【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】技术背景本公开涉及从地下层生产油气的井筒操作的自动化管理。专利技术背景油气(诸如油和气)钻探通常涉及在可向下达地下数千英尺的地下深度的钻探设备的操作。井下钻探设备的这些远程距离结合不可预测的井下操作条件和振动钻探扰动在精确控制井筒的轨迹时形成许多挑战。使这些问题复杂化的通常是相邻井筒(有时紧贴彼此)的存在,其限制钻探误差的公差。钻探操作通常从位于井底组合件(BHA)处或附近的井下传感器收集测量以探测有关钻探的各种条件,诸如井筒轨迹的位置和角度、岩层的特性、压力、温度、声、辐射等。这些传感器测量数据通常被传输至地面,人类操作者在地面分析所述数据以调整井下钻探设备。但是,传感器测量可能不准确、延迟或不频繁,限制使用这些测量的有效性。通常,人类操作者不得不使用井筒轨迹的最佳猜测估计来控制钻探操作。附图简述图1图示井下操作背景下的井筒系统的至少一部分的实施的实例;图2图示基于模型的预测控制的处理流程的实例,其响应于井筒中的变化条件而动态调适加权因子;图3图示井筒轨迹中的不同方向之间的相关不确定性的3维实例;图4A和4B图示确定用于加权因子调适的防碰撞方向的实例n;图5是权值调适和合成的程序的实例的流程图;图6是用于进行BHA的基于模型的预测控制的实例程序的流程图;图7是基于BHA动态模型或来自BHA的传感器测量中的至少一个确定至少一个加权因子的进一步细节的实例的流程图;图8是确定至少一个加权因子且确定由所述至少一个加权因子加权的目标函数的进一步细节的实例的流程图;图9是确定目标函数且确定满足所述目标函数的BHA的控制输入的进一步细节的实例的流程图;且图10是一些实例 ...
【技术保护点】
一种控制井底组合件(BHA)遵循规划井筒路径的计算机实施方法,所述方法包括:确定来自所述BHA的传感器测量;基于来自所述BHA的所述传感器测量确定BHA动态模型;确定对应于钻探目标的加权因子;确定包括由所述加权因子加权的所述钻探目标和一个或多个约束的目标函数;确定满足所述目标函数和所述一个或多个约束的至所述BHA的控制输入;和将所述控制输入应用至所述BHA。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种控制井底组合件(BHA)遵循规划井筒路径的计算机实施方法,所述方法包括:确定来自所述BHA的传感器测量;基于来自所述BHA的所述传感器测量确定BHA动态模型;确定对应于钻探目标的加权因子;确定包括由所述加权因子加权的所述钻探目标和一个或多个约束的目标函数;确定满足所述目标函数和所述一个或多个约束的至所述BHA的控制输入;和将所述控制输入应用至所述BHA。2.根据权利要求1所述的计算机实施方法,其中确定对应于钻探目标的加权因子还包括:基于所述BHA动态模型或来自所述BHA的所述传感器测量中的至少一个确定加权因子。3.根据权利要求2所述的计算机实施方法,其中基于所述BHA动态模型或来自所述BHA的所述传感器测量中的至少一个确定加权因子包括:确定测量的井筒轨迹的不确定性、所述井筒的形状或碰撞回避信息中的至少一个;基于测量的井筒轨迹的所述不确定性、所述井筒的所述形状或所
\t述碰撞回避信息中的至少一个确定权值;和将所述权值合成为所述加权因子。4.根据权利要求3所述的计算机实施方法,其中确定测量的井筒轨迹的不确定性包括确定所述井筒轨迹的多个方位值与倾斜值之间的协方差值。5.根据权利要求4所述的计算机实施方法,其中确定对应于钻探目标的加权因子包括在所述测量的井筒轨迹的所述不确定性从先前测量时间在其中已增加的方向上加强至所述BHA的所述控制输入上的约束。6.根据权利要求5所述的计算机实施方法,其中加强至所述BHA的所述控制输入上的约束包括确定与至所述BHA的所述控制输入相关联的加权因子的增加值。7.根据权利要求4所述的计算机实施方法,其中所述钻探目标包括与所述规划井筒路径的预测偏差,且确定对应于钻探目标的加权因子包括在所述测量的井筒轨迹的所述不确定性从先前测量时间在其中已增加的方向上放松与所述规划井筒路径的所述预测偏差上的约束。8.根据权利要求7所述的计算机实施方法,其中放松与所述规划井筒路径的所述预测偏差上的约束包括确定和与所述规划井筒路径的所述预测偏差相关联的加权因子的减小值。9.根据权利要求3所述的计算机实施方法,其中确定所述井筒的形状包括确定所述规划井筒路径的后续部分的曲率半径。10.根据权利要求9所述的计算机实施方法,其中所述钻探目标包括与所述规划井筒路径的预测偏差,且确定加权因子包括在所述规划井筒路径的所述后续部分的所述曲率半径从先前测量时间在其中
\t已减少的方向上减小与所述规划井筒路径的所述预测偏差上的约束。11.根据权利要求3所述的计算机实施方法,其中确定碰撞回避信息包括确定与另一井筒的碰撞最可能在其中发生的方向。12.根据权利要求11所述的计算机实施方法,其中所述钻探目标包括与所述规划井筒路径的预测偏差,且确定加权因子包括在与另一井筒的碰撞最可能在其中发生的所述方向上加强与所述规划井筒路径的所述预测偏差上的约束。13.根据权利要求4所述的计算机实施方法,其中确定所述井筒轨迹的多个方位值与倾斜值之间的协方差值还包括:确定从所述BHA的传感器接收的多个方位测量和倾斜测量;和确定从所述BHA的所述传感器接收的所述多个方位测量与倾斜测量之间的协方差值。14.根据权利要求4所述的计算机实施方法,其中确定所述井筒轨迹的多个方位值与倾斜值之间的协方差值还包括:基于所述BHA动态模型确定多个方位预测和倾斜预测;和基于所述BHA动态模型确定所述多个方位预测...
【专利技术属性】
技术研发人员:J·D·戴克斯特拉,孙之杰,
申请(专利权)人:哈里伯顿能源服务公司,
类型:发明
国别省市:美国;US
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