СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЕРИФИКАЦИИ МОДЕЛИ СКВАЖИНЫ Российский патент 2019 года по МПК E21B43/00 E21B44/00 G06F17/50 G06G7/48 

Данное изобретение относится к способу верификации модели скважины. Кроме того, данное изобретение относится к устройству верификации модели скважины, к системе верификации модели скважины и к машиночитаемому носителю данных.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Существующая скважина для добычи содержащей углеводороды текучей среды может быть представлена в виде ряда значений данных для облегчения работы в скважине. Например, в течение стадии проектирования (т.е. перед бурением), ствол скважины определяется в терминах размеров и направлений. Как правило, эти значения данных расположены в таблице, так что вся скважина представлена численно. В течение операции бурения, в таблицу могут быть добавлены новые значения, так что таблица также включает в себя фактические значения, полученные в течение операции бурения. Также может использоваться дополнительная таблица, содержащая данные, относящиеся к оснащению, то есть информацию о длине обсадной колонны, компонентах обсадной колонны и т.д.

При добыче в скважине или даже на стадии перед добычей, например, в течение оснащения, может оказаться необходимым выполнить различные операции в скважине. Эти операции требуют погружения инструментов в скважину, причем типичные инструменты включают в себя перфораторы, закрепляющие инструменты, ударные инструменты, инструменты для очистки, каротажные инструменты и т.д. Для обеспечения эффективной и безопасной работы таких инструментов полезно знать как можно больше о скважинных условиях, в частности в положении требуемой операции.

Если для скважины необходима работа с инструментом, важно, таким образом, определить положение и ожидаемые условия скважины. Таким образом, перед операцией могут обращаться к таблице для подтверждения характеристик скважины - таблица может, например, показывать, что инструмент может пройти без каких-либо ограничений, а также ожидаемый диапазон температур ниже максимальной рабочей температуры инструмента. Информация данного рода затем используется, чтобы решить, следует ли выполнить операцию или нет и с использованием каких инструментов.

С учетом вышеизложенного точность таблиц скважины также имеет большое значение. Если, например, фактическая температура будет выше, чем соответствующая спецификация таблицы, то электроника инструмента может быть повреждена или даже полностью разрушена. Другая возможность состоит в том, что ограничение не определено в таблице, в то время как на самом деле оно имеется. В таких случаях инструмент может застрять внутри скважины.

Хотя скважинные данные облегчают и улучшают работу инструмента, существует необходимость в новых способах и устройствах для верификации скважинных данных для того, чтобы избежать вышеописанных проблем.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения заключается в том, чтобы полностью или частично преодолеть вышеуказанные проблемы и недостатки уровня техники. Более конкретно, задачей является создание усовершенствованного способа и устройства для верификации скважинных данных с тем, чтобы избежать проблем, связанных с неисправностью инструмента или застреванием инструмента.

Вышеуказанные задачи, вместе с множеством других задач, преимуществ и признаков, которые будут очевидны из приведенного ниже описания, достигаются с помощью решения в соответствии с настоящим изобретением, посредством способа верификации модели скважины, который содержит этапы:

- получение сохраненных скважинных данных существующей скважины,

- формирование модели на основе полученных скважинных данных,

- погружение инструмента для выполнения рабочей задачи в существующую скважину, причем инструмент выполнен с возможностью измерять текущие характеристики скважины при погружении,

- получение от инструмента данных инструмента, соответствующих измеренным в текущее время характеристикам скважины, при этом указанные данные инструмента представляют свойства скважины, имеющие отношение к эксплуатации скважины и производительности инструмента, и

- выполнение проверки подтверждения путем сравнения скважинных данных модели с данными инструмента.

Предпочтительно данные инструмента представляют свойства скважины, связанные с эксплуатацией скважины или имеющие отношение к эксплуатации скважины и производительности инструмента. Таким образом, проверка подтверждения может обеспечить ценную информацию относительно точности модели скважины, причем уровень точности обеспечивается для характеристик скважины, имеющих значение для работы инструмента и для производительности.

В данном описании под существующей скважиной следует понимать скважину, в которую может быть погружен скважинный инструмент. Таким образом, существующая скважина может быть скважиной, которая по меньшей мере частично пробурена. Существующая скважина также может быть полностью пробуренной скважиной, которая, однако, не имеет никакой оснащенной части или только ее некоторая часть оснащена, т.е. имеет обсадную колонну. Существующая скважина также может представлять собой полностью оснащенную скважину, которая готова к добыче, в которой осуществляется добыча или которая подвергается процессу осмотра для последующей добычи.

Способ в соответствии с настоящим изобретением может дополнительно содержать этап контроля рабочего состояния инструмента на основе выхода проверки подтверждения.

Указанные скважинные данные могут включать в себя данные обследования, полученные в течение проектирования скважины, и/или данные обследования, полученные в течение бурения скважины, и/или данные оснащения, и/или данные по работам, полученные в течение эксплуатации скважины, и/или характеристики ствола скважины, включая температуру и/или давление и/или поток.

