RU2565299C2 - Drilling with pressure optimisation by continuous drilling string of lifting pipes - Google Patents
Drilling with pressure optimisation by continuous drilling string of lifting pipes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2565299C2 RU2565299C2 RU2013158132/03A RU2013158132A RU2565299C2 RU 2565299 C2 RU2565299 C2 RU 2565299C2 RU 2013158132/03 A RU2013158132/03 A RU 2013158132/03A RU 2013158132 A RU2013158132 A RU 2013158132A RU 2565299 C2 RU2565299 C2 RU 2565299C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pressure
- wellbore
- drill string
- parameter
- measurement
- Prior art date
Links
- 238000005553 drilling Methods 0.000 title claims abstract description 59
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 74
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 47
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 46
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 35
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 43
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 claims description 14
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 14
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 8
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 claims description 5
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 8
- 230000004941 influx Effects 0.000 description 6
- 238000013502 data validation Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 238000013528 artificial neural network Methods 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 230000002068 genetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B21/00—Methods or apparatus for flushing boreholes, e.g. by use of exhaust air from motor
- E21B21/08—Controlling or monitoring pressure or flow of drilling fluid, e.g. automatic filling of boreholes, automatic control of bottom pressure
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B33/00—Sealing or packing boreholes or wells
- E21B33/02—Surface sealing or packing
- E21B33/08—Wipers; Oil savers
- E21B33/085—Rotatable packing means, e.g. rotating blow-out preventers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/12—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling
- E21B47/13—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency
- E21B47/135—Means for transmitting measuring-signals or control signals from the well to the surface, or from the surface to the well, e.g. for logging while drilling by electromagnetic energy, e.g. radio frequency using light waves, e.g. infrared or ultraviolet waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V1/00—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting
- G01V1/40—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging
- G01V1/42—Seismology; Seismic or acoustic prospecting or detecting specially adapted for well-logging using generators in one well and receivers elsewhere or vice versa
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Earth Drilling (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕFIELD OF THE INVENTION
Настоящее изобретение относится по существу к используемому оборудованию и выполняемым операциям в бурении скважин, и в варианте осуществления, описанном в данном документе, в частности обеспечивается бурение с оптимизацией давления непрерывной бурильной колонной насосно-компрессорных труб.The present invention relates essentially to the equipment used and the operations performed in well drilling, and in the embodiment described herein, in particular, pressure optimized drilling of a continuous drill string of tubing is provided.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND
В обычных операциях бурения можно использовать датчики на поверхности и в компоновке низа бурильной колонны для определения различных параметров, влияющих на операции бурения. Однако такие датчики не измеряют параметры вдоль бурильной колонны и имеют ограниченную применимость в определении притока флюида в ствол скважины, или в определении потери флюида из ствола скважины.In conventional drilling operations, surface sensors and the bottom of the drill string can be used to determine various parameters that affect drilling operations. However, such sensors do not measure parameters along the drill string and have limited applicability in determining fluid inflow into a wellbore, or in determining fluid loss from a wellbore.
Поэтому следует понимать, что требуются улучшения в технике измерения параметров в операциях бурения. Данные улучшения могут быть полезны в рассмотренных выше и других ситуациях.Therefore, it should be understood that improvements are required in the technique of measuring parameters in drilling operations. These improvements may be useful in the above and other situations.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На фиг. 1 показана частично в сечении скважинная система и соответствующий способ осуществления настоящего изобретения.In FIG. 1 is a partial cross-sectional view of a borehole system and corresponding method for implementing the present invention.
На фиг. 2 показана блок-схема системы управления технологическим процессом, которую можно использовать со скважинной системой и способом по фиг. 1.In FIG. 2 shows a block diagram of a process control system that can be used with the well system and method of FIG. one.
На фиг. 3 показана другая конфигурация скважинной системы.In FIG. 3 shows another configuration of a downhole system.
На фиг. 4 показана с увеличением в местном разрезе скважинная система.In FIG. 4 shows an enlarged local section of the borehole system.
На фиг. 5 показан график зависимости температуры от глубины в стволе скважины, причем, график содержит индикацию потери флюида из ствола скважины.In FIG. 5 is a graph of temperature versus depth in a wellbore, wherein the graph contains an indication of fluid loss from the wellbore.
На фиг. 6 показан график зависимости температуры от глубины вдоль ствола скважины, график содержит индикацию притока флюида в ствол скважины.In FIG. Figure 6 shows a graph of temperature versus depth along the wellbore; the graph contains an indication of fluid flow into the wellbore.
На фиг. 7 показана блок-схема последовательности операций способа определения притока и ответного регулирования штуцера при осуществлении настоящего изобретения.In FIG. 7 is a flowchart of a method for determining inflow and responsive control of a fitting in an embodiment of the present invention.
На фиг. 8 показана блок-схема последовательности операций способа определения потери флюида и ответного регулирования штуцера при осуществлении настоящего изобретения.In FIG. 8 is a flowchart of a method for determining fluid loss and responsive control of a fitting in an embodiment of the present invention.
ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯDESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION
На фиг. 1 показана скважинная система 10 и соответствующий способ осуществления настоящего изобретения. В системе 10 ствол 12 скважины бурится вращающимся буровым долотом 14 на конце трубной бурильной колонны 16. Циркуляция бурового раствора 18, обычно называемого промывочным раствором, осуществляется вниз через бурильную колонну 16 с выходом из бурового долота 14 и вверх через кольцевое пространство 20, образованное между бурильной колонной и стволом 12 скважины, для охлаждения бурового долота, смазки бурильной колонны, удаления бурового шлама и обеспечения управления давлением на забое скважины. Обратный клапан 21 (в общем, обратный клапан типа заслонки) предотвращает проход бурового раствора 18 вверх через бурильную колонну 16.In FIG. 1 shows a
Управление давлением в забойной зоне скважины является очень важным в бурении под управляемым давлением, в бурении на депрессии и в бурении с оптимизацией давления других типов. Предпочтительно, давление в забойной зоне скважины оптимизируют для предотвращения чрезмерной потери флюида в пласт 64 породы, окружающей ствол 12 скважины, нештатного гидроразрыва пласта, нештатного притока пластового флюида в ствол скважины и т.д.Pressure control in the bottomhole zone of a well is very important in drilling under controlled pressure, in depression drilling and in drilling with optimization of other types of pressure. Preferably, the pressure in the bottomhole zone of the well is optimized to prevent excessive fluid loss into the
