān)的信息，比如鉆頭相關(guān)的信息(比如鉆頭變圓、損壞的割機、機械問題)，構(gòu)進相關(guān)信息(例如，破裂危險、構(gòu)造穩(wěn)定性、鼓脹、空隙壓力、停止等)，井孔動力(例如氣井涌、水注入、抽汲、浪涌等)，油井相關(guān)的信息(例如油井碰撞、匯合路徑、孔清除、倒塌、切割阻塞、枯竭、爆發(fā))，鉆柱相關(guān)信息(例如被卡的管子、擰斷、扭轉(zhuǎn)、拉力、沖擊，振動等)。另外，本發(fā)明的實施例可用來顯示和動畫化與油井數(shù)據(jù)相關(guān)的信息，比如油井整體(套管脫落、木槌打包和穿孔等)、生產(chǎn)/油層監(jiān)視、線路或者LWD記錄等。
本發(fā)明的實施例可以在任何計算機上實現(xiàn)。圖11示出一臺使用本發(fā)明實施例的通用計算機。如圖所示，計算機包括顯示器110、主機100和輸入設(shè)備(比如鍵盤106和鼠標108)。主機100可包括中央處理器102和存儲器104。存儲器104可存儲具有執(zhí)行本發(fā)明方法的指令的程序。或者，可以使用其它內(nèi)部的或者可移動的存儲器，比如軟盤、CD ROM或者其它光盤、磁帶、只讀存儲芯片(ROM)和其它已有技術(shù)或者隨后開發(fā)的此類設(shè)備。指令的程序可以是目標代碼或者源代碼。在這里程序存儲設(shè)備和指令編碼的精確形式并不重要。
本發(fā)明的實施例的優(yōu)點可包括下列的一個或者多個。本發(fā)明的實施例不依賴于以光柵形式(如位圖或者jpeg)繪制的部件庫。雖然這些格式能高質(zhì)量產(chǎn)生BHA圖形，但在縮放時不能保持相同的質(zhì)量。這阻止了以真實的比例標度來顯示BHA。然而，本發(fā)明的實施例使用矢量圖形和利用數(shù)學(xué)公式繪制的部件。矢量圖形使得可以將部件以真實比例標度顯示，同時保持細節(jié)的高質(zhì)量。
本發(fā)明的實施例不要求用戶拼湊各個單獨的部件來組成BHA。這個過程要花去幾個小時，并且如果BHA需要變化時要求手工修改。本發(fā)明的實施例將根據(jù)由WITSML數(shù)據(jù)源提供的數(shù)據(jù)在無用戶介入情況下自動繪制BHA。在每次修改數(shù)據(jù)源時，本發(fā)明的實施例將刷新制圖；因此，任何變化將即時顯示。
本發(fā)明的實施例不再通過如同現(xiàn)有技術(shù)方法那樣繪制部件并逐幀生成BHA動畫來手工創(chuàng)建BHA。利用現(xiàn)有技術(shù)方法，任何變化需要用戶手工實現(xiàn)，這將花去和初始影像一樣多的時間，并且任何修改要求影像被重新編譯和重新分配。作為對比，由本發(fā)明方法創(chuàng)建的影像是完全動態(tài)的并且在幾秒種內(nèi)完成。對數(shù)據(jù)源的任何修改將立刻反映到影像中。影像的生成是完全自動的并不要求用戶介入。控件的簡單拷貝將顯示任何數(shù)量的不同影像；所要求的全部只是不同的數(shù)據(jù)源。
用于顯示BHA的現(xiàn)有技術(shù)方法創(chuàng)建巨大的文件。具有足夠的質(zhì)量，所得的一分鐘長的影像可能超過30兆字節(jié)。作為比較，由本發(fā)明方法生成的影像一般小于100K并能很容易地動畫為一小時長的數(shù)據(jù)。由于數(shù)據(jù)是存儲在WITSML文件中或者通過套接字流傳送，本發(fā)明的實施例只要求部件庫和內(nèi)部部件占用的存儲空間。
用于顯示BHA的現(xiàn)有技術(shù)方法要求巨大的文件。現(xiàn)有應(yīng)用程序所使用的庫包含以光柵格式繪制的部件。如果其有足夠的質(zhì)量，這個格式通常導(dǎo)致巨大的文件。作為比較，本發(fā)明的實施例使用矢量繪制的部件，在得到高質(zhì)量而又詳細的顯示的同時，只獲得了十分小的文件。
用于顯示BHA的現(xiàn)有技術(shù)方法依賴于平臺并要求特殊的應(yīng)用程序來生成和顯示圖形。作為比較，本發(fā)明的實施例不依賴于平臺并且可完全移植。因為WISTML基本上是文本，它可以被轉(zhuǎn)移到任何平臺。本發(fā)明可運行在允許Shockwave的網(wǎng)頁瀏覽器(97％的網(wǎng)頁瀏覽器是允許Shockwave的)。其結(jié)果是動態(tài)的、動畫的BHA，可以只利用文本編輯器和網(wǎng)頁瀏覽器來被創(chuàng)建和顯示。
用于察看井底和地表測量的現(xiàn)有方法通過觀察記錄格式的數(shù)據(jù)完成。每個測量被顯示成與時間相關(guān)的圖形線條(類似于普通的收報機)。為確定簡單的勘鉆模式，要求監(jiān)視許多的測量。本發(fā)明用提供BHA上每個測量的詳細的視覺效果的動畫圖形來表示井底和表面測量。
雖然只根據(jù)有限數(shù)量的實施例描述了本發(fā)明，從本公開獲益的本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解能夠推出其它的實施例，而并不偏離在此公開的本發(fā)明的范圍。由此，本發(fā)明的范圍只被所附的權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種利用矢量圖形來顯示井底鉆具組合(BHA)的方法，包括分析和解釋BHA源數(shù)據(jù)以產(chǎn)生對應(yīng)BHA部件的數(shù)據(jù)包；利用矢量圖形庫中的矢量圖形部件來組合BHA，其中矢量圖形部件代表BHA部件；以及以選擇的比例標度顯示BHA。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中BHA源數(shù)據(jù)是在WITSML數(shù)據(jù)文件或者文本文件中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述顯示還顯示BHA源數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中BHA源數(shù)據(jù)的所述分析和解釋還生成對應(yīng)于油井記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，并且所述顯示還顯示對應(yīng)于油井記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中油井記錄數(shù)據(jù)包括從由鉆頭上的負荷、旋轉(zhuǎn)速率、穿透速率、BHA承受的扭矩、BHA承受的拉力、BHA承受的沖擊和與BHA部件相關(guān)的應(yīng)力所組成的組中選出的至少一個。