Кроме того, скважинные данные могут включать в себя данные обследования и по меньшей мере одни данные из данных оснащения, данных по работам или характеристик ствола скважины.

В одном варианте осуществления изобретения указанная модель может быть трехмерной моделью.

Кроме того, модель может представлять по меньшей мере заданную протяженность скважины.

Этап формирования модели может дополнительно содержать этап загрузки в модель предварительно определенных данных, представляющих характеристики инструмента.

Кроме того, этап получения данных инструмента могут выполнять непрерывно или через регулярные интервалы в течение работы инструмента.

Вышеописанный способ может дополнительно содержать этап загрузки полученных данных инструмента в модель после этапа выполнения проверки подтверждения.

Кроме того, этап загрузки полученных данных инструмента могут выполнять повторно, непрерывно или через равные интервалы.

В одном из вариантов осуществления модель могут обновлять после каждого повторения.

Кроме того, вышеописанный способ может дополнительно включать в себя этап обработки данных инструмента так, что они соответствуют характеристикам скважины.

Кроме того, вышеописанный способ может дополнительно включать в себя экстраполяции модели из полученных данных инструмента.

Кроме того, вышеописанный способ дополнительно может быть конфигурирован так, чтобы позволить нескольким пользователям или участникам получить доступ к модели, так что первый пользователь может получить доступ к первой части модели, в то время как второй пользователь может получить доступ ко второй части модели одновременно в многопользовательском режиме. Первая часть и вторая часть могут перекрывать друг друга, например, в случаях, когда первая часть представляет собой увеличенную часть второй части.

Кроме того, многопользовательский режим может быть доступен при получении данных инструмента и выполнении проверки подтверждения путем сравнения скважинных данных модели с данными инструмента.

Способ может дополнительно включать в себя этап передачи управляющего сигнала в погруженный инструмент для изменения рабочего состояния инструмента.

Данное изобретение также относится к устройству верификации модели скважины, причем указанное устройство выполнено с возможностью:

- получать сохраненные скважинные данные существующей скважины,

- формировать модель на основе полученных скважинных данных,

- погружать инструмент для выполнения рабочей задачи в существующую скважину, при этом инструмент выполнен с возможностью измерять текущие характеристики скважины при погружении,

- получать от инструмента данные инструмента, соответствующие измеренным в текущий момент характеристикам скважины, и

- выполнять проверку подтверждения путем сравнения скважинных данных модели с данными инструмента.

Предпочтительно данные инструмента могут представлять свойства скважины, связанные со скважинными работами и производительностью инструмента или имеющие отношение к ним

Кроме того, данное изобретение относится к системе верификации модели скважины, содержащей скважинный инструмент и устройство модификации скважины, как описано выше.

И, наконец, данное изобретение относится к машиночитаемому носителю данных, кодированному инструкциями, которые, при загрузке и выполнении на контроллере устройства, могут обеспечить возможность выполнения вышеописанного способа.

Следует понимать, что варианты осуществления способа могут быть также реализованы для других аспектов настоящего изобретения, например, для устройства.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение и многие его преимущества описаны более подробно ниже со ссылками на прилагаемые схематические чертежи, которые для целей иллюстрации показывают некоторые неограничивающие варианты осуществления и на которых

на фиг. 1 показано визуальное представление модели скважины в соответствии с вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 2 показано визуальное представление модели скважины в соответствии с дополнительным вариантом осуществления изобретения;

на фиг. 3 показан способ в соответствии с вариантом осуществления изобретения; и

на фиг. 4 показан схематический вид устройства в соответствии с вариантом осуществления изобретения.

Все чертежи выполнены очень схематично и не обязательно в масштабе, при этом они показывают только те части, которые необходимы для объяснения изобретения, другие части опущены или просто предполагаются.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На фиг. 1 показан пример визуализации трехмерной модели 100 для пользователя. Модель 100 формирует представление различных доступных скважинных данных, так называемых априорных данных. Модель 100 предпочтительно представлена в трех измерениях с использованием ортогональных координат, например, декартовых координат, используемых на фиг. 1. Модель 100 обеспечивает пользователя возможностью увеличения и уменьшения для визуализации различных уровней деталей скважины также во время работы инструмента. На фиг. 1 показан общий вид скважины, причем модель 100 выполнена так, чтобы показывать всю протяженность скважины от ее верхнего конца до ее нижнего конца, включая все боковые ответвления.

На фиг. 2 модель 100 используется для более детальной визуализации части 110 скважины. Модель 100 не только включают в себя данные о том, как скважина 110 распространяется через систему координат, модель также может, в случаях, когда существующая скважина по меньшей мере до некоторой степени готова для добычи, содержать подробную информацию об оснащении скважины 112, положении пакера 114, прохождении и работе инструмента 116, и т.д. Таким образом, пользователя или оператора фактически может использовать модель для извлечения скважинных данных различных типов.