В обычном бурении под управляемым давлением, требуется поддерживать давление в забойной зоне скважины выше порового давления пласта 64, но ниже давления гидроразрыва пласта. В обычном бурении на депрессии требуется поддерживать давление в забойной зоне скважины несколько ниже порового давления, при этом, получая управляемый приток флюида из пласта 64.In conventional drilling under controlled pressure, it is required to maintain the pressure in the bottomhole zone of the well above the pore pressure of the
Азот или другой газ, или другой более легкий флюид можно добавлять в буровой раствор 18 для управления давлением. Данная методика является особенно полезной, например, в бурении на депрессии, или бурении под управляемым давлением с разделенной плотностью (например, с двойным градиентом).Nitrogen or another gas or other lighter fluid may be added to the
В системе 10 дополнительное управление давлением в забойной зоне скважины получают посредством изоляции кольцевого пространства 20 (например, изоляции от сообщения с атмосферой и обеспечения герметизации кольцевого пространства на или вблизи поверхности) с использованием вращающегося управляющего устройства 22 (RCD). Вращающееся управляющее устройство 22 уплотняется на бурильной колонне 16 над оборудованием 24 устья скважины. Хотя это не показано на фиг. 1, бурильная колонна 16 должна проходить вверх через вращающееся управляющее устройство 22 для соединения, например, с линией 26 стояка и/или другим обычным буровым оборудованием.In
Буровой раствор 18 выходит из оборудования 24 устья скважины через шиберную задвижку 28, сообщающуюся с кольцевым пространством 20 ниже вращающегося управляющего устройства 22. Флюид 18 затем протекает через обратную линию 30 флюида в штуцерный манифольд 32, который включает в себя дублированные штуцера 34. Противодавление прикладывается к кольцевому пространству 20 посредством изменения дросселирования потока флюида 18 через работающий (работающие) дублированные штуцера 34.The
Чем больше дросселирование потока через штуцер (штуцера) 34, тем больше противодавление, приложенное к кольцевому пространству 20 для заданного расхода. Таким образом, давление в забойной зоне скважины можно успешно регулировать посредством изменения противодавления, приложенного к кольцевому пространству 20, изменяя дросселирование потока через штуцер (штуцера) 34. Можно использовать модель гидравлической системы, описанную более полно ниже, для определения давления, приложенного к кольцевому пространству 20 на или вблизи поверхности, указанное давление должно обеспечивать создание требуемого давления в забойной зоне скважины, так что оператор (или автоматизированная система управления) может легко определять способ регулирования давления, приложенного к кольцевому пространству на или вблизи поверхности (которое можно успешно измерять) для получения требуемого давления в забойной зоне скважины.The greater the throttling of the flow through the fitting (fitting) 34, the greater the back pressure applied to the annular space 20 for a given flow rate. Thus, the pressure in the bottomhole zone of the well can be successfully controlled by changing the back pressure applied to the annular space 20, changing the throttling of the flow through the nozzle (fitting) 34. You can use the model of the hydraulic system described more fully below to determine the pressure applied to the annular space 20 on or near the surface, the specified pressure should ensure the creation of the required pressure in the bottomhole zone of the well, so that the operator (or automated system is controlled I) may readily determine the pressure control method applied to the annulus at or near the surface (that can be successfully measured) to obtain a desired pressure downhole wellbore zone.
Также может потребоваться управление давлением в других местах вдоль ствола 12 скважины. Например, давлением на башмаке обсадной колонны, на пятке бокового ствола скважины, в общем на вертикальном или горизонтальном участках ствола 12 скважины или в любом другом месте можно управлять с использованием принципов настоящего изобретения.Pressure control at other locations along the
Давление, приложенное к кольцевому пространству 20, можно измерять на поверхности или вблизи поверхности посредством различных датчиков 36, 38, 40 давления, каждый из которых сообщается с кольцевым пространством. Датчик 36 давления измеряет давление ниже вращающегося управляющего устройства 22, но выше блока 42 противовыбросовых превенторов. Датчик 38 давления измеряет давление в оборудовании устья скважины ниже блока 42 противовыбросовых превенторов. Датчик 40 давления измеряет давление в обратной линии 30 флюида выше по потоку от штуцерного манифольда 32.The pressure applied to the annular space 20 can be measured on or near the surface by means of
Другой датчик 44 давления измеряет давление в линии 26 стояка. Еще один датчик 46 давления измеряет давление ниже по потоку от штуцерного манифольда 32, но выше по потоку от сепаратора 48, вибросита 50 и емкости 52 бурового раствора. Дополнительные датчики включают в себя датчики 54, 56 температуры, расходомер 58 Кориоллиса и расходомеры 62, 66.Another
Не все указанные датчики являются обязательными. Например, система 10 может включать в себя только один из расходомеров 62, 66. Вместе с тем, входные данные с датчиков нужны для модели гидравлической системы для определения давления, которое должно прикладываться к кольцевому пространству 20 во время бурения.Not all of these sensors are required. For example, the
Кроме того, бурильная колонна 16 может включать в себя свои собственные датчики 60, например, для прямого измерения давления в забойной зоне скважины. Такие датчики 60 могут являться известными специалистам в данной области техники датчиками систем измерения давления во время бурения (PWD), измерений во время бурения (MWD) и/или каротажа во время бурения (LWD). Указанные системы датчиков бурильной колонны обеспечивают по меньшей мере измерение давления и могут также обеспечивать измерение температуры, определение параметров работы бурильной колонны (таких как вибрация, осевая нагрузка на долото, прихват и проскальзывание и т.д.), параметров пласта (таких как удельное сопротивление, плотность и т.д.) и/или другие измерения. Различные формы телеметрии (акустическую, по импульсам давления, электромагнитную, оптическую, проводную и т.д.) можно использовать для передачи измерений скважинных датчиков на поверхность. Бурильную колонну 16 можно оборудовать электропроводами, оптическими волноводами и т.д. для передачи данных и/или команд между датчиками 60 и системой 74 управления технологическим процессом, описанной ниже (см. фиг. 2).In addition, the
Дополнительные датчики можно включить в систему 10, если требуется. Например, другой расходомер 67 можно использовать для измерения расхода флюида 18, выходящей из оборудования 24 устья скважины, другой расходомер Кориолиса (не показано) можно присоединить напрямую выше по потоку или ниже по потоку от бурового насоса 68 и т.д.Additional sensors can be included in
Меньше датчиков можно включать в состав системы 10, если требуется. Например, производительность на выходе бурового насоса 68 можно определять подсчетом ходов насоса, вместо использования расходомера 62 или любых других расходомеров.Fewer sensors can be included in
Необходимо отметить, что сепаратор 48 может являться трех или четырехфазным сепаратором, или газосепаратором бурового раствора (иногда называется «дегазатором»). Вместе с тем, сепаратор 48 не обязательно используется в системе 10.It should be noted that the
Буровой раствор 18 перекачивается через линию 26 стояка и во внутренний объем бурильной колонны 16 буровым насосом 68. Насос 68 принимает флюид 18 из емкостей 52 бурового раствора и подает через манифольд 86 стояка (не показано на фиг. 1, см. фиг. 3) в линию 26 стояка. Затем осуществляется циркуляция флюида 18 вниз через бурильную колонну 16, вверх через кольцевое пространство 20, через обратную линию 30 бурового раствора, через штуцерный манифольд 32 и затем через сепаратор 48 и вибросито 50 в емкость 52 бурового раствора для доведения до нужной кондиции и рециркуляции.The
Необходимо отметить, что в системе 10, описанной выше, штуцер 34 нельзя использовать для управления противодавлением, приложенным к кольцевому пространству 20 для управления давлением в забойной зоне скважины, если флюид 18 не протекает через штуцер. В обычном бурении на репрессии, прекращение циркуляции может возникать, когда производится соединение в бурильной колонне 16 (например, для наращивания звеньев бурильных труб в бурильной колонне по мере углубления ствола 12 скважины), и прекращение циркуляции требует регулирования давления в забойной зоне скважины только с использованием плотности флюида 18.It should be noted that in the
