Yuav ua li cas thiaj paub qhov kev ntsuam xyuas ntawm PDC ntsis ROP qauv thiab qhov cuam tshuam ntawm lub zog pob zeb rau cov qauv coefficients?

Abstract

Cov xwm txheej roj qis tam sim no tau rov ua kom pom tseeb dua rau kev ua kom zoo dua qub kom txuag tau lub sijhawm los khawb cov roj thiab cov roj av thiab txo cov nqi ua haujlwm. Kev ntsuas tus nqi ntawm kev nkag mus (ROP) yog ib qho cuab yeej tseem ceeb hauv kev ua kom zoo dua cov kev ntsuas drilling, uas yog qhov hnyav ntawm qhov me me thiab qhov ceev ntawm kev sib hloov rau cov txheej txheem drilling sai dua. Nrog rau cov cuab yeej tshiab, kev pom cov ntaub ntawv tsis siv neeg thiab ROP modeling uas tsim los hauv Excel VBA, ROPPlotter, txoj haujlwm no tshawb nrhiav kev ua tau zoo ntawm tus qauv thiab qhov cuam tshuam ntawm lub zog pob zeb rau cov qauv coefficients ntawm ob qho qauv PDC Bit ROP sib txawv: Hareland thiab Rampersad (1994) thiab Motahhari et al. (2010). Ob qho no PDC ntsis Cov qauv raug piv rau ib qho piv txwv, kev sib raug zoo ROP dav dav uas Bingham (1964) tsim hauv peb lub pob zeb sandstone sib txawv hauv ntu ntsug ntawm Bakken shale kab rov tav qhov dej. Thawj zaug, tau sim cais cov txiaj ntsig ntawm kev sib txawv ntawm lub zog pob zeb rau ROP qauv coefficients los ntawm kev tshawb nrhiav lithologies nrog lwm yam kev ntsuas drilling zoo sib xws. Tsis tas li ntawd, kev sib tham txog qhov tseem ceeb ntawm kev xaiv cov qauv coefficients ciam teb raug ua. Lub zog pob zeb, suav nrog hauv Hareland thiab Motahhari cov qauv tab sis tsis yog hauv Bingham's, ua rau muaj cov nqi siab dua ntawm cov qauv coefficients multiplier rau cov qauv yav dhau los, ntxiv rau qhov nce RPM lub sijhawm exponent rau Motahhari tus qauv. Hareland thiab Rampersad tus qauv tau pom tias ua tau zoo tshaj plaws ntawm peb tus qauv nrog cov ntaub ntawv tshwj xeeb no. Kev ua tau zoo thiab kev siv tau ntawm ROP qauv ib txwm muaj kev nug, vim tias cov qauv no vam khom rau ib pawg ntawm cov coefficients empirical uas suav nrog cov txiaj ntsig ntawm ntau yam drilling yam tsis suav nrog hauv tus qauv tsim thiab yog tshwj xeeb rau ib qho lithology tshwj xeeb.

Kev Taw Qhia

PDC (Polycrystalline Diamond Compact) cov ntsis yog hom ntsis tseem ceeb uas siv rau hauv kev khawb roj thiab roj av niaj hnub no. Kev ua tau zoo ntawm cov ntsis feem ntau yog ntsuas los ntawm tus nqi ntawm kev nkag mus (ROP), qhov qhia txog qhov ceev npaum li cas lub qhov dej tau khawb raws li qhov ntev ntawm qhov khawb ib lub sijhawm. Kev txhim kho kev khawb tau nyob rau pem hauv ntej ntawm cov tuam txhab hluav taws xob cov txheej txheem rau ntau xyoo tam sim no, thiab nws tau txais qhov tseem ceeb ntxiv thaum lub sijhawm tam sim no tus nqi roj qis (Hareland thiab Rampersad, 1994). Kauj ruam thawj zaug hauv kev txhim kho cov kev ntsuas drilling kom tsim tau qhov zoo tshaj plaws ROP yog kev tsim cov qauv raug ntsig txog kev ntsuas tau txais ntawm qhov chaw mus rau qhov nrawm drilling.