Как описано выше, модель предпочтительно может использоваться для планирования работы и производительности инструмента. Модель, будучи математическим представлением скважины и ее компонентов, предпочтительно построена посредством игрового движка, имеющего возможности трехмерной визуализации в реальном времени с обеспечением графа сцены, в соответствии с имеющимися принципами и способами трехмерного моделирования. Таким образом, модель может быть доступна посредством компьютерный аппаратных средств и соответствующего программного обеспечения, включая, например, видеокарту, процессор, память и дисплей.

Модель 100 предпочтительно обеспечивается в виде компьютеризированной, моделируемой среды, то есть виртуального мира, для которого среда игры, определяющая скважину и ее характеристики, доступна для различных пользователей или участников на разных уровнях. Модель 100 может быть доступна через Интернет, что позволяет различным участникам фактически взаимодействовать с моделью 100, даже если они физически расположены удаленно друг от друга.

Ниже посредством фиг. 3 описан способ 200 согласно варианту осуществления изобретения. Одно из преимуществ способа 200 заключается в том, что он обеспечивает верификацию в реальном времени уже существующих моделей. Способ 200, таким образом, позволяет пользователю, например, оператору скважины или технику скважинного инструмента, получать подтверждения или аварийные сигналы в реальном времени о свойствах скважины, которые могут иметь значение, т.е. быть важными или даже решающими, для оценки работы и производительности скважины. Таким образом, оператор скважины или техник скважинного инструмента может получать предупреждение в случае, если, например, температура выше ожидаемой, и, таким образом, иметь возможность остановить работу до повреждения электроники. Альтернативно оператор или техник может подсказать клиенту, владеющему или обеспечивающему работу скважины, что операция может оказаться неудачной вследствие температуры в скважине, которая более высокая, чем ожидаемая.

Способ 200 начинается с первого этапа 202 доступа к хранимым скважинным данным из памяти, таким как таблица или другая структура базы данных. Хранимые скважинные данные следует интерпретировать в этом контексте как любые существующие данные, описывающие определенное условие в скважине или относящиеся к нему. Такое условие может, например, представлять собой конструкционные условия, такие как размеры, толщина, протяженность, угол, материал и т.д., или физические условия, такие как температура, поток, давление, агрессивные вещества и т.д.

В одном варианте осуществления этап 202 выполняется путем адресации первой таблицы или базы данных для доступа к данным обследования, полученным при проектировании скважины, адресации второй таблицы или базы данных для доступа к данным обследования, полученным в течение бурения скважины, адресации третьей таблицы или базы данных для доступа к данным оснащения, адресации четвертой таблицы или базы данных для доступа к данным по работам, полученным в течение эксплуатации скважины, и адресации пятой таблицы или базы данных для доступа к характеристикам ствола скважины, таким как температура, давление или поток. Хотя этап 202 может быть выполнен путем адресации только одной таблицы или базы данных для доступа к скважинным данным, следует понимать, что скважинные данные, к которым происходил доступ, могут варьироваться в зависимости от конкретного применения и от качества и объема справочного материала, включая скважинные данные. Например, в случае, когда существующая скважина представляет собой скважину, подвергаемую в данный момент операции оснащения, может не иметься никаких соответствующих данных в третьей, четвертой и пятой таблицах, описанных выше.

После выполнения этапа 202 скважинные данные, к которым происходил доступ, загружаются для формирования 204 модели существующей скважины из скважинных данных, к которым происходил доступ и которые были загружены. Этап 204 может быть выполнен различными способами. Однако следует понимать, что один предпочтительный способ заключается в создании модели в виде полуготовой модели скважины, для которой требуются только конкретные скважинные данные для завершения трехмерной модели и представления существующей скважины. Модель может, таким образом, быть предоставлена в качестве каркаса, определяющего только общие структуры, при этом параметры, такие как скважинные данные, после загрузки в каркас модели, обеспечивают достаточную информацию для создания модели существующей скважины.

Для верификации модели скважины способ 200 дополнительно содержит этап 206 эксплуатации скважинного инструмента. Инструмент может представлять собой один из многих доступных инструментов для операций в скважине, например, каротажные инструменты, имеющие емкостные датчики, магнитные датчики, датчики позиционирования, датчики температуры, датчики давления, датчики ориентации, ультразвуковые датчики или лазеры. Инструмент в других вариантах осуществления может представлять собой разжимной инструмент для разжимания затрубных барьеров или рабочий инструмент, такой как закрепляющий инструмент для скользящих муфт клапанов, фрезерные или бурильные головки, перфораторы, ударные инструменты или средства очистки.

