定向鉆井操作通常允許對來自井下儲層的烴的更大回收。在相同的區(qū)域鉆進(jìn)多個(gè)定向井可能增加井眼之間碰撞的可能性。

附圖簡述

圖1示出用于鉆井操作的系統(tǒng)。

圖2示出一種情況，其中在正在鉆進(jìn)的井眼與另一井眼之間存在碰撞的危險(xiǎn)。

圖3示出執(zhí)行用于執(zhí)行操作的軟件的計(jì)算機(jī)。

圖4示出防碰撞工作流的部件。

圖5示出碰撞掃描報(bào)告的創(chuàng)建。

圖6示出掃描報(bào)告的傳輸。

圖7示出掃描報(bào)告處理。

圖8示出防碰撞處理中的數(shù)據(jù)流。

圖9A-9C示出接收和顯示碰撞警報(bào)的移動(dòng)設(shè)備的實(shí)例。

圖10示出流程圖。

詳述

用于鉆井操作(或“鉆井系統(tǒng)”)的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方案，在圖1中示出，包括在地表12處、支撐鉆柱14的鉆機(jī)10。在一個(gè)實(shí)施方案中，鉆柱14是鉆桿區(qū)段的組件，所述鉆桿區(qū)段通過工作平臺16端對端連接。在可替代的實(shí)施方案中，鉆柱包括連續(xù)管而不是單個(gè)的鉆桿。在可替代的實(shí)施方案中，鉆井系統(tǒng)是基于海而不是基于陸地的。在一個(gè)實(shí)施方案中，鉆頭18聯(lián)接到鉆柱14的下端，并且通過鉆井操作鉆頭18形成通過地層22和24的井眼20。在一個(gè)實(shí)施方案中，鉆柱14在其下端上具有底孔(BHA)組件26，其包括鉆頭18、內(nèi)置到鉆鋌區(qū)段32中的測井工具30、定位在非磁性儀器接頭(sub)34中的定向傳感器、井下控制器40、遙測發(fā)射器42以及在一些實(shí)施方案中井下電機(jī)/旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向工具28。

在一個(gè)實(shí)施方案中，井下控制器40控制遙測發(fā)射器42的操作并且協(xié)調(diào)井下部件的操作。在一個(gè)實(shí)施方案中，控制器40處理從測井工具30和/或儀器接頭34中的傳感器接收的數(shù)據(jù)并且產(chǎn)生用于經(jīng)由遙測發(fā)射器42傳輸?shù)降乇淼木幋a信號。在一些實(shí)施方案中，遙測是以鉆柱14內(nèi)泥漿脈沖的形式，并且其中泥漿脈沖通過泥漿脈沖接收器44在地表處檢測。其他遙測系統(tǒng)可以同等地使用(例如，沿著鉆柱、有線鉆桿等的聲學(xué)遙測)。除了井下傳感器，系統(tǒng)可包括位于鉆臺的地表處以便監(jiān)測不同操作(例如，鉆柱的旋轉(zhuǎn)速率、泥漿流動(dòng)速率等)的多個(gè)傳感器。

在一些實(shí)施方案中，來自井下傳感器和地表傳感器的數(shù)據(jù)被處理用于顯示，如在美國專利申請公布號2013/0186687中所描述，上述專利申請公布轉(zhuǎn)讓給本申請的受讓人。處理此類數(shù)據(jù)的處理器部件可以在井下和/或在地表處。例如，井下工具中的一個(gè)或多個(gè)處理器(包括例如井下控制器40)可處理井下數(shù)據(jù)?？商娲鼗虺酥?，鉆機(jī)現(xiàn)場處和/或遠(yuǎn)程位置處的一個(gè)或多個(gè)處理器可處理所述數(shù)據(jù)。此外，所處理的數(shù)據(jù)可接著數(shù)字地和/或圖形地顯示，如在美國專利申請公布號2013/0186687(在上文所引用)中所描述的。