Muaj ntau tus qauv ROP, suav nrog cov qauv tsim tshwj xeeb rau ib hom ntsis, tau luam tawm hauv cov ntaub ntawv. Cov qauv ROP no feem ntau muaj ntau tus lej ntawm cov lej uas nyob ntawm lithology thiab tej zaum yuav ua rau kev nkag siab tsis meej txog kev sib raug zoo ntawm cov txheej txheem drilling thiab tus nqi ntawm kev nkag mus. Lub hom phiaj ntawm txoj kev tshawb fawb no yog los tshuaj xyuas kev ua tau zoo ntawm tus qauv thiab cov lej ntawm tus qauv teb li cas rau cov ntaub ntawv hauv daim teb nrog cov txheej txheem drilling sib txawv, tshwj xeeb tshaj yog lub zog pob zeb, rau obPDC ntsis cov qauv (Hareland thiab Rampersad, 1994, Motahhari et al., 2010). Cov qauv coefficients thiab kev ua tau zoo kuj raug piv rau tus qauv ROP (Bingham, 1964), ib qho kev sib raug zoo yooj yim uas ua haujlwm ua thawj ROP qauv dav dav siv thoob plaws hauv kev lag luam thiab tseem siv tam sim no. Cov ntaub ntawv drilling hauv peb lub sandstone formations nrog ntau yam pob zeb lub zog raug tshawb xyuas, thiab cov qauv coefficients rau peb cov qauv no raug suav thiab piv rau ib leeg. Nws tau hais tias cov coefficients rau Hareland thiab Motahhari cov qauv hauv txhua lub pob zeb yuav nthuav dav dua li Bingham cov qauv coefficients, vim tias ntau yam pob zeb lub zog tsis raug suav hais meej hauv cov qauv tom kawg. Kev ua tau zoo ntawm tus qauv kuj raug soj ntsuam, ua rau xaiv cov qauv ROP zoo tshaj plaws rau thaj tsam Bakken shale hauv North Dakota.

Cov qauv ROP suav nrog hauv daim ntawv no muaj cov qauv tsis yooj ywm uas cuam tshuam ob peb qhov kev ntsuas drilling rau qhov nrawm drilling thiab muaj cov coefficients empirical uas ua ke cov kev cuam tshuam ntawm cov txheej txheem drilling nyuaj-rau-qauv, xws li hydraulics, kev sib cuam tshuam cutter-pob zeb, tsim qhov me me, cov yam ntxwv sib dhos hauv qab, hom av nkos, thiab kev ntxuav qhov. Txawm hais tias cov qauv ROP ib txwm muaj no feem ntau tsis ua haujlwm zoo thaum piv rau cov ntaub ntawv teb, lawv muab ib lub pob zeb tseem ceeb rau cov txheej txheem qauv tshiab. Cov qauv niaj hnub, muaj zog dua, raws li kev suav lej nrog kev ywj pheej ntau dua tuaj yeem txhim kho qhov tseeb ntawm ROP qauv. Gandelman (2012) tau tshaj tawm txog kev txhim kho tseem ceeb hauv ROP qauv los ntawm kev siv cov tes hauj lwm neural cuav es tsis txhob siv cov qauv ROP ib txwm muaj hauv cov qhov roj hauv cov pas dej ua ntej ntsev ntug dej hiav txwv Brazil. Cov tes hauj lwm neural cuav kuj tau siv zoo rau kev kwv yees ROP hauv cov haujlwm ntawm Bilgesu et al. (1997), Moran et al. (2010) thiab Esmaeili et al. (2012). Txawm li cas los xij, kev txhim kho zoo li no hauv ROP qauv los ntawm tus nqi ntawm kev txhais lus qauv. Yog li ntawd, cov qauv ROP ib txwm muaj tseem ceeb thiab muab ib txoj hauv kev zoo los tshuaj xyuas seb qhov kev ntsuas drilling tshwj xeeb cuam tshuam li cas rau qhov nrawm ntawm kev nkag mus.

ROPPlotter, ib qho software uas siv los saib cov ntaub ntawv hauv daim teb thiab tsim qauv ROP uas tau tsim los ntawm Microsoft Excel VBA (Soares, 2015), yog siv los xam cov qauv coefficients thiab piv rau kev ua tau zoo ntawm cov qauv.