Таким образом, этап 206 обеспечивает погружение инструмента в существующую скважину, при этом способ 200 дополнительно включает в себя этап 208 получения данных инструмента от инструмента, например от датчика в инструменте. Данные инструмента выбираются так, что они соответствует характеристикам скважины, то есть конструкционным или физическим свойствам скважины. Например, характеристики скважины могут, например, представлять собой температуру в скважине, в то время как соответствующие данные инструмента представляет собой сигнал напряжения. В другом примере характеристики скважины могут представлять собой положение обсадной колонны, в то время как данные инструмента представляют собой магнитный сигнал, который изменяется вдоль обсадной колонны.

На заключительном этапе 210 способ 200 выполняет затем этап верификации путем выполнения проверки подтверждения. Для этой цели этап 210 включает в себя сравнение скважинных данных модели с данными инструмента. Соответствие между фактическими данными инструмента и заданными скважинными данными модели могут подтвердить или верифицировать точность модели. Несоответствие, с другой стороны, может означать, что модель скважины не отражает фактических условий внутри скважины.

Этап 210 предпочтительно может быть осуществлен путем реализации пороговой функции. Таким образом, этап верификации модели скважины может включать в себя сравнение данных инструмента со скважинными данными из модели и вычисление или расчет отношения между этими двумя значениями. Если это отношение лежит выше заданного порогового значения, то модель скважины считается надежной, при этом отношение ниже заданного порогового значения может привести к тому, что модель скважины рассматривается как ненадежная, и, возможно, нуждается в обновлении.

В одном варианте осуществления способ 200 дополнительно включает в себя набор дополнительных этапов, выполняемых последовательно или параллельно с вышеописанными этапами 202-210. На этапе 212 характеристики инструмента также загружаются в модель. Характеристики инструмента могут, например, представлять собой размеры инструмента, такие как длина, ширина и т.д., или другие свойства инструмента, такие как эксплуатационная скорость, тяговое усилие и т.д. Характеристики инструмента могут представлять собой либо постоянные значения, такие как заданные и хорошо определенные размеры инструмента, либо переменные значения, которые необходимо обеспечивать в реальном времени. Такие характеристики инструмента могут представлять собой эксплуатационную скорость и т.д.

Этап 212 может последовательно выполняться в начале способа 200, а также в течение работы инструмента. Посредством загрузки характеристик инструмента в модель пользователь программных средств моделирования также может визуализировать инструмент при взаимодействии со скважиной. Таким образом, посредством обеспечения характеристик инструмента в модель, выполняемого непрерывно или через равные интервалы, можно отслеживать инструмент при перемещении в скважине путем визуализации динамического поведения инструмента. Модель, таким образом, позволяет пользователю получать в реальном времени анимацию скважинного инструмента.

Как можно видеть на фиг. 3, этап 208, то есть этап получения данных инструмента от скважинного инструмента, выполняется повторно в течение работы инструмента. Данные инструмента, таким образом, могут обеспечиваться непрерывно и загружаться в модель, при этом уже существующие скважинные данные могут быть подвержены верификации с использованием последних данных инструмента, соответствующих новейшим свойствам скважина.

Таким образом, способ 200 конфигурирован с возможностью обеспечения эффективного средства верификации модели скважины путем сравнения уже существующих данных, например, априорной информации, определенной, например, на стадии проектирования, стадии бурения, стадии оснащения или в течение предыдущих операций инструмента с формированием данных по работам, с данными инструмента. Данные инструмента могут быть объектом этапа способа, на котором они преобразуется в характеристики скважины, как уже описано выше.

Способ 200 может в некоторых вариантах осуществления включать в себя дополнительный этап 214, на котором скважинные данные модели используются для экстраполяции модели либо в пространстве, либо во времени. Например, могут иметься некоторые части скважины, которые не были явно определены в течение стадии проектирования, стадии бурения, стадии оснащения или в течение предыдущих работ. В дополнение к этому, при осуществлении способа может быть сделан вывод, что для некоторых частей скважины модель скважины с очевидностью неверна и не представляет точно фактическую скважину. В этих случаях этап 214 может быть выполнен для того, чтобы экстраполировать части модели, которые определены как точные, так что ошибочные части заменяются экстраполяцией.

В других вариантах осуществления этап 214 выполняется с тем, чтобы предсказать будущее поведение скважины. Например, некоторая часть скважины может быть смоделирована в нескольких различных случаях (например, бурение, оснащение, работы и т.д.), при этом моделируемая часть меняется со временем. Это может иметь место, когда приближается прорыв воды, причем поток и температура внутри скважины изменяются с течением времени. Зная, как модель меняется с течением времени, также можно предсказать будущее поведение, что, таким образом, позволяет пользователю или оператору скважины принять упреждающие решения о необходимых действиях.