在一個(gè)實(shí)施方案中，現(xiàn)場計(jì)算機(jī)46接收通過遙測發(fā)射器42傳輸?shù)降乇淼臄?shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，現(xiàn)場計(jì)算機(jī)46處理通過遙測發(fā)射器42傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的一些或所有，如下文所描述。在一個(gè)實(shí)施方案中，現(xiàn)場計(jì)算機(jī)46確定井眼20處于與第二井眼202碰撞的危險(xiǎn)中，如在圖2中所示出，并且通過一個(gè)或多個(gè)無線網(wǎng)絡(luò)50向移動(dòng)設(shè)備48發(fā)送消息。在一個(gè)實(shí)施方案中，無線網(wǎng)絡(luò)50包括一個(gè)或多個(gè)蜂窩網(wǎng)絡(luò)、一個(gè)或多個(gè)無線廣域網(wǎng)、一個(gè)或多個(gè)無線局域網(wǎng)和/或一個(gè)或多個(gè)有線網(wǎng)絡(luò)。在一個(gè)實(shí)施方案中，無線網(wǎng)絡(luò)50的至少一部分是第三方網(wǎng)絡(luò)，其中第三方網(wǎng)絡(luò)由除了圖1中示出的鉆井系統(tǒng)的擁有者或操作者之外的人擁有。例如，如果鉆井系統(tǒng)由石油服務(wù)公司擁有，那么蜂窩電話系統(tǒng)可以是第三方網(wǎng)絡(luò)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，在圖3中示出，現(xiàn)場計(jì)算機(jī)46包括處理器302。在一個(gè)實(shí)施方案中，現(xiàn)場計(jì)算機(jī)46還包括存儲器單元330、處理器總線322和輸入/輸出控制器集線器(ICH)324。在一個(gè)實(shí)施方案中，處理器302、存儲器單元330和ICH 324聯(lián)接到處理器總線322。在一個(gè)實(shí)施方案中，處理器302可包括任意合適的處理器架構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施方案中，現(xiàn)場計(jì)算機(jī)46可包括一個(gè)、兩個(gè)、三個(gè)或更多個(gè)處理器，這些處理器的任一個(gè)可根據(jù)本文描述的實(shí)施方案執(zhí)行一組指令。

在一個(gè)實(shí)施方案中，存儲器單元330可存儲數(shù)據(jù)和/或指令，并且可包括任意合適的存儲器，諸如動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲器(DRAM)。在一個(gè)實(shí)施方案中，現(xiàn)場計(jì)算機(jī)46還包括IDE驅(qū)動(dòng)器308和/或其他合適的存儲設(shè)備。在一個(gè)實(shí)施方案中，圖形控制器304控制信息在顯示設(shè)備306上的顯示。

在一個(gè)實(shí)施方案中，輸入/輸出控制器集線器(ICH)324向用于現(xiàn)場計(jì)算機(jī)46的輸入/輸出(I/O)設(shè)備或外圍部件提供界面。在一個(gè)實(shí)施方案中，ICH 324可包括任意合適的界面控制器以便向處理器302、存儲器單元330和/或向與ICH 324通信的任意合適的設(shè)備或部件提供任意合適的通信鏈接。在一個(gè)實(shí)施方案中，ICH 324提供用于每個(gè)界面的合適的仲裁和緩沖。

在一個(gè)實(shí)施方案中，ICH 324向一個(gè)或多個(gè)合適的集成驅(qū)動(dòng)電子器件(IDE)驅(qū)動(dòng)器308諸如硬盤驅(qū)動(dòng)器(HDD)或壓縮光盤只讀存儲器(CD ROM)驅(qū)動(dòng)器提供界面，或者通過一個(gè)或多個(gè)USB端口310向合適的通用串行總線(USB)設(shè)備提供界面。在一個(gè)實(shí)施方案中，ICH 324還通過一個(gè)或多個(gè)火線端口316向鍵盤312、鼠標(biāo)314、CD-ROM驅(qū)動(dòng)器318、一個(gè)或多個(gè)合適的設(shè)備提供界面。在一個(gè)實(shí)施方案中，ICH324還提供網(wǎng)絡(luò)界面320，通過所述網(wǎng)絡(luò)界面320現(xiàn)場計(jì)算機(jī)46可與其他計(jì)算機(jī)和/或設(shè)備通信。

在一個(gè)實(shí)施方案中，現(xiàn)場計(jì)算機(jī)46包括存儲體現(xiàn)針對本文描述的方法的任一個(gè)或所有的一組指令(例如，軟件)的機(jī)器可讀介質(zhì)。此外，軟件可完全或至少部分地駐留在存儲器單元330內(nèi)和/或處理器302內(nèi)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，防碰撞工作流，在圖4中示出，包括警報(bào)代理402，所述警報(bào)代理402協(xié)調(diào)防碰撞工作流中的其他軟件部件。

