專利名稱：鉆井和從地下巖層生產(chǎn)油氣的方法
鉆井和從地下巖層生產(chǎn)油氣的方法
相關(guān)申請的交叉參考 本申請要求于2005年11月18日提交的美國臨時(shí)申請 60/738,146的權(quán)益和于2006年6月28日提交的美國臨時(shí)申請 60/817,234的權(quán)益。
背景本部分意圖向讀者介紹本領(lǐng)域的各個(gè)方面，這可能與下面描述 的和/或要求保護(hù)的本技術(shù)的示例性實(shí)施方式有關(guān)。該討論被認(rèn)為有助 于為讀者提供便于更好理解本技術(shù)的具體方面的信息。因此，應(yīng)當(dāng)理 解，這些陳述將按此閱讀，而不必被理解為對現(xiàn)有技術(shù)的承認(rèn)。
油氣的生產(chǎn)，例如油和氣，已進(jìn)行了許多年。為生產(chǎn)這些油氣， 在油田中，一口或多口井通常被鉆至地下位置，其一般被稱為地下巖 層或地下盆地。從地下位置生產(chǎn)油氣的方法通常包括從方案選擇階段 到生產(chǎn)階段的各個(gè)開發(fā)階段。開發(fā)階段之一包括鉆井作業(yè)，其形成地 下位置到地表的流體路程。鉆井作業(yè)可包括利用不同的設(shè)備，例如水 力系統(tǒng)、鉆頭、電動(dòng)機(jī)等，其被用于鉆至目標(biāo)深度。
—般而言，鉆井作業(yè)可能是昂貴的和耗時(shí)的過程。例如，復(fù)合 井的鉆井成本可以高達(dá)一天500,000美元，并且鉆六個(gè)月或更長，以到 達(dá)目標(biāo)深度。因此，鉆井時(shí)間的任何縮短代表井的總成本的潛在節(jié)約。 也就是說，鉆井作業(yè)到達(dá)具體的目標(biāo)深度越快，井可越快用于生產(chǎn)油 氣，而建井的成本越不昂貴。典型地，通過與同一油田中以前鉆出的其它井之間的性能相互 比較，評價(jià)鉆井速度。然而，該方法不能確認(rèn)比較井以有效的方式被 鉆出。實(shí)際上，兩口井可能都以效率低的方式被鉆出，其受到同一塌積(founder)問題或鉆井問題的限制。結(jié)果，鉆井作業(yè)可能被不必要 地延遲和變得昂貴。
此外，其它技術(shù)包括使用機(jī)械比能(mechanical specific energy) (MSE)數(shù)據(jù)來優(yōu)化單井參數(shù)的操作。見，MS五-^so/
Research Disclosure 459049 (2002 年 7 月) <http:〃www.researchdisclosure.com〉， 其在本文被禾爾為 "Research Disclosure 459049"。采用該方法，MSE數(shù)據(jù)被用來調(diào)節(jié)作業(yè)參數(shù)，以 及指示隨后的井是否正遇到問題。然而，僅使用MSE數(shù)據(jù)未對限制鉆 進(jìn)速度的因素提供明確的見解。因此，存在基于MSR數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)在井內(nèi)控制鉆井作 業(yè)和增加鉆井速度的方法和裝置的需求。
發(fā)明概述在一個(gè)實(shí)施方式中，描述了鉆井的方法。所述方法包括鑒別含 有油氣的油田。然后，至少一口井被鉆至所述油田的地下位置，為油 氣提供到達(dá)生產(chǎn)設(shè)施的流體流動(dòng)路程。如下進(jìn)行鉆井(i)通過分析在 前的井的歷史機(jī)械比能數(shù)據(jù)和相關(guān)數(shù)據(jù)來確定先前限制鉆井速度的多 個(gè)限制因素之一，估計(jì)所述至少一口井之一的鉆井速度；(ii)通過設(shè)計(jì) 和操作實(shí)踐的調(diào)整，確定有效的鉆井方法，以解決所述限制因素；(iii) 在所述至少一口井之一的鉆井過程中，獲得機(jī)械比能(MSE)數(shù)據(jù)和其它 測量數(shù)據(jù)；(iv)使用得到的MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)，確定限制所述 鉆井速度的多個(gè)限制因素之一；(v)調(diào)整鉆井作業(yè)，以減輕所述多個(gè)限 制因素之一；以及迭代重復(fù)步驟(i)-(v)，直至通過鉆井作業(yè)到達(dá)所述地 下位置。然后，從所述井的至少一口生產(chǎn)油氣。 在第一可選的實(shí)施方式中，描述了生產(chǎn)油氣的方法。所述方法 包括鉆多口井至至少一個(gè)地下位置，為油氣提供到達(dá)生產(chǎn)設(shè)施的流體 流動(dòng)路程。鉆井包括(i)估計(jì)所述多口井之一的鉆井速度；(ii)在所述井 之一的鉆井過程中，獲得機(jī)械比能(MSE)數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)；(iii)使 用得到的MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)，確定限制所述鉆井速度的多個(gè)限 制因素之一；(iv)調(diào)整鉆井作業(yè)，以減輕所述多個(gè)塌積限制因素(founderlimiter)之一；和(v)迭代重復(fù)步驟(i)-(iv)，直至通過鉆井作業(yè)到達(dá)所述 地下位置。然后，從所述多口井之一生產(chǎn)油氣。在第二可選的實(shí)施方式中，描述了生產(chǎn)油氣的另一種方法。在 該方法中，估計(jì)為油氣提供從地下位置到生產(chǎn)設(shè)施的流體流動(dòng)路程的 井的鉆井作業(yè)的鉆井速度。然后，在所述井的鉆井期間，獲得實(shí)時(shí)機(jī) 械比能(MSE)數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)。利用所述數(shù)據(jù)，確定限制所述 鉆井速度的多個(gè)限制因素之一。然后，調(diào)整所述鉆井作業(yè)，以減輕所 述多個(gè)塌積限制因素之一。這些步驟的每一個(gè)都被重復(fù)，直至通過所 述鉆井作業(yè)到達(dá)所述地下位置。在第三可選的實(shí)施方式中，描述了生產(chǎn)油氣的仍另一種方法。 所述方法包括在鉆井作業(yè)期間，實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)械比能(MSE)數(shù)據(jù)和振動(dòng)數(shù) 據(jù)。將MSE數(shù)據(jù)和振動(dòng)數(shù)據(jù)與先前產(chǎn)生的MSE數(shù)據(jù)和振動(dòng)數(shù)據(jù)比較， 以確定限制鉆井速度的多個(gè)因素的至少一個(gè)。然后，基于所述比較， 調(diào)整鉆井作業(yè)，以增加鉆井速度。在第四可選的實(shí)施方式中，描述了生產(chǎn)油氣的又一種方法。所 述方法包括(a)與鉆井同歩，獲得所述井的機(jī)械比能(MSE)數(shù)據(jù)和其它測 量數(shù)據(jù)，(b)分析所述MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)，以確定限制鉆井速度 的多個(gè)限制因素之一，和(c)基于步驟(b)中的分析，調(diào)整鉆井作業(yè)，解 決所述多個(gè)限制因素之一，以增加鉆井速度。步驟(a)至(c)被重復(fù)至少 另外一次，直至到達(dá)所述井的目標(biāo)深度。然后，從通過鉆井作業(yè)進(jìn)入 的地下儲(chǔ)層生產(chǎn)油氣。在第五個(gè)實(shí)施方式中，描述了生產(chǎn)油氣的方法。所述方法包括 鉆第一井，同步鉆第二井。在所述第一井的鉆井期間，實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)械 比能(MSE)數(shù)據(jù)和振動(dòng)數(shù)據(jù)。MSE數(shù)據(jù)和振動(dòng)數(shù)據(jù)被比較，以確定限 制所述第一井的鉆井速度的多個(gè)因素的至少一個(gè)。然后，基于所述比 較，調(diào)整所述第二井中的鉆井作業(yè)，以增加所述第二井中的鉆井速度。
在第六個(gè)實(shí)施方式中，描述了生產(chǎn)油氣的方法。所述方法包括 分析來自在前的井的歷史機(jī)械比能(MSE)數(shù)據(jù)和其它歷史測量數(shù)據(jù)，以 確定限制所述在前的井的鉆井速度的多個(gè)初步因素之一；選擇鉆井部 件和鉆井操作，以減輕所述多個(gè)初步因素的至少一個(gè)；利用所述鉆井 部件和鉆井操作，鉆當(dāng)前井；在所述當(dāng)前井的鉆井期間，對于多個(gè)限制鉆井作業(yè)的當(dāng)前因素的至少一個(gè)，觀察MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)； 利用在后續(xù)的鉆井部件和后續(xù)的鉆井操作的選擇過程中的觀察，減輕 后續(xù)井的多個(gè)當(dāng)前因素的至少一個(gè)；以及在相似井的方案中，對于每 一后續(xù)井重復(fù)上述的步驟。
附圖簡述在閱讀了下面的詳細(xì)描述并參考附圖后，本技術(shù)的前述優(yōu)勢和
其它優(yōu)勢可變得明顯，其中

圖1是根據(jù)本技術(shù)的某些方面的示例性生產(chǎn)系統(tǒng)；圖2是根據(jù)本技術(shù)的方面在圖1中的井之一的塌積限制因素的 示例性圖；圖3是根據(jù)本技術(shù)的方面用于圖1的井的鉆井過程的示例性流 程圖；圖4是根據(jù)本技術(shù)的某些方面用于圖1的鉆井系統(tǒng)的示例性系 統(tǒng)；圖5A-5D是根據(jù)本技術(shù)的某些方面在圖1的鉆井系統(tǒng)中提供 的、與鉆頭泥包相關(guān)的示例性圖；圖6是根據(jù)本技術(shù)的某些方面在圖1的鉆井系統(tǒng)中提供的、與 井底泥包相關(guān)的示例性圖；和圖7A-7K是根據(jù)本技術(shù)的某些方面在圖1的鉆井系統(tǒng)中提供 的、振動(dòng)塌積(viberation foundering)和鉆頭鈍化塌積(bit dulling foundering)的示例性圖。
詳細(xì)描述在下面的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的具體實(shí)施方式
將連同其優(yōu)選實(shí) 施方式被描述。然而，就下列的描述特定于本技術(shù)的具體實(shí)施方式
或 具體用途而言，這預(yù)期僅僅是闡述性的并僅僅提供對示例性實(shí)施方式 的簡明描述。因此，本發(fā)明不限于下面描述的具體實(shí)施方式
，而相反 地，本發(fā)明包括落入所附權(quán)利要求真正范圍內(nèi)的所有選擇、修改和等 價(jià)物。
本技術(shù)涉及基于機(jī)械比能(MSE)數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)提高鉆 井速度的方法。具體而言，估計(jì)鉆井速度，然后進(jìn)行MSE和其它測量 數(shù)據(jù)諸如振動(dòng)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析，可用來選擇鉆井參數(shù)，例如鉆壓
(WOB)、每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)和提供有效鉆頭性能的液壓設(shè)定。此 外，當(dāng)鉆頭性能受到鉆井參數(shù)之外的因素的限制時(shí)，MSE數(shù)據(jù)和其它 測量數(shù)據(jù)提供了塌積限制因素的文件證明，該限制因素可以證明需要 重新設(shè)計(jì)鉆井系統(tǒng)中的鉆井部件，以設(shè)計(jì)有效的鉆井方法。具體而言， MSE和振動(dòng)數(shù)據(jù)提供的見解提供了對限制鉆井速度的問題的理解。
基于MSE和其它測量數(shù)據(jù)，工作流程，其在本文中可被稱為
"快速鉆井過程(Fast Drill Process)"或"FDP"，可被用來增強(qiáng)用于 從地下儲(chǔ)層生產(chǎn)油氣的鉆井作業(yè)?？焖巽@井過程是基于技術(shù)上和經(jīng)濟(jì) 上的限制在井內(nèi)優(yōu)化鉆進(jìn)速度(rate of penetration) (ROP)的工作流程 或過程。在該過程中，鉆井系統(tǒng)可被重新設(shè)計(jì)，以擴(kuò)展ROP范圍，然 后被迭代重復(fù)。因此，通過鑒別塌積限制因素，并提供消除和/或減輕 塌積限制因素的影響，快速鉆井過程可用于連續(xù)增加井或同步井的鉆 井速度?，F(xiàn)在轉(zhuǎn)向附圖，并首先參考圖1，根據(jù)本技術(shù)的某些方面的示 例性生產(chǎn)系統(tǒng)100被闡述。在示例性生產(chǎn)系統(tǒng)100中， 一個(gè)或多個(gè)鉆 井系統(tǒng)102a-102n被用于鉆各個(gè)井104a-104n。數(shù)目n可以是基于油田 的具體設(shè)計(jì)可被利用的鉆井系統(tǒng)和井的任何數(shù)目。這些井104a-104n 可穿過地球表面106，到達(dá)地層，例如地層108a-108n，其包含油氣， 諸如油和氣。同樣，如可以理解的，地層108a-108n可包括多個(gè)巖石層， 其可包含或不包含油氣，且可被稱為地帶或?qū)佣?。如此，?04a-104n 可在地層108a-108n與位于地面106上的生產(chǎn)設(shè)施之間提供流體流動(dòng)路 程。生產(chǎn)設(shè)施可處理所述油氣并將其輸送給消費(fèi)者。然而，應(yīng)當(dāng)注意， 為示例的目的，對鉆井系統(tǒng)100加以闡述，且本技術(shù)可用于從任何地 下位置生產(chǎn)流體。
為接近地層108a-108n，鉆井系統(tǒng)102a-102n可包括鉆井部件， 諸如鉆頭110a-110n、鉆柱112a-112n、底部鉆具組合(BHA)、起重系 統(tǒng)、配電系統(tǒng)、自動(dòng)控制、鉆井液加工、管子操作、井下測量工具、 泵送系統(tǒng)和控制井眼壓力的系統(tǒng)。這些鉆井部件的每一個(gè)都被用于形成各種井104a-104n的井筒。鉆頭110a-110n可用于挖掘地層、水泥或 其它材料，并可包括各種設(shè)計(jì)，諸如牙輪、固定切削刃、天然金剛石、 多晶金剛石、孕鑲金剛石的、管下擴(kuò)眼器、擴(kuò)眼器、取心鉆頭、鑲硬 合金齒的牙輪鉆頭和沖擊鉆頭。在該例子中，通過井104a進(jìn)入地層 108a，而井104b、 104c和104n是鉆井作業(yè)的各個(gè)階段，以進(jìn)入地層 108a和108n的一個(gè)或多個(gè)。 在鉆井作業(yè)期間，鉆井系統(tǒng)102a-102n可能經(jīng)歷低效率，這可 能影響鉆井速度性能。由于鉆井系統(tǒng)102a-102n的操作人員不能控制影 響鉆井速度性能的因素，用相同的鉆井部件進(jìn)行的兩口相似井的鉆井 速度可能發(fā)生變化。通常，如本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的，鉆井速度 試求法或最優(yōu)鉆壓試求法被用于提供井的鉆進(jìn)速度(ROP)。這些試求法 包括調(diào)節(jié)鉆壓(WOB)和每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)，以確定鉆井系統(tǒng)的ROP。 參見 Fred E. Dupriest 等,Ma: >m'z/wg ZW/ h^/ i ea/-77me