Ниже обсуждаются некоторые конкретные варианты осуществления с использованием прогнозирующих алгоритмов. Конкретное нефтяное/газовое месторождение может включать в себя несколько платформ, каждая из которых содержит одну или несколько скважин. Если модель измеренных данных уже существуют для одной или более скважин, проходящих от той же самой платформы или в том же самом нефтяном месторождении, то характеристики скважины, определенные в смоделированной скважине, могут быть использованы для моделирования новой скважины в пределах того же нефтяного месторождения. Характеристики скважины, которые могут быть общими с новой скважиной, включают в себя, например, профиль температуры. Экстраполяция данных модели от одной скважины на другую также может быть выполнена в случаях, когда две скважины в пределах того же самого (или соседнего) нефтяного месторождения были смоделированы в разные времена. Если одна скважина была смоделирована за два года до второй скважины, то разница между этими двумя моделями может быть использована для прогнозирования будущего поведения скважины в нефтяном месторождении, например, прорыва воды. Смоделированные скважины от предыдущих работ в той же скважине или смежных скважинах могут, таким образом, также использоваться, для определения, увеличивается ли или уменьшается прорыв воды, или если такой прорыв воды, вероятно, произойдет в будущем, например на основе понижения температуры между двумя выполнениями. В дополнение к этому, такая информация может также обеспечивать важные рекомендации относительно того, какие инструменты необходимы в скважине. Кроме того, предыдущие данные из одной скважины могут быть использованы для определения того, является ли работа пригодной в смежной скважине, например, если температура, скорее всего, будет слишком высокой для некоторых электрических компонентов, например датчиков.

На фиг. 4 показано устройство 300, выполненное с возможностью верификации модели скважины. Устройство 300 содержит подходящее компьютерные аппаратные средства, например, процессор (процессоры), память, дисплей, средства радиосвязи и т.д., а также компьютерное программное обеспечение для генерации модели скважины и для обеспечения пользователю или оператору возможности навигации по модели. Устройство 300, таким образом, формирует платформу, которая охватывает не только операции в реального времени на суше, но и весь процесс реализации работы; от сценария просчета, планирования перед началом работ, до последующих операций и работ, обеспечивая хостинг всем соответствующим и заинтересованным участникам путем выполнения вариантов осуществления вышеописанного способа 200.

Кроме того, устройство позволяет группам взаимодействовать в трехмерных сценах виртуального мира модели, которые могут быстро переходить от больших обзоров, охватывающих целые мили, до сечений, показывающих детали в миллиметрах. Виртуальная рабочая среда, создаваемая с помощью устройства 300, может включать в себя доступные данные как в прошлом, так и в реальном времени. При работе устройства 300 обеспечивается общая система отсчета от ранних стадий планирования и сценария просчета до выполнения работы и обзора. На любой стадии процесса, группы могут делиться вопросами, проблемами, замечаниями и предупреждениями, которые затем становятся частью среды модели, представленной посредством устройства 300.

Кроме того, устройство 300 обеспечивает возможность контролировать инструменты для выполнения работ непосредственно из платформы, так что персонал с прилегающей территории может иметь возможность не только выполнять мониторинг и обмениваться сообщениями, но и непосредственно участвовать в текущих работах в реальном времени.

В некоторых вариантах осуществления множество участников может одновременно иметь доступ к модели 100 через устройство 300. Если участники не присутствуют в физическом местоположении устройства 300, они могут, например, подключиться к модели 100 через Интернет. Участники могут, например, включать в себя операторов и промысловых инженеров, а также других людей, имеющих особый интерес к скважине. Устройство 300 может предпочтительно позволять различным участникам иметь различные разрешения, что означает, что оператор может иметь, например, только права «наблюдателя», в то время как промысловый инженер может иметь права «наблюдателя», а также права «обновление модели». Если несколько участников имеют доступ к одной модели 100, они могут выбирать свою собственную часть виртуального мира; первый участник может выбрать просмотр модели с увеличенным масштабом просмотра, при этом второй участник в то же самое время может просматривать лишь небольшую часть модели, например, ту часть, в которой расположен или перемещается инструмент. Конечно, эти два просмотра могут перекрывать друг друга.

Устройство 300 выполнено с возможностью генерирования и обработки модели, имея все элементы модели, основанные на фактических данных и в масштабе. Устройство 300 предпочтительно выполнено с возможностью использовать цветовые схемы и кодировки для облегчения восприятия пользователем и работы модели. Например, если в модели сделаны допущения, они визуализируются с цветовой кодировкой для прозрачности.

Устройство 300 предпочтительно выполнено с возможностью подписки только к текущей панели регистрации показаний, требуя при этом только уменьшенной пропускной способности и снижая риск вмешательства программного обеспечения в текущие операции.

Как снова показано на фиг. 4, устройство 300 выполнено с возможностью получать скважинные данные существующей скважины, формировать модель на основе полученных скважинных данных, получать данные инструмента, соответствующие характеристикам скважины, от инструмента, погруженного в существующую скважину, и выполнять проверку подтверждения путем сравнения скважинных данных модели с данными инструмента.

