對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉參考

本申請(qǐng)要求2014年12月3日提交的美國(guó)申請(qǐng)?zhí)?4/559690的權(quán)益，所述美國(guó)申請(qǐng)以全文引用的方式并入本文。

背景

油氣勘探和能源行業(yè)采用各種系統(tǒng)和作業(yè)來(lái)實(shí)現(xiàn)包含鉆井、地層評(píng)估、刺激和生產(chǎn)的活動(dòng)。通常執(zhí)行例如溫度和流量測(cè)量等測(cè)量來(lái)監(jiān)視和評(píng)定這些作業(yè)。

概要

一種執(zhí)行能源行業(yè)作業(yè)的方法的實(shí)施方案包括：在土地地層中部署載體，所述載體包含被配置成執(zhí)行所述作業(yè)的井下組件；根據(jù)作業(yè)參數(shù)執(zhí)行所述作業(yè)；測(cè)量條件，所述條件包含地表?xiàng)l件和井下條件中的至少一者，以及產(chǎn)生表示所述測(cè)得條件的測(cè)量數(shù)據(jù)；基于所述測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)諧所述作業(yè)的模擬模型，所述模型是被配置成基于所述選定作業(yè)參數(shù)估計(jì)所述條件的數(shù)學(xué)模型；選擇對(duì)一個(gè)或多個(gè)選定作業(yè)參數(shù)的假設(shè)調(diào)整；將所述假設(shè)調(diào)整應(yīng)用于所述模擬模型以產(chǎn)生所述作業(yè)的預(yù)測(cè)條件；以及基于表示對(duì)所述作業(yè)的改進(jìn)的所述預(yù)測(cè)條件，根據(jù)所述假設(shè)調(diào)整而調(diào)整作業(yè)參數(shù)。

一種用于執(zhí)行能源行業(yè)作業(yè)的系統(tǒng)的實(shí)施方案包括：載體，其被配置成安置于土地地層中，所述載體包含被配置成基于選定作業(yè)參數(shù)執(zhí)行所述作業(yè)的井下組件；至少一個(gè)傳感裝置，其被配置成在所述作業(yè)期間測(cè)量條件，所述條件包含地表?xiàng)l件和井下條件中的至少一者；以及處理器，其被配置成接收表示所述測(cè)得條件的測(cè)量數(shù)據(jù)，且將所述測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)用于所述作業(yè)的模擬模型，所述模擬模型是被配置成基于選定作業(yè)參數(shù)估計(jì)所述條件的數(shù)學(xué)模型。所述處理器被配置成執(zhí)行以下動(dòng)作：基于所述測(cè)量數(shù)據(jù)調(diào)諧所述作業(yè)的所述模擬模型；選擇對(duì)一個(gè)或多個(gè)選定作業(yè)參數(shù)的假設(shè)調(diào)整；將所述假設(shè)調(diào)整應(yīng)用于所述模擬模型以產(chǎn)生所述作業(yè)的預(yù)測(cè)條件；以及基于表示對(duì)所述作業(yè)的改進(jìn)的所述預(yù)測(cè)條件，根據(jù)所述假設(shè)調(diào)整而調(diào)整作業(yè)參數(shù)。

附圖簡(jiǎn)述

以下描述不應(yīng)當(dāng)以任何方式視為限制性的。參考附圖，相同元件帶有相同編號(hào)：

圖1描繪鉆井和/或地質(zhì)導(dǎo)向系統(tǒng)的實(shí)施方案；

圖2描繪油氣生產(chǎn)和/或刺激系統(tǒng)的實(shí)施方案；

圖3描繪連續(xù)油管系統(tǒng)的實(shí)施方案；

圖4是提供產(chǎn)生和更新能源行業(yè)作業(yè)的模型以及基于所述模型控制作業(yè)的示例性方法的流程圖；

圖5描繪包含表示作業(yè)參數(shù)和條件的狀態(tài)指示符和其它視覺(jué)指示符的示例性顯示的一部分；

圖6描繪圖4中所示的狀態(tài)指示符的實(shí)施例；

圖7描繪圖4中所示的狀態(tài)指示符的實(shí)施例；以及

圖8描繪狀態(tài)指示符日志的實(shí)施例。

詳細(xì)描述

本文描述的系統(tǒng)和方法提供了創(chuàng)建、更新和/或優(yōu)化能源行業(yè)作業(yè)的模型，以及使用所述模型來(lái)控制、改進(jìn)和/或優(yōu)化作業(yè)。在一個(gè)實(shí)施方案中，產(chǎn)生描述所建議作業(yè)的作業(yè)模型，所述模型提供各種井下和/或地表?xiàng)l件的預(yù)測(cè)。所述條件可包含作業(yè)參數(shù)、條件的井下測(cè)量(例如，壓力、溫度、振動(dòng)和其它)以及條件的地表測(cè)量(例如，泵壓力、注入流體流率、產(chǎn)生的流體性質(zhì)、部署或解扣速度和其它)。