在一個(gè)實(shí)施方案中，防碰撞工作流包括數(shù)據(jù)庫(DB)404，所述數(shù)據(jù)庫(DB)404包含關(guān)于鉆井環(huán)境的相關(guān)信息和用于訪問那一信息的井計(jì)劃和鉆井相關(guān)的應(yīng)用。示例性DB 404是可從Halliburton獲得的ENGINEERING DATA MODEL^TM。在一個(gè)實(shí)施方案中，DB 404是一組聯(lián)接到數(shù)據(jù)庫的井計(jì)劃和鉆井相關(guān)的應(yīng)用。在一個(gè)實(shí)施方案中，DB 404提供井、井筒和測量數(shù)據(jù)用于防碰撞分析。

在一個(gè)實(shí)施方案中，防碰撞工作流包括數(shù)據(jù)管理服務(wù)(DMS)406，所述數(shù)據(jù)管理服務(wù)(DMS)406允許鉆井和其他鉆機(jī)現(xiàn)場數(shù)據(jù)被實(shí)時(shí)收集、傳輸、復(fù)制并且管理。示例性DMS 406是可從Halliburton EnergyServices，Inc.獲得的產(chǎn)品。在一個(gè)實(shí)施方案中，DMS 406是存儲、傳輸并且復(fù)制從鉆井系統(tǒng)獲取的數(shù)據(jù)的公共平臺。在一個(gè)實(shí)施方案中，DMS 406允許鉆機(jī)與辦公室環(huán)境之間數(shù)據(jù)的復(fù)制、允許團(tuán)隊(duì)之前的實(shí)時(shí)合作以及井場情況在其出現(xiàn)時(shí)的管理。在一個(gè)實(shí)施方案中，DMS 406是用于防碰撞工作流的定向測量數(shù)據(jù)的源。在一個(gè)實(shí)施方案中，在工程師進(jìn)入并且將測量信息驗(yàn)證到DMS 406中之后，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)(諸如WITSML(“WITSML”是“井場信息傳輸標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記語言”的縮寫))協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳輸?shù)母袷交瘮?shù)據(jù)傳輸應(yīng)用(FDT)408將數(shù)據(jù)拷貝到DB 404，所述DB 404是用于防碰撞分析的數(shù)據(jù)的源，如下文所描述。在一個(gè)實(shí)施方案中，F(xiàn)DT 408將來自DB 404的防碰撞分析的結(jié)果寫入DMS 406，在所述DMS 406處存儲所述結(jié)果用于隨后使用和引用。

在一個(gè)實(shí)施方案中，防碰撞工作流包括管理將來自多個(gè)數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉鄠€(gè)數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用(DT)410。示例性DT 410是可從Landmark Graphics公司獲得的數(shù)據(jù)服務(wù)器。在一個(gè)實(shí)施方案中，DT 410提供統(tǒng)一界面以便從數(shù)據(jù)存儲區(qū)訪問數(shù)據(jù)，諸如DMS 406、DB 404和可從Landmark Graphics公司獲得的(未示出)。在一個(gè)實(shí)施方案中，DT 410提供對于來自DB 404的井、井筒和測量數(shù)據(jù)的訪問。在一個(gè)實(shí)施方案中，F(xiàn)DT 408使用DT 410來將井、井筒和測量數(shù)據(jù)寫入DB 404中。

在一個(gè)實(shí)施方案中，防碰撞工作流包括使用常規(guī)技術(shù)創(chuàng)建掃描報(bào)告的防碰撞服務(wù)412，所述掃描報(bào)告指示被鉆進(jìn)的井(例如，井眼20)距其附近或偏移井(例如，第二井眼202，見圖2)多遠(yuǎn)，所述常規(guī)技術(shù)的實(shí)例在1995年的石油工程師學(xué)會年度技術(shù)會議與展覽(SPE30692)的PEARL CHU LEDER、D.P.MCCANN和HATCH“新實(shí)時(shí)防碰撞警報(bào)改進(jìn)鉆井安全性”中描述。在一個(gè)實(shí)施方案中，掃描報(bào)告提供除了指示碰撞的可能性的其他信息之外的安全性因素。在一個(gè)實(shí)施方案中，防碰撞服務(wù)412使用來自現(xiàn)有井的井信息和測量數(shù)據(jù)以及來自偏移井的測量數(shù)據(jù)以便計(jì)算所述掃描報(bào)告。在一個(gè)實(shí)施方案中，防碰撞服務(wù)412從DB 404檢索數(shù)據(jù)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，防碰撞顧問414是提供碰撞狀況的可能性的警報(bào)的前端應(yīng)用。在一個(gè)實(shí)施方案中，防碰撞顧問414運(yùn)行為鉆井動(dòng)態(tài)顧問(“DDA”)(未示出)的部分，這是提供需要注意力的實(shí)時(shí)事件的警報(bào)的監(jiān)測和建議應(yīng)用。