Для этой цели устройство 300 содержит память 302, хранящую априорные скважинные данные, используемые для генерации модели. Априорные данные могут, например, представлять собой данные 302а обследования из стадии проектирования или стадии бурения и/или данные 302b оснащения, и/или данные 302с измерения из процессов работ, и/или расчеты 302d либо из данных обследования, либо из данных измерения, и/или примечания 302е, и/или зарегистрированную диагностику 302f. Память 302 находится в соединении с генератором 304 модели, содержащим различные аппаратные средства и программное обеспечение для построения и визуализации модели. Генератор 304 модели, таким образом, действаует в качестве контроллера для устройства, причем указанный контроллер выполнен с возможностью выполнять различные команды с обеспечением возможности генерации модели.

Устройство 300 дополнительно содержит модуль 306 данных инструмента, выполненный с возможностью получения и хранения данных инструмента от инструмента, погружаемого в существующую скважину. Существующая скважина является той же скважиной, что и скважина, представленная скважинными данными памяти 302. Для этой цели модуль 306 данных инструмента может содержать средства связи, либо модули беспроводной радиосвязи, либо проводные входные каналы, для получения данных инструмента. В дополнение к этому, модуль 306 может включать в себя вычислительный блок 308, выполненный с возможностью вычисления характеристик скважины из данных инструмента в соответствии с приведенным выше описанием. Модуль 306 находится в соединении с генератором 304 модели либо непосредственно, либо через вычислительный блок 308, так что данные инструмента могут быть использованы в качестве входа для генератора 304 модели.

Данные инструмента могут, например, представлять собой строковый файл 306а инструмента, хранящий заданные характеристики инструмента, примечания 306b, измерения 306с в реальном времени или вычисления 306d. Таким образом, данные инструмента могут представлять сам инструмент или окружающую среду, в которой инструмент работает в настоящий момент.

Модель 304 генератора в некоторых вариантах осуществления дополнительно соединена с управлением 310 инструмента для предоставления пользователю устройства 300 возможности выполнять в реальном времени управление инструментом, работающим в скважине. Таким образом, устройство 300 не только выполнено с возможностью верификации модели скважины, но также обеспечивает функциональные возможности управления, при этом оператору инструмента разрешается управлять инструментом. Управление инструментом может быть достигнуто путем соединения модуля 310 управления инструментом непосредственно с самим инструментом 310а или через лебедку и кабели, или проводную линию 310b, используемую для поддержки инструмента.

Для верификации модели скважины устройство 300 дополнительно содержит блок 312 верификации, соединенный с генератором 304 модели. Блок 312 верификации выполнен с возможностью выборки скважинных данных из модели и выборки данных инструмента или соответствующих характеристик скважины. Данные инструмента или его соответствующие характеристики скважины, могут либо быть выбраны из модуля 306 данных инструмента, вычислительного блока 308, либо из генератора 304 модели.

Блок 312 верификации, таким образом, получает скважинные данные, а также данные инструмента и выполнен с возможностью выполнять верификацию модели скважины путем сравнения скважинных данных модели с данными инструмента. Блок 312 верификации предпочтительно также выполнен с возможностью передавать выход в генератор 304 модели для отображения оператору результата верификации. Таким образом, генератор 304 модели включает в себя средства отображения, которые могут не только визуализировать модель пользователю или оператору, но могут обеспечивать пользовательский интерфейс для навигации по модели, а также для управления работой инструмента в скважине.

Если имеется заметное несоответствие между моделью скважины и полученными данными инструмента, блок 312 верификации может быть выполнен с возможностью инициализировать обновление модели скважины, если она считается адекватной. Например, если в соответствии с моделью скважины температура в определенном положении заметно выше температуры, измеренной с помощью инструмента, и если может быть подтверждено, что функциональные возможности по измерению температуры инструмента, по-видимому, функционируют должным образом, то модель скважины может быть обновлена с температурой, более близкой к или идентичной температуре, измеренной с помощью инструмента для этого определенного положения. В некоторых обстоятельствах может оказаться предпочтительным внести незначительные изменения в модель, например, чтобы уменьшить нежелательные флуктуации или колебания из-за погрешности прибора и положения измерительных блоков, а также изменяющихся условий окружающей среды в окрестности инструмента при погружении. Таким образом, если инструмент измеряет моментальную температуру 50°C и модель предполагает, что температура составляет 30°C в определенном положении, используя только эту мгновенную температуру инструмента, блок верификации может обновить модель скважины, так что она теперь предполагает, что температура составляет 35°C в этом определенном положении.

Кроме того, на основании верификационной проверки, блок 312 верификации может быть дополнительно выполнен с возможностью передавать управляющий сигнал в подводный инструмент для изменения рабочего состояния инструмента. Рабочее состояние инструмента может относиться к:

- продолжению рабочей задачи;

- прекращению рабочей задачи;

- обновлению рабочей задачи;

- активации/деактивации функций измерения; и/или

- изменению траектории перемещения.