在作業(yè)期間，執(zhí)行各種測(cè)量，這可在地表和/或井下進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，接收這些測(cè)量且實(shí)時(shí)應(yīng)用于所述模型。例如地表或井下控制器等處理裝置實(shí)時(shí)地自動(dòng)調(diào)諧或更新所述模型以匹配測(cè)得的井下和/或地表?xiàng)l件。在一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)被配置成通過(guò)選擇或建議對(duì)作業(yè)的假設(shè)調(diào)整(“如果...怎么辦？”)來(lái)執(zhí)行改進(jìn)和/或優(yōu)化方法。

將假設(shè)調(diào)整應(yīng)用于模型以預(yù)測(cè)井下組件、井孔和/或地層的響應(yīng)。如果一個(gè)或多個(gè)假設(shè)調(diào)整被確定為有益的，那么可以將它們應(yīng)用于作業(yè)。這些預(yù)測(cè)的產(chǎn)生比實(shí)時(shí)更快，即，基于模型在其當(dāng)前形式中的預(yù)測(cè)可以在下一次實(shí)時(shí)調(diào)整之前執(zhí)行。

在一個(gè)實(shí)施方案中，系統(tǒng)提供包含視覺(jué)指示符或機(jī)會(huì)旗標(biāo)的顯示?；趯?shí)際條件(井下和/或在地表測(cè)得)與預(yù)測(cè)條件之間的比較而將指示符呈現(xiàn)給用戶。指示符的產(chǎn)生可以與模型的實(shí)時(shí)調(diào)諧結(jié)合執(zhí)行。舉例來(lái)說(shuō)，一種方法包含接收測(cè)量數(shù)據(jù)，將測(cè)得的條件與由模型預(yù)測(cè)的條件進(jìn)行比較，基于所述比較產(chǎn)生指示符，以及基于所述比較調(diào)諧所述模型。

本文提供的描述可適用于各種油氣或能源行業(yè)數(shù)據(jù)活動(dòng)或作業(yè)。雖然本文的實(shí)施方案是在鉆井、完井和刺激作業(yè)的情境中來(lái)描述，但它們不受此限制。所述實(shí)施方案可以應(yīng)用于任何能源行業(yè)作業(yè)。能源行業(yè)作業(yè)的實(shí)施例包含地表或地下測(cè)量和建模、儲(chǔ)層特征化和建模、地層評(píng)估(例如，孔壓力、巖性、裂縫識(shí)別等)、刺激(例如，水力壓裂、酸性刺激)、連續(xù)油管作業(yè)、鉆井、完井和生產(chǎn)。

參見(jiàn)圖1，示出了安置于井孔12中的井下鉆井系統(tǒng)10的示例性實(shí)施方案。鉆柱14安置于井孔12中，所述鉆柱穿透至少一個(gè)地層16。雖然井孔12在圖1中示出為具有恒定直徑，但所述井孔不受此限制。舉例來(lái)說(shuō)，井孔12可以具有變化的直徑和/或方向(例如，方位角和傾斜)。鉆柱14由例如管道或多個(gè)管道區(qū)段制成。系統(tǒng)10和/或鉆柱14包含鉆井組合件18。可被配置為井底鉆具組合件(bha)的鉆井組合件18包含鉆頭20，且被配置成從鉆機(jī)22傳遞到井孔12中。各種測(cè)量工具也可以并入到系統(tǒng)10中以影響測(cè)量體系，例如有線測(cè)量應(yīng)用或隨鉆測(cè)井(lwd)應(yīng)用。舉例來(lái)說(shuō)，例如鉆柱14和鉆井組合件18等一個(gè)或多個(gè)井下組件包含被配置成測(cè)量地層和/或井孔的各種參數(shù)的傳感器裝置24。

在一個(gè)實(shí)施方案中，鉆井組合件18和傳感器裝置24被配置成與一個(gè)或多個(gè)處理器通信，例如井下電子設(shè)備單元26和/或地表處理單元28。所述處理器可以接收來(lái)自井下組件的數(shù)據(jù)和通信信號(hào)和/或?qū)⒖刂菩盘?hào)傳輸?shù)浇M件。信號(hào)和數(shù)據(jù)可以經(jīng)由任何合適的傳輸裝置或系統(tǒng)來(lái)傳輸，例如電纜30。用以傳輸信號(hào)和數(shù)據(jù)的其它技術(shù)包含有線管道、電氣和/或光纖連接、泥漿脈沖、電磁和聲學(xué)遙測(cè)。