5^v&〃a"ce 。/MecA"m'ca/ S/ ec折c五"er^， SPE/IADC 92194 (2005年2 月)，其在本文被稱為"SPE Article 92194"; Co"ce; te i^/"ted to Mec/ 畫.ca/ 5^ ec折c Ewergy, Research Disclosure 492001 (2005年4月) http:〃www.researchdisclosure.com，其在本文l皮禾爾為"Research Disclosure
492001";以及Fred E. Dupriest等，Max^m力力g W(9尸術(shù)'A Wefl/ 77me Jwa/jws o/Dzg/to/ am/ MS￡， IPTC 10706-PP (2005年11月22-23 日)，其在本文被稱為"IPTC 10706-PP"。類似于最優(yōu)鉆壓試求法的其它 方法，可包括使用計(jì)算機(jī)來觀察和對性能趨勢進(jìn)行建模，以及嘗試鑒 別塌積點(diǎn)(founderpoint),其是ROP被最大化的點(diǎn)。遺憾的是，這些 工具和試求法并不提供對潛在鉆井速度的客觀評價(jià)，僅僅提供當(dāng)前鉆 井系統(tǒng)的塌積點(diǎn)。例如，確定ROP的因素可以被分成導(dǎo)致低效率的因素諸如多個(gè) 因素或塌積限制因素，以及限制能量輸入的因素。限制能量輸入的因 素的例子包括鉆柱上緊力矩、井眼凈化效率、攜帶巖屑載荷的井眼整 體性(hole integrity)、泥漿馬達(dá)差壓規(guī)格(mud motor differential pressure rating)、泥漿馬達(dá)方位規(guī)格(mud motor bearing rating)、定向目標(biāo)大 小(directional target size)、隨鉆測井(LWD)、旋轉(zhuǎn)速速限制、可利用 的BHA (底部鉆具組合)壓重、固相處理能力以及上驅(qū)動(dòng)或轉(zhuǎn)盤扭矩額定值。如果隨著WOB的增加塌積限制因素不發(fā)生，則這些因素限制 鉆井系統(tǒng)。如此，這些因素是給定鉆井系統(tǒng)的設(shè)計(jì)限制因素。盡管限制能量輸入的因素可最終限制鉆井系統(tǒng)，但塌積限制因
素是這樣的因素，其妨礙鉆井系統(tǒng)達(dá)到對于不在能量方面受到限制的 鉆井系統(tǒng)而言通常預(yù)期的性能。塌積或塌積限制因素可包括鉆頭泥包、
井底泥包、振動(dòng)--其在Research Disclosure 492001 、 Research
Disclosure 459049和SPE Article 92194 (在此通過引用的方式并入)被進(jìn) 一步討論，以及非鉆頭相關(guān)的限制因素，其在下文進(jìn)行討論。如在這 些文章中所述，鉆頭泥包或鉆頭結(jié)構(gòu)清理是這樣一種狀況，其中在切 削結(jié)構(gòu)中的物質(zhì)積累干擾能量向巖石的傳遞。也就是說，在切削結(jié)構(gòu) 或鉆頭以及相關(guān)部件中的碎屑堆積可限制施加于切削結(jié)構(gòu)的一部分 WOB到達(dá)巖石。例如，如果不從諸如鉆頭110a-110n之一的鉆頭清理 掉巖屑，則傳遞到巖石的能量下降到期望值以下。通過調(diào)節(jié)各鉆井組 件，例如改變噴嘴和流速來增加鉆頭清理設(shè)備的水力，可在一定程度 上減輕鉆頭泥包。另一個(gè)塌積限制因素是井底泥包。井底泥包是這樣的一種情況， 其中在井筒底部的物質(zhì)堆積干擾能量從鉆頭傳遞至鉆頭之下的巖石。 具體而言，細(xì)粒以類似于濾餅的方式通過壓差而保留下來。通過調(diào)節(jié) 操作參數(shù)，例如鉆頭旋轉(zhuǎn)速度、利用在給定條件下不產(chǎn)生井底泥包的 鉆頭、或用輕流體進(jìn)行鉆井以便在井筒底部流體凈壓頭小于孔隙壓力， 可在一定程度上減輕井底泥包。鉆頭鈍化是這樣的情況，其中鉆頭效率低，原因在于齒廓由于 鉆井作業(yè)的影響而磨損或改變，使得能量傳遞到巖石變得效率更低。 鉆頭鈍化不同于塌積，因?yàn)樗e是僅在一組特定的條件形成時(shí)發(fā)生的 效率喪失，而鉆頭鈍化導(dǎo)致在所有條件下和在所有鉆井作業(yè)期間效率 下降。盡管鈍化的鉆頭的性能可通過調(diào)節(jié)鉆井參數(shù)來優(yōu)化，但這種情 況只能夠通過更換鉆頭來完全減輕。此外，各種類型的振動(dòng)，例如側(cè)向振動(dòng)、扭轉(zhuǎn)振動(dòng)和軸向振動(dòng)， 可以是其它的塌積限制因素。例如，旋轉(zhuǎn)振動(dòng)是這樣的情況，其中鉆 井系統(tǒng)產(chǎn)生干擾能量向巖石傳遞的旋轉(zhuǎn)模式。該旋轉(zhuǎn)振動(dòng)是鉆頭未繞 其中心旋轉(zhuǎn)的結(jié)果，這導(dǎo)致切削效率的喪失。該類型的振動(dòng)可通過利用延長鉆頭規(guī)格長度來改善側(cè)向穩(wěn)定性、利用穩(wěn)定器、高扭矩馬達(dá)和/
或緩角彎殼體馬達(dá)來加以解決。WOB或RPM的調(diào)節(jié)也可降低旋轉(zhuǎn)。
扭轉(zhuǎn)振動(dòng)或粘滑振動(dòng)是當(dāng)鉆柱繞柱的軸振蕩時(shí)發(fā)生的情況。所產(chǎn)生的 鉆頭旋轉(zhuǎn)速度的周期性振動(dòng)導(dǎo)致鉆井過程效率變得更低。這種類型的
振動(dòng)例如可通過改變操作或鉆井參數(shù)諸如降低WOB和/或增加轉(zhuǎn)速來
加以減輕。此外，鉆井部件或設(shè)備可被改變，例如增加鉆柱的外徑來 增加扭轉(zhuǎn)剛度、或使用設(shè)計(jì)來產(chǎn)生較低扭矩的鉆頭。最后，軸向振動(dòng) 是這樣的情況，在其期間，沿著鉆柱的軸發(fā)生周期性振蕩，使得施加 到鉆頭的力發(fā)生變化。施加到鉆頭的鉆力的不均勻的周期性循環(huán)導(dǎo)致
鉆井效率的降低。該類型的振動(dòng)可通過改變操作參數(shù)例如降低WOB 或RPM，或通過利用諸如減震器的設(shè)備來加以減輕。各種形式的振動(dòng) 可能發(fā)生聯(lián)系，使得一種產(chǎn)生另一種，這還可導(dǎo)致用于減輕一種具體 形式的振動(dòng)的方法或工具也導(dǎo)致另一種形式的振動(dòng)下降。
除了上文討論的鉆頭相關(guān)的塌積限制因素，非鉆頭的塌積限制 因素或要素也可能存在。這些非鉆頭的限制因素特別難以系統(tǒng)地處理， 原因在于它們巨大的多樣性以及解決這些限制因素所涉及的專門技術(shù) 的寬泛性。此外，其它非鉆頭的限制因素可以包括組織程序、通信程 序、鉆機(jī)工人不穩(wěn)定性、締約約束、風(fēng)險(xiǎn)不利行為以及組織間的共享 缺乏。具體而言，當(dāng)該問題的減輕涉及增加的機(jī)械風(fēng)險(xiǎn)、已確立操作 的顯著變化、或高水平的技術(shù)培訓(xùn)時(shí)，也可以考慮組織程序。因此， 甚至對于這些非鉆頭的限制因素，上述的工作流程也被用于進(jìn)一步增 強(qiáng)鉆井作業(yè)。為通過鑒別和解決這些塌積限制因素來增加鉆井系統(tǒng) 102a-102n的鉆井速度，可以獲得各個(gè)井104a-104n的信息和測量的數(shù) 據(jù)，以增加該井的鉆井速度。如在Research Disclosure 492001 、 Research Disclose 459049和SPE Article 92194中所討論，機(jī)械比能(MSE)是用于 鉆入給定體積的巖石的能量的數(shù)學(xué)計(jì)算。參見Research Disclosure 492001 、 Research Disclose 459049和SPE Article 92194。如果鉆頭完全 有效的話，每巖石體積的能量的這一比值大致等于巖石的壓縮強(qiáng)度。 井諸如井104a-104n的MSE可以隨鉆井在井104a-104n中進(jìn)展而進(jìn)行 實(shí)時(shí)繪圖。
除了 MSE數(shù)據(jù)，其它測量的數(shù)據(jù)可用來評價(jià)鉆頭諸如鉆頭 110a-110n的鉆井效率。如此，MSE數(shù)據(jù)連同其它測量數(shù)據(jù)的分析可用 于研究鉆井作業(yè)中的具體低效情況。MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)可從井 104a-104n收集，以連續(xù)方式檢測鉆井系統(tǒng)102a-102n的效率變化。該 數(shù)據(jù)可用于改善鉆井性能，通過如下進(jìn)行鑒別最優(yōu)操作參數(shù)；以及 提供用于在成本上判斷鉆井系統(tǒng)設(shè)計(jì)變化的量化數(shù)據(jù)，以擴(kuò)展鉆井系 統(tǒng)的目前限制。MSE數(shù)據(jù)連同其它測量數(shù)據(jù)的分析可導(dǎo)致井控操作、 鉆頭選擇、底部鉆具組合(BHA)設(shè)計(jì)、上緊力矩、定向目標(biāo)大小和馬達(dá) 差速規(guī)格(motor differential rating)這些方面的再設(shè)計(jì)。如此，MSE 數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)的用途可用于一類的井設(shè)計(jì)和操作或鉆井操作 中，其被統(tǒng)稱為"快速鉆井過程"。MSE和其它測量數(shù)據(jù)在增加ROP 中的用途被進(jìn)一步在圖2中描述。圖2是根據(jù)本技術(shù)的方面，在圖1中的井之一的塌積限制因素 的示例性圖；在該圖中——其在本文中通過參考數(shù)字(附圖標(biāo)記)200 被提及，可被稱為試鉆曲線(drilloffcurve)的曲線206表示對于給定 的井諸如井104a-104n之一的具體設(shè)計(jì)而言，ROP 202與WOB 204的 抽象關(guān)系(notional relationship)。沿著該曲線206，不同的點(diǎn)與不同 的操作或鉆井設(shè)置有關(guān)。例如，第一個(gè)點(diǎn)208可與馬達(dá)差速規(guī)格有關(guān)， 第二個(gè)點(diǎn)210可與定向目標(biāo)控制相關(guān)，第三個(gè)點(diǎn)212可與井眼凈化相 關(guān)，而第四個(gè)點(diǎn)214可以是塌積限制因素，例如鉆頭泥包、井底泥包 和振動(dòng)。從第四個(gè)點(diǎn)214起，WOB 204的增加可能不顯著增加ROP 202， 因?yàn)镽OP 202或塌積限制可能無法通過WOB 204的任何增加解決。
對于給定的WOB，曲線206可用于分析ROP。在由WOB為零 至第一個(gè)點(diǎn)208處的WOB界定的第一個(gè)區(qū)域內(nèi)，已知鉆頭是低效率的。 關(guān)于該低效率的原因，本領(lǐng)域中存在已知的多個(gè)理論。隨著WOB和形 成的切割深度(depth of cut) (DOC)的增加，鉆頭最終達(dá)到其峰值 效率，該峰值效率通過比較除去給定體積的巖石所需的理論能量和鉆 頭除去該巖石所用的能量的量而被計(jì)算出來。在由第一個(gè)點(diǎn)208至第 四個(gè)點(diǎn)214處的WOB界定的第二個(gè)區(qū)域內(nèi)，曲線206在WOB 204和 ROP202之間基本上以線性的方式增加。曲線206的該線性部分表明， 鉆頭的操作效率與在該給條件下它可能具有的效率相同。在該整個(gè)區(qū)域內(nèi)，ROP隨著WOB的增加基本上線性增加，同時(shí)鉆頭效率未改變。
對鉆井系統(tǒng)沒有可以進(jìn)行以使鉆頭增加鉆井速度的環(huán)境改變。例如， 使用非水流體，用相同的鉆頭，并未增加鉆井速度，至多是增加了水
基泥漿。因此，僅WOB或RPM的改變可增加鉆井速度。由第四個(gè)點(diǎn) 214的WOB至剩余曲線206的末端界定的第三部分與抑制能量從鉆頭 傳遞到巖石的塌積限制因素相關(guān)。該塌積點(diǎn)接近可由目前的鉆井系統(tǒng) 提供的最高ROP。為越過該塌積限制因素增加ROP，鉆井系統(tǒng)可被重 新設(shè)計(jì)，改變部件或利用不同的部件來擴(kuò)展ROP限制因素，使塌積發(fā) 生在更高的WOB下。如此，試鉆曲線的斜率可被用來指示塌積限制因 素。ROP對WOB增加的基本上非線性響應(yīng)是給出的WOB高于塌積點(diǎn) 的指示。例如，當(dāng)在圖2的曲線206的第二個(gè)區(qū)域中操作時(shí)，鉆頭處于 峰值效率，且ROP對增加的WOB的響應(yīng)接近線性。在該區(qū)域中，ROP 的增加與WOB的增加直接相關(guān)。在該區(qū)域中的操作被稱為"非鉆頭限 制性的"，且結(jié)果常被稱為"控制鉆井(control drilling)"?？刂沏@ 井的示例原因可能包括定向目標(biāo)控制、井眼凈化、隨鉆測井(LWD)數(shù) 據(jù)采集速度、混合器容量、巖屑處理或固相處理設(shè)備限制。
作為例子，最優(yōu)鉆壓試求法可產(chǎn)生曲線206。沿著曲線206，當(dāng) ROP 202停止線性響應(yīng)于WOB 204的增加時(shí)，塌積限制因素存在，其 限制ROP或鉆井速度。如此，該WOB 204被認(rèn)為是該當(dāng)前鉆井系統(tǒng) 下的最優(yōu)鉆井速度。因?yàn)閮H鉆井系統(tǒng)部件和操作的改變可以增加ROP 202，所以MSE趨勢連同其它測量數(shù)據(jù)諸如振動(dòng)數(shù)據(jù)的分析可用于鑒 別塌積限制因素并通過消除該塌積限制因素來增加鉆井速度。在確定 塌積限制因素并將ROP擴(kuò)展至下一個(gè)塌積限制因素中，關(guān)聯(lián)實(shí)時(shí)MSE 數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)可能是有益的。與第四點(diǎn)214有關(guān)的塌積限制因素得到矯正之后，ROP 202可 被擴(kuò)展到下一個(gè)塌積限制因素，其由第五個(gè)點(diǎn)216表示。也就是說， 鉆井部件可被改變，以將ROP增加至下一個(gè)塌積限制因素，這產(chǎn)生延 長的曲線218。使用該方法，操作人員一次可解決一個(gè)限制因素，進(jìn)一 步增強(qiáng)鉆井作業(yè)。沿著曲線218，不同的操作或鉆井參數(shù)可被調(diào)節(jié)，以 進(jìn)一步將ROP擴(kuò)展到曲線206的塌積限制因素以上。此外，另外的延伸曲線，例如曲線222，可通過解決其它塌積限制因素的其它鉆井部件