В системе 10, вместе с тем, подачу флюида 18 через штуцер 34 можно поддерживать, даже если отсутствует циркуляция флюида через бурильную колонну 16 и кольцевое пространство 20. Таким образом, может продолжаться приложение давления к кольцевому пространству 20 посредством дросселирования потока флюида 18 через штуцер 34. Данная возможность может являться полезной, например, при спуске/подъеме бурильной колонны 16 в ствол и из ствола 12 скважины.In the
В системе 10, как показано на фиг. 1, можно использовать насос 70 противодавления для подачи флюида в обратную линию 30 выше по потоку от штуцерного манифольда 32 с перекачкой флюида в кольцевое пространство 20 или другое место выше по потоку от штуцерного манифольда. Как показано на фиг. 1, насос 70 соединяется с кольцевым пространством 20 через блок 42 противовыбросовых превенторов, но в других примерах насос 70 может соединяться с обратной линией 30 или со штуцерным манифольдом 32.In the
Альтернативно или в дополнение флюид может отводиться из манифольда стояка (или в ином случае из бурового насоса 68) в обратную линию 30, когда требуется, как описано в заявке PCT US08/87686, в заявке US 13/022,964, или с использованием других методик.Alternatively or in addition, fluid may be diverted from the riser manifold (or otherwise from the mud pump 68) to return
Дросселирование штуцером 34 такого потока флюида из бурового насоса 68 и/или насоса 70 противодавления должно обеспечивать приложение давления к кольцевому пространству 20. Если используется насос 70 противодавления, расходомер 72 можно использовать для измерения производительности насоса.Throttling the fitting 34 of such a fluid stream from the
Штуцер 34 и насос 70 противодавления являются примерами устройств управления давлением, которые можно использовать для управления давлением в кольцевом пространстве 20 вблизи поверхности. Устройства управления давлением других типов (такие как описанные в PCT/US08/87686, и в US 13/022,964 и т.д.) можно использовать, если требуется.The fitting 34 and the
На фиг. 2 показана блок-схема одного примера системы 74 управления технологическим процессом. В других примерах система 74 управления может включать в себя другие количества, типы, комбинации и т.д., элементов, и любые элементы могут устанавливаться в различных местах или интегрироваться с другим элементом, в объеме настоящего изобретения.In FIG. 2 is a block diagram of one example of a
Как показано на фиг. 2, система 74 управления включает в себя интерфейс 118 сбора данных и управления, модель 120 гидравлической системы, прогнозирующее устройство 122, блок 124 проверки достоверности данных и контроллер 126. Указанные элементы могут являться аналогичными описанным в международной заявке PCT/US10/56433, опубликованной 12 ноября 2010г.As shown in FIG. 2, the
Модель 120 гидравлической системы используется для определения требуемого давления в кольцевом пространстве 20 для получения требуемого давления в конкретном месте в стволе 12 скважины. Модель 120 гидравлической системы, используя такие данные, как глубина ствола скважины, частота вращения бурильной колонны, скорость спуска, тип бурового раствора и т.д., моделирует ствол 12 скважины, бурильную колонну 16, поток флюида через бурильную колонну и кольцевое пространство 20 (в том числе эквивалентную плотность циркуляции вследствие такого потока) и т.д.The
Интерфейс 118 сбора данных и управления принимает данные с различных датчиков 36, 38, 40, 44, 46, 54, 56, 58, 60, 62, 66, 67, 72, вместе с данными буровой установки и скважинными данными, и передает указанные данные в модель 120 гидравлической системы и блок 124 проверки достоверности данных. Кроме того, интерфейс 118 передает данные требуемого давления в кольцевом пространстве из модели 120 гидравлической системы в блок 124 проверки достоверности данных.The data acquisition and
Прогнозирующее устройство 122 можно включать в состав в указанном примере для определения, на основе статистических данных, данные каких датчиков следует принимать в данный момент и какое требуется давление в кольцевом пространстве. Прогнозирующее устройство 122 может содержать нейронную сеть, генетический алгоритм, нечеткую логику и т.д., или любые комбинации прогнозирующих элементов для получения прогнозов данных датчиков и требуемого давления в кольцевом пространстве.
Блок 124 проверки достоверности данных использует указанные прогнозы для определения достоверности любых конкретных данных датчиков, приемлемости требуемого давления в кольцевом пространстве, выдаваемого моделью 120 гидравлической системы и т.д. Если указанное приемлемо, блок 124 проверки достоверности данных передает данные требуемого давления в кольцевом пространстве на контроллер 126 (такой как контроллер с программируемой логической схемой, который может включать в себя пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор (ПИД-регулятор)), который управляет работой штуцера 34, насоса 70 и различных устройств 128 управления потоком (таких как клапаны и т.д.).The
Таким образом штуцером 34, насосом 70 и устройством 128 управления потоком можно автоматически управлять для получения и поддержания требуемого давления в кольцевом пространстве 20. Фактическое давление в кольцевом пространстве 20 обычно измеряется на или вблизи оборудования 24 устья скважины (например, с использованием датчиков 36, 38, 40), которое может располагаться на сухопутной или подводной площадке.Thus, the fitting 34, the
На фиг. 3 схематично показана другая конфигурация системы 10 бурения скважины. В данной конфигурации устройство 76 управления потоком соединяется выше по потоку от манифольда 86 стояка буровой установки. Устройство 76 управления потоком можно присоединить между буровым насосом 68 и манифольдом 86 стояка с использованием, например, быстроразъемных соединений 84 (таких как, резьба-гайка и т.д.). Указанное должно обеспечивать устройству 76 управления потоком удобство присоединения к насосным линиям различных буровых установок.In FIG. 3 schematically shows another configuration of a
Специально адаптированное полностью автоматизированное устройство 76 управления потоком (например, одно из устройств 128 управления потоком управляемое автоматическим контроллером 126) можно использовать для регулирования подачи в линии 26 стояка, вместо использования обычного клапана в манифольде 86 стояка буровой установки. Устройство 76 управления потоком, вместе с одним или несколькими дополнительными устройствами 78, 80, 82 управления потоком можно использовать для отвода потока флюида 18 от бурового насоса (насосов) 68 в штуцерный манифольд 32 по обходной магистрали 75.A specially adapted fully automated flow control device 76 (for example, one of the
На фиг. 4 показана дополнительная конфигурация скважинной системы 10. В данной конфигурации бурильная колонна 16 содержит гибкую насосно-компрессорную трубу или иную непрерывную насосно-компрессорную трубу, которая имеет по меньшей мере один оптический волновод 88 (такой как, оптическое волокно, лента и т.д.) проходящий по длине.In FIG. 4 shows an additional configuration of the
На фиг. 4 показан волновод 88 проходящий через внутренний продольный канал 90 потока бурильной колонны 16, но в других примерах волновод может проходить в боковой стенке бурильной колонны, снаружи бурильной колонны и т.д. Волновод 88 может иметь форму петли, начинающейся сверху гибкой насосно-компрессорной трубы, продолжающейся до низа, разворачивающейся и возвращающейся на поверхность для улучшения показателей работы по измерению температуры.In FIG. 4 shows the
Несколько оптических волноводов 88 можно создавать вместе с линиями других типов (например, электролиниями и/или гидравлическими линиями и т.д.). Различные линии можно включать в состав кабеля с дополнительными компонентами, такими как броня, изоляция, оболочка, электрические линии, гидравлические линии и/или экранирование и т.д., или их можно отдельно устанавливать в бурильной колонне 16.Several
Оптический волновод 88 можно устанавливать в трубе или линии управления в бурильной колонне 16. Предпочтительно, оборудуются как одномодовые, так и многомодовые оптические волноводы 88, но указанное не обязательно должно соответствовать принципам настоящего изобретения.