參見(jiàn)圖2，油氣生產(chǎn)和/或刺激系統(tǒng)40的示例性實(shí)施方案包含被配置成安置于井孔44中的井孔鉆柱42，所述鉆柱穿透至少一個(gè)地層46。所述井孔可以是開(kāi)放井孔、套管井孔或部分套管井孔。在一個(gè)實(shí)施方案中，井孔鉆柱42是生產(chǎn)鉆柱，其包含管柱48，例如管道(例如，多個(gè)管道段)有線管道或連續(xù)油管，所述管柱從地表位置處(例如，在鉆井現(xiàn)場(chǎng)或離岸刺激船只)的井口50延伸。

系統(tǒng)40包含一個(gè)或多個(gè)刺激組合件52，所述組合件被配置成控制刺激流體的注入且引導(dǎo)刺激流體進(jìn)入地層中的一個(gè)或多個(gè)生產(chǎn)區(qū)。每一刺激組合件52包含一個(gè)或多個(gè)注入或流量控制裝置54，所述裝置被配置成將來(lái)自管柱48中的導(dǎo)管的刺激流體引導(dǎo)到井孔44。如本文使用，術(shù)語(yǔ)“流體”包含液體、氣體、烴類、多相流體、兩種或多種流體的混合物、從地表注入的水和流體，例如水或刺激流體。舉例來(lái)說(shuō)，流體可以是包含壓裂或刺激流體和/或支撐劑的漿料。在另一實(shí)施例中，流體是例如酸性刺激流體等刺激流體。

可以并入的其它組件包含套管和/或井孔中的穿孔，以及填塞器56，所述填塞器通常在井下傳遞且當(dāng)其到達(dá)選定深度時(shí)被激活而膨脹以密封井孔且產(chǎn)生隔離區(qū)域。多個(gè)開(kāi)口和填塞器可安置于多個(gè)深度以產(chǎn)生多個(gè)隔離區(qū)域或區(qū)。

在地表位置可包含各種地表裝置和系統(tǒng)。舉例來(lái)說(shuō)，流體儲(chǔ)存單元58、支撐劑儲(chǔ)存單元60、混合單元62以及泵或注入單元64連接到井口50，用于將流體提供到井孔鉆柱42或鉆井/完井環(huán)面以用于例如水力壓裂作業(yè)、刺激作業(yè)、清除作業(yè)和其它等作業(yè)。

系統(tǒng)40還包含例如控制單元66等地表處理單元，其通常包含處理器68、用于執(zhí)行指令的一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)程序70，以及存儲(chǔ)裝置72?？刂茊卧?6接收來(lái)自例如混合單元62和泵單元64等井下傳感器和地表裝置的信號(hào)，且控制地表裝置以獲得在井下位置處的流體的選定參數(shù)。例如感測(cè)和控制功能等功能可以并不專門(mén)由地表控制器66執(zhí)行。舉例來(lái)說(shuō)，井下電子設(shè)備單元74連接到井下傳感器和裝置，且執(zhí)行例如控制井下裝置、接收傳感器數(shù)據(jù)和通信以及與控制器66通信等功能。

圖3中示出系統(tǒng)40的另一實(shí)施例。在此實(shí)施例中，井孔鉆柱42包含連續(xù)油管76，其可延伸到井孔44中，例如井孔44的水平部分。術(shù)語(yǔ)“水平井孔”指代如此項(xiàng)技術(shù)中了解的水平或高度偏離的井。bha78經(jīng)由例如“抓鉤”連接器等連接器連接到連續(xù)油管76的末端。雖然bha78可以采取多種形式，但bha78在此實(shí)施例中包含被裝備以用于反向循環(huán)的噴砂穿孔工具。bha78的噴砂工具可用以產(chǎn)生穿孔80。在示例性壓裂作業(yè)中，沿著環(huán)面84向下泵送壓裂漿料82，在此期間第一支撐劑床86可以開(kāi)始在水平部分的下側(cè)上形成，且如果利用了砂穿孔方法，則第二支撐劑床88可以開(kāi)始形成。

可以使用多種技術(shù)來(lái)隔離穿孔80，例如填塞器或插塞。舉例來(lái)說(shuō)，將具有較高砂濃度的小體積流體添加到壓裂漿料的最終階段以產(chǎn)生砂插塞。隨后在漿料后方泵送清潔的移位流體以便使壓裂漿料移位到穿孔中。

