鉆井設(shè)備的校準的制作方法
【專利說明】鉆井設(shè)備的校準
【背景技術(shù)】
[0001] 油井通過采用鉆機向地層中鉆孔而產(chǎn)生，其中鉆機使鉆柱（例如，鉆桿）旋轉(zhuǎn)，鉆 柱具有連接到其上的鉆頭。所述鉆頭借助于鉆桿（鉆鋌）的重量切入到地層中的巖石內(nèi)部。 鉆井流體（例如，泥漿）被栗送到鉆桿中并且從鉆頭處流出。鉆井流體可以用于冷卻所述 鉆頭，將巖石切削提升到地面，至少部分地抑制井筒中巖石的不穩(wěn)定性，和/或至少部分地 克服巖石內(nèi)部的流體壓力以使得流體不會進入井筒。在這樣的鉆井操作中，可以對鉆井設(shè) 備進行校準以確保有效操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0002] 本公開的各個方面可涉及一種用于確定與鉆井設(shè)備相關(guān)聯(lián)的校準質(zhì)量的計算裝 置。所述計算裝置可包括執(zhí)行模塊以基于與鉆井設(shè)備的鉆機狀態(tài)的時間間隔區(qū)段相對應(yīng)的 數(shù)據(jù)組計算預(yù)測值和計算值的處理器。能夠計算出所述預(yù)測值和所述計算值之間的差。對 所述差值應(yīng)用質(zhì)量指標，可以基于質(zhì)量指標的應(yīng)用確定出校準質(zhì)量。
[0003] 本公開的其它方面可涉及一種確定校準質(zhì)量的方法。所述方法可包括基于與鉆井 設(shè)備的鉆機狀態(tài)的時間間隔區(qū)段相對應(yīng)的數(shù)據(jù)組計算預(yù)測值和計算值。計算出所述預(yù)測值 和所述計算值之間的差。對所述預(yù)測值和所述計算值之間的差應(yīng)用質(zhì)量指標。基于質(zhì)量指 標的應(yīng)用可確定出校準質(zhì)量。
[0004] 同樣，本公開的各個方面可涉及一種確定與鉆井設(shè)備相關(guān)聯(lián)的校準質(zhì)量的系統(tǒng)。 所述系統(tǒng)可包括鉆探井筒的鉆井設(shè)備。在某些實施例中，所述鉆井設(shè)備包括測量與鉆井設(shè) 備的一區(qū)段相關(guān)聯(lián)的特性的測井工具。所述系統(tǒng)還可包括與測井工具通訊的計算裝置。所 述計算裝置可包括執(zhí)行模塊以基于與鉆井設(shè)備的鉆機狀態(tài)的時間間隔區(qū)段相對應(yīng)的數(shù)據(jù) 組計算預(yù)測值和計算值的處理器。計算出所述預(yù)測值和所述計算值之間的差。對所述預(yù)測 值和所述計算值之間的差應(yīng)用質(zhì)量指標，并且基于質(zhì)量指標的應(yīng)用可以確定出校準質(zhì)量。
[0005] 本概述用于以簡化的形式引入將在詳細說明中進一步描述的選定的構(gòu)思。本概述 并不是用于確定要求保護的主題的關(guān)鍵特征或者基本特征，也不是用于幫助確定要求保護 的主題的范圍。
【附圖說明】
[0006] 參照附圖對詳細描述進行說明。在說明書和附圖的不同實例中，使用相同的附圖 標記指代相似或相同的對象。
[0007] 圖1為根據(jù)本公開的一個典型實施例的鉆井設(shè)備的概略圖。
[0008] 圖2為根據(jù)本公開的一個典型實施例的計算裝置的框圖的概略圖。
[0009] 圖3為根據(jù)本公開的一個典型實施例的計算計算的總鉤載荷值和預(yù)測的鉤載荷 值的典型方法的流程圖。
[0010] 圖4為根據(jù)本公開的一個典型實施例的計算計算的扭矩損失值和預(yù)測的扭矩損 失值的典型方法的流程圖。
[0011] 圖5為根據(jù)本公開的一個典型實施例的計算計算的井底壓力值和預(yù)測的井底壓 力值的典型方法的流程圖。
[0012] 圖6為根據(jù)本公開的一個典型實施例的描繪預(yù)測的鉤載荷值和計算的鉤載荷值 的曲線圖。
[0013] 圖7為根據(jù)本公開的一個典型實施例的描繪預(yù)測的扭矩損失值和計算的扭矩損 失值的曲線圖。
[0014] 圖8為根據(jù)本公開的一個典型實施例的描繪確定校準質(zhì)量值的典型方法的流程 圖。
[0015] 圖9為根據(jù)本公開的一個典型實施例的描繪鉆井設(shè)備的每個立柱的實際值和預(yù) 測值之間的差值的曲線圖。
[0016] 圖10為根據(jù)本公開的一個典型實施例的描繪鉤載荷值的標準偏差和每個立柱的 點數(shù)的曲線圖。
【具體實施方式】
[0017] 公開了一種系統(tǒng)，其測量在連接過程中的相關(guān)數(shù)據(jù)點并且基于所述相關(guān)數(shù)據(jù)點計 算校準。所述系統(tǒng)還可以確定計算的校準的質(zhì)量，這允許自動化鉆井過程可獨立于鉆井者 的動作持續(xù)。根據(jù)本公開，對具有相關(guān)聯(lián)的井筒和設(shè)備的井場進行描述以描述本申請的一 個實施例?？梢岳斫獾氖牵畧龅脑O(shè)備可以根據(jù)遇到的現(xiàn)場考慮而進行改進。