Бурильная колонна 16 предпочтительно является непрерывной (например, не из звеньев или секций) по меньшей мере от оборудования 24 устья скважины до места вблизи компоновки низа бурильной колонны (например, включающей в себя без ограничения этим датчики 60, невозвратный клапан 21, буровое долото 14, гидравлический забойный двигатель 92 (см. фиг. 1), который вращает буровое долото под действием потока флюида 18, проходящего через бурильную колонну и т.д.). Волновод 88 можно устанавливать в бурильной колонне 16 до спуска бурильной колонны в ствол 12 скважины или после спуска.The
Слева на фиг. 4 показана ситуация потери флюида 18 в пласт 64. Здесь флюид 18 протекает из ствола 12 скважины в пласт 64.On the left in FIG. Figure 4 shows the situation of
Данная ситуация может возникать, например, когда давление в стволе 12 скважины больше давления гидроразрыва пласта 64. Такой ситуации, в общем, следует избегать, но можно использовать с выгодой (например, для удобства определения давления гидроразрыва и т.д.), как описано подробно ниже.This situation may occur, for example, when the pressure in the
Справа на фиг. 4 показана другая ситуация, в которой пластовый флюид 94 протекает в ствол 12 скважины из пласта 64. Данная ситуация может возникать, например, когда давление в стволе 12 скважины меньше порового давления пласта 64.To the right in FIG. 4 shows another situation in which
В общем, такая ситуация требуется в бурении на депрессии (например, с регулируемым притоком пластовой флюида 94 в ствол 12 скважины во время бурения), но является нежелательной в бурении других типов (например, бурении под управляемым давлением, обычном бурении на репрессии и т.д.). В методике, описанной более подробно ниже, приток пластовой флюида 94 в ствол 12 скважин можно использовать для удобного определения порового давления пласта 64.In general, this situation is required in downhole drilling (e.g., with controlled inflow of
Необходимо отметить, что флюид 18 не должен протекать в пласт 64 (как показано слева на фиг. 4) одновременно с проходом флюида 94 в ствол 12 скважины (как показано справа на фиг. 4). Таким образом, ситуации, показанные слева и справа на фиг. 4, не должны возникать одновременно, но вместо этого используются для показа отдельных ситуаций которые могут возникать во время бурения.It should be noted that the fluid 18 should not flow into the reservoir 64 (as shown on the left in Fig. 4) simultaneously with the passage of the fluid 94 into the wellbore 12 (as shown on the right in Fig. 4). Thus, the situations shown left and right in FIG. 4 should not occur simultaneously, but instead are used to show individual situations that may arise during drilling.
На фиг. 5 показан график 96 зависимости температуры от глубины для секции ствола 12 скважины фиг. 4 и для ситуации потери флюида 18, показанной слева на фиг. 4. Необходимо отметить, что уменьшение 98 температуры обнаруживается в положении, где флюид 18 входит в пласт 64.In FIG. 5 shows a
Уменьшение 98 температуры происходит вследствие локального охлаждения флюидом 18 пласта 64 в положении, где флюид входит в пласт. Такую аномалию уменьшения 98 температуры можно использовать для определения места и времени возникновения потери флюида 18 и можно использовать для определения момента достижения давления гидроразрыва пласта 64.The decrease in
На фиг. 6 показан график 100 зависимости температуры от глубины для секции ствола 12 скважины фиг. 4, и для ситуации притока флюида 94, показанной справа на фиг. 4. Необходимо отметить, что увеличение 102 температуры обнаруживается в положении, где флюид 94 входит в ствол 12 скважины.In FIG. 6 is a
Увеличение 102 температуры происходит вследствие локального нагревания флюидом 94 ствола 12 скважины в положении, где флюид входит в ствол скважины. Такую аномалию увеличения 102 температуры можно использовать для определения места и времени возникновения притока флюида 94, и можно использовать для определения момента, когда давление в стволе скважины становится меньше порового давления пласта 64.The increase in
Предпочтительно, температуру измеряют посредством оптического волновода 88 с использованием общеизвестной методики распределенного измерения температуры (DTS). Распределенное измерение температуры является технологией, которую можно использовать для измерения распределения температуры вдоль оптического волновода 88.Preferably, the temperature is measured by an
Импульсный лазерный источник можно использовать для передачи импульса света через оптический волновод 88, и свойства возвращающегося отраженного света можно записывать. Возвращающийся свет («отраженный свет») содержит поглощение и рассеяние световой энергии.A pulsed laser source can be used to transmit a light pulse through an
Отраженный свет включает в себя различные спектральные компоненты, например, полосы рассеяния Релея, Бриллюэна и Рамана. Полосу комбинированного рассеяния Рамана можно использовать для получения температурной информации по волокну.Reflected light includes various spectral components, for example, Rayleigh, Brillouin and Raman scattering bands. Raman combined scattering band can be used to obtain temperature information on the fiber.
Отражение в полосе комбинационного рассеяния Рамана имеет две компоненты, стоксовую и антистоксовую, первая слабо зависит от температуры и вторая сильно зависит от температуры. Относительная интенсивность между стоксовой и антистоксовой компонентами является функцией температуры, при которой возникает обратное излучение.The reflection in the Raman Raman scattering band has two components, Stokes and anti-Stokes, the first is weakly dependent on temperature and the second is highly dependent on temperature. The relative intensity between the Stokes and anti-Stokes components is a function of the temperature at which back radiation occurs.