在一個(gè)實(shí)施方案中，為了避免在壓裂期間的過(guò)早篩出問(wèn)題，移除(即，清除)殘余的固體或殘?jiān)?例如，支撐劑床86和88)。示例性清除過(guò)程包含在bha78在井下和/或正向上移動(dòng)的同時(shí)沿著環(huán)面84向下泵送清除流體，從而使殘余的固體和支撐劑床在井下朝向砂插塞循環(huán)。迫使清除流體流動(dòng)通過(guò)bha78，沿著連續(xù)油管76向上且回到地表。在支撐劑床和/或其它殘?jiān)呀?jīng)移除之后，僅清除流體存在于環(huán)面84中。因此，可以使下一間隔壓裂而沒(méi)有過(guò)早篩出的危險(xiǎn)。應(yīng)注意，壓裂和清除作業(yè)僅是示例性的，因?yàn)榭梢允褂闷渌夹g(shù)和/或組件用于壓裂和清除。

在系統(tǒng)10和/或系統(tǒng)40中在井下和/或地表位置中可以包含各種感測(cè)或測(cè)量裝置。舉例來(lái)說(shuō)，一個(gè)或多個(gè)參數(shù)傳感器(或例如lwd替代物等傳感器組合件)被配置成用于與地層、井孔、地理特性和/或井孔流體相關(guān)的地層評(píng)估測(cè)量。這些傳感器可以包含地層評(píng)估傳感器(例如，電阻率、介電常數(shù)、水飽和、孔隙度、密度和滲透率)、用于測(cè)量地理參數(shù)的傳感器(例如，聲學(xué)速度和聲學(xué)行進(jìn)時(shí)間)、用于測(cè)量井孔流體參數(shù)的傳感器(例如，粘度、密度、清晰度、流變性、ph水平以及油、氣和水含量)，以及用于井孔狀態(tài)的傳感器(例如，壓力、溫度、流體速率)。

本文描述的系統(tǒng)配備有一個(gè)或多個(gè)處理器(例如，處理單元28和/或66)，其被配置成接收井下和/或地表數(shù)據(jù)，以及產(chǎn)生、調(diào)整和/或更新可用以監(jiān)視和/或控制作業(yè)的模擬模型。所述模擬模型可在作業(yè)期間實(shí)時(shí)使用，例如通過(guò)基于實(shí)時(shí)測(cè)量而調(diào)諧所述模型。所述模型也可以在作業(yè)之后使用，例如通過(guò)基于在作業(yè)期間進(jìn)行的測(cè)量而調(diào)諧所述模型以增強(qiáng)未來(lái)作業(yè)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，所述模型是模擬能源行業(yè)作業(yè)的各方面的數(shù)學(xué)模型。這些模型包含例如模擬隨著時(shí)間和/或深度而變的各種作業(yè)參數(shù)和條件(地表和/或井下)的作業(yè)模型。模型接收描述井下環(huán)境(例如，地層性質(zhì)、地層流體性質(zhì)、例如直徑和軌跡等井孔參數(shù)等)的信息以及例如流體性質(zhì)、注入壓力、溫度和/或流率、旋轉(zhuǎn)速率和其它等作業(yè)參數(shù)?；诖诵畔⒑妥鳂I(yè)參數(shù)，模型預(yù)測(cè)作業(yè)的過(guò)程中的各種條件的值。這些條件包含例如井孔壓力、井孔溫度、井下流體性質(zhì)、生產(chǎn)流體性質(zhì)和其它條件。在一個(gè)實(shí)施方案中，在作業(yè)之前基于所提議作業(yè)的環(huán)境信息和作業(yè)參數(shù)而產(chǎn)生初始作業(yè)模型?？梢栽趫?zhí)行各種條件的測(cè)量時(shí)在作業(yè)期間重復(fù)地調(diào)整初始模型。

在一個(gè)實(shí)施方案中，處理器被配置成產(chǎn)生關(guān)于對(duì)作業(yè)的潛在調(diào)整和所述調(diào)整對(duì)作業(yè)的影響的預(yù)測(cè)信息。此預(yù)測(cè)信息可用以按比實(shí)時(shí)更快的方式優(yōu)化和/或改進(jìn)作業(yè)，即，預(yù)測(cè)信息是獨(dú)立于基于測(cè)得條件的實(shí)時(shí)調(diào)整而產(chǎn)生或在其之前產(chǎn)生。這是有用的，因?yàn)榻?jīng)常存在在進(jìn)行測(cè)量和接收測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)生的延遲，以及在控制裝置調(diào)整作業(yè)參數(shù)的時(shí)間點(diǎn)與井下條件響應(yīng)于這些調(diào)整而改變的時(shí)間點(diǎn)之間發(fā)生的延遲。預(yù)測(cè)信息允許用戶評(píng)估對(duì)作業(yè)的調(diào)整而不必實(shí)際上執(zhí)行調(diào)整且等待井下條件改變。