改變而產(chǎn)生。例如，第六點(diǎn)220可與增加的鉆頭耐用性、可利用的BHA 壓重、鉆柱上緊力矩、或鉆機(jī)上驅(qū)動(dòng)或旋轉(zhuǎn)扭矩有關(guān)。這些鉆機(jī)部件 再設(shè)計(jì)可被用于擴(kuò)展降低效率并限制ROP的塌積限制因素。利用該方 法的鉆井過程在圖3中進(jìn)一步討論。圖3是根據(jù)本技術(shù)的方面，用于圖1的井的快速鉆井過程的示 例性流程圖。該流程圖，其可通過參考數(shù)字300被提及，通過同時(shí)參 考圖1和2可被最好地理解。在該流程圖300中，鉆井過程可被開發(fā) 出并用于通過增加井104a-104n的鉆井速度來增強(qiáng)鉆井作業(yè)。也就是 說，本技術(shù)提供了通過解決塌積限制因素來擴(kuò)展ROP而增加鉆井速度 或ROP的方法。因此，以所述方式進(jìn)行的鉆井作業(yè)可基于MSE和其 它測量數(shù)據(jù)，通過改變鉆井作業(yè)來減少低效率。該流程圖開始于框302。在框303，可選擇井位置。該選擇可包 括用于鑒別含有油氣的油田的典型技術(shù)。然后，分析井?dāng)?shù)據(jù)，如框304 所示。井?dāng)?shù)據(jù)可包括與巖石類型、巖石性質(zhì)、MSE、振動(dòng)、WOB、 RPM、 POR扭矩、泵壓、流速、大鉤懸重和/或其它測量數(shù)據(jù)相關(guān)的信息，其 在下文進(jìn)一步討論。井?dāng)?shù)據(jù)，其可包括實(shí)時(shí)的、過去的和/或以前產(chǎn)生 的數(shù)據(jù)，可與目前正鉆探的井、同一油田或相似油田中以前鉆出的井 和/或同步鉆探的井相關(guān)聯(lián)。利用所述井?dāng)?shù)據(jù)，對于所述井，選擇鉆井 部件和鉆井操作(drillingpractices)，如框306所示。鉆井部件可包括 鉆頭、鉆柱、鉆鋌、穩(wěn)定器、擴(kuò)眼鉆頭、擴(kuò)眼器、震擊器、定向轉(zhuǎn)向 設(shè)備(directional steering equipment)、井下測量工具、振動(dòng)觀!l量工具、 泵缸套、地面壓力遏制系統(tǒng)(surface pressure containment systems)、 流體處理設(shè)備、數(shù)字鉆井?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)和鉆機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)或類似部 件，其在下面進(jìn)一步討論。類似地，鉆井操作可包括進(jìn)行各種試求法， 例如MSE壓重試求法、MSERPM試求法、MSE水力試求法、最優(yōu)鉆
壓試求法和鉆速試求法或類似方法，其也在下文進(jìn)一步討論。鉆井部 件和鉆井操作的選擇可為所述井提供估計(jì)的鉆井速度。
在框308，開始鉆井作業(yè)。該鉆井作業(yè)可包括建立鉆井系統(tǒng) 102a-102n，鉆井104a-104n，進(jìn)行鉆井操作或試求法來優(yōu)化作業(yè)或采集 數(shù)據(jù)以支持將來的優(yōu)化，收集巖心樣品，運(yùn)行工具來評價(jià)地層，安裝套管、油管和完井設(shè)備，進(jìn)行鉆后性能分析和/或?qū)你@井作業(yè)獲得的
信息歸檔。在鉆井作業(yè)期間，MSE和其它測量數(shù)據(jù)可在框310進(jìn)行監(jiān) 測。MSE和其它測量數(shù)據(jù)的監(jiān)測可實(shí)時(shí)進(jìn)行，以提供鉆井作業(yè)的反饋 調(diào)節(jié)。該監(jiān)測可包括傳送MSE和其它測量數(shù)據(jù)給位于地理上遠(yuǎn)程位置 處或在井附近的拖車房內(nèi)的工程師。數(shù)據(jù)也可以被顯示在鉆探平臺(tái)附 近的多個(gè)位置處。利用MSE和其它測量數(shù)據(jù)，塌積限制因素例如鉆頭 泥包、振動(dòng)和井底泥包可以被鑒別，如框312所示。塌積限制因素的 識(shí)別可源于監(jiān)測MSE和其它測量數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)程序或用戶，諸如鉆井 操作員或工程師。該MSE和測量數(shù)據(jù)例如可通過關(guān)聯(lián)MSE數(shù)據(jù)連同 其它測量數(shù)據(jù)如振動(dòng)數(shù)據(jù)的圖形顯示呈現(xiàn)?；阼b別出的塌積限制，可進(jìn)行鉆井作業(yè)的改變，以解決具體 的塌積限制因素，如框314所討論。鉆井作業(yè)的這些改變或調(diào)節(jié)包括 改變鉆井部件和/或鉆井操作。例如，鉆井作業(yè)的改變可包括改變鉆井 部件，諸如用于所述井的鉆頭110a-110n、鉆柱112a-112n或水力系統(tǒng)。 此外，鉆井作業(yè)的改變可包括擴(kuò)展地面設(shè)備的限制的改變，以除去鉆 井液中增加的固體載荷；操作實(shí)踐的改變，以改善迅速從所述井除去 鉆屑的能力；鉆井液設(shè)計(jì)改變，以增強(qiáng)當(dāng)高鉆速鉆井時(shí)所述液體密封 滲透層中井筒的能力；在井下組件中安裝低摩擦牙輪擴(kuò)眼器，以降低 某些振動(dòng)；和/或在鉆井鉆具組合中使用的鉆鋌或厚壁鉆桿的接合數(shù)的 改變，以降低某些振動(dòng)。可能的變化的其它例子在圖5A-7K中討論。
然后，鉆井作業(yè)的改變可在框316中記錄。該記錄可包括將鉆 井作業(yè)的改變存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫、服務(wù)器或與鉆井系統(tǒng)102a-102n有關(guān)的其 它人員可取得的其它類似位置。然后，確定是否已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)深度， 如框318所示。目標(biāo)深度可以是具體的地下位置，例如地下儲(chǔ)層 108a-108n之一和/或井?dāng)M到達(dá)的預(yù)定或地下的位置。然而，應(yīng)當(dāng)注意到， 當(dāng)對井筒進(jìn)行擴(kuò)眼用于測井、在注水泥前對套管擴(kuò)眼至底部、在修井 作業(yè)諸如鉆碎井中水泥塞或其它材料期間，MSE和其它測量數(shù)據(jù)可被 使用。也就是說，快速鉆井過程可擴(kuò)展至注水泥和完井作業(yè)，或者任 何針對油田內(nèi)的井或多口井的壽命的后續(xù)補(bǔ)救作業(yè)。如果尚未到達(dá)目 標(biāo)深度，則可在框304中再次分析井?dāng)?shù)據(jù)。該井?dāng)?shù)據(jù)的再分析可以以 連續(xù)的方式進(jìn)行，以通過解析各個(gè)塌積限制因素來擴(kuò)展ROP，如上文所討論。這意味著，在該過程中，對于井，鉆井部件可以被改變一次 或多次。例如，鉆井作業(yè)可包括兩次、三次、四次或更多次改變，來 減輕或去除不同的塌積限制因素。然而，如果已經(jīng)到達(dá)目標(biāo)深度，則 對所述井優(yōu)化性能的過程可在框320結(jié)束。如果后續(xù)或同步的井將被 鉆探，則所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)可進(jìn)一步被分析，幫助選擇另一個(gè)井的鉆井部 件或鉆井操作。圖4A是根據(jù)本技術(shù)的某些方面，用于圖1的鉆井系統(tǒng)102a-102n 的示例性系統(tǒng)400。在該系統(tǒng)400中，工程設(shè)備402和各種鉆井系統(tǒng)設(shè) 備404a-404n可通過第一網(wǎng)絡(luò)410被連接在一起。工程設(shè)備402可用于 監(jiān)測鉆井系統(tǒng)設(shè)備404a-404n的一個(gè)或多個(gè)，所述鉆井系統(tǒng)設(shè)備 404a-404n各自與鉆井系統(tǒng)102a-102n之一和各自的井104a-104n關(guān)聯(lián)。
工程設(shè)備402和鉆井系統(tǒng)設(shè)備404a-404n可以是筆記本電腦、 臺(tái)式電腦、服務(wù)器、或其它基于處理器的設(shè)備。這些設(shè)備402和 404a_404ri的每一個(gè)可包括監(jiān)視器、鍵盤、鼠標(biāo)和其它與用戶交互的用 戶界面。此外，設(shè)備402和404a-404n可包括允許各設(shè)備的用戶看到 MSE數(shù)據(jù)以及其它測量數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序，這在下文中進(jìn)一步討論。例 如，提供監(jiān)測井下或地下鉆井?dāng)?shù)據(jù)的設(shè)備和軟件的訂約人可改進(jìn)現(xiàn)有 系統(tǒng)，以同樣顯示MSE數(shù)據(jù)以及其它基于進(jìn)尺或時(shí)間的信息?？商峁?這種顯示的訂約人的例子包括隨鉆測井、井下振動(dòng)監(jiān)測、氣測井、地 面數(shù)據(jù)采集以及鉆機(jī)的訂約人。如此，設(shè)備402和404a-404n的每一個(gè) 可包括用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)和其它應(yīng)用程序的存儲(chǔ)器，例如硬盤驅(qū)動(dòng)器、軟 盤、CD-ROM和其它光學(xué)介質(zhì)、磁帶等。因?yàn)樵O(shè)備402和404a-404n的每一個(gè)可位于不同的地理位置， 例如不同的鉆井位置、建筑物、城市或鄉(xiāng)村，網(wǎng)絡(luò)410例如可包括不 同的設(shè)備(未示出)，諸如路由器、轉(zhuǎn)換器、電橋。同樣，網(wǎng)絡(luò)410 可包括一種或多種局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、服務(wù)器域網(wǎng)(server area network)、 或城域網(wǎng)、衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)或這些不同類型網(wǎng)絡(luò)的組合。設(shè)備402和404a-404n 可通過第一通信媒介諸如IP、 DecNET或其它合適的通信協(xié)議來通信。 經(jīng)由設(shè)備402和404a-404n的網(wǎng)絡(luò)410的連通和應(yīng)用可被本領(lǐng)域普通技 術(shù)人員所理解。
除了互相通信，設(shè)備404a-404n的每一個(gè)可通過單獨(dú)的網(wǎng)絡(luò)諸 如鉆井系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)408a-408n被連接到測量裝置406a-406n之一。這些網(wǎng) 絡(luò)408a-808n例如可包括不同的設(shè)備(未示出)，諸如路由器、轉(zhuǎn)換器、 電橋，其提供從測量設(shè)備406a-406n之一到各自的設(shè)備404a-404n的通 信。這些測量設(shè)備406a-406n可以是布置在各井104a-104n內(nèi)的工具， 以監(jiān)測和測量一些情況，諸如RPM、扭矩、壓力、振動(dòng)等。例如，測 量設(shè)備406a-406n可包括用于定向控制或測井的井下鉆井工具，例如旋 轉(zhuǎn)式可轉(zhuǎn)向鉆具組合、彎殼體泥漿馬達(dá)、振動(dòng)監(jiān)測工具、隨鉆測井工 具、地面振動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)和布置來監(jiān)測多種地面活動(dòng)的地面?zhèn)鞲衅鳌＿@ 些工具可包括連續(xù)地并在三個(gè)軸上測量振動(dòng)的加速度計(jì)。因此，設(shè)備 404a-404n和406a-406n可經(jīng)由第一通信協(xié)議和/或第二通信協(xié)議進(jìn)行通 信，交換測量數(shù)據(jù)。經(jīng)由設(shè)備402、 404a-404n和406a-406n的網(wǎng)絡(luò) 408a-408n的連通和應(yīng)用可被本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所理解。
有利地，使用這些設(shè)備402和404a-404n可為用戶提供MSE數(shù) 據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)，其在上文中進(jìn)行了討論。為進(jìn)一步描述MSE數(shù)據(jù) 和其它測量數(shù)據(jù)的展示和應(yīng)用，各種具體的例子在下文中提供。在這 些例子中，實(shí)時(shí)MSE數(shù)據(jù)的應(yīng)用可與其它測量數(shù)據(jù)一起用來確定鉆井 系統(tǒng)諸如鉆井系統(tǒng)102a-102n之一的塌積限制因素。具體而言，圖 5A-5D描述了遭遇鉆頭泥包的鉆井系統(tǒng)的監(jiān)測，而圖6描述了遭遇井 底泥包的鉆井系統(tǒng)的監(jiān)測。圖7A-7K描述了遭遇各種振動(dòng)限制因素和 鉆頭鈍化限制因素的鉆井系統(tǒng)的監(jiān)測。
因此，當(dāng)MSE曲線是RPM和WOB的關(guān)系時(shí)，對該方程的輸 入可通過測量設(shè)備406a進(jìn)行測量，并經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)408a提供給鉆井系統(tǒng) 設(shè)備404a。當(dāng)鉆井進(jìn)展時(shí)，計(jì)算的MSE曲線與其它測量數(shù)據(jù)一起顯示， 諸如曲線形式的RPM、扭矩、ROP、 WOB、泵壓和/或流入。這些曲 線的每一條可以以基于時(shí)間或進(jìn)尺(即深度)的刻度產(chǎn)生，并被顯示 在與鉆井系統(tǒng)102a有關(guān)的監(jiān)視器上?？蛇x地，這些曲線也可被提供給 現(xiàn)場外人員，例如使用15秒更新的設(shè)備402的鉆井工程師。因此，圖 5A-7K可同時(shí)參考圖1和4而被最好地理解。