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其中油井記錄數(shù)據(jù)包括從由伽馬射線數(shù)據(jù)、核子磁共振數(shù)據(jù)、構(gòu)造抵抗力數(shù)據(jù)、構(gòu)造空隙度數(shù)據(jù)和構(gòu)造類型數(shù)據(jù)所組成的組中選擇的至少一個。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述顯示還包括顯示對應(yīng)于油井記錄數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，其中油井記錄數(shù)據(jù)沒有包括在BHA源數(shù)據(jù)中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述油井記錄數(shù)據(jù)包括從由鉆頭上的負荷、旋轉(zhuǎn)速率、穿透速率、BHA承受的扭矩、BHA承受的拉力、BHA承受的沖擊和與BHA部件相關(guān)的應(yīng)力所組成的組中選擇的至少一個。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中油井記錄數(shù)據(jù)包括從由伽馬射線數(shù)據(jù)、核子磁共振數(shù)據(jù)、構(gòu)造抵抗力數(shù)據(jù)、構(gòu)造空隙度數(shù)據(jù)和構(gòu)造類型數(shù)據(jù)所組成的組中選擇的至少一個。
10.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括將所顯示的BHA制成動畫。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其中所述動畫基于與油井軌線或者時間-對-深度數(shù)據(jù)相關(guān)的信息。
12.根據(jù)權(quán)利要求11的方法，其中所述信息被包括在BHA源數(shù)據(jù)中。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的方法，其中所述信息從油井的測井操作中流出。
14.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述分析和解釋BHA源數(shù)據(jù)還生成與附著在BHA上的鉆柱相對應(yīng)的數(shù)據(jù)包，其中所述組合還包括利用代表鉆柱部件的矢量圖形部件來組合鉆柱，并且其中所述顯示還顯示鉆柱。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其還包括將所顯示的鉆柱和BHA制成動畫。
16.根據(jù)權(quán)利要求15的方法，其中所述動畫基于與油井軌線或者時間-對-深度數(shù)據(jù)相關(guān)的信息。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述信息被包括在BHA源數(shù)據(jù)中。
18.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中從勘井操作中流傳送所述信息。
19.根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中所述動畫還顯示與從構(gòu)造數(shù)據(jù)、井孔數(shù)據(jù)以及BHA數(shù)據(jù)中選擇的一個數(shù)據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中從構(gòu)造數(shù)據(jù)、井孔數(shù)據(jù)和BHA數(shù)據(jù)中選擇的數(shù)據(jù)是從勘鉆操作流傳送的。
21.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括顯示BHA周圍的井孔。
22.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，還包括將沿著井孔所顯示的BHA制成動畫。
23.根據(jù)權(quán)利要求21的方法，其中井孔按順序被顯示成柱體的片斷，以仿真勘鉆過程。
24.根據(jù)權(quán)利要求23的方法，還包括將所顯示的BHA制成動畫，以仿真勘鉆過程。
25.一種利用矢量圖形來顯示井底鉆具組合(BHA)的系統(tǒng)，包括處理器和存儲器，其中存儲器存儲具有指令的程序，所述指令用于分析和解釋BHA源數(shù)據(jù)以產(chǎn)生對應(yīng)于BHA部件的數(shù)據(jù)包；利用矢量圖形庫中的矢量圖形部件來組合BHA，其中矢量圖形部件代表BHA部件；以及以選擇的比例標度顯示BHA。
全文摘要
一種利用矢量圖形來顯示井底鉆具組合(BHA)的方法，包括分析和解釋BHA源數(shù)據(jù)以產(chǎn)生對應(yīng)BHA部件的數(shù)據(jù)包；利用矢量圖形庫中的矢量圖形部件來組合BHA，其中矢量圖形部件代表BHA部件；以及以所選擇的比例標度來顯示BHA。
文檔編號E21B47/002GK1782739SQ200410068650
公開日2006年6月7日 申請日期2004年9月3日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月4日
發(fā)明者J·圭德里, M·T·喬 申請人:施盧默格海外有限公司