Таким образом, на основе модели скважины и данных инструмента, блок 312 верификации может управлять работой инструмента, и, при необходимости, изменять или модифицировать рабочую задачу.

Блок 312 верификации может быть дополнительно выполнен с возможностью подавать сигналы тревоги пользователю или участнику, при этом может потребоваться ручной ввод в модель для того, чтобы продолжить работу инструмента. Это может предпочтительно использоваться в ситуациях, в которых измеренная температура в скважине выше температуры модели. Перед погружением инструмента в горячую область участнику, таким образом, может быть разрешено или не разрешено выполнять операции.

Как описано выше, способ 200, а также устройство 300 могут верифицировать модель скважины путем сравнения заданных скважинных данных с данными инструмента, при этом данные инструмента соответствует характеристикам скважины. Предпочтительные варианты осуществления изобретения также включают в себя функциональные возможности по обновлению модели скважины в случае, если определено, что модель скважины не соответствует фактическим свойствам скважины.

Для реализации вышеописанных вариантов осуществления могут быть использованы компьютерные аппаратные средства и/или компьютерное программное обеспечение. Примеры аппаратных элементов включают в себя процессоры, микропроцессоры, интегральные схемы, специализированные интегральные схемы (ASIC), программируемые логические устройства (PLD), процессоры цифровых сигналов (DSP), программируемая пользователем вентильная матрица (FPGA) и т.д. Примеры компьютерного программного обеспечения включают в себя программы, приложения, компьютерные программы, прикладные программы, сегменты компьютерного кода и т.д.

Для того чтобы дать некоторые общие пояснения работы инструмента, ниже приведены примеры скважинных инструментов и их функциональных

возможностей.

Ударный инструмент представляет собой инструмент, который обеспечивает осевое усилие. Ударный инструмент включает в себя электрический двигатель для приведения в действие насоса. Насос закачивает текучую среду в корпус поршня для перемещения действующего в нем поршня. Поршень расположен на валу ударного инструмента. Насос может закачивать текучую среду в корпус поршня на одной стороне и одновременно выпускать текучую среду на другой стороне поршня.

Под текучей средой или скважинным флюидом понимается любой вид текучей среды, которая может присутствовать внутри нефтяных или газовых скважин, например, природный газ, нефть, буровой раствор на нефтяной основе, сырая нефть, вода и т.д. Под газом понимается любой вид газовой композиции, присутствующей в скважине, оснащении или необсаженном стволе, при этом под нефтью понимается любой вид нефтяной композиции, например, сырая нефть, содержащая нефть текучая среда и т.д. Соответственно, все текучие среды из газа, нефти и воды могут содержать при этом элементы или вещества, отличные от газа, нефти и/или воды.

Под обсадной колонной понимается любой вид труб, трубчатой конструкций, насосно-компрессорных труб, хвостовика, бурильной колонны и т.д., которые используются в скважине по отношению к добыче нефти или природного газа.

В случае, если инструмент не является погружным по всему пути в обсадную колонну, может использоваться скважинный трактор для проталкивания инструмента на всем пути в рабочее положение в скважине. Скважинный трактор может иметь выступающие рычаги с колесами, причем колеса контактируют с внутренней поверхностью обсадной колонны для приведения в движение трактора и инструмента вперед в обсадную колонну. Скважинный трактор представляет собой приводной инструмент любого типа, который может проталкивать или тянуть инструменты в скважине, например, Well Tractor®.

Хотя изобретение описано выше в связи с предпочтительными вариантами его осуществления, специалисту в данной области техники очевидно, что можно выполнить некоторые модификации без отхода от сущности изобретения, определенной в нижеследующей формуле изобретения.

Изобретение относится к способу верификации модели скважины, который содержит этапы: получение сохраненных скважинных данных существующей скважины, формирование модели на основе полученных скважинных данных, погружение инструмента для выполнения рабочей задачи в существующую скважину, причем инструмент выполнен с возможностью измерять текущие характеристики скважины при погружении, получение от инструмента данных инструмента, соответствующих измеренным в текущее время характеристикам скважины, при этом указанные данные инструмента представляют свойства скважины, имеющие отношение к эксплуатации скважины и производительности инструмента, и выполнение проверки подтверждения путем сравнения скважинных данных модели с данными инструмента. Кроме того, данное изобретение относится к устройству верификации модели скважины, к системе верификации модели скважины и к машиночитаемому носителю данных. 6 н. и 13 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ верификации модели скважины, содержащий:

- получение сохраненных скважинных данных существующей скважины,

- формирование модели на основе полученных скважинных данных,

- погружение инструмента для выполнения рабочей задачи в существующую скважину после завершения бурения и когда в скважине осуществляется добыча или в процессе оснащения, причем инструмент выполнен с возможностью измерять текущие характеристики скважины при погружении, причем инструмент выбирают из группы, содержащей перфораторы, закрепляющие инструменты, ударные инструменты, инструменты для очистки, каротажные инструменты и приводные инструменты,

- получение от инструмента данных инструмента, соответствующих измеренным в текущее время характеристикам скважины, при этом указанные данные инструмента представляют свойства скважины, имеющие отношение к эксплуатации скважины и производительности инструмента, и

- выполнение проверки подтверждения путем сравнения скважинных данных модели с данными инструмента.