Поскольку скорость света в стекле известна, возможно определение, при отслеживании времени прибытия отраженного и обратного рассеянного света, точного местоположения возникновения обратного рассеянного света. Дорожка или профиль распределенного измерения температуры (такой как графики 96, 100 фиг. 5 и 6) является группой измерений температуры или точками выборки, разнесенными на равные интервалы по длине волновода 88.Since the speed of light in glass is known, it is possible to determine, when tracking the arrival time of reflected and backscattered light, the exact location of the occurrence of backscattered light. A track or profile of a distributed temperature measurement (such as
Длина волны обратного излучения с рассеиванием Бриллюэна также зависит от температуры, и указанное можно использовать для распределенного измерения температуры. Вместе с тем, обратное излучения с рассеиванием Бриллюэна также зависит от локализованного напряжения в волноводе 88, и поэтому для измерений температуры, компонент напряжения можно исключить (например, обеспечивая отсутствие напряжения в волноводе), не учитывать и т.д.The Brillouin scattering backwash wavelength also depends on temperature, and this can be used for distributed temperature measurement. At the same time, the reverse radiation with Brillouin scattering also depends on the localized voltage in the
В примере фиг. 4, оптический волновод 88 используется для мониторинга с распределенным измерением температуры. Вместе с тем, другие методики распределенных измерений в оптическом диапазоне можно использовать, если требуется. Например, распределенное акустическое измерение (DAS), распределенное измерение напряжения (DSS) или распределенное измерение вибрации (DVS) можно использовать.In the example of FIG. 4, an
Как рассмотрено выше, измерение комбинационного рассеяния Рамана в обратном излучении используют для мониторинга распределенного измерения температуры, но измерение оптического рассеяния Бриллюэна в обратном излучении также можно использовать, если требуется. Измерение рассеяния Бриллюэна или Релея можно использовать для мониторинга распределенного акустического измерения, распределенного измерения напряжения или распределенного измерения вибрации, предпочтительно с измерением усиления рассеяния Бриллюэна или когерентного рассеяния Релея в обратном излучении. Интерферометрическое оптическое измерение можно также (или альтернативно) использовать.As discussed above, Raman Raman scattering measurement is used to monitor a distributed temperature measurement, but Brillouin optical scattering measurement of back radiation can also be used if required. The Brillouin or Rayleigh scattering measurement can be used to monitor a distributed acoustic measurement, a distributed voltage measurement, or a distributed vibration measurement, preferably with a measurement of the Brillouin scattering gain or coherent Rayleigh scattering in the return radiation. Interferometric optical measurement can also (or alternatively) be used.
В одном примере распределенное акустическое измерение можно использовать для измерения акустического сигнала при протекании флюида 94 в ствол 12 скважины из пласта 64 (например, притока флюида), или уменьшенной акустической амплитуды вследствие вытекания флюида 18 из ствола скважины в пласт (например, потери флюида). Другие характеристики бурения (такие как вибрация бурильной колонны 16, прихват и проскальзывание, вихревое движение, напряжение и т.д.) можно также, или альтернативно, измерять с использованием оптического волновода 88.In one example, distributed acoustic measurement can be used to measure the acoustic signal when fluid 94 flows into
Распределенное акустическое измерение можно использовать для определения акустической сигнатуры газа, поступающего в ствол 12 скважины из пласта 64, и/или газа, протекающего через кольцевое пространство 20. Например, волновод 88 должен указывать уменьшенное демпфирование акустических затухающих колебаний на участках бурильной колонны 16, подверженных воздействию газа в стволе 12 скважины, так что оптическое оборудование, соединенное с волноводом можно использовать для определения распределенного акустического резонанса в бурильной колонне для данной цели.The distributed acoustic measurement can be used to determine the acoustic signature of the gas entering the wellbore 12 from the
Посредством указанного можно оборудовать систему раннего обнаружения газа, где не только событие притока может обнаруживаться, но также местоположение притока в стволе 12 скважины, и местоположение и скорость газа в кольцевом пространстве 20. Такая информация может давать персоналу буровой установки возможность выполнения надлежащих регулировок в нужные моменты времени для осуществления циркуляции газа с выпуском из ствола 12 скважины и для предотвращения дополнительных притоков.Using this, it is possible to equip an early gas detection system where not only an inflow event can be detected, but also the location of the inflow in the
Распределенное акустическое измерение можно использовать для определения акустических волн, производимых другой бурильной колонной (не показано) в другом близком стволе скважины (не показано). Когда другой бурильной колонной бурят другой ствол скважины, волновод 88 обнаруживает акустические волны, производимые другой бурильной колонной, так что местоположение другого ствола скважины относительно ствола 12 скважины можно легко определить для направления стволов скважины с целью встречи или с целью разведения одного с другим.Distributed acoustic measurement can be used to determine the acoustic waves produced by another drill string (not shown) in another close borehole (not shown). When a different borehole is drilled with another drill string, the
Распределенное акустическое измерение можно использовать для определения других событий в стволе 12 скважины или за его пределами, которые могут передавать акустический сигнал. Например, эрозию, возникающую в стволе 12 скважины можно обнаруживать посредством волновода 88. Как другой пример, сейсмический источник можно активировать на поверхности, в другом стволе скважины и т.д., и сейсмические колебания можно обнаруживать посредством волновода 88.Distributed acoustic measurement can be used to determine other events in the
В дополнение к распределенным измерениям точечное измерение свойств можно выполнять с использованием одного или нескольких датчиков 104. Например, датчики 104 могут включать в себя датчик давления, датчик химических ионов или показателя pH, датчик ионизирующей радиации, датчик напряженности магнитного поля и т.д. Датчики 104 могут являться оптическими или датчиками других типов, и могут соединяться или не соединяться с волноводом 88 или его частью.In addition to distributed measurements, a point measurement of properties can be performed using one or
В других примерах датчики 104 не обязательно оптически соединяются с волноводом 88. Вместо этого датчики 104 могут иметь акустическую связь с волноводом 88. В данном примере датчики 104 могут передавать акустические сигналы, в которых их измерения являются модулированными (например, с использованием частотной, фазовой или амплитудной манипуляций и т.д.), акустические сигналы могут приниматься волноводом 88 и передаваться оптически (как вариации отраженного сигнала) на удаленную площадку (такую как, земная поверхность, буровая установка, оборудование устья скважины на морском дне и т.д.).In other examples, the
Дополнительно можно создавать одну или несколько линий 106, если требуется. В одном примере линия 106 содержит электрический проводник, который служит антенной, создающей магнитное поле в пласте 64. Изменения магнитного поля указывают изменения удельного сопротивления в пласте 64.Additionally, you can create one or
Общеизвестный эффект Фарадея в волноводе 88 можно обнаруживать, как индикацию изменения магнитного поля в пласте 64. В данном примере бурильную колонну 16 можно выполнять из композитного или другого немагнитного материала, не создающей помех распространению магнитного поля в пласте 64, и определению изменения напряженности магнитного поля в пласте.The well-known Faraday effect in
В одном примере каротаж можно выполнять посредством волновода 88 в процессе бурения. Волновод 88 может, например, обнаруживать гамма-излучение из пласта 64. В данном способе оператор может определять момент проходки конкретного подземного слоя, слои смежные с бурильной колонной 16 можно коррелировать с прогнозными подземными слоями и т.д. В данном примере бурильная колонна 16 должна предпочтительно выполняться из композитного или другого неметаллического материала.In one example, logging can be performed by
Ионизирующую радиацию можно обнаруживать вдоль волновода 88, создавая фосфоресцирующую или флуоресцентную оболочку на волноводе. Различные слои могут иметь различные сигнатуры спектрального поглощения, что обеспечивает идентификацию и подтверждение слоев на основе сигнатур.Ionizing radiation can be detected along
Только некоторые примеры методик распределенного и точечного измерения с использованием волновода 88 описаны выше, но ясно, что любые методики измерения, и любое число или комбинацию методик измерения, можно использовать согласно принципам настоящего изобретения.Only some examples of distributed and spot measurement
На фиг. 7 способ 108, который можно использовать со скважинной системой 10 в конфигурации по фиг. 4 показан в форме блок-схемы последовательности операций. Конечно, способ 108 можно практически реализовать в других скважинных системах, согласно принципам настоящего изобретения.In FIG. 7, a