在一個(gè)實(shí)施方案中，處理器利用對(duì)在作業(yè)期間的條件和參數(shù)進(jìn)行建模的定量(數(shù)學(xué)和/或數(shù)值)方法。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于鉆井或連續(xù)油管作業(yè)，處理器對(duì)例如隨著時(shí)間而變的井下溫度和壓力、流體流率、穿透率、rpm和其它等條件和參數(shù)進(jìn)行建模。

雖然本文描述的處理器示出為與井下組件通信，但它們不受此限制。舉例來(lái)說(shuō)，處理器可實(shí)施為可接收例如模型參數(shù)、測(cè)量信息和所提議解扣時(shí)間表等輸入數(shù)據(jù)的獨(dú)立計(jì)算機(jī)或其它處理裝置。

傳感器裝置、電子設(shè)備、工具和其它井下組件可以包含于或?qū)嵤閎ha、鉆柱組件或其它合適的載體。如本文描述的“載體”意味著可用以傳遞、容納、支撐或以另外方式促進(jìn)另一裝置、裝置組件、裝置組合、媒介和/或部件的使用的任何裝置、裝置組件、裝置組合、媒介和/或部件。示例性非限制載體包含連續(xù)油管型、聯(lián)合管道型及其任何組合或部分的鉆柱。其它載體實(shí)施例包含套管管道、有線線路、有線探測(cè)儀、鋼絲探測(cè)儀、落料、井下替代物、井底鉆具組合件以及鉆柱。

圖4圖示了用于執(zhí)行能量行業(yè)作業(yè)的方法120。所述方法允許操作者對(duì)作業(yè)進(jìn)行建模，實(shí)時(shí)調(diào)整模型，監(jiān)視作業(yè)參數(shù)和條件，以及評(píng)估對(duì)作業(yè)的潛在調(diào)整。所述方法還提供改進(jìn)和/或優(yōu)化作業(yè)的有效方式。方法120包含本文描述的階段121到125中的一者或多者，其中至少部分可以由處理器(例如，地表處理單元28)執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，方法120包含按所描述的次序執(zhí)行所有階段121到125。然而，可以省略某些階段121到125，可以添加階段，或者改變階段的次序。

在一個(gè)實(shí)施方案中，如算法指定來(lái)執(zhí)行所述方法，所述算法允許處理器(例如，地表處理單元28)自動(dòng)調(diào)整或調(diào)諧作業(yè)模型，提供狀態(tài)信息和/或控制作業(yè)的各方面。如本文描述的處理器可以是單個(gè)處理器或多個(gè)處理器(例如，網(wǎng)絡(luò))。

在第一階段121中，產(chǎn)生或創(chuàng)建所提議作業(yè)的數(shù)學(xué)模型，也稱為模擬模型。所述模擬模型的初始版本(“初始模型”)使用最佳估計(jì)來(lái)特征化地層、井孔和流體(例如，地層流體、產(chǎn)生的流體和注入的流體)。模擬模型預(yù)測(cè)井孔和/或地層對(duì)作業(yè)或處理的響應(yīng)。在一個(gè)實(shí)施方案中，模擬模型是模擬在作業(yè)期間隨著時(shí)間而變的條件的時(shí)間瞬態(tài)模型。模擬的條件包含例如工具深度、解扣速度或穿透率、井下壓力、井下溫度、井下流體性質(zhì)、產(chǎn)生的流體性質(zhì)、流體流率，以及作業(yè)參數(shù)(例如，泵壓力和流率、部署速度等)。

舉例來(lái)說(shuō)，通過(guò)估計(jì)例如地表壓力、井下壓力、解扣速度、管張力、摩擦和流體性質(zhì)等隨著時(shí)間或深度而變的參數(shù)或性質(zhì)值來(lái)建模連續(xù)油管作業(yè)。其它值或模型參數(shù)包含井孔性質(zhì)(例如，井孔尺寸和軌跡)、地層性質(zhì)(例如，巖性、地層孔隙度、井孔流體性質(zhì)等)，以及流體性質(zhì)(例如，泵送流體、地層流體、產(chǎn)生的流體)。

在第二階段122中，執(zhí)行作業(yè)，在此期間監(jiān)視作業(yè)且收集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。在一個(gè)實(shí)施方案中，使用數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采集實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，所述系統(tǒng)包含地表和/或井下采集裝置或系統(tǒng)。一個(gè)或多個(gè)處理器或控制器接收來(lái)自地表和/或井下測(cè)量裝置的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。這些測(cè)量裝置包含例如井口壓力傳感器、溫度傳感器、泵壓力傳感器、地表流率傳感器，以及用于估計(jì)連續(xù)油管的深度的測(cè)量裝置。各種井下測(cè)量裝置可以隨井下工具并入，例如壓力和溫度傳感器、用于測(cè)量應(yīng)變的應(yīng)變傳感器、振動(dòng)和摩擦(流體和/或接觸摩擦)、流率傳感器和其它傳感器。