2. Способ по п. 1, дополнительно содержащий контроль рабочего состояния инструмента на основе выхода проверки подтверждения.

3. Способ по п. 1, в котором скважинные данные включает в себя данные обследования, полученные в течение проектирования скважины, и/или данные обследования, полученные в течение бурения скважины, и/или данные оснащения, и/или данные по работам, полученные в течение эксплуатации скважины, и/или характеристики ствола скважины, включая температуру и/или давление, и/или поток.

4. Способ по п. 3, в котором скважинные данные включают в себя данные обследования и по меньшей мере одни данные из данных оснащения, данных по работам или характеристик ствола скважины.

5. Способ по п. 1, в котором модель является трехмерной моделью.

6. Способ по п. 1, в котором модель представляет по меньшей мере заданную протяженность скважины.

7. Способ по п. 1, в котором формирование модели дополнительно содержит загрузку в модель предварительно определенных данных, представляющих характеристики инструмента.

8. Способ по п. 1, в котором получение данных инструмента выполняют непрерывно или через регулярные интервалы в течение работы инструмента.

9. Способ по п. 1, дополнительно содержащий загрузку полученных данных инструмента в модель после выполнения проверки подтверждения.

10. Способ по п. 9, в котором загрузку полученных данных инструмента выполняют повторно, непрерывно или через равные интервалы.

11. Способ по п. 10, в котором модель обновляют после каждого повторения.

12. Способ по п. 1, дополнительно содержащий обработку данных инструмента так, что они соответствуют характеристикам скважины.

13. Способ по п. 1, дополнительно содержащий экстраполяцию модели из полученных данных инструмента.

14. Способ по п. 1, дополнительно содержащий передачу управляющего сигнала в погруженный инструмент для изменения рабочего состояния инструмента.

15. Устройство верификации модели скважины, причем указанное устройство выполнено с возможностью:

- получать сохраненные скважинные данные существующей скважины,

- формировать модель на основе полученных скважинных данных,

- погружать инструмент для выполнения рабочей задачи в существующую скважину после завершения бурения и когда в скважине осуществляется добыча или в процессе оснащения, при этом инструмент выполнен с возможностью измерять текущие характеристики скважины при погружении, причем инструмент выбирают из группы, содержащей перфораторы, закрепляющие инструменты, ударные инструменты, инструменты для очистки, каротажные инструменты и приводные инструменты,

- получать от инструмента данные инструмента, соответствующие измеренным в текущий момент характеристикам скважины, причем указанные данные инструмента представляют свойства скважины, имеющие отношение к скважинным работам и производительности инструмента, и

- выполнять проверку подтверждения путем сравнения скважинных данных модели с данными инструмента.

16. Система верификации модели скважины, содержащая скважинный инструмент и устройство по п. 15.

17. Машиночитаемый носитель данных, кодированный инструкциями, которые, при загрузке и выполнении на контроллере устройства, обеспечивают возможность выполнения способа по п. 1.

18. Способ верификации модели скважины, содержащий:

- получение сохраненных скважинных данных существующей скважины,

- формирование модели на основе полученных скважинных данных,

- погружение инструмента для выполнения рабочей задачи в существующую скважину после завершения бурения и когда в скважине осуществляется добыча или в процессе оснащения, причем инструмент выполнен с возможностью измерять текущие характеристики скважины при погружении,

- получение от инструмента данных инструмента, соответствующих измеренным в текущее время характеристикам скважины, при этом указанные данные инструмента представляют свойства скважины, имеющие отношение к эксплуатации скважины и производительности инструмента,

- выполнение проверки подтверждения путем сравнения скважинных данных модели с данными инструмента и

- передачу управляющего сигнала в погруженный инструмент для изменения рабочего состояния инструмента.

19. Устройство верификации модели скважины, причем указанное устройство выполнено с возможностью:

- получать сохраненные скважинные данные существующей скважины,

- формировать модель на основе полученных скважинных данных,

- погружать инструмент для выполнения рабочей задачи в существующую скважину после завершения бурения и когда в скважине осуществляется добыча или в процессе оснащения, при этом инструмент выполнен с возможностью измерять текущие характеристики скважины при погружении,

- получать от инструмента данные инструмента, соответствующие измеренным в текущий момент характеристикам скважины, причем указанные данные инструмента представляют свойства скважины, имеющие отношение к скважинным работам и производительности инструмента,

- выполнять проверку подтверждения путем сравнения скважинных данных модели с данными инструмента и

- передавать управляющий сигнал в погруженный инструмент для изменения рабочего состояния инструмента.