在一個(gè)實(shí)施方案中，消息傳送服務(wù)(MS)416，諸如可從The Apache Software Foundation獲得的服務(wù)，提供在圖4中示出的防碰撞工作流部件之中以及在現(xiàn)場計(jì)算機(jī)46上運(yùn)行的其他處理和服務(wù)之中交換消息的能力。

在一個(gè)實(shí)施方案中，配置部件418包含并且管理用于警報(bào)代理402、DT 410、防碰撞服務(wù)412和MS 416的配置，如通過圖4上的線所指示。

在創(chuàng)建碰撞掃描報(bào)告的一個(gè)實(shí)施方案中，在圖5中示出，MS 416通知警報(bào)代理402在DB 404中用于鉆進(jìn)的井的測量已經(jīng)被修改。在一個(gè)實(shí)施方案中，測量提供通過地層的井眼(例如，井眼20，見圖1和圖2，或者第二井眼202，見圖2)的路徑的三維記錄。在一個(gè)實(shí)施方案中，鉆進(jìn)井眼20的鉆頭18或底孔組件26的另一部分的現(xiàn)在位置通過遙測報(bào)告并且存儲在DB 404中作為用于井眼20的測量的部分。在一個(gè)實(shí)施方案中，在接收針對被鉆進(jìn)的井的測量已經(jīng)變化的通知之后，警報(bào)代理402調(diào)用防碰撞服務(wù)412以便生成針對測量的掃描報(bào)告。在一個(gè)實(shí)施方案中，防碰撞服務(wù)412從DB 404讀取針對被鉆進(jìn)的井以及針對偏移井的測量數(shù)據(jù)，執(zhí)行防碰撞分析，產(chǎn)生掃描報(bào)告(或者“碰撞報(bào)告”)502。在一個(gè)實(shí)施方案中，防碰撞服務(wù)412將掃描報(bào)告502返回到警報(bào)代理402。

在一個(gè)實(shí)施方案中，在圖6中所示，警報(bào)代理402查看掃描報(bào)告50以便確定這是否與從防碰撞服務(wù)412接收的最近的掃描報(bào)告相同。在一個(gè)實(shí)施方案中，這樣做是為了避免將復(fù)制的掃描報(bào)告發(fā)送到防碰撞顧問414。

在一個(gè)實(shí)施方案中，在圖7中所示，防碰撞顧問414讀取最近到達(dá)的掃描報(bào)告502并且將其顯示在顯示設(shè)備上，諸如顯示設(shè)備306。在一個(gè)實(shí)施方案中，如果在掃描報(bào)告502中存在警報(bào)狀況，則防碰撞顧問致使警報(bào)的指示呈現(xiàn)在顯示設(shè)備上并且將警報(bào)發(fā)送到警報(bào)服務(wù)器702，所述警報(bào)服務(wù)器702在一個(gè)實(shí)施方案中是DMS 406的部件。

在一個(gè)實(shí)施方案中，在圖8中所示，防碰撞過程的互操作包括以實(shí)線表示的測量數(shù)據(jù)的流動(dòng)，以細(xì)虛線表示的防碰撞掃描結(jié)果的流動(dòng)，以點(diǎn)劃線表示的警告過程流動(dòng)以及由粗虛線表示的系統(tǒng)通信。