В способе 108 приток пластовой флюида 94 обнаруживается по индикации порового давления пласта 64. Когда давление в стволе 12 скважины на некотором месте меньше порового давления пласта 64 в данном месте, перепад давления вызывает приток пластовой флюида 94 к стволу и в ствол скважины.In
Таким образом, точкой начала притока является точка, в которой давление в стволе 12 скважины становится меньше порового давления пласта 64. Давление в стволе 12 скважины можно легко измерить (например, с использованием датчиков 60, 104 и т.д.), и давление в кольцевом пространстве 20 вблизи поверхности удобно измерять (например, с использованием датчиков 38, 40 и т.д.), когда такой приток возникает.Thus, the start point of the inflow is the point at which the pressure in the
Необходимо отметить, что давление в стволе 12 скважины в положении притока может включать в себя потери давления на трение вследствие потока флюида 18 (также известное как эквивалентная плотность циркуляции), так что данные потери давления (если имеется) предпочтительно учитываются при определении фактического давления в стволе скважины в положении притока. Не является обязательной, вместе с тем, циркуляция флюида 18 по бурильной колонне 16 и кольцевому пространству 20 при выполнении способа 108. Вместо этого, насос 70 (см. фиг. 1) и/или буровой насос 68 (см. фиг. 3) можно использовать для подачи потока через штуцер 34 в способе 108, когда нет циркуляции флюида 18 через бурильную колонну 16 и кольцевое пространство 20.It should be noted that the pressure in the
На этапе 110 способа 108 штуцер 34 регулируют для постепенного уменьшения давления в стволе 12 скважины. При уменьшении сопротивления потоку через штуцер 34 (например, посредством постепенного открытия штуцера) давление выше по потоку от штуцера уменьшают, при этом давление, приложенное к кольцевому пространству 20 вблизи поверхности, уменьшается.At
На этапе 112 обнаруживают приток. Например, с использованием распределенного акустического измерения или распределенного измерения температуры посредством волновода 88, как описано выше, акустическую или тепловую индикацию притока можно легко обнаруживать (например, как показано на фиг. 6).At 112, an inflow is detected. For example, using distributed acoustic measurement or distributed temperature measurement by
Давление в стволе 12 скважины в положении притока можно измерять (например, с использованием датчиков 60, 104 и т.д.), и/или давление в кольцевом пространстве 20 вблизи поверхности можно измерять (например, с использованием датчиков 38, 40 и т.д.) в момент возникновения притока. Данные измерения давления должны указывать поровое давление пласта 64 в положении притока.The pressure in the
На этапе 114 штуцер 34 регулируют надлежащим образом для конкретной операции бурения. Например, в бурении под управляемым давлением, штуцер 34 можно регулировать для поддержания давления в стволе 12 скважины несколько выше порового давления пласта 64 (что может впоследствии подтверждаться отсутствием обнаружения притока посредством волновода 88 после регулирования штуцера). В бурении на депрессии штуцер 34 можно регулировать так, что регулируемый объем притока создается во время бурения (что может впоследствии подтверждаться посредством волновода 88 после регулирования штуцера).At 114, the fitting 34 is adjusted appropriately for a particular drilling operation. For example, in controlled-pressure drilling, the
В дополнение на фиг. 8, показан другой способ 130, который можно использовать в скважинной системе 10 в конфигурации по фиг. 4 в форме блок-схемы последовательности операций. Конечно, способ 130 можно практически реализовать в других скважинных системах, согласно принципам настоящего изобретения.In addition to FIG. 8 shows another
В способе 130, потеря флюида 18 в пласт 64 обнаруживается, как индикация давления гидроразрыва пласта. Когда давление в стволе 12 скважины в некотором месте больше давления гидроразрыва пласта 64 в данном месте, в пласте могут раскрываться трещины и флюид 18 может легко уходить в пласт.In
Таким образом, точка, в которой начинается потеря флюида 18, является точкой, в которой давление в стволе 12 скважины становится больше давления гидроразрыва пласта 64. Давление в стволе 12 скважины можно легко измерить (например, с использованием датчиков 60, 104 и т.д.), и давление в кольцевом пространстве 20 вблизи поверхности удобно измерять (например, с использованием датчиков 38, 40 и т.д.) при потере флюида 18.Thus, the point at which the loss of
Необходимо отметить, что давлении в стволе 12 скважины в положении потери флюида может включать в себя потери давления на трение вследствие подачи флюида 18 (также известное, как эквивалентная плотность циркуляции), так что данные потери давления (если имеются) предпочтительно учитываются при определении фактического давления в стволе скважины в положении потери флюида. Не является обязательной, вместе с тем, циркуляция флюида 18 по бурильной колонне 16 и кольцевому пространству 20 при выполнении способа 130. Вместо этого, насос 70 (см. фиг. 1) и/или буровой насос 68 (см. фиг. 3) можно использовать для подачи потока через штуцер 34 в способе 130, когда нет циркуляции флюида 18 через бурильную колонну 16 и кольцевое пространство 20.It should be noted that the pressure in the
На этапе 132 способа 130 штуцер 34 регулируют для постепенного увеличения давления в стволе 12 скважины. При увеличении сопротивления потоку через штуцер 34 (например, посредством постепенного закрытия штуцера), давление выше по потоку от штуцера увеличивается, при этом давление, приложенное к кольцевому пространству 20 вблизи поверхности, увеличивается.At
На этапе 134 обнаруживают потерю флюида 18. Например, с использованием распределенного акустического измерения или распределенного измерения температуры посредством волновода 88, как описано выше, акустическую или тепловую индикацию потери флюида 18 можно легко обнаруживать (например, как показано на фиг. 5).At
Давление в стволе 12 скважины в положении потери флюида можно измерять (например, с использованием датчиков 60, 104 и т.д.) и/или давление в кольцевом пространстве 20 вблизи поверхности можно измерять (например, с использованием датчиков 38, 40 и т.д.) при потере. Данные измерения давления должны указывать давление гидроразрыва пласта 64 в положении потери флюида.The pressure in the
На этапе 136 штуцер 34 регулируют надлежащим образом для конкретной операции бурения. Например, в бурении под управляемым давлением штуцер 34 можно регулировать для поддержания давления в стволе 12 скважины несколько выше порового давления пласта 64 (что может впоследствии подтверждаться отсутствием обнаружения притока посредством волновода 88 после регулирования штуцера) и меньше давления гидроразрыва пласта. В бурении на депрессии штуцер 34 можно регулировать так, что регулируемый объем притока создается во время бурения (что может впоследствии подтверждаться посредством волновода 88 после регулирования штуцера).At 136, the fitting 34 is adjusted appropriately for a particular drilling operation. For example, in drilling under controlled pressure, the
Следует понимать, что описанное выше изобретение создает несколько преимуществ по сравнению с известными техническими решениями регулирования давления в стволе скважины и измерения параметров в операциях бурения. В примере по фиг. 4, гибкая насосно-компрессорная труба или иная бурильная колонна 16 в виде непрерывной насосно-компрессорной трубы включает в себя оптический волновод 88, который обеспечивает распределенное и/или точечное измерение различных параметров. Использование бурильной колонны 16 в виде непрерывной насосно-компрессорной трубы с оптическим волноводом 88 здесь обеспечивает удобный спуск бурильной колонны и волновода в ствол 12 скважины и их подъем из ствола, не требуя прикрепления волновода к наружной поверхности, или открепления волновода от наружной поверхности бурильной колонны при соединении секций бурильной колонны с колонной или их отсоединения от колонны.It should be understood that the invention described above creates several advantages compared with the known technical solutions for regulating the pressure in the wellbore and measuring parameters in drilling operations. In the example of FIG. 4, a flexible tubing or
Приведенное выше изобретение описывает способ бурения ствола 12 скважины. Способ может включать в себя этапы, на которых бурят ствол 12 скважины посредством бурильной колонны 16 насосно-компрессорных труб, и измеряют по меньшей мере один параметр посредством оптического волновода 88 в бурильной колонне 16.The above invention describes a method for drilling a
Бурильная колонна 16 может являться непрерывной по меньшей мере от оборудования на поверхности до компоновки низа бурильной колонны 16.The
Измерение по меньшей мере одного параметра может содержать измерение параметра, распределенного вдоль бурильной колонны 16.The measurement of at least one parameter may comprise measuring a parameter distributed along the
Распределенное акустическое измерение (DAS), распределенное измерение температуры (DTS), распределенное измерение вибрации (DVS) и/или распределенное измерение напряжения (DSS) может быть включено в измерение по меньшей мере одного параметра.Distributed Acoustic Measurement (DAS), Distributed Temperature Measurement (DTS), Distributed Vibration Measurement (DVS) and / or Distributed Voltage Measurement (DSS) may be included in the measurement of at least one parameter.