基于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，處理器可以調(diào)諧模擬模型，監(jiān)視作業(yè)和/或?qū)⒕竞推渌畔⑻峁┙o用戶。

在第三階段123中，在作業(yè)期間使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)諧初始模擬模型。此自動(dòng)調(diào)諧可基于地表數(shù)據(jù)、井下或井底數(shù)據(jù)或這兩者而執(zhí)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，創(chuàng)建調(diào)諧模型，其使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)來(lái)?yè)苋牖蛘{(diào)整模擬模型。在一個(gè)實(shí)施方案中，井孔數(shù)據(jù)指代在井孔內(nèi)進(jìn)行的測(cè)量，例如在井底位置、井孔的隔離區(qū)域、井孔的定位有bha或其它組件的區(qū)域，或井孔中的任何其它所需的區(qū)域。

舉例來(lái)說(shuō)，使用調(diào)諧模型來(lái)比較測(cè)得的條件與估計(jì)的條件?！皽y(cè)得的條件”包含由地表或井下測(cè)量裝置測(cè)得的任何條件?！肮烙?jì)的條件”包含由模擬模型針對(duì)與測(cè)得的條件相關(guān)聯(lián)的時(shí)間或時(shí)間周期模擬的條件的值。如果測(cè)得的條件與估計(jì)的條件之間存在顯著差異，那么調(diào)整模擬模型以使得模擬的條件匹配測(cè)得的條件。

在第四階段124中，選擇或考慮假設(shè)調(diào)整，且應(yīng)用于模型以預(yù)測(cè)對(duì)井孔、地層和/或作業(yè)的影響。舉例來(lái)說(shuō)，產(chǎn)生若干“如果...怎么辦？”情景，其中每一者可應(yīng)用于模擬模型的當(dāng)前版本。

選擇可具有改進(jìn)作業(yè)的可能的假設(shè)調(diào)整。舉例來(lái)說(shuō)，對(duì)于殘?jiān)宄鳂I(yè)，假設(shè)調(diào)整可以采取“如果流體注入速率增加怎么辦？”的形式。在此實(shí)施例中，模擬模型中當(dāng)前指定的流體注入速率增加一個(gè)或多個(gè)量。對(duì)于每一增加，預(yù)測(cè)條件(例如，井下壓力、殘?jiān)宄俾屎蜕a(chǎn)流體速率)。

在第五階段125中，如果假設(shè)調(diào)整中的任一者被確定為有益的或另外優(yōu)化作業(yè)，那么將這些調(diào)整應(yīng)用于作業(yè)。

使用本文描述的假設(shè)調(diào)整的自動(dòng)調(diào)諧和預(yù)測(cè)可重復(fù)地執(zhí)行，例如根據(jù)選定時(shí)間周期性地執(zhí)行。舉例來(lái)說(shuō)，在采集測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)反復(fù)地調(diào)整模擬模型。舉例來(lái)說(shuō)，模型包含根據(jù)模型的當(dāng)前反復(fù)的當(dāng)前井孔摩擦(流體和/或接觸)分布。采集一組井下壓力數(shù)據(jù)，且通過(guò)改變流體摩擦值而使模型反復(fù)以匹配實(shí)際壓力值。

如下針對(duì)井清除作業(yè)描述方法120的實(shí)施例。選擇作業(yè)參數(shù)，例如注入流體的類型、泵速率、解扣速度和其它參數(shù)?；谧鳂I(yè)參數(shù)和其它信息構(gòu)造作業(yè)的模擬模型，例如地層性質(zhì)、井孔大小和軌跡、井孔中的殘?jiān)推渌畔ⅰ?/p>

模擬模型估計(jì)在計(jì)劃作業(yè)的過(guò)程中的條件。這些條件包含井底或井孔流率、溫度、流體/殘?jiān)a(chǎn)生速率、井孔壓力和其它條件。模型可以隨著時(shí)間而變提供這些條件。

在清除作業(yè)期間，測(cè)量各種參數(shù)和條件，例如井孔壓力、溫度和/或流率。另外，可以測(cè)量地表參數(shù)和條件，例如流體產(chǎn)生速率、注入速率等。如果測(cè)得的參數(shù)或條件不匹配于模型，那么可在作業(yè)期間自動(dòng)調(diào)整模型。