圖5A是在鉆井系統(tǒng)102a處與其它測量數(shù)據(jù)一起顯示給用戶的 MSE數(shù)據(jù)的示例性圖表。在該圖表中，其在本文通過參考數(shù)字500被23提及，MSE曲線502與其它測量數(shù)據(jù)沿著深度刻度516—起顯示，諸 如RPM曲線504、扭矩曲線506、 ROP曲線508、 WOB曲線510和流 入曲線512。這些曲線502-512被一起用來鑒別鉆頭低效率以及增加鉆 井速度?？蛇x的顯示也可包括顯示另外數(shù)據(jù)諸如振動(dòng)、大鉤位置、井 下循環(huán)壓力和井下溫度的曲線。
在圖5A中，以與先前鉆的補(bǔ)償井相同的方式，對井104a的層 段進(jìn)行鉆井。該層段用鉆頭110a進(jìn)行鉆井，其為IADC 1-1-7-齒鉆頭、 20klbs(千磅)WOB、和水基泥漿。所鉆的巖石層是軟的，在砂層和頁 巖層的巖石強(qiáng)度都為3-5 ksi (千磅/平方英寸)。如果鉆頭110a是有效 的，則MSE曲線502應(yīng)該是直線，具有大約3-5 ksi的值。相反地， MSE曲線502在頁巖層增加到超過25 ksi的值，而在砂層降低到5 ksi。 結(jié)果，鉆井系統(tǒng)102a采用了與壓縮強(qiáng)度為大約25ksi的巖石相同量的 能量來鉆所述頁巖層，盡管巖石強(qiáng)度為3-5 ksi。這表明鉆頭低效率或 能量浪費(fèi)，其可通過操作人員的糾正行為加以解決。
在本技術(shù)下，基于MSE和測量數(shù)據(jù)，進(jìn)行決定，以便在該井和 其它后續(xù)的井諸如井104b-104n中增強(qiáng)鉆井作業(yè)。例如，因?yàn)楫?dāng)鉆頭 110a進(jìn)入砂層時(shí)頁巖屑在其表面上的堆積被清理，切削結(jié)構(gòu)再次變得 有效，且ROP退回至大約350 fj)h，同時(shí)MSE曲線502降至接近巖石 強(qiáng)度的值。因此，該鉆井系統(tǒng)102a的塌積限制因素看起來是鉆頭泥包， 因?yàn)榍邢鹘Y(jié)構(gòu)似乎在頁巖層中充滿往往粘附于鉆頭的碎屑，盡管鉆頭 在砂層中適當(dāng)清理。通過再設(shè)計(jì)鉆井部件以利用聚晶金剛石復(fù)合片 (PDC)鉆頭和增強(qiáng)的水力，后續(xù)的鉆井系統(tǒng)諸如鉆井系統(tǒng)102b-102n 可在后續(xù)井諸如104b-104n中增加其鉆井速度。
作為第二個(gè)例子，MSE和其它測量數(shù)據(jù)可用于方法試驗(yàn)，以增 加井諸如井102a的鉆井速度，如圖5B所示。圖5B是根據(jù)本發(fā)明的某 些方面，對于鉆頭泥包塌積的圖1鉆井系統(tǒng)中提供的第二個(gè)示例性圖 表。在該圖表中，其在本文通過參考數(shù)字520被提及，方法試驗(yàn)被用 作鉆井操作的一部分，以鑒別鉆井系統(tǒng)102a的塌積限制因素。在圖5B 中，MSE曲線522與其它測量數(shù)據(jù)沿著深度刻度536 —起顯示，諸如 RPM曲線524、扭矩曲線526、 ROP曲線528、 WOB曲線530、泵壓曲線532和/或流入曲線534。這些曲線522-534的每一個(gè)連同方法試驗(yàn) 一起被用來鑒別鉆頭泥包限制因素以及增加鉆井速度。
在圖5B中，在地面套管的鉆水泥塞之后，在水基泥漿中用8-1/2" 鉆頭對井104a的層段進(jìn)行鉆井。在該井104a中，從約2000ft(英尺) 到約2100 ft，進(jìn)行"MSE壓重試求法"，其以2 klb的增量將WOB從 5klb增加至11 klb，然后，通過將旋轉(zhuǎn)速度從60增加至120RPM，從 約2130 ft至2300 ft進(jìn)行"MSE RPM試求法"。對于MSE壓重試求法， 觀察到MSE曲線522中MSE值相應(yīng)于在WOB曲線530中的增加而 增加，其可表明鉆井系統(tǒng)102a已經(jīng)到達(dá)塌積限制因素。對于MSERPM 試求法，觀察到MSE曲線522中MSE值相應(yīng)于在RPM曲線524中的 增加而增加，這可表明鉆井系統(tǒng)102a已經(jīng)到達(dá)塌積限制。
基于這些試求法，清楚的是，MSE曲線522在MSE壓重試求 法和MSERPM試求法期間并未改變。也就是說，鉆頭110a在不同的 WOB下在100 fj)h和200 *h下以及在不同的RPM下高達(dá)400 下 以相同的效率進(jìn)行操作。如此，這些方法試驗(yàn)確認(rèn)，鉆頭仍有效運(yùn)作 且在塌積點(diǎn)下操作。除了確認(rèn)鉆頭仍為有效之外，低MSE證明了 WOB 的進(jìn)一步增加可能產(chǎn)生ROP的線性增加。然而，用以前的鉆頭，在1800 ft附近，MSE曲線522中的高值表明鉆頭110a上的齒在頁巖層中為鉆 頭泥包。如此，鉆井系統(tǒng)102a上的水壓可以在該井或后續(xù)井上修改， 以在整個(gè)生產(chǎn)井筒中增加鉆井速度至500 fi)h以上。因此，方法試驗(yàn)可 與MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)一起被用來進(jìn)一步增強(qiáng)鉆井作業(yè)。如果當(dāng) WOB或RPM被調(diào)節(jié)時(shí)MSE不改變，則顯示鉆井系統(tǒng)是有效的，并且 WOB進(jìn)一步增加。如果當(dāng)WOB或RPM被調(diào)節(jié)時(shí)MSE表現(xiàn)出增加的 變化，其超過巖石壓縮強(qiáng)度的潛在變化，則已知鉆頭是在塌積中且鉆 井系統(tǒng)的操作員可采取糾正措施。在出現(xiàn)機(jī)會(huì)時(shí)，也可改變設(shè)備和系 統(tǒng)。
作為第三個(gè)例子，圖5C是根據(jù)本技術(shù)的某些方面，對于鉆頭泥 包塌積的圖1鉆井系統(tǒng)中提供的第三個(gè)示例性圖表。在該圖表中，其 在本文中通過引用數(shù)字540被提及，中度鉆頭泥包被鑒別為鉆井系統(tǒng) 102a的塌積限制因素。在圖5C中，MSE曲線542與其它測量數(shù)據(jù)沿 著深度刻度558 —起顯示，諸如RPM曲線544、扭矩曲線546、 ROP曲線548、 WOB曲線550、 7射線(GR)曲線552、泵壓曲線554和/或流 入曲線556。這些曲線542-556的每一個(gè)被一起用來鑒別鉆頭泥包塌積 以及增加鉆井速度。
在圖5C中，MSE曲線542示出井104a的層段，其為12-1/4" 的層段。在該例子中，鉆井系統(tǒng)102a使用好比該軟巖石具有25ksi壓 縮強(qiáng)度的相同量能量。在5100ft附近，操作員確定能量損失是中度鉆 頭泥包的結(jié)果，并將WOB從約25 klb降低至約8 klb。 MSE曲線542 在WOB修改之后降低，這表明鉆頭效率增加，以及ROP從約80 f^h 增加到約100 fj)h。通過使用MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)，操作員能夠 通過將MSE用作性能指標(biāo)來增加鉆井速度。
在該例子中，鉆井系統(tǒng)102a的操作員能夠利用MSE數(shù)據(jù)和其 它測量數(shù)據(jù)來確定鉆井作業(yè)的某些性能水平。然后，操作員可調(diào)節(jié)操 作參數(shù)并觀察MSE曲線542的改變。因此，操作參數(shù)可再被調(diào)節(jié)至這 樣的設(shè)置，在該設(shè)置下MSE曲線542為最小值或在最小值附近。
利用對于MSE優(yōu)化的操作參數(shù)，鉆井系統(tǒng)102a的工程再設(shè)計(jì) 可被再次檢査，以提供進(jìn)一步的鉆井速度或ROP的增強(qiáng)，如上所討論。 例如，在操作員確認(rèn)鉆頭泥包發(fā)生于軟石灰?guī)r中之后，鉆井部件諸如 噴嘴和流速被改變，以用可利用的鉆井設(shè)備實(shí)現(xiàn)可能的每平方英寸最 高水馬力(HSI)。在鉆頭處的水馬力可通過增加流經(jīng)鉆頭的體積或降低 噴嘴大小，使得給定流動(dòng)的壓降和速率增加，來加以改變。兩種改變 消耗了可利用的泵功率。 一般而言，流速在其中井眼凈化優(yōu)先的定向 井中被強(qiáng)調(diào)。在該例子中，因?yàn)楫?dāng)觀察到鉆頭泥包時(shí)所述泵已經(jīng)在它 們的合同功率輸出下運(yùn)行，所以流速被降低，以使噴嘴壓力下降和HSI 增加。在增加的水壓下，鉆頭泥包的塌積點(diǎn)現(xiàn)己經(jīng)被升高，使得相比 于以前的5-25 klb，允許一致地應(yīng)用25-45 klb的WOB。
作為第四個(gè)例子，圖5D是根據(jù)本技術(shù)的某些方面，對于鉆頭 泥包塌積的圖1的鉆井系統(tǒng)中提供的第四個(gè)示例性圖表。在該圖表中， 其在本文中通過引用數(shù)字560被提及，鉆頭泥包再次被檢測為鉆井系 統(tǒng)102a的塌積限制因素。在圖5D中，MSE曲線562與其它測量數(shù)據(jù) 沿著深度刻度576 —起顯示，諸如RPM曲線564、扭矩曲線566、 ROP 曲線568、 WOB曲線570、泵壓曲線572和/或流入曲線574。這些曲線562-574的每一個(gè)再次被一起用來鑒別鉆頭泥包塌積限制因素以及 增加鉆井速度。
在圖5D中，對于井104a的層段，示出了MSE曲線562，所述 井104a具有鉆井系統(tǒng)102，使用鉆頭110a以及初始HSI為5.2 hp/in2 (馬 力/平方英寸)的鉆井系統(tǒng)102。井104a以前已經(jīng)以平均ROP為約150 *h 的記錄速度鉆過。然而，因?yàn)椴僮鲉T觀察到MSE曲線562已經(jīng)增加了 2200 ft至2400 ft之間的某些深度下的值，所以操作員確認(rèn)鉆頭110a 是鉆頭泥包。因此，采用替換鉆頭，其包括這樣的水力條件具有噴 嘴，HSI為11.5 hp/in2。在水力條件'的重新設(shè)計(jì)之后，觀察在2400 ft 和2600 ft之間的MSE曲線562，其大致等于巖石壓縮強(qiáng)度。在MSE 曲線562中的該變化表明，切削結(jié)構(gòu)被清理，原因在于再設(shè)計(jì)的水力 條件。結(jié)果，ROP在砂層和頁巖層中增加至大約350 ^h以上，用于接 下來的3000 ft。
圖6是根據(jù)本技術(shù)的某些方面，對于井底泥包的圖1的鉆井系 統(tǒng)中提供的示例性圖表。在該圖表中，其在本文中通過引用數(shù)字600 被提及，MSE和其它測量數(shù)據(jù)在不同的水力條件下被用于確定鉆井系 統(tǒng)102a的塌積限制因素。在圖6中，MSE曲線602與其它測量數(shù)據(jù)沿 著時(shí)間線620 —起顯示，諸如ROP曲線604、 RPM曲線606、扭矩曲 線608、 WOB曲線610、大鉤曲線612、泵壓曲線614、流動(dòng)百分?jǐn)?shù)曲 線616和/或流入曲線618。這些曲線602-618的每一個(gè)再次被一起用來 鑒別塌積限制因素以及增加鉆井速度。
在圖6中，對于井104a的層段，示出了 MSE曲線602，所述 井104a具有鉆頭110a，其是7 7/8"的鑲硬合金齒的牙輪鉆頭。該鉆頭 110a在水基泥漿的情況下在具有25 ksi巖石強(qiáng)度的地層中鉆井。在該 圖600中，MSE曲線602被升高至約800ksi，其表明塌積限制因素限 制ROP。因?yàn)殂@頭泥包通常不發(fā)生在非常硬的巖石中并且MSE曲線 602不表現(xiàn)出通常表示振動(dòng)的零星振蕩，所以塌積限制因素可能是井底 泥包。也就是說，鉆頭110a表現(xiàn)為在通過差壓保持于井筒底部處的材 料上旋轉(zhuǎn)，而實(shí)際上并不與在細(xì)碎材料之下的巖石接觸。對于后續(xù)井， 用不同類型的鉆頭和高速渦輪更換鉆井系統(tǒng)，其對于井底泥包情況是更為有效的系統(tǒng)。對MSE曲線的監(jiān)視使得問題的本質(zhì)得以理解，并且 對嚴(yán)重程度的量化使另一個(gè)鉆井系統(tǒng)能夠在成本上有效。
除了上面討論的井底泥包和鉆頭泥包的例子外，振動(dòng)是導(dǎo)致鉆 井系統(tǒng)無效率的另一個(gè)塌積限制因素。如上所述，振動(dòng)在扭矩和MSE 方面往往產(chǎn)生更大的變化。振動(dòng)是限制鉆井速度的主要塌積限制因素 之一，且用MSE數(shù)據(jù)監(jiān)測振動(dòng)數(shù)據(jù)可進(jìn)一步增強(qiáng)鉆井過程。
例如，鉆井系統(tǒng)102a的操作員可改變鉆井參數(shù)諸如WOB、旋 轉(zhuǎn)速度或其它操作參數(shù)至有效的水平，來減輕振動(dòng)影響。MSE數(shù)據(jù)的 加入允許操作員清楚地確定振動(dòng)對鉆井系統(tǒng)效率的影響，并提供對鉆 井部件的改變的其它觀點(diǎn)。也就是說，MSE數(shù)據(jù)可被用于鑒別設(shè)計(jì)變 化，以降低或限制振動(dòng)對限制井的鉆井速度的影響。不同類型的振動(dòng) 塌積和鉆頭鈍化在下列與圖7A-7K相關(guān)的例子中討論。
圖7A是根據(jù)本技術(shù)的某些方面，在圖1的鉆井系統(tǒng)中提供的 對于振動(dòng)塌積的第一示例性圖表。在該圖表中，其在本文通過參考數(shù) 字700被提及，MSE和其它測量數(shù)據(jù)被用于確定鉆井系統(tǒng)102a的振動(dòng) 塌積限制因素。在圖7A中，MSE曲線702與其它測量數(shù)據(jù)與深度刻 度709 —起顯示，諸如RPM曲線703、扭矩曲線704、 ROP曲線705、 WOB曲線706、泵壓曲線707和/或流入曲線708。這些曲線702-708 的每一個(gè)再次被一起用來鑒別塌積限制因素以及增加鉆井速度。
圖7A示出了在5 ksi至10 ksi巖石中進(jìn)行的一系列MSE壓重和 MSERPM試求法。該例子顯示了一些常見的振動(dòng)行為，其由MSE曲 線702和涉及改變WOB的鉆井試驗(yàn)所表示。如該圖表700所示，從 8100 ft至8270 ft, MSE曲線702的值初始為大約30 ksi至大約40 ksi。 當(dāng)WOB在8270 ft降低時(shí)，MSE曲線702上的值降低至15 ksi至25 ksi 的范圍，且ROP曲線705的值增加。然后，在8500 ft， WOB曲線706 的值增加至其初始值，這導(dǎo)致MSE曲線702的值增加和ROP曲線705 的值降低。在8580 ft， WOB降低，且MSE曲線702的值增加至先前 水平之上。