[0018] 圖1描繪了根據(jù)本公開的一個或多個實施例的鉆井設(shè)備100。鉆柱102可從鉆機 104延伸到儲層106的地層的一個區(qū)域中。鉆柱102可采用通訊裝置108從井下向地面?zhèn)?輸數(shù)據(jù)。在本公開的一個或多個實施例中，通訊裝置108可包括泥漿脈沖遙測通訊裝置，電 磁通訊裝置，聲通訊裝置，有線鉆桿通訊裝置，它們的組合，或者類似的裝置。
[0019] 井底鉆具組合（"BHA"）可懸掛在鉆柱102的一端上。在一個實施例中，井底鉆具 組合包括一個或多個測井工具110 (例如，測井工具和/或測量工具）。測井工具110可包 括能夠測量地下地層和/或儲層106的一個或多個特性和/或與測井設(shè)備的一區(qū)段相關(guān)聯(lián) 的一個或多個特性的傳感器。例如，測井工具110可包括隨鉆測量（"MWD"）工具，隨鉆測 井（"LWD"）工具，隨鉆地層壓力（"FPWD"）工具，地層評價工具，地層采樣工具，它們的組 合，或者類似的工具。
[0020] 用在鉆柱102的端部處的隨鉆測井工具可包括厚壁殼體，通常被稱作鉆鋌，并且 可包括多個測井裝置中的一個或多個。所述隨鉆測井工具能夠在測量，處理，和/或在其中 存儲信息，還可以與設(shè)置在井場地面上的設(shè)備通訊。
[0021] 隨鉆測量工具可包括一個或多個如下所述的測量工具：調(diào)制器，鉆壓測量裝置，扭 矩測量裝置，振動測量裝置，沖擊測量裝置，粘滑測量裝置，方向測量裝置，以及傾角測量裝 置，和/或任何能夠測量相關(guān)數(shù)據(jù)點的其它裝置。
[0022] 由井底鉆具組合或者其它工具以及連接到鉆柱102的傳感器獲得的測量值可以 被傳遞到計算裝置114用于分析。例如，泥漿脈沖可以被用于將由一個或多個測井工具110 執(zhí)行的地層測量值傳遞給所述計算裝置114。
[0023] 計算裝置114可以與鉆井設(shè)備100通訊連接。在一個或多個實施例中，所述計算 裝置114可包括服務(wù)器計算裝置，桌面計算裝置，便攜式計算裝置，移動計算裝置（例如，智 能手機，平板計算裝置等），或者類似物。如圖2所示，所述計算裝置114包括處理器116， 存儲器118,以及通訊模塊120。如這里更詳細描述的，所述計算裝置114接收來自于鉆井 設(shè)備100的表示測量值的數(shù)據(jù)（例如，接收來自于測井工具110的數(shù)據(jù)）并且預(yù)測當前和 未來鉆井設(shè)備100的立柱119的校準（例如，鉆桿117的兩個或三個單接頭）。
[0024] 處理器116為所述計算裝置114提供處理功能并且可以包括任意數(shù)量的處理器， 微控制器，或其它處理系統(tǒng)，以及用于存儲被所述計算裝置114讀取或產(chǎn)生的數(shù)據(jù)和其它 信息的常駐或外部存儲器。所述處理器116可以執(zhí)行一個或多個實施這里描述的技術(shù)的軟 件程序。所述處理器116并不受其形成材料或者這里采用的處理機制的限制，由此，可以通 過半導體和/或晶體管（例如，電子集成線路（1C))，等等實施。
[0025] 存儲器108為提供存儲功能以存儲各種與所述計算裝置114的運行相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù) 的實體的計算機可讀介質(zhì)，所述數(shù)據(jù)例如是上面提到的軟件程序和代碼段，或者其它用于 命令所述處理器116和所述計算裝置114的其它部件執(zhí)行這里描述的功能的數(shù)據(jù)。盡管示 出了一個存儲器118,然而可以采用多種類型的存儲器及其組合。所述存儲器118可以與處 理器116集成在一起，可以是獨立存儲器，或者二者的組合。所述存儲器例如可以包括，可 移除和不可移除的存儲元件，例如RAM、R0M、閃存（例如，SD卡，mini-SD卡，micro-SD卡）， 磁性存儲裝置，光學存儲裝置，USB存儲裝置，等等。
[0026] 通訊模塊120提供使所述計算裝置114與一個或多個網(wǎng)絡(luò)通訊的功能。在各種實 施方式中，所述通訊模塊120可以代表多種通訊部件和功能，包括但不限于，一個或多個天 線；瀏覽器；發(fā)送器和/或接收器（例如，射頻電路）；無線電；數(shù)據(jù)端口；軟件接口和驅(qū)動 器；網(wǎng)絡(luò)接口；數(shù)據(jù)處理部件；等等。
[0027] 計算裝置114可進一步包括一個或多個輸入/輸出（I/O)裝置122(例如，鍵盤， 按鈕，無線輸入裝置，指輪輸入裝置，軌跡導桿輸入裝置，等等）。所述I/O裝置122可包括 一個或多個聲音I/O裝置，例如，麥克風，揚聲器，等等。因此，I/O裝置122可包括接收用 戶輸入的鍵盤。在一種實施方式中，所述鍵盤可以與所述計算裝置114集成在一起，或者所 述鍵盤可以是與所述計算裝置114連接（例如，通過USB端口，等等）的外圍裝置。
[0028] 如圖2所示，所述計算裝置114包括存儲在所述存儲器118中并且可以被所述處 理器116執(zhí)行的校準模塊121。所述校準模塊121具有在后面