而且在作業(yè)期間，選擇假設(shè)調(diào)整且應(yīng)用于模型以預(yù)測(cè)所述調(diào)整對(duì)作業(yè)參數(shù)和條件的影響。舉例來(lái)說(shuō)，“如果...怎么辦？”情景可以是“如果流體注入速率增加則將節(jié)省多少時(shí)間？”將此假設(shè)調(diào)整、即注入速率和/或壓力的選定增加應(yīng)用于模型。如果存在充分的時(shí)間節(jié)省(不會(huì)有害地影響其它條件)，那么可實(shí)現(xiàn)假設(shè)調(diào)整。以此方式，通過(guò)預(yù)期對(duì)未來(lái)調(diào)整的反應(yīng)且允許調(diào)整而不必等待實(shí)時(shí)測(cè)量，可將作業(yè)優(yōu)化為比實(shí)時(shí)更快。

在一個(gè)實(shí)施方案中，本文描述的系統(tǒng)和方法包含或利用指示符，其指示或警告用戶或系統(tǒng)在所建?；蚰M的條件與在作業(yè)期間測(cè)得的實(shí)際條件之間的任何差異。所述指示符可以是視覺(jué)指示符，其為操作者提供辨識(shí)問(wèn)題或潛在問(wèn)題的簡(jiǎn)單且容易辨識(shí)的方式。

圖5到8圖示了可在井下作業(yè)期間使用的示例性顯示和指示符。在此實(shí)施例中的作業(yè)是管柱(例如，連續(xù)油管)部署作業(yè)，但不受此限制，因?yàn)樗鲲@示和指示符可用于多種能源行業(yè)作業(yè)中的任一種。可出于各種原因而執(zhí)行管柱部署，例如井清除(殘?jiān)宄?或刺激(例如，水力壓裂、酸性刺激等)。圖5是示例性顯示90，其示出了地表設(shè)備和連續(xù)油管92將部署于井孔94中。地表設(shè)備包含抽出連續(xù)油管的卷軸96，以及注入器98。連續(xù)油管92耦合到一個(gè)或多個(gè)工具100以進(jìn)行井下部署。這些工具的實(shí)施例包含刺激工具、水力設(shè)定工具、穿孔工具、流體注入工具、清除工具和其它工具。

如圖5中所示，所述顯示包含指示符(也稱為“機(jī)會(huì)旗標(biāo)”)。在此實(shí)施例中，指示符帶有色碼以指示警報(bào)或問(wèn)題水平或嚴(yán)重性。在本文描述的實(shí)施例中，使用綠色、黃色和紅色指示嚴(yán)重性，其分別指示正常條件、報(bào)警條件和嚴(yán)重條件。

顯示了說(shuō)明性質(zhì)、作業(yè)參數(shù)和/或條件值的視覺(jué)指示符。在此實(shí)施例中，顯示泵壓力計(jì)102、連續(xù)油管重量計(jì)104以及井口壓力計(jì)106的表示。這些計(jì)可以標(biāo)記有正常(綠色)區(qū)域108、報(bào)警區(qū)域110和嚴(yán)重報(bào)警區(qū)域112。狀態(tài)或報(bào)警指示符114提供簡(jiǎn)單視覺(jué)指示符，類似于交通信號(hào)燈，其提供每一測(cè)得的性質(zhì)或條件的狀態(tài)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，機(jī)會(huì)旗標(biāo)或指示符被配置成提供測(cè)得的條件與模擬的條件(使用模擬模型估計(jì)或預(yù)測(cè))之間的任何差異的嚴(yán)重性的指示。舉例來(lái)說(shuō)，重量計(jì)104包含綠色區(qū)域108，其指示連續(xù)油管的重量在由模型預(yù)測(cè)的范圍內(nèi)，或在相對(duì)于預(yù)測(cè)重量的某個(gè)誤差內(nèi)。黃色區(qū)域110指示重量在綠色區(qū)域之外，即在與所建模重量的可接受差異之外。紅色區(qū)域112指示重量更進(jìn)一步在可接受差異之外，且應(yīng)當(dāng)快速或立即進(jìn)行補(bǔ)救。

圖6示出了狀態(tài)指示符114的另一實(shí)施例，其針對(duì)所關(guān)注的每一條件顯示“交通信號(hào)燈”，以及條件的描述。如圖7中演示，狀態(tài)指示符中將監(jiān)視或包含的條件可由用戶選擇。舉例來(lái)說(shuō)，圖6中所示的每一條件可被選擇為“作用中”或“忽略”。

圖8示出了指示符隨著時(shí)間而變的時(shí)間記錄或日志的實(shí)施例。在此實(shí)施例中，發(fā)生的每一黃色或紅色交通信號(hào)燈連同其對(duì)應(yīng)的時(shí)間和持續(xù)時(shí)間顯示為“交通信號(hào)燈日志”。