在鉆井作業(yè)期間的WOB變化為操作員提供了關(guān)于鉆并系統(tǒng)性 能的有價(jià)值的信息。例如，從8100 ft至大約8500 ft的WOB變化表明， 振動(dòng)塌積正在發(fā)生且通過調(diào)節(jié)回到所述WOB。此外，從8500 ft至8650ft， WOB的下降表明，不足的切割深度(DOC)或嚴(yán)重的渦旋正在井104a 內(nèi)發(fā)生。通過鉆井試驗(yàn)，最高的ROP值被提供于從約12 klb至15 klb 的范圍內(nèi)。此外，鉆井試驗(yàn)表明，振動(dòng)減少是ROP改變的原因，而不 是巖石強(qiáng)度改變的原因，因?yàn)閹r石強(qiáng)度不可能下降15ksi。因此，為進(jìn) 一步增加鉆井速度，可進(jìn)行鉆井部件設(shè)計(jì)改變來消除或限制在高于15 klb的WOB下的振動(dòng)。
圖7B示出了使用MSE數(shù)據(jù)連同其它測量數(shù)據(jù)確定振動(dòng)塌積限 制因素的第二個(gè)例子。在圖7B中，在本文通過參考數(shù)字710被提及的 圖表給出了 MSE和其它測量數(shù)據(jù)，其用于確定鉆井系統(tǒng)102a的振動(dòng) 塌積限制因素。在圖7B中，MSE曲線712與其它測量數(shù)據(jù)沿著深度 刻度719 —起顯示，諸如RPM曲線713、扭矩曲線714、 ROP曲線715、 WOB曲線716、泵壓曲線717和/或流入曲線718。這些曲線712-718 的每一個(gè)再次被一起用來鑒別振動(dòng)塌積限制因素以及增加鉆井速度。
圖7B包括MSE WOB和MSE RPM試求法，其被用來評價(jià)在 巖石強(qiáng)度在5 ksi至10 ksi范圍內(nèi)的地層中的鉆井作業(yè)的性能。在該例 子中，井102a是在具有5ksi壓縮強(qiáng)度巖石的巖石內(nèi)的8 1/2'井筒。從 9900 ft至10100 ft， MSE曲線712初始為大約250 ksi，其中峰值可達(dá) 大約500 ksi。作為MSE WOB試求法的一部分，在10200 ft附近，WOB 被增加，而旋轉(zhuǎn)速度被降低，這是減輕旋轉(zhuǎn)振動(dòng)的典型操作。作為該 試求法的結(jié)果，MSE曲線712的值下降，而ROP曲線715的值增加。
在鉆井期間的WOB和RPM變化為操作員提供了關(guān)于鉆井系統(tǒng) 性能的有價(jià)值的信息。從MSE響應(yīng)鉆井參數(shù)的這些變化的方式，確定 振動(dòng)的特性。例如，從9900 ft至大約10200 ft的MSE曲線712表明高 的能量損失，但其并未顯示振動(dòng)的具體特性。并不知道渦旋是原因， 直到WOB增加和MSE下降——如果初始情況是渦旋的話，這是預(yù)期 的響應(yīng)。如果初始情況主要是粘滑振動(dòng)，則MSE和振動(dòng)能量損失將增 加。 一些ROP響應(yīng)可在無MSE曲線712的情況下進(jìn)行解釋，因?yàn)镽OP 值通常以成比例的關(guān)系隨著WOB的增加而增加。然而，在10200 ft 至10350 ft的范圍內(nèi)，ROP響應(yīng)不成比例地高，且MSE曲線712的值 在這個(gè)相同的范圍內(nèi)下降。因此，MSE曲線712以及WOB曲線716 和ROP曲線715上的值表明，鉆頭不僅僅由于增加的WOB而鉆得更快，但卻更有效。因此，MSE WOB和MSE RPM試求法可被進(jìn)行來減 輕振動(dòng)塌積，或提供改變鉆井系統(tǒng)以增加鉆井速度的進(jìn)一步理由。
在該例子中，在MSE曲線712中觀察到這樣的基線趨勢，其中 MSE值總體上隨深度而增加。該增加的原因在于當(dāng)管和井筒壁之間的 累積接觸隨深度增加時(shí)鉆柱摩擦增加。當(dāng)出現(xiàn)大的摩擦損失時(shí)，MSE 值可以超過巖石強(qiáng)度。這并不降低MSE數(shù)據(jù)的用途，因?yàn)樵谒龅姆?法中，MSE數(shù)據(jù)僅用作效率的相對指標(biāo)，并與其它測量數(shù)據(jù)一起使用。 如果對操作參數(shù)進(jìn)行改變，并且MSE下降或增加，則所述過程變得更 有效或更無效。因此，MSE值的相對響應(yīng)被用于幫助進(jìn)行操作決定， 而不是其絕對值。
圖7C示出了使用MSE數(shù)據(jù)連同其它測量數(shù)據(jù)，確定振動(dòng)塌積 限制因素的第三個(gè)例子。在圖7C中，在本文通過參考數(shù)字720被提及 的圖表，給出了 MSE和其它測量數(shù)據(jù)，其用于確定鉆井系統(tǒng)102a的 振動(dòng)塌積限制因素。在圖7C中，MSE曲線722與其它測量數(shù)據(jù)沿著 深度刻度729 —起顯示，諸如RPM曲線723、扭矩曲線724、 ROP曲 線725、 WOB曲線726、泵壓曲線727和/或流入曲線728。這些曲線 722-728的每一個(gè)再次被一起用來鑒別振動(dòng)塌積限制因素以及增加鉆 井速度。
圖7C包括MSE WOB和MSE RPM試求法，其用于評價(jià)在巖 石強(qiáng)度大約1 ksi至10ksi的范圍內(nèi)的地層中的鉆井作業(yè)。在該例子中， 當(dāng)鉆頭110a~~其為強(qiáng)有力的PDC鉆頭——遇到巖石強(qiáng)度為大約3ksi 至8ksi的第一巖石層段時(shí)，發(fā)生旋轉(zhuǎn)振動(dòng)。在所述第一層段中，MSE 曲線722的值增加50 ksi以上，表明振動(dòng)塌積開始。操作員增加WOB， 以維持ROP水平。在100ft的鉆井中，該調(diào)整給鉆頭110a造成了嚴(yán)重 的損壞。對于該層段，鉆井系統(tǒng)102a收集的井徑測井表明，在該層段 中由偏心回轉(zhuǎn)鉆頭形成了過大的井筒。
在相同井104a的后續(xù)鉆井作業(yè)中，在比第一層段深500ft處遇 到了具有相似性質(zhì)的另一巖石層?；贛SE曲線722， WOB和RPM 值被降低，以防止對鉆頭110a造成損傷。在MSE曲線722表明鉆井 作業(yè)穿過第二層段之后，鉆井參數(shù)被回復(fù)到先前的水平，以恢復(fù)對于 井104a而言的優(yōu)化水平下的鉆井作業(yè)。當(dāng)在到達(dá)目標(biāo)深度后，將鉆頭110a從井104a拉出來時(shí)，鉆頭110a看起來沒有受到損壞。如此，MSE 數(shù)據(jù)連同其它測量數(shù)據(jù)的使用可被用于指示提供塌積限制因素的具體 層段。
圖7D示出了使用MSE數(shù)據(jù)連同其它測量數(shù)據(jù)來確定振動(dòng)塌積 限制因素的第四個(gè)例子。在圖7D中，在本文通過參考數(shù)字730被提及 的圖表，給出了 MSE和其它測量數(shù)據(jù)，其用于確定鉆井系統(tǒng)102a的 振動(dòng)塌積限制因素。在圖7D中，MSE曲線732沿著深度刻度735與 振動(dòng)曲線733和ROP曲線734 —起顯示。這些曲線732-734的每一個(gè) 被一起用來鑒別振動(dòng)塌積限制因素以及增加鉆井速度。
圖7D包括本技術(shù)的其它方面，其可利用MSE曲線732以及振 動(dòng)曲線733來增加鉆井速度。直到最近，很少有振動(dòng)監(jiān)測工具在觀察 到25-50 g's (重力)的加速度之前傳送振動(dòng)警報(bào)，因?yàn)樵撍较碌恼?動(dòng)可能損害鉆井部件或工具。因此，許多操作員通常未意識(shí)到振動(dòng)可 能限制ROP。此外，盡管鉆頭泥包容易識(shí)別，且可用多種技術(shù)減輕， 但是振動(dòng)通常更細(xì)微并難以從巖石壓縮強(qiáng)度的變化進(jìn)行辨別。同樣， 振動(dòng)傾向可以隨著巖性、鉆井流體靜壓頭和其它因素改變，這可能涉 及WOB和RPM的頻繁改變。這種可能涉及復(fù)雜關(guān)系的連續(xù)測試和分 析的復(fù)雜性導(dǎo)致振動(dòng)難以檢測，以及難以通過重新設(shè)計(jì)鉆井系統(tǒng)來適 當(dāng)解決。
在該例子中，如在振動(dòng)曲線733所示，可降低ROP曲線734的 值的振動(dòng)幅度可能是小的。MSE曲線和振動(dòng)曲線733之間的相關(guān)性在 從8200 ft至8450 ft的深度被清楚地示出。導(dǎo)致無效率的振動(dòng)水平通常 在3g's以下。具體而言，在8350 ft至8400ft的深度處的振幅相對高， 而MSE曲線732的值仍保持相對低。這些幅度變化可以是粘滑的指示， 這可以是扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的一種形式，如上所討論。因此，振動(dòng)數(shù)據(jù)和MSE 數(shù)據(jù)的組合提供了對塌積限制因素在技術(shù)上的理解，這通過單獨(dú)評價(jià) 振動(dòng)數(shù)據(jù)和MSE數(shù)據(jù)不總是明顯的。因此，基于這類信息的組合，對鉆井部件的設(shè)計(jì)變化可以是成本上合理的，以增加鉆井速度。
圖7E示出了使用MSE數(shù)據(jù)連同其它測量數(shù)據(jù)確定振動(dòng)塌積限 制因素的第五個(gè)例子。在圖7E中，在本文通過參考數(shù)字740被提及的 圖表，給出了 MSE和其它測量數(shù)據(jù)，其用于確定鉆井系統(tǒng)102a的振動(dòng)塌積限制因素。具體而言，MSE曲線742與其它測量數(shù)據(jù)沿著時(shí)間 線751—起顯示，諸如扭矩曲線743、 WOB曲線744、泵壓曲線745、 流入曲線746、軸向振動(dòng)曲線747、側(cè)向振動(dòng)曲線748、粘滑振動(dòng)曲線 749和/或ROP曲線750。這些曲線742-750的每一個(gè)再次被一起用來 鑒別振動(dòng)塌積限制因素以及增加鉆井速度。
圖7E包括本技術(shù)的其它方面，其可利用MSE曲線742以及振 動(dòng)數(shù)據(jù)諸如軸向振動(dòng)曲線747、側(cè)向振動(dòng)曲線748和粘滑振動(dòng)曲線749 來分析和鑒別振動(dòng)塌積。在該例子中，鉆井系統(tǒng)102a包括測量設(shè)備 406a，其是己被改變以顯示MSE數(shù)據(jù)連同實(shí)時(shí)振動(dòng)數(shù)據(jù)的井下振動(dòng)監(jiān) 測系統(tǒng)。最初，MSE曲線742的值在壓縮強(qiáng)度在30 ksi以下的巖石中 為大約50ksi。這些升高的MSE值可能與定向井的鉆柱阻力有關(guān)。因 此，調(diào)節(jié)操作參數(shù)可清楚地確定鉆頭是否有效。在時(shí)間線751上的13:12 hrs的時(shí)刻，WOB從12klb增加至14klb，這導(dǎo)致MSE曲線742的值 從50 ksi降低至大約40 ksi，而ROP曲線750的值增加。除了這些改 變之外， 一旦WOB被調(diào)節(jié)，側(cè)向振動(dòng)曲線748的值也下降。當(dāng)在時(shí)間 線751上從13:12 hrs (小時(shí))至13:57 hrs， WOB逐漸增加時(shí)，MSE曲線 742的值隨著WOB持續(xù)下降。然后，在時(shí)間線751上的13:57 hr處， WOB增加，而MSE曲線742的值降低和ROP曲線750的值增加。
在該例子中，MSE曲線742、側(cè)向振動(dòng)曲線748和ROP曲線 750的改變表明塌積限制因素是渦旋。具體而言，曲線對WOB變化的 響應(yīng)表明，鉆頭110a最初是塌積，并且隨著WOB增加而變得有效。 如果鉆頭效率未改變，則MSE曲線742的值應(yīng)當(dāng)尚未改變。同樣，ROP 曲線750的值的變化——其大約為100%——與WOB曲線744的值的 增加一一其大約為16%—一不成比例。該不成比例的增加是鉆頭在 WOB增加下根本地變得更有效的結(jié)果。此外，側(cè)向振動(dòng)曲線748的值 確認(rèn)了初始水平的渦旋，其當(dāng)WOB增加時(shí)被降至最小水平。還應(yīng)當(dāng)注 意到，井下振動(dòng)監(jiān)測工具未被設(shè)立來匯報(bào)對于LWD工具常見的低水平 的鉆頭振動(dòng)。井下加速度計(jì)的優(yōu)勢是當(dāng)一些試驗(yàn)被用于由MSE曲線 742確定振動(dòng)類型時(shí)，清楚指示正發(fā)生的振動(dòng)類型。然而，MSE曲線 742清楚地給出了振動(dòng)影響鉆井性能的程度。如此，MSE曲線連同振動(dòng)曲線諸如軸向振動(dòng)曲線747、側(cè)向振動(dòng)曲線748和粘滑振動(dòng)曲線749 的使用是互補(bǔ)的。
圖7F示出了使用MSE數(shù)據(jù)連同其它測量數(shù)據(jù)確定振動(dòng)塌積限 制因素的第六個(gè)例子。在圖7F中，在本文通過參考數(shù)字760被提及的 圖表，給出了 MSE和其它測量數(shù)據(jù)，其用于確定鉆井系統(tǒng)102a的振 動(dòng)塌積限制因素。具體而言，MSE曲線762與其它測量數(shù)據(jù)沿著深度 刻度771 —起顯示，諸如鉆頭RPM曲線763、扭矩曲線764、 WOB曲 線765、大鉤壓重曲線766、立管壓(SPP)曲線767、流入曲線768、 ROP (以分鐘/ft計(jì))曲線769、 ROP (以ft/hr計(jì))曲線770。這些曲線 762-770的每一個(gè)再次被一起用來鑒別振動(dòng)塌積限制因素以及增加鉆 井速度。
在該例子中，WOB最初為25klb，其是施加到8 1/2" PDC鉆頭 的合理壓重。MSE曲線762的值在500 ksi下是不成比例的，這表明了 在10ksi強(qiáng)度的巖石中的低效。如果地層是更硬強(qiáng)度的巖石，例如ffith 硬石膏巖、Khail硬石膏巖以及Khuff白云巖和硬石膏巖，則渦旋可能 是塌積限制因素。為確認(rèn)該塌積限制因素，WOB被逐漸增加至35 klb， 而MSE曲線762的值被降至200 ksi，且ROP曲線770的值從大約25 fi)h增加至75 *h。因?yàn)閃OB接近生產(chǎn)商的推薦極限，所以WOB不 被進(jìn)一步增加，而剩余渦旋的附加減輕可包括鉆井系統(tǒng)的再設(shè)計(jì)。例 如，具有1.22度轉(zhuǎn)向彎曲的馬達(dá)可用0.78至1.0度的設(shè)置替代，以降 低產(chǎn)生一些渦旋傾向的旋轉(zhuǎn)不平衡。在一些層段中，軌跡和目標(biāo)大小 可被改變，使得可轉(zhuǎn)向馬達(dá)用高扭矩直管式馬達(dá)更換。這些鉆井部件 改變可增加鉆頭效率并增加鉆井速度。
