流体回流预测制造技术

本发明专利技术提供一种计算装置，其经配置以确定何时触发针对钻探操作的警报。接收包含在钻探操作的先前连接事件期间针对输入变量而测量的值的经测量的钻探数据。通过使所述经测量的钻探数据作为输入而执行预测模型来确定流体回流测量的预测值。使用包含在第二钻探操作期间针对所述输入变量而测量的多个值的先前钻探数据来确定所述预测模型。所述第二钻探操作是在与所述钻探操作不同的地理井筒位置处的先前钻探操作。将从传感器数据确定的流体回流测量数据与所述流体回流测量的所述经确定的预测值相比较。基于所述比较触发对所述钻探操作的警报。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】流体回流预测 相关申请案的夺叉参考 本申请案为2014年10月20日申请的第14/518, 624号美国专利申请案的接续申 请案，所述专利申请案的全部内容特此以引用的方式并入本文中。本申请案进一步主张对 2013年10月22日申请的第61/893, 938号美国临时专利申请案的35U.S.C. § 119(e)的权 益，所述临时申请案的全部内容特此以引用的方式并入本文中。
技术介绍
针对在各种环境（土地、冻结土地、海底、深海海底等等）中的各种工业领域（水、 天然气、石油、建筑、电信、电等等）钻所有类型及大小的孔可为复杂的、昂贵及有风险的过 程。当在软地质中钻孔时，在整个井筒环中循环的流体产生摩擦压力以及相对于垂直深度 的流体静压力。这些压力导致在抽取期间或在作为钻探过程的部分的连接周期期间经历的 被称作流体回流的影响的变化。所述影响为当地质膨胀恢复形状，井筒中的流体被推回表 面，从而导致回流到表面装备及监测系统。所述影响与在井筒遭受流体流入时所看到的类 似，其为井筒溢流的前兆。如果井筒溢流未被提前发觉且未由钻探程序作出正确的响应，那 么井筒溢流可为灾难性的。
技术实现思路
在示范性实施例中，提供一种确定何时触发针对钻探操作的警报的方法。接收包 含在钻探操作的先前连接事件期间针对输入变量而测量的值的经测量的钻探数据。通过使 所述经测量的钻探数据作为输入而执行预测模型来确定流体回流测量的预测值。使用包含 在第二钻探操作期间针对所述输入变量而测量的多个值的先前钻探数据来确定所述预测 模型。所述第二钻探操作是在与所述钻探操作不同的地理井筒位置处的先前钻探操作。接 收流体回流测量数据。从由用作所述钻探操作的部分的传感器产生的传感器数据来确定所 述流体回流测量数据。将所述接收的流体回流测量数据与所述流体回流测量的所述经确定 的预测值相比较。基于所述比较而触发对所述钻探操作的警报。 在另一实例实施例中，提供一种计算机可读媒体，其具有存储在其上的计算机可 读指令，当所述计算机可读指令由计算装置执行时致使所述计算装置执行确定何时触发针 对钻探操作的警报的方法。 在另一实例实施例中，提供一种计算装置。所述计算装置包含（但不限于）处理 器及可操作地耦合到所述处理器的计算机可读媒体。所述计算机可读媒体具有存储在其上 的指令，当所述指令由所述计算装置执行时致使所述计算装置执行确定何时触发针对钻探 操作的警报的方法。 这些及其它实施例可任选地包含以下特征中的一或多者： 所述指令或所述方法可包含接收先前钻探数据，且使用所述接收的先前钻探数据 来确定所述预测模型。 可使用神经网络模型确定所述预测模型。可使用决策树模型确定所述预测模型。 可基于在所述接收的先前钻探数据中所识别的所述输入变量与所述流体回流测量之间的 关联来确定所述预测模型。 所述输入变量可从由以下各者组成的群组中选出：流入速率变量、流出速率变量、 表面压力变量、井下压力变量、压差变量、钻头直径变量、流体温度变量、流体密度变量、流 体罐容积变量、泥浆流变性质变量、钻进速率变量、扭矩变量、钻杆旋转速度变量及钻头旋 转速度变量。 所述流体回流测量可从由以下各者组成的群组中选出：回流压力、回流速率及回 流体积。 所述传感器可从由以下各者组成的群组中选出：回流压力传感器、回流流动速率 传感器及回流体积传感器。 确定所述预测模型可包含：将训练数据集界定为所述接收的先前钻探数据的第 一部分；将验证数据集界定为所述接收的先前钻探数据的第二部分；界定第一预测模型配 置；基于所述经界定的第一预测模型配置使用所述经界定的训练数据集来训练第一预测模 型；使所述经界定的验证数据集作为到所述经训练的第一预测模型的输入来预测模型输出 数据；比较所述经预测的模型输出数据与所述验证数据集的输出数据；以及基于将所述经 预测的模型输出数据与所述验证数据集的输出数据进行比较来确定所述经训练的第一预 测模型的第一有效得分。 