Измеряемый параметр можно выбрать из группы, включающей давление, температуру, ион химреагента, ионизирующее излучение, pH, магнитное поле и гамма-излучение. Конечно, любой другой параметр (параметры), и любое число или комбинацию параметров, можно измерять согласно принципам настоящего изобретения.The measured parameter can be selected from the group including pressure, temperature, chemical ion, ionizing radiation, pH, magnetic field and gamma radiation. Of course, any other parameter (s), and any number or combination of parameters, can be measured according to the principles of the present invention.
Способ 108 может включать в себя этапы, на которых регулируют штуцер 34, тем самым создавая приток флюида 94 в ствол 12 скважин, при этом измерение по меньшей мере одного параметра может включать в себя этап, на котором определяют приток. Способ 108 может также включать в себя этап, на котором измеряют давление в стволе 12 скважины при определении притока при корреляции давления в стволе 12 скважины с поровым давлением в пласте 64, пройденным стволом 12 скважины. Способ 108 может также включать в себя этап, на котором регулируют штуцер 34 в ответ на определение притока.The
Способ 130 может включать в себя этап, на котором регулируют штуцер 34, тем самым вызывая потери флюида 18 из ствола 12 скважины, при этом измерение по меньшей мере одного параметра может включать в себя этап, на котором определяют потери флюида 18. Способ 130 может также включать в себя этап, на котором измеряют давление в стволе 12 скважины при определении потери флюида 18 при корреляции давления в стволе 12 скважины с давлением гидроразрыва в пласте 64, пройденном стволом 12 скважин. Способ 130 может также включать в себя этап, на котором регулируют штуцер 34 в ответ на определение потери флюида 18.The
Оптический волновод 88 может быть расположен во внутреннем канале 90 потока бурильной колонны 16.The
Также в приведенном выше описании раскрыта скважинная система 10. Скважинная система 10 может содержать непрерывную бурильную колонну 16 насосно-компрессорных труб, и оптический волновод 88 в бурильной колонне 16. Оптический волновод 88 может измерять по меньшей мере один параметр вдоль бурильной колонны 16.The
Следует понимать, что различные варианты осуществления настоящего изобретения, описанные в данном документе, можно использовать в различных ориентациях, таких как наклонная, перевернутая, горизонтальная, вертикальная и т.д. и в различных конфигурациях без отхода от принципов настоящего изобретения. Варианты осуществления описаны только как примеры полезного применения принципов изобретения, которые не ограничены любыми конкретными деталями данных вариантов осуществления.It should be understood that the various embodiments of the present invention described herein can be used in various orientations, such as oblique, inverted, horizontal, vertical, etc. and in various configurations without departing from the principles of the present invention. The embodiments are described only as examples of the beneficial application of the principles of the invention, which are not limited to any specific details of these embodiments.
Специалисту в данной области техники после тщательного рассмотрения приведенного выше описания вариантов осуществления изобретения должно быть понятно, что многие модификации, дополнения, замены, исключения и другие изменения можно выполнять в конкретных вариантах осуществления, и такие изменения согласуются с принципами настоящего изобретения. Соответственно, приведенное выше подробное описание следует понимать исключительно как иллюстрацию и пример, причем, сущность и объем настоящего изобретения ограничены только прилагаемой формулой изобретения и его эквивалентами.After a careful review of the above description of embodiments of the invention, one skilled in the art will appreciate that many modifications, additions, substitutions, exceptions, and other changes can be made in specific embodiments, and such changes are consistent with the principles of the present invention. Accordingly, the above detailed description should be understood solely as an illustration and example, and the essence and scope of the present invention are limited only by the attached claims and their equivalents.
Claims (26)
бурят ствол скважины посредством непрерывной бурильной колонны насосно-компрессорных труб;
измеряют по меньшей мере один параметр посредством оптического волновода в бурильной колонне, причем измерение включает в себя этап, на котором определяют оптическое обратное рассеяние вдоль оптического волновода; и
регулируют штуцер, тем самым вызывая приток флюида в ствол скважины или потерю флюида из ствола скважины, при этом измерение по меньшей мере одного параметра дополнительно включает в себя этап, на котором определяют приток или потерю флюида.1. A method of drilling a wellbore, comprising the steps of:
drilling a wellbore by means of a continuous drill string of tubing;
measuring at least one parameter with an optical waveguide in the drill string, the measurement including the step of determining optical backscattering along the optical waveguide; and
adjust the nozzle, thereby causing fluid to flow into the wellbore or fluid loss from the wellbore, the measurement of at least one parameter further includes the step of determining fluid flow or fluid loss.