如上文論述，在作業(yè)期間可基于模型和實(shí)時(shí)測(cè)量而評(píng)估各種假設(shè)調(diào)整或“如果...怎么辦”情景。為了說(shuō)明，以下是示例性假設(shè)調(diào)整或情景的列表：

如果將潤(rùn)滑劑泵送到井孔中則可實(shí)現(xiàn)的深度是多少？

通過(guò)在殘?jiān)宄陂g增加速率可節(jié)省多少時(shí)間？

這些假設(shè)調(diào)整可應(yīng)用于模擬模型以提供對(duì)這些情景的回答，且允許操作者或處理器確定這些情景施加的調(diào)整是否應(yīng)實(shí)際上應(yīng)用于作業(yè)。

在一個(gè)實(shí)施方案中，例如通過(guò)響應(yīng)于報(bào)警指示符而選擇和應(yīng)用假設(shè)調(diào)整，結(jié)合方法120使用所述指示符。舉例來(lái)說(shuō)，指示符(例如，黃色或紅色交通信號(hào)燈指示符)示出了井口壓力由于井氣產(chǎn)生而在增加?？梢耘c指示符一起或結(jié)合而顯示潛在調(diào)整，例如n2注入速率的建議減小。所述減小的一個(gè)或多個(gè)值應(yīng)用于模擬模型的當(dāng)前版本或反復(fù)，其響應(yīng)于所述減小而輸出井口壓力的預(yù)測(cè)改變。這些預(yù)測(cè)改變也可以與指示符和潛在調(diào)整一起顯示。如果井口壓力的改變是合意的，那么可將注入速率的對(duì)應(yīng)減小應(yīng)用于作業(yè)。在另一實(shí)施例中，如果whp由于殘?jiān)氯跍p小，那么可使用模擬模型評(píng)估流體注入速率的各種增加。此過(guò)程可針對(duì)任何數(shù)目的情形執(zhí)行。

本文描述的系統(tǒng)和方法提供優(yōu)于現(xiàn)有技術(shù)的各種優(yōu)點(diǎn)。能源行業(yè)作業(yè)的改進(jìn)和/或優(yōu)化可使用本文描述的調(diào)諧模型和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而增加領(lǐng)域競(jìng)爭(zhēng)力和能力。

大體上，本文的一些教示精簡(jiǎn)到存儲(chǔ)于機(jī)器可讀媒體上的算法。所述算法由例如處理單元28或處理單元66等計(jì)算機(jī)或處理器實(shí)現(xiàn)，且為操作者提供所需輸出。

為了支持本文的教示，可以使用各種分析和/或分析組件，包含數(shù)字和/或模擬系統(tǒng)。所述系統(tǒng)可以具有例如以下組件：處理器、存儲(chǔ)媒體、存儲(chǔ)器、輸入、輸出、通信鏈路(有線、無(wú)線、脈沖泥漿、光學(xué)或其它)、用戶接口、軟件程序、信號(hào)處理器(數(shù)字或模擬)和其它此類組件(例如，電阻器、電容器、電感器和其它)，以用本領(lǐng)域中較好了解的若干方式中的任一種來(lái)提供本文公開(kāi)的設(shè)備和方法的操作和分析?？紤]這些教示可以(但不需要)與存儲(chǔ)于計(jì)算機(jī)可讀媒體上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令的集合相結(jié)合而實(shí)現(xiàn)，包含存儲(chǔ)器(rom、ram)、光學(xué)(cd-rom)或磁性(磁盤(pán)、硬驅(qū)動(dòng)器)或任何其它類型，所述指令集合當(dāng)執(zhí)行時(shí)致使計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的方法。除了本公開(kāi)中描述的功能之外，這些指令可以提供設(shè)備操作、控制、數(shù)據(jù)收集和分析以及由系統(tǒng)設(shè)計(jì)者、所有者、用戶或其它此類人員視為相關(guān)的其它功能。

本領(lǐng)域的技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，各種組件或技術(shù)可以提供某些必要或有益的功能性或特征。因此，為了支持所附權(quán)利要求書(shū)及其變化而可能需要的這些功能和特征被認(rèn)為固有地被包含作為本文教示的一部分以及所公開(kāi)發(fā)明的一部分。

雖然已經(jīng)參考示例性實(shí)施方案描述了本發(fā)明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，可以做出各種改變且可用等效物代替本發(fā)明的元件。另外，在不脫離本發(fā)明的基本范圍的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將了解許多修改以使特定儀器、情形或材料適合于本發(fā)明的教示。因此，希望本發(fā)明不限于作為實(shí)行本發(fā)明所預(yù)期的最佳模式而公開(kāi)的特定實(shí)施方案，但本發(fā)明將包含屬于所附權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)的所有實(shí)施方案。