圖7G示出了使用MSE數(shù)據(jù)連同其它測量數(shù)據(jù)，擴(kuò)展振動(dòng)塌積 限制因素的第七個(gè)例子。在圖7G中，在本文通過參考數(shù)字780被提及 的圖表，給出了 MSE和其它測量數(shù)據(jù)，其用于擴(kuò)展鉆井系統(tǒng)102a的 振動(dòng)塌積限制因素。具體而言，MSE曲線782與其它測量數(shù)據(jù)沿著深 度刻度794 —起顯示，諸如鉆頭RPM曲線783、扭矩曲線784、 WOB 曲線785、大鉤負(fù)荷(WOH)曲線786、 SPP曲線787、流入曲線788、 流出曲線789、軸向曲線790、側(cè)向曲線791、粘滑曲線792和/或ROP曲線793。這些曲線782-793的每一個(gè)再次被一起用來鑒別振動(dòng)塌積限 制因素以及增加鉆井速度。在該例子中，鉆井部件的改變擴(kuò)展了塌積限制因素并增加了鉆 井速度。具體而言，對于8 1/2"井筒，具有0.78度轉(zhuǎn)向彎曲的馬達(dá)被 拉出，并用直管式馬達(dá)更換。如圖7G所示，在8400ft附近，MSE曲 線782的值從大約80 ksi降至30 ksi， WOB曲線784的值從40 klb降 至20 klb，而ROP曲線793的值從50 Q)h增加至100 f^h以上。當(dāng)塌 積限制是渦旋時(shí)，馬達(dá)的更換增加了ROP，并超過了以前的水平。
圖7H顯示了使用MSE數(shù)據(jù)連同其它測量數(shù)據(jù)擴(kuò)展振動(dòng)塌積限 制因素的第八個(gè)例子。在圖7H中，在本文通過參考數(shù)字800被提及的 圖表，給出了 MSE和其它測量數(shù)據(jù)，其用于擴(kuò)展鉆井系統(tǒng)102a的振 動(dòng)塌積限制因素。具體而言，MSE曲線802與其它測量數(shù)據(jù)沿著深度 刻度813 —起顯示，諸如RPM曲線803、扭矩曲線804、 WOB曲線 805、鉆頭RPM曲線806、 SPP曲線807、流動(dòng)泵曲線808、軸向曲線 809、側(cè)向曲線810、粘滑曲線811和/或ROP曲線812。這些曲線802-812 的每一個(gè)再次被一起用來鑒別振動(dòng)塌積限制因素以及增加鉆井速度。
在該例子中，具有用于12 1/4"井筒的測量設(shè)備406a的鉆井系統(tǒng) 102a被采用。MSE曲線802上的值表明振動(dòng)——其是扭轉(zhuǎn)振動(dòng)或粘滑 ——是該層段的鉆井系統(tǒng)102a的塌積限制因素。具體而言，MSE曲線 802上的值在100 ksi以上，而所述測量設(shè)備"其為井下振動(dòng)監(jiān)測工 具——示出了高水平的粘滑和中度水平的渦旋。因此，在大約5185 ft 處，WOB從約45 klb降至35 klb，這導(dǎo)致MSE曲線802和粘滑曲線 811的值的下降。同樣，ROP曲線812的值從25fyh增加至200fyh以 上。因此，振動(dòng)數(shù)據(jù)和MSE數(shù)據(jù)被一起使用來增加ROP。
圖71顯示了使用MSE數(shù)據(jù)連同其它測量數(shù)據(jù)擴(kuò)展振動(dòng)塌積限 制因素的第九個(gè)例子。在圖7I中，在本文通過參考數(shù)字820被提及的 圖表，給出了 MSE和其它測量數(shù)據(jù)，其用于擴(kuò)展鉆井系統(tǒng)102a的振 動(dòng)塌積限制因素。具體而言，MSE曲線822與其它測量數(shù)據(jù)沿著時(shí)間 線833 —起顯示，諸如扭矩曲線823、 WOB曲線824、大鉤壓重曲線 825、泵壓曲線826、流入曲線827、流出曲線828、軸向曲線829、側(cè)向曲線830、粘滑曲線831禾口/或ROP曲線832。這些曲線822-832的 每一個(gè)再次被一起用來鑒別振動(dòng)塌積限制因素以及增加鉆井速度。
在該例子中，鉆井系統(tǒng)102a包括來自井中的測量設(shè)備406a的 數(shù)據(jù)。如MSE曲線822和粘滑曲線831的值所示，在WOB曲線824 上的值的變化降低了 ROP。這表明塌積限制因素是粘滑和中度量的渦 旋，其在WOB的增加過程中發(fā)生。盡管粘滑可通過增加旋轉(zhuǎn)速度來減 輕，但是鉆頭速度和WOB的組合可被平衡，以確定不形成渦旋或粘滑。
此外，盡管通過調(diào)節(jié)鉆井參數(shù)，對于這些塌積限制因素最大化 ROP是可能的，但許多鉆井部件變化可用于進(jìn)一步增加ROP。例如， 其它鉆井部件變化可包括擴(kuò)展鉆頭規(guī)格長度，以增加側(cè)向穩(wěn)定性；利 用與直式鉆具組合上的鉆頭一起旋轉(zhuǎn)的近鉆頭穩(wěn)定器而不是套管式穩(wěn) 定器；以及利用高扭矩馬達(dá)以便所述系統(tǒng)當(dāng)渦旋被有效減輕時(shí)不受到 馬達(dá)差速的限制。此外，其它鉆井部件變化可包括使鉆頭規(guī)區(qū)漸細(xì)、 使鉆頭規(guī)區(qū)(bit gauge area)呈螺旋狀、利用震擊器、改變鉆柱部件的 位置、改變流體流變學(xué)或在流體中包括添加劑來改變振動(dòng)行為或改變 鉆柱部件的質(zhì)量或剛度。渦旋和粘滑減輕嘗試成功的一個(gè)量度是增加 的鉆頭等級(jí)，盡管施加了高WOB。圖7J顯示了使用MSE數(shù)據(jù)連同其它測量數(shù)據(jù)擴(kuò)展振動(dòng)塌積限 制因素的第十個(gè)例子。在圖7J中，在本文通過參考數(shù)字840被提及的 圖表，給出了 MSE和其它測量數(shù)據(jù)，其用于擴(kuò)展鉆井系統(tǒng)102a的振 動(dòng)塌積限制因素。具體而言，MSE曲線842與其它測量數(shù)據(jù)沿著時(shí)間 線852 —起顯示，諸如RPM曲線843、扭矩曲線844、 ROP曲線845、 WOB曲線846、壓力曲線847、流動(dòng)曲線848、軸向曲線849、側(cè)向曲 線850和/或粘滑曲線851。這些曲線842-851的每一個(gè)再次被一起用來 鑒別振動(dòng)塌積限制因素以及增加鉆井速度。在該例子中，含有測量設(shè)備406a的鉆井系統(tǒng)102a被用在井筒 內(nèi)。最初，MSE曲線842的值為大約10 ksi。當(dāng)軸向振動(dòng)發(fā)生時(shí)，如 軸向曲線849所示，鉆井作業(yè)遇到硬的地層層段，例如白云巖低產(chǎn)段。 WOB從10 klb增加至25 klb，且MSE曲線842上的值增加至大約35 ksi，其可能接近白云巖低產(chǎn)段中的巖石強(qiáng)度。當(dāng)WOB被降低至大約15 klb至20 klb時(shí)，在軸向曲線849上的軸向振動(dòng)降低而ROP相應(yīng)地 增加。圖7K顯示了使用MSE數(shù)據(jù)連同其它測量數(shù)據(jù)來確定鉆頭鈍化 的例子。在圖7K中，在本文通過參考數(shù)字860被提及的圖表，給出了 MSE和其它測量數(shù)據(jù)，其用于確定鉆井系統(tǒng)102a的塌積限制因素。具 體而言，MSE曲線862與其它測量數(shù)據(jù)沿著深度刻度869 —起顯示， 諸如RPM曲線863、扭矩曲線864、 ROP曲線865、 WOB曲線866、 泵壓曲線867和/或流入曲線868。這些曲線862-868的每一個(gè)再次被一 起用來鑒別鉆頭鈍化以及增加鉆井速度。圖7K包括本技術(shù)的其它方面，其利用MSE曲線862來分析和 鑒別鉆頭鈍化趨勢。在該例子中，鉆頭110a是8 1/2"鑲硬合金齒的牙 輪鉆頭，其用于巖石強(qiáng)度為20 ksi的巖層中。在該具體的例子中，定 向井104a的高鉆柱扭矩和振動(dòng)被檢測。因?yàn)閷τ阝g的鉆頭，從最后50 ft至100ft，能耗往往穩(wěn)定增加，所以鉆頭往往在其操作的大部分中是 有效的。然而， 一旦鈍化開始，切割特性迅速改變，且鉆頭在較短的 時(shí)間內(nèi)變得低效率。因此，如從11100 ft附近至11170 ft的MSE曲線 862所示，MSE曲線862的值增加，同時(shí)ROP曲線865的值下降。一 旦鉆頭被更換，MSE曲線862和ROP曲線865從11170 ft以上是穩(wěn)定 的。因此，操作員關(guān)于預(yù)期的鉆頭壽命的知識(shí)以及MSE和其它測量數(shù) 據(jù)可用于通過避開塌積限制因素來增加鉆井速度。
應(yīng)當(dāng)注意到，MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)的監(jiān)視適用于多口井。 例如，所述井可包括垂直井和定向井。此外，MSE和其它測量數(shù)據(jù)的 監(jiān)視可用于不同的巖石類型、不同的深度、以及與用于不同大小的井 筒的鉆頭一起使用。作為另一實(shí)施方式，鉆井系統(tǒng)設(shè)備404a-404n可連接于鉆井系 統(tǒng)102a-102n的其它部件，使鉆井過程自動(dòng)化。例如，通過鉆柱的給進(jìn) 速率，控制許多參數(shù)。所述鉆柱前進(jìn)的速率可用于維持WOB、扭矩、 ROP和井下馬達(dá)差速的期望值。因此，鉆井系統(tǒng)102a-102n的操作員 可利用MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)來自動(dòng)控制鉆井作業(yè)。鉆井系統(tǒng)設(shè)備 404a-404n可進(jìn)行各種試驗(yàn)，例如MSE壓重試驗(yàn)和MSE數(shù)據(jù)試驗(yàn)，通 過自動(dòng)調(diào)節(jié)鉆井參數(shù)諸如WOB和鉆頭RPM進(jìn)行。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可連續(xù)對面積求積分，并利用正在進(jìn)行的面積改變作為需要改變WOB
或RPM的指示。作為另一個(gè)實(shí)施方式，鉆井系統(tǒng)設(shè)備404a-404n可連接于鉆井 系統(tǒng)102a-102n的其它部件，使鉆井過程自動(dòng)化。例如，通過鉆柱的給 進(jìn)速率控制許多參數(shù)。所述鉆柱前進(jìn)的速率可用于維持WOB、扭矩、 ROP和井下馬達(dá)差速的期望值。因此，鉆井系統(tǒng)102a-102n的操作員 可利用MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)來自動(dòng)控制鉆井作業(yè)。鉆井系統(tǒng)設(shè)備 404a-404n可進(jìn)行各種試驗(yàn)，例如MSE壓重試驗(yàn)和MSE數(shù)據(jù)試驗(yàn)，通 過自動(dòng)調(diào)節(jié)鉆井參數(shù)諸如WOB和鉆頭RPM進(jìn)行。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可 連續(xù)對面積求積分，并利用正在進(jìn)行的面積改變作為需要改變WOB 或RPM的指示。同樣，在另一個(gè)實(shí)施方式中，圖3的過程可包括一些對圖3的 步驟的另外的改變，以對于兩口或更多口井利用該過程。例如，在框 304，歷史MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)可通過一口或更多口以前的井進(jìn) 行分析，以確定限制以前井的鉆井速度的多個(gè)因素中的一個(gè)或多個(gè)。 然后，在框306中，鉆井部件或設(shè)備以及鉆井操作可被選擇來減輕所 述因素。這些鉆井部件和鉆井操作可被用來利用該減輕的技術(shù)開始當(dāng) 前井或已計(jì)劃井的鉆井，如框308所示。在鉆井時(shí)，可觀察MSE數(shù)據(jù) 和其它測量數(shù)據(jù)，以進(jìn)一歩改變可控制的鉆井參數(shù)，如框310所示。 在框312中，限制當(dāng)前井的鉆井速度的塌積限制因素或要素可被記錄 并作為結(jié)果存檔，以鑒別連續(xù)限制鉆井速度的因素的方式進(jìn)行。然后， 基于所述觀察，可規(guī)定對多種因素之一的計(jì)劃減輕。該因素可通過在 該井或后續(xù)井中改變鉆井部件或鉆井操作來減輕或解決。對于油田中 的其它后續(xù)井，該過程可被重復(fù)，這可以是程序的一部分。
此外，在其它實(shí)施方式中，MSE數(shù)據(jù)可以作為MSE數(shù)據(jù)連同 其它測量數(shù)據(jù)的3維(3D)作圖給出。例如，MSE數(shù)據(jù)可以與不同的 旋轉(zhuǎn)速度和不同的WOB—起作圖。在該例子中，所述圖中的峰表示導(dǎo) 致鉆頭無效的兩種參數(shù)的組合。如此，鉆井系統(tǒng)的操作員可通過使用 WOB和RPM實(shí)時(shí)地利用該數(shù)據(jù)，其中MSE在最低點(diǎn)，以優(yōu)化效率。 盡管該例子是對于RPM和WOB而言，但多種參數(shù)可以以這種方式作 圖，同時(shí)在z軸上使用MSE來直觀地顯示它們對性能的影響。
然而，應(yīng)當(dāng)注意到，MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)的3D作圖可用 于對幾乎任何可用于增強(qiáng)效率的鉆井參數(shù)和測量數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖。如上 所述，通常，塌積限制因素是鉆井作業(yè)無效的基礎(chǔ)。作為具體的例子， 水力條件和WOB已知影響鉆頭泥包。因此，通過以給定流速泵送、然 后逐步增加WOB來觀察MSE數(shù)據(jù)的變化，可提供3D作圖。然后， 流速可被增加，且WOB逐步上升，以再次觀察MSE數(shù)據(jù)。利用該數(shù) 據(jù)，3D作圖可被提供給鉆井系統(tǒng)的操作員，以選擇提供優(yōu)化的ROP 的流速和WOB，同時(shí)保持低的MSE。 3D作圖的好處來自于這樣的事實(shí)存在許多可同時(shí)影響ROP 的設(shè)置和測量因素。3D作圖提供了同時(shí)分析這些中至少兩個(gè)的機(jī)制。 因?yàn)檫@些關(guān)系中的許多是復(fù)雜的且難以預(yù)測，特別是與振動(dòng)相關(guān)的那 些，所以使所述設(shè)置和因素對MSE數(shù)據(jù)作圖提供了確定塌積限制因素 的有效機(jī)制。因此，作圖概念包括但不限于，示例參數(shù)比較，諸如WOB 對RPM、 HSI對WOB、水力沖擊對WOB、流速對WOB、 HSI對RPM 和/或馬達(dá)差壓對RPM。同樣，作圖概念也可應(yīng)用于振動(dòng)限制因素。也 就是說，粘滑、軸向或側(cè)向振動(dòng)數(shù)據(jù)可與不同的鉆井參數(shù)和MSE數(shù)據(jù) 比較，以提供振動(dòng)限制因素的明確指示。在每一個(gè)例子中，兩個(gè)參數(shù) 可在x和y軸上繪圖，而MSE數(shù)據(jù)被繪制至第三個(gè)軸，以提供參數(shù)對 鉆井系統(tǒng)效率的影響的形象化圖。這可為操作員提供進(jìn)一步增強(qiáng)鉆井 速度的其它觀點(diǎn)。除了 3D作圖外，其它類似的顯示可用于表示豎軸上MSE的 改變，例如色碼、網(wǎng)紋或陰影以及網(wǎng)格密度。這些不同的顯示可幫助 操作員區(qū)分不同的參數(shù)，以鑒別潛在的塌積限制因素。