确定所述预测模型可进一步包含界定第二预测模型配置；基于所述经界定的第二 预测模型配置使用所述经界定的训练数据集来训练第二预测模型；使所述经界定的验证数 据集作为到所述经训练的第二预测模型的输入来预测第二模型输出数据；比较所述经预测 的第二模型输出数据与所述验证数据集的所述输出数据；以及基于将所述经预测的第二模 型输出数据与所述验证数据集的所述输出数据进行比较来确定所述经训练的第二预测模 型的第二有效得分。 可基于所述经确定的第一有效得分与所述经确定的第二有效得分之间的比较将 所述预测模型确定为所述经训练的第一预测模型或所述经训练的第二预测模型。 所述指令或所述方法可进一步基于地质指示符选择所述预测模型。 所述指令或所述方法可进一步基于与所述接收的流体回流测量数据相关联的地 质指示符改变所述预测模型。 可在所述接收的流体回流测量数据大于Ρν+Ρν(^/2时触发所述警报，其中Pv是所述 流体回流测量的所述经确定的预测值，且(^是置信水平的数字值。 所述置信水平可指示所述接收的流体回流测量数据落入所述流体回流测量的所 述经确定的预测值的预期变化内的确定性。 所述指令或所述方法可进一步确定可接受的流体回流带，其中所述可接受的 流体回流带的最大点被界定为Pv+Pv(V2且所述可接受的流体回流带的最小点被界定为 Pv-Pv(V2,其中匕是所述流体回流测量的所述经确定的预测值，且C屬置信水平的数字值。 可在所述接收的流体回流测量数据大于所述可接受的流体回流带的所述最大点 时或在所述接收的流体回流测量数据小于所述可接受的流体回流带的最小点时触发所述 警报。 所述经确定的可接受的流体回流带可被输出到显示装置。 所述接收的流体回流测量数据可被输出到显示装置。 可由刻度盘的显示装置呈现来触发所述警报，其指示所述接收的流体回流测量数 据、可接受的流体回流区域、大于可接受的流体回流区域及小于可接受的流体回流区域。 所述计算机可读指令可由事件流处理引擎来执行。 所属领域的技术人员在查看附图、【具体实施方式】及所附权利要求书后将了解所揭 示的标的物的其它主要特征。【附图说明】 以下将参考附图描述所揭示的标的物的说明性实施例，其中相似数字指示相似元 件。 图1描绘根据说明性实施例的钻探数据采集系统的框图。 图2描绘根据说明性实施例的模型界定装置的框图。 图3描绘说明根据说明性实施例的由图2的模型界定装置执行的操作的实例的流 程图。 图4描绘根据说明性实施例的预测装置的另一框图。 图5描绘说明根据说明性实施例的由图4的预测装置执行的操作的实例的流程 图。 图6a、6b及6c描绘根据说明性实施例的在钻探操作期间随时间变化的流体回流 预测。 图7描绘根据说明性实施例的分布式处理系统的框图。 图8描绘根据说明性实施例的图7的分布式处理系统的事件流处理（ESP)装置的 框图。 图9描绘说明根据说明性实施例的由图8的ESP装置执行的操作的实例的流程 图。 图10a及10b描绘根据说明性实施例的流体回流状态指示器。【具体实施方式】 参考图1，展示根据说明性实施例的钻探数据采集系统100的框图。钻探数据采集 系统100可包含多个钻机101、网络110及数据仓库112。更少的、不同的及/或额外组件可 并入钻探数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非暂时性计算机可读媒体，其具有存储在其上的计算机可读指令，当所述计算机可读指令由计算装置执行时致使所述计算装置：接收包含在钻探操作的先前连接事件期间针对输入变量而测量的值的经测量的钻探数据；通过使所述经测量的钻探数据作为输入而执行预测模型来确定流体回流测量的预测值，其中使用包含在第二钻探操作期间针对所述输入变量而测量的多个值的先前钻探数据来确定所述预测模型，其中所述第二钻探操作是在与所述钻探操作不同的地理井筒位置处的先前钻探操作；接收从由用作所述钻探操作的部分的传感器产生的传感器数据而确定的流体回流测量数据；将所述接收的流体回流测量数据与所述流体回流测量的所述经确定的预测值相比较；以及基于所述比较而触发对所述钻探操作的警报。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：莫里·莱恩，基思·R·霍尔达威，
申请(专利权)人：萨思学会有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US