在一個(gè)實(shí)施方案中，在圖8中所示，通過遙測發(fā)射器42傳輸?shù)墓ぞ邔?shí)時(shí)遙測802由現(xiàn)場計(jì)算機(jī)46接收并且解碼804，后者通常是DMS 406的功能。在一個(gè)實(shí)施方案中，MS 416通知警報(bào)代理402測量中的測量點(diǎn)已經(jīng)變化或者已經(jīng)更新。在一個(gè)實(shí)施方案中，警報(bào)代理402調(diào)用防碰撞服務(wù)412，所述防碰撞服務(wù)412執(zhí)行防碰撞分析并且產(chǎn)生掃描報(bào)告502。在一個(gè)實(shí)施方案中，防碰撞服務(wù)412將掃描報(bào)告502返回到警報(bào)代理402。在一個(gè)實(shí)施方案中，警報(bào)代理402分析掃描報(bào)告502以便確定是否與先前的掃描報(bào)告(在一個(gè)實(shí)施方案中，最近接收的先前掃描報(bào)告)不同。在一個(gè)實(shí)施方案中，如果掃描報(bào)告不同，則警報(bào)代理向DMS 406發(fā)送報(bào)告并且防碰撞顧問414將掃描報(bào)告502顯示在顯示設(shè)備306上。在一個(gè)實(shí)施方案中，如果掃描報(bào)告502指示碰撞的危險(xiǎn)(諸如在圖2中所示)，則防碰撞顧問414將警報(bào)公告顯示在顯示設(shè)備306和/或其他顯示和聲音設(shè)備(未示出)上。在一個(gè)實(shí)施方案中，警報(bào)公告包括詞語“碰撞警報(bào)”或類似的詞語并且包括意圖引起操作者注意的其他視覺、可聽到的和/或感覺指示符，諸如鮮亮的顏色、閃爍的圖形、振動(dòng)和/或警報(bào)聲音。

在一個(gè)實(shí)施方案中，除了將警報(bào)公告顯示在顯示設(shè)備306上之外，現(xiàn)場計(jì)算機(jī)通過無線網(wǎng)絡(luò)50將警報(bào)消息傳輸?shù)揭苿?dòng)設(shè)備48，致使移動(dòng)設(shè)備48顯示警報(bào)公告，如在圖9A(其中移動(dòng)設(shè)備48是蜂窩電話)、圖9B(其中移動(dòng)設(shè)備48是平板電腦)和圖9C(其中移動(dòng)設(shè)備48是膝上型計(jì)算機(jī))中所示出。在一個(gè)實(shí)施方案中，警報(bào)公告包括詞語“碰撞警報(bào)”或類似的詞語并且包括意圖引起移動(dòng)設(shè)備48的用戶的注意的其他視覺、可聽到的和/或感覺指示符，諸如鮮亮的顏色、閃爍的圖形、警報(bào)聲音和/或振動(dòng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，視覺警報(bào)公告疊加在顯示在移動(dòng)設(shè)備上的來自正在鉆進(jìn)的井的其他數(shù)據(jù)之上，如在圖9A-9C中所示出。

在使用中，如在圖10中所示出，在被鉆進(jìn)的井(諸如井眼20)中聯(lián)接到儀器(諸如底孔組件26中的一個(gè)或多個(gè)部件)的處理器(諸如現(xiàn)場計(jì)算機(jī)46)接收針對被鉆進(jìn)的井(諸如井眼20)的測量數(shù)據(jù)，(框1002)并且確定被鉆進(jìn)的井(諸如井眼20)處于與第二井(諸如第二井眼202)碰撞的危險(xiǎn)中，(框1004)并且將警告危險(xiǎn)的消息傳輸?shù)揭苿?dòng)設(shè)備(諸如移動(dòng)設(shè)備48)(框1006)。在一個(gè)實(shí)施方案中，傳輸是通過無線網(wǎng)絡(luò)50。

在一個(gè)實(shí)施方案中，移動(dòng)設(shè)備(諸如移動(dòng)設(shè)備48)通過無線網(wǎng)絡(luò)50接收消息(框1008)。在一個(gè)實(shí)施方案中，移動(dòng)設(shè)備(諸如移動(dòng)設(shè)備48)將被鉆進(jìn)的井與第二井碰撞的危險(xiǎn)的公告顯示在移動(dòng)設(shè)備的圖形用戶界面上(框1010)。

詞語“聯(lián)接的”在本文是指直接連接或間接連接。

以上文本描述更廣泛發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)特定實(shí)施方案。本發(fā)明也在各種替代實(shí)施方案中執(zhí)行并且因此不限于在此描述的那些。已經(jīng)出于說明和描述的目的呈現(xiàn)了對本發(fā)明的實(shí)施方案的以上描述。本篇描述不意圖詳盡的或?qū)⒈景l(fā)明限于所公開的精確形式。根據(jù)上文的教義，許多修改和變型是可能的。這意味著本發(fā)明的范圍不受此詳細(xì)描述的限制，而是受隨附權(quán)利要求的限制。