此外，也應(yīng)當(dāng)注意到，MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)可用于各個(gè) 位置的井的鉆井。例如，第一井的MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)可與第一 地層相關(guān)。與第一井相關(guān)的MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)可用于幫助正鉆 至第二地層的第二井的分析。事實(shí)上，這些地層甚至可位于不同的油 田。如此，應(yīng)當(dāng)理解，來自第一井的MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)可用于 在相同或另一油田中的同步鉆井或隨后鉆井的井中。也就是說，遇到 相似的MSE和其它測量數(shù)據(jù)的模式或趨勢的井可被分析，以提供在其 它井的鉆井作業(yè)和操作實(shí)踐中的見解。
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而且，MSE和其它測量數(shù)據(jù)的使用可延伸至到達(dá)最終深度之 外。例如，如上所述，在對井筒進(jìn)行測井用擴(kuò)眼、注水泥前對套管擴(kuò) 眼至底部時(shí)，可利用MSE和其它測量數(shù)據(jù)。同樣，所述數(shù)據(jù)可用于修 井作業(yè)，其包括鉆碎井中水泥塞或其它材料。如此，應(yīng)當(dāng)理解，快速 鉆井過程擴(kuò)展至注水泥和完井作業(yè)，或者任何用于油田內(nèi)的井或多口 井壽命的后續(xù)補(bǔ)救作業(yè)。此外，如上所述，非鉆頭的限制因素可存在于鉆井作業(yè)中。例 如，非鉆頭的限制因素可包括巖屑從井眼除去或通過地面設(shè)備處理的 速度、隨鉆測井工具可獲取地層數(shù)據(jù)的鉆井速度、限制鉆壓以控制在 其中鉆井的方向的需要、具體的鉆井液有效密封暴露的滲透地層表面 的能力、可使用的馬達(dá)的扭矩額定值、上驅(qū)動(dòng)或轉(zhuǎn)盤扭矩額定值、鉆 柱的上緊力矩限制、井筒承受在高ROP下由于切削載荷而增加的循環(huán) 壓力的能力、井下馬達(dá)軸承載荷對WOB的限制以及由于下列原因不能 從地面?zhèn)鬟f力矩給鉆頭摩擦阻力；測量、分析、識(shí)別或改正ROP限 制因素人員的足夠培訓(xùn)；允許分析或通信的數(shù)據(jù)的無效顯示；人員拒 絕改變；以及人員拒絕操作風(fēng)險(xiǎn)的可察覺增加。在限制鉆井作業(yè)的因素被鑒別出來的情況下，上述的這些過程 提供了所述因素的優(yōu)先次序，以使所述增強(qiáng)成流線型。如上所述，因 為因素諸如鉆頭和非鉆頭的限制因素的數(shù)目可能很大，所以用于解決 具體的限制因素的工程資源可不同。因此，為有效管理資源分配，所 述過程可包括在油田作業(yè)中區(qū)分限制因素的優(yōu)先次序的方法。該區(qū)分 優(yōu)先次序可在下列的例子中最好地理解，其參考圖2。
如圖2所示，當(dāng)進(jìn)行鉆井作業(yè)時(shí)，WOB可被增加。如果ROP 響應(yīng)是線性的——其可通過MSE監(jiān)視進(jìn)行確定，則鉆頭是有效的。因 此，鉆井作業(yè)可繼續(xù)增加WOB，直到觀察到非線性的響應(yīng)，或者ROP 變成非鉆頭限制的。對于非線性響應(yīng)，可進(jìn)行操作調(diào)節(jié)，以通過在塌 積限制因素以下操作來最小化MSE。對于鉆頭和非鉆頭的限制因素， 塌積可以被鑒別并記錄，用以傳達(dá)給其它人員，例如工程師。然后， 鉆井系統(tǒng)可被重新設(shè)計(jì)，以擴(kuò)展鑒別的限制因素，且所述過程可被重 復(fù)。因?yàn)殂@頭和非鉆頭限制因素被同樣處理，所以鉆井作業(yè)通過進(jìn)一步增強(qiáng)作業(yè)的再設(shè)計(jì)嘗試和資源而集中于一種限制因素。因此，在該 過程中，對于再設(shè)計(jì)給定井，每次可鑒別一種限制因素。
有益地，集中于有限數(shù)目的限制因素，例如一種，有助于將資 源集中于復(fù)雜的問題。例如，在一種海水作業(yè)中的ROP可能受到巖屑 可被磨碎并再注入的速率的限制。該限制因素并非設(shè)備相關(guān)的，但需 要對指定的注入層段限制裂縫生長高度。該例子對于控制鉆井作業(yè)是 典型的，因?yàn)檫@些作業(yè)涉及不確定性的極限并且任何ROP增加可涉及
風(fēng)險(xiǎn)增加的有效控制或減輕。ROP控制過程確保增加的風(fēng)險(xiǎn)得到減輕，
且這往往在非鉆頭的限制因素的再設(shè)計(jì)中是特別可靠的。而且，作為對快速鉆井過程的另一增強(qiáng)，可利用培訓(xùn)或全球通 信。例如，培訓(xùn)可被設(shè)計(jì)來確保每一人員理解工作流程、各自的作用、 以及能夠?qū)崟r(shí)鑒別并減輕限制因素。因此，對鉆機(jī)人員的培訓(xùn)可包括 在鉆機(jī)上控制的方面，同時(shí)工程師可被培訓(xùn)，以理解在系統(tǒng)中對設(shè)備 的設(shè)計(jì)改變。全球通信可包括在不同的地理位置的不同井中的數(shù)據(jù)交換，以 共享鉆井作業(yè)的共同問題，開發(fā)出解決方案。也就是說，不同類型材 料中的數(shù)據(jù)可包括相似的特性，表明許多井受到相似問題的約束。工 作流程含意是如果在一口井中在擴(kuò)展限制因素方面取得進(jìn)展，則相同 或相似的解決方案可應(yīng)用于其它井，來除去其它限制因素。例如，"輕 微振動(dòng)"的障礙的原因可能主要在于當(dāng)?shù)貙与S著深度變得更硬而開始 的渦旋。因?yàn)?，這在世界范圍內(nèi)對于所有的鉆頭類型都發(fā)生，所以對 于在一個(gè)位置處的渦旋所開發(fā)的油田經(jīng)驗(yàn)和減輕操作可能在全球范圍 內(nèi)起作用。有效共享全球背景中的知識(shí)的益處對于非鉆頭的限制因素特 別明顯。在許多情況下，鉆井人員可能在一個(gè)具體的地理區(qū)域中操作 并認(rèn)為他們的局部操作條件是唯一的。當(dāng)對限制因素的解決方案被研 究出或確定時(shí)，數(shù)據(jù)被獲得，并可與其它鉆井作業(yè)共享，以聯(lián)合全球 鉆井作業(yè)。結(jié)果， 一旦在全球鉆井作業(yè)的范圍內(nèi)有效使用，信息共享 過程提供了研究出的方案。而且，MSE數(shù)據(jù)連同其它數(shù)據(jù)的使用進(jìn)一步在其它井的計(jì)劃 期中提供幫助。具體而言，歷史MSE圖可從對比數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)得到，并加以分析，以鑒別其中鉆井作業(yè)功能失常的層段。每一作業(yè)工程師可分 析該MSE數(shù)據(jù)以及其它數(shù)據(jù)，例如井下振動(dòng)圖，以確定潛在功能失常
的特性和潛在減輕。非鉆頭性限制因素也可在其中MSE數(shù)據(jù)顯示鉆頭
有效且正發(fā)生控制鉆井的層段中鑒別出。作為例子，在鉆井的同時(shí)，MSE和其它數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)可進(jìn)行繪圖， 并在鉆機(jī)上的不同位置的顯示器上連續(xù)觀察。司鉆、定向司鉆、隨鉆 測井(LWD)工程師、氣測井員、泥漿工程師和其它人員的操作可被協(xié) 調(diào)，以最大化ROP。如果限制鉆機(jī)作業(yè)的因素被檢測到，則所述人員 可由MSE曲線和/或其它數(shù)據(jù)鑒別出原因，以適當(dāng)作出反應(yīng)，減輕該具 體的功能失常。限制因素被記錄并通過電子郵件或電話會(huì)議在人員中 討論。經(jīng)驗(yàn)表明，現(xiàn)場外工程人員有效分析MSE曲線、振動(dòng)或其它數(shù) 字?jǐn)?shù)據(jù)的能力是有限的。例如，如果數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)顯示W(wǎng)OB降低且同時(shí) MSE增加，則現(xiàn)場外工程師可能不能確定是MSE因?yàn)閃OB下降而增 加(表明渦旋已經(jīng)被引起)，還是WOB因?yàn)镸SE增加而下降(表明 工作人員嘗試減輕粘滑)。因此，鉆機(jī)現(xiàn)場人員有責(zé)任連續(xù)記錄ROP 限制因素。在鉆機(jī)現(xiàn)場人員已經(jīng)作出了操作調(diào)節(jié)來擴(kuò)展ROP限制因素之 后，剩余的限制因素的特性傳達(dá)給再設(shè)計(jì)工程?？赡艿?，這實(shí)時(shí)發(fā)生， 且在起下鉆作業(yè)或任何合適的時(shí)候進(jìn)行設(shè)計(jì)改變。為推動(dòng)這點(diǎn)，操作 員提供實(shí)時(shí)數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(即，MSE數(shù)據(jù)、振動(dòng)數(shù)據(jù)或其它數(shù)據(jù))給工程 師。收集該數(shù)據(jù)并提供給全球信息管理中心，從那里它被發(fā)布給全體 工程人員和管理部門，用于其它井。因此，工程師以有組織的方式獲 取文件，以幫助再設(shè)計(jì)后續(xù)井或作業(yè)。該過程在許多方面不同于歷史的實(shí)踐。首先，鉆頭記錄被歷史 的MSE分析代替。第二，在每英尺的所鉆井筒的范圍內(nèi)連續(xù)評價(jià)性能， 而不是通過平均24小時(shí)的ROP或在鉆頭記錄上示出的總運(yùn)行。這被 進(jìn)行來實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)鉆井作業(yè)的性能。第三，通過鑒別具體的限制因素和 對系統(tǒng)進(jìn)行業(yè)務(wù)流程再設(shè)計(jì)，而不是從對比經(jīng)驗(yàn)尋求更好性能的系統(tǒng)， ROP得以增進(jìn)。第四，歷史的MSE曲線允許以準(zhǔn)確和有說服力的方式 獲取知識(shí)，以確保進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑僭O(shè)計(jì)。最后，兩種限制因素的鑒別和提出的解決方案有助于在多口井和長時(shí)期內(nèi)使再設(shè)計(jì)制度化并加以維 持。盡管本發(fā)明的技術(shù)可具有各種改變和可選的形式，但是上面討 論的示例性實(shí)施方式以舉例方式示出。然而，應(yīng)當(dāng)再次理解，本發(fā)明 不意圖受限于本文公開的具體實(shí)施方式
。實(shí)際上，本發(fā)明的技術(shù)將覆 蓋落入所附權(quán)利要求所定義的發(fā)明精神和范圍內(nèi)的所有變化、等價(jià)物 和替代物。
權(quán)利要求
1. 生產(chǎn)油氣的方法，包括(a)鑒別含有油氣的油田；(b)將至少一口井鉆至所述油田的地下位置，為油氣提供到達(dá)生產(chǎn)設(shè)施的流體流動(dòng)路程，其中如下進(jìn)行鉆井(i)估計(jì)所述至少一口井之一的鉆井速度；(ii)確定有效的鉆井方法；(iii)在所述至少一口井之一的鉆井過程中，獲得機(jī)械比能(MSE)數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)；(iv)使用得到的MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)，確定限制所述鉆井速度的多個(gè)限制因素之一；(v)調(diào)整鉆井作業(yè)，以減輕所述多個(gè)限制因素之一；(vi)迭代重復(fù)步驟(i)-(v)，直至通過所述鉆井作業(yè)到達(dá)所述地下位置；和(c)從所述至少一口井之一生產(chǎn)油氣。
2. 權(quán)利要求l所述的方法，其中所述其它測量數(shù)據(jù)是振動(dòng)數(shù)據(jù)。
3. 權(quán)利要求2所述的方法，其中所述振動(dòng)數(shù)據(jù)包括下列之一軸 向振動(dòng)數(shù)據(jù)、側(cè)向振動(dòng)數(shù)據(jù)、粘滑振動(dòng)數(shù)據(jù)和它們的任何組合。
4. 權(quán)利要求2所述的方法，其包括將所述MSE數(shù)據(jù)和所述振動(dòng)數(shù) 據(jù)提供給與所述鉆井作業(yè)有關(guān)的鉆井系統(tǒng)的操作員。
5. 權(quán)利要求4所述的方法，其包括通過圖表將所述MSE數(shù)據(jù)和所 述振動(dòng)數(shù)據(jù)顯示給所述操作員，其中所述MSE數(shù)據(jù)和所述振動(dòng)數(shù)據(jù)在 所述圖表中以不同的顏色顯示。
6. 權(quán)利要求4所述的方法，其包括以三維作圖將所述MSE數(shù)據(jù)和 所述振動(dòng)數(shù)據(jù)一起顯示給所述操作員。
7. 權(quán)利要求1所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述鉆井作業(yè)包括更換鉆井 系統(tǒng)中的鉆井部件。
8. 權(quán)利要求7所述的方法，其中所述更換鉆井部件包括下列之一 改變鉆頭、改變水力條件、擴(kuò)展鉆頭規(guī)格長度以增加側(cè)向穩(wěn)定性、利 用與直式鉆具組合上的鉆頭一起旋轉(zhuǎn)的近鉆頭穩(wěn)定器而不是套管式穩(wěn) 定器、更換馬達(dá)、使鉆頭規(guī)區(qū)漸細(xì)、使鉆頭規(guī)區(qū)呈螺旋狀、利用震擊 器、改變鉆柱部件的位置、改變流體流變學(xué)或在流體中包括添加劑來 改變振動(dòng)行為或改變所述鉆柱部件的質(zhì)量或剛度、以及它們的任何組
9. 權(quán)利要求1所述的方法，包括調(diào)節(jié)鉆井參數(shù)以觀察所述MSE 數(shù)據(jù)的變化，所述變化表示所述多種限制因素的至少一種。
10. 權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多種限制因素包括對于所述 鉆井速度的非鉆頭相關(guān)限制。
11. 權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多種限制因素包括定向目標(biāo) 控制、井眼凈化、隨鉆測井(LWD)數(shù)據(jù)采集速度、混合器容量、組織 程序、巖屑處理和固相處理設(shè)備限制的一種或多種。
12. 權(quán)利要求1所述的方法，其中所述多個(gè)限制因素包括下列之 一巖屑從所述井筒除去的速度、巖屑通過地面設(shè)備處理的速度、隨 鉆測井工具可獲取地層數(shù)據(jù)的鉆井速度、以及具體的鉆井液有效密封 暴露的滲透地層表面的能力。