непрерывную бурильную колонну насосно-компрессорных труб и оптический волновод в бурильной колонне, причем оптический волновод измеряет по меньшей мере один параметр вдоль бурильной колонны посредством определения оптического обратного рассеяния вдоль оптического волновода, и
штуцер, регулирование которого вызывает приток флюида в ствол скважины или потерю флюида из ствола скважины, причем по меньшей мере один параметр представляет собой индикацию притока или потери флюида.14. A downhole system comprising:
a continuous drill string of the tubing and an optical waveguide in the drill string, the optical waveguide measuring at least one parameter along the drill string by determining optical backscatter along the optical waveguide, and
a fitting whose regulation causes fluid inflow into the wellbore or fluid loss from the wellbore, wherein at least one parameter is an indication of fluid inflow or loss.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/US2011/038838 WO2012166137A1 (en) | 2011-06-02 | 2011-06-02 | Optimized pressure drilling with continuous tubing drill string |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013158132A RU2013158132A (en) | 2015-07-20 |
RU2565299C2 true RU2565299C2 (en) | 2015-10-20 |
Family
ID=47259675
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013158132/03A RU2565299C2 (en) | 2011-06-02 | 2011-06-02 | Drilling with pressure optimisation by continuous drilling string of lifting pipes |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2715035A4 (en) |
CN (1) | CN103635655B (en) |
AU (1) | AU2011369403B2 (en) |
BR (1) | BR112013030718A2 (en) |
CA (1) | CA2837859C (en) |
MY (1) | MY164665A (en) |
RU (1) | RU2565299C2 (en) |
WO (1) | WO2012166137A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2640844C1 (en) * | 2017-03-23 | 2018-01-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт Земной коры Сибирского отделения Российской академии наук | Method for running casing string in horizontal long-distance wellbore |
RU2649204C1 (en) * | 2017-04-13 | 2018-03-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method for drilling-in at controlled drawdown |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103688020A (en) * | 2011-07-12 | 2014-03-26 | 哈里伯顿能源服务公司 | Formation testing in managed pressure drilling |
US8783381B2 (en) | 2011-07-12 | 2014-07-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Formation testing in managed pressure drilling |
GB2535086B (en) * | 2013-12-17 | 2020-11-18 | Halliburton Energy Services Inc | Distributed acoustic sensing for passive ranging |
GB2526255B (en) * | 2014-04-15 | 2021-04-14 | Managed Pressure Operations | Drilling system and method of operating a drilling system |
WO2016204725A1 (en) | 2015-06-15 | 2016-12-22 | Halliburton Energy Services, Inc. | Application of depth derivative of distributed temperature survey (dts) to identify fluid level as a tool of down hole pressure control |
US10538986B2 (en) * | 2017-01-16 | 2020-01-21 | Ensco International Incorporated | Subsea pressure reduction manifold |
CN109375266B (en) * | 2018-12-18 | 2024-02-02 | 清华大学 | Underground water seal cave depot safety monitoring system adopting inclined long distributed optical fibers |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2199006C2 (en) * | 2001-03-30 | 2003-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром" | Device for drilling of inclined and horizontal wells |
WO2005116388A1 (en) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Schlumberger Canada Limited | System and methods using fiber optics in coiled tubing |
WO2008075238A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-06-26 | Schlumberger Canada Limited | System and method for sensing a parameter in a wellbore |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3905010A (en) * | 1973-10-16 | 1975-09-09 | Basic Sciences Inc | Well bottom hole status system |
GB2409719B (en) * | 2002-08-15 | 2006-03-29 | Schlumberger Holdings | Use of distributed temperature sensors during wellbore treatments |
US6814142B2 (en) * | 2002-10-04 | 2004-11-09 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well control using pressure while drilling measurements |
US7219729B2 (en) * | 2002-11-05 | 2007-05-22 | Weatherford/Lamb, Inc. | Permanent downhole deployment of optical sensors |
US6997256B2 (en) * | 2002-12-17 | 2006-02-14 | Sensor Highway Limited | Use of fiber optics in deviated flows |
CN2727395Y (en) * | 2004-05-28 | 2005-09-21 | 徐凌堂 | High temperature high pressure optical waveguide well logging system |
US7397976B2 (en) | 2005-01-25 | 2008-07-08 | Vetco Gray Controls Limited | Fiber optic sensor and sensing system for hydrocarbon flow |
ATE454531T1 (en) * | 2005-11-21 | 2010-01-15 | Shell Oil Co | METHOD FOR MONITORING FLUID PROPERTIES |
CN101975057A (en) * | 2010-10-28 | 2011-02-16 | 华东理工大学 | Real-time control drilling and production system for deep and ultra-deep wells |
-
2011
- 2011-06-02 CA CA2837859A patent/CA2837859C/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-06-02 EP EP11866637.9A patent/EP2715035A4/en not_active Withdrawn
- 2011-06-02 WO PCT/US2011/038838 patent/WO2012166137A1/en active Application Filing
- 2011-06-02 MY MYPI2013004098A patent/MY164665A/en unknown
- 2011-06-02 RU RU2013158132/03A patent/RU2565299C2/en not_active IP Right Cessation
- 2011-06-02 CN CN201180071386.XA patent/CN103635655B/en not_active Expired - Fee Related
- 2011-06-02 AU AU2011369403A patent/AU2011369403B2/en not_active Ceased
- 2011-06-02 BR BR112013030718A patent/BR112013030718A2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2199006C2 (en) * | 2001-03-30 | 2003-02-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Кубаньгазпром" | Device for drilling of inclined and horizontal wells |
WO2005116388A1 (en) * | 2004-05-28 | 2005-12-08 | Schlumberger Canada Limited | System and methods using fiber optics in coiled tubing |
WO2008075238A1 (en) * | 2006-12-18 | 2008-06-26 | Schlumberger Canada Limited | System and method for sensing a parameter in a wellbore |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2640844C1 (en) * | 2017-03-23 | 2018-01-12 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт Земной коры Сибирского отделения Российской академии наук | Method for running casing string in horizontal long-distance wellbore |
RU2649204C1 (en) * | 2017-04-13 | 2018-03-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") | Method for drilling-in at controlled drawdown |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013158132A (en) | 2015-07-20 |
CA2837859A1 (en) | 2012-12-06 |
AU2011369403B2 (en) | 2014-03-13 |
CN103635655A (en) | 2014-03-12 |
MY164665A (en) | 2018-01-30 |
BR112013030718A2 (en) | 2016-12-06 |
AU2011369403A1 (en) | 2013-11-14 |
WO2012166137A1 (en) | 2012-12-06 |
CA2837859C (en) | 2016-05-24 |
CN103635655B (en) | 2016-03-30 |
EP2715035A4 (en) | 2014-11-26 |
EP2715035A1 (en) | 2014-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2565299C2 (en) | Drilling with pressure optimisation by continuous drilling string of lifting pipes | |
US8573325B2 (en) | Optimized pressure drilling with continuous tubing drill string | |
US8347958B2 (en) | Systems and methods for distributed interferometric acoustic monitoring | |
US8770283B2 (en) | Systems and methods for distributed interferometric acoustic monitoring | |
US7836973B2 (en) | Annulus pressure control drilling systems and methods | |
US10077647B2 (en) | Control of a managed pressure drilling system | |
CN103459755A (en) | Automatic standpipe pressure control in drilling | |
US20130327533A1 (en) | Wellbore influx detection in a marine riser | |
US20180135365A1 (en) | Automatic managed pressure drilling utilizing stationary downhole pressure sensors | |
US20180202281A1 (en) | Locating wellbore flow paths behind drill pipe | |
US20130087388A1 (en) | Wellbore influx detection with drill string distributed measurements | |
EP3280875B1 (en) | Flow monitoring tool | |
US20170175465A1 (en) | Flow monitoring using distributed strain measurement | |
US11761267B2 (en) | Telemetry marine riser | |
US11371342B2 (en) | Flow monitoring tool |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170603 |