13. 生產(chǎn)油氣的方法，包括(a)將多口井鉆至至少一個(gè)地下位置，為油氣提供到達(dá)生產(chǎn)設(shè)施的流體流動(dòng)路程，其中鉆井包括(i) 估計(jì)所述多口井之一的鉆井速度；(ii) 在所述多口井之一的鉆井過程中，獲得機(jī)械比能(MSE)數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)；(iii) 使用得到的MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)，確定限制所述鉆 井速度的多個(gè)限制因素之一；(iv) 調(diào)整鉆井作業(yè)，以減輕所述多個(gè)塌積限制因素之一；(v) 迭代重復(fù)步驟(i)-(v)，直至通過所述鉆井作業(yè)到達(dá)所述地下 位置；和(b)從所述多口井之一生產(chǎn)油氣。
14. 權(quán)利要求13所述的方法，其中所述其它測量數(shù)據(jù)是振動(dòng)數(shù)據(jù)。
15. 權(quán)利要求13所述的方法，其中所述振動(dòng)數(shù)據(jù)包括下列之一 軸向振動(dòng)數(shù)據(jù)、側(cè)向振動(dòng)數(shù)據(jù)、粘滑振動(dòng)數(shù)據(jù)和它們的任何組合。
16. 權(quán)利要求13所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述鉆井作業(yè)包括更換鉆 井系統(tǒng)中的鉆井部件。
17. 權(quán)利要求13所述的方法，其包括將所述MSE數(shù)據(jù)和其它測量 數(shù)據(jù)提供給與所述鉆井作業(yè)有關(guān)的鉆井系統(tǒng)的操作員。
18. 權(quán)利要求17所述的方法，其包括通過圖表將所述MSE數(shù)據(jù)和 其它測量數(shù)據(jù)一起顯示給所述操作員，其中所述MSE數(shù)據(jù)和其它測量 數(shù)據(jù)在所述圖表中以不同的顏色顯示。
19. 權(quán)利要求17所述的方法，其包括以三維作圖將所述MSE數(shù)據(jù) 和所述其它測量數(shù)據(jù)一起顯示給所述操作員。
20. 權(quán)利要求13所述的方法，其中所述多種限制因素包括對所述 鉆井速度的非鉆頭相關(guān)限制。
21. 權(quán)利要求13所述的方法，其中所述多種限制因素包括定向目 標(biāo)控制、井眼凈化、隨鉆測井(LWD)數(shù)據(jù)采集速度、混合器容量、組 織程序、巖屑處理和固相處理設(shè)備限制的至少一種。
22. 生產(chǎn)油氣的方法，包括(a) 估計(jì)井的鉆井作業(yè)的鉆井速度，為油氣提供從地下位置到達(dá)生 產(chǎn)設(shè)施的流體流動(dòng)路程；(b) 在所述井的鉆井過程中，獲得實(shí)時(shí)的機(jī)械比能(MSE)數(shù)據(jù)和其 它測量數(shù)據(jù)；(c) 使用得到的MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)，確定限制所述鉆井速度 的多個(gè)限制因素之一；(d) 調(diào)整鉆井作業(yè)，以減輕所述多個(gè)塌積限制因素之一；和(e) 重復(fù)步驟(a)-(d)，直至通過所述鉆井作業(yè)到達(dá)所述地下位置。
23. 權(quán)利要求22所述的方法，其中使用所述得到的MSE數(shù)據(jù)和其 它測量數(shù)據(jù)，確定所述多個(gè)限制因素之一，將所述MSE數(shù)據(jù)和所述其 它測量數(shù)據(jù)提供給與所述鉆井作業(yè)有關(guān)的鉆井系統(tǒng)的操作員。
24. 權(quán)利要求22所述的方法，其包括通過圖表將所述MSE數(shù)據(jù)和 所述其它測量數(shù)據(jù)一起顯示給所述操作員，其中所述MSE數(shù)據(jù)和所述 其它測量數(shù)據(jù)在所述圖表中以不同的顏色顯示。
25. 權(quán)利要求22所述的方法，其包括以三維作圖將所述MSE數(shù)據(jù) 和所述其它測量數(shù)據(jù)一起顯示給所述操作員。
26. 生產(chǎn)油氣的方法，包括在鉆井作業(yè)期間，實(shí)時(shí)監(jiān)測井的機(jī)械比能(MSE)數(shù)據(jù)以及振動(dòng)數(shù)據(jù)；對于所述井，將所述MSE數(shù)據(jù)和振動(dòng)數(shù)據(jù)與以前產(chǎn)生的MSE數(shù) 據(jù)和振動(dòng)數(shù)據(jù)比較，以確定限制鉆井速度的多個(gè)因素的至少一個(gè)；和 基于所述比較，調(diào)整所述鉆井作業(yè)，以增加所述鉆井速度。
27. 權(quán)利要求26所述的方法，其包括從通過所述鉆井作業(yè)進(jìn)入的 地下儲(chǔ)層生產(chǎn)油氣。
28. 權(quán)利要求26所述的方法，其中所述振動(dòng)數(shù)據(jù)包括下列之一軸向振動(dòng)數(shù)據(jù)、側(cè)向振動(dòng)數(shù)據(jù)、粘滑振動(dòng)數(shù)據(jù)和它們的任何組合。
29. 權(quán)利要求26所述的方法，其中比較所述MSE數(shù)據(jù)和所述振動(dòng) 數(shù)據(jù)包括調(diào)節(jié)鉆井參數(shù)。
30. 權(quán)利要求29所述的方法，其中所述鉆井參數(shù)包括鉆壓設(shè)定、 每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定、扭矩設(shè)定和它們的任何組合。
31. 權(quán)利要求26所述的方法，其中基于所述比較調(diào)節(jié)所述鉆井作 業(yè)包括更換鉆井系統(tǒng)中的鉆井部件。
32. 權(quán)利要求31所述的方法，其中所述更換鉆井部件包括下列之 一改變鉆頭、改變水力條件、擴(kuò)展鉆頭規(guī)格長度以增加側(cè)向穩(wěn)定性、 利用與直式鉆具組合上的鉆頭一起旋轉(zhuǎn)的近鉆頭穩(wěn)定器而不是套管式 穩(wěn)定器、更換馬達(dá)、以及它們的任何組合。
33. 權(quán)利要求26所述的方法，其包括調(diào)節(jié)所述鉆井參數(shù)以觀察所 述MSE數(shù)據(jù)的變化，所述變化示出所述多種因素的至少一種。
34. 權(quán)利要求26所述的方法，其包括將所述MSE數(shù)據(jù)和所述振動(dòng) 數(shù)據(jù)提供給與所述鉆井作業(yè)有關(guān)的鉆井系統(tǒng)的操作員。
35. 權(quán)利要求34所述的方法，其包括以圖表將所述MSE數(shù)據(jù)和所 述振動(dòng)數(shù)據(jù)一起顯示給所述操作員。
36. 權(quán)利要求34所述的方法，其包括以三維作圖將所述MSE數(shù)據(jù) 和所述振動(dòng)數(shù)據(jù)一起顯示給所述操作員。
37. 生產(chǎn)油氣的方法，包括(a) 與鉆井同步獲得所述井的機(jī)械比能(MSE)數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù);(b) 分析所述MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)，以確定限制鉆井速度的多個(gè)限制因素之一；和(c) 基于步驟(b)中的分析，調(diào)節(jié)鉆井作業(yè)，解決所述多個(gè)限制因素 之一，并增加鉆井速度；(d) 重復(fù)步驟(a)至(c)至少另外一次，直至到達(dá)所述井的目標(biāo)深度；和(e) 從通過所述鉆井作業(yè)進(jìn)入的地下儲(chǔ)層生產(chǎn)油氣。
38. 權(quán)利要求37所述的方法，其中所述其它測量數(shù)據(jù)包括振動(dòng)數(shù)據(jù)。
39. 權(quán)利要求38所述的方法，其中所述振動(dòng)數(shù)據(jù)包括下列之一 軸向振動(dòng)數(shù)據(jù)、側(cè)向振動(dòng)數(shù)據(jù)、粘滑振動(dòng)數(shù)據(jù)和它們的任何組合。
40. 權(quán)利要求37所述的方法，其中重復(fù)步驟(a)至(c)至少另外一次 包括重復(fù)步驟(a)至(c)三次或更多次。
41. 權(quán)利要求37所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述鉆井作業(yè)包括調(diào)節(jié)鉆 井操作。
42. 權(quán)利要求37所述的方法，其中調(diào)節(jié)所述鉆井作業(yè)包括更換所 述鉆井系統(tǒng)中的鉆井部件。
43. 權(quán)利要求42所述的方法，其中所述更換鉆井部件包括下列之 一改變鉆頭、改變水力條件、擴(kuò)展鉆頭規(guī)格長度以增加側(cè)向穩(wěn)定性、 利用與直式鉆具組合上的鉆頭一起旋轉(zhuǎn)的近鉆頭穩(wěn)定器而不是套管式 穩(wěn)定器、更換馬達(dá)、以及它們的任何組合。
44. 權(quán)利要求37所述的方法，其包括調(diào)節(jié)鉆井參數(shù)以觀察所述 MSE數(shù)據(jù)的變化，所述變化示出所述多種限制因素的至少一種。
45. 權(quán)利要求44所述的方法，其中所述鉆井參數(shù)包括鉆壓設(shè)定、 每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)設(shè)定、扭矩設(shè)定和它們的任何組合。
46. 權(quán)利要求37所述的方法，包括將所述MSE數(shù)據(jù)和所述其它測 量數(shù)據(jù)提供給與所述鉆井作業(yè)有關(guān)的鉆井系統(tǒng)的操作員。
47. 權(quán)利要求47所述的方法，其包括以圖表將所述MSE數(shù)據(jù)和所 述其它測量數(shù)據(jù)一起顯示給所述操作員。
48. 權(quán)利要求47所述的方法，其包括以三維作圖將所述MSE數(shù)據(jù) 和所述其它測量數(shù)據(jù)一起顯示給所述操作員。
49. 權(quán)利要求37所述的方法，其中所述多種限制因素包括對所述 鉆井速度的非鉆頭相關(guān)限制。
50. 權(quán)利要求37所述的方法，其中所述多種限制因素包括定向目 標(biāo)控制、井眼凈化、隨鉆測井(LWD)數(shù)據(jù)采集速度、混合器容量、組 織程序、巖屑處理和固相處理設(shè)備限制的至少一種。
51. 權(quán)利要求37所述的方法，其中所述多種限制因素包括下列的 一種或多種巖屑從井筒除去的速度、巖屑通過地面設(shè)備處理的速度、 隨鉆測井工具可獲取地層數(shù)據(jù)的鉆井速度、以及具體的鉆井液有效密 封暴露的滲透地層表面的能力。
52. 生產(chǎn)油氣的方法，包括 鉆第一井，同步鉆第二井；在所述第一井中的鉆井作業(yè)期間，實(shí)時(shí)監(jiān)測機(jī)械比能(MSE)數(shù)據(jù)和 振動(dòng)數(shù)據(jù)；比較來自所述第一井的所述MSE數(shù)據(jù)和振動(dòng)數(shù)據(jù)，以確定限制所 述第一井的鉆井速度的多個(gè)因素的至少一個(gè)；和基于所述比較，調(diào)整所述第二井中的鉆井作業(yè)，以增加鉆井速度。
53. 權(quán)利要求52所述的方法，其包括從通過所述第一井的鉆井作 業(yè)進(jìn)入的地下儲(chǔ)層生產(chǎn)油氣。
54. 權(quán)利要求52所述的方法，且所述第二井被鉆至第二地層。
55. 權(quán)利要求52所述的方法， 位于不同的油田。權(quán)利要求書第8/8頁 其中所述第一并被鉆至第一地層，其中所述第一地層和所述第二地層
56. 生產(chǎn)油氣的方法，包括分析在前的井的歷史機(jī)械比能(MSE)數(shù)據(jù)和其它歷史測量數(shù)據(jù)， 以確定限制所述在前的井的鉆井速度的多個(gè)初步因素之一；選擇鉆井部件和鉆井操作，以減輕所述多個(gè)初步因素的至少一個(gè); 利用所述鉆井部件和鉆井操作，鉆當(dāng)前井；在所述當(dāng)前井的鉆井期間，對于多個(gè)限制鉆井作業(yè)的當(dāng)前因素的 至少一個(gè)，觀察實(shí)時(shí)的MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)；利用在后續(xù)的鉆井部件和后續(xù)的鉆井操作的選擇中的觀察，減輕 后續(xù)井的多個(gè)當(dāng)前因素的至少一個(gè)；和在相似井的方案中，對于每一后續(xù)井重復(fù)上述的步驟。
57. 權(quán)利要求56所述的方法，進(jìn)一步包括在所述當(dāng)前井的鉆并期 間改變鉆井參數(shù)，以鑒別所述多個(gè)當(dāng)前因素的至少一個(gè)。
58. 權(quán)利要求56所述的方法，進(jìn)一步包括以鑒別持續(xù)限制所述鉆 井速度的所述多個(gè)當(dāng)前因素的至少一個(gè)的方式，記錄MSE數(shù)據(jù)和其它 測量數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明的發(fā)明名稱是鉆井和從地下巖層生產(chǎn)油氣的方法。與油氣生產(chǎn)有關(guān)的方法。在一個(gè)實(shí)施方式中，描述了鉆井的方法。所述方法包括鑒別含有油氣的油田。然后，一口或多口井被鉆至所述油田的地下位置，為油氣提供到達(dá)生產(chǎn)設(shè)施的流體流動(dòng)路程。如下進(jìn)行鉆井(i)估計(jì)所述井之一的鉆井速度；(ii)確定估計(jì)的鉆井速度和真實(shí)的鉆井速度之間的差異；(iii)在所述井之一的鉆井過程中，獲得機(jī)械比能(MSE)數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)；(iv)使用得到的MSE數(shù)據(jù)和其它測量數(shù)據(jù)，確定限制所述鉆井速度的多個(gè)限制因素之一；(v)調(diào)整鉆井作業(yè)，以減輕所述多個(gè)限制因素之一；和(vi)迭代重復(fù)步驟(i)-(v)，直至通過所述鉆井作業(yè)到達(dá)所述地下巖層。
文檔編號(hào)E21B47/00GK101305159SQ200680041608
公開日2008年11月12日 申請日期2006年10月5日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月18日
發(fā)明者F·迪里斯特 申請人:?？松梨谏嫌窝芯抗?br>