用于根据成本选择钻井路径的系统和方法技术方案

本公开提供了用于计算和根据成本选择收敛路径的系统和方法。在一个实施例中，所述方法包括：确认多个几何收敛路径，其中每个所述几何收敛路径提供从所限定的底部钻具组合(BHA)位置到目标路径的收敛方案。为每个所述几何收敛路径计算总货币成本，所述计算使用了：根据从所述目标路径到所述几何收敛路径的距离所确认的偏移成本，根据所述几何收敛路径的曲度量所确认的曲度成本，和根据钻设所述几何收敛路径所需的估计时间量所确认的时间成本。比较各个所述几何收敛路径的所述总货币成本，并选择其中一个几何收敛路径，该选择是基于所选几何收敛路径的总货币成本与其他几何收敛路径的总货币成本的比较。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】相关申请交叉引用本申请是基于2013年10月30提交的标题为“根据成本限定钻井路径的方法和系统”的申请号为14/067，390(代理人案号HADT-31671)的美国专利申请的专利合作条约申请，其要求2013年6月26日提交的标题为“根据成本选择钻井路径的系统和方法”的序列号为61/839，731 (代理人案号HADT-31806)的美国临时申请的优先权。
以下公开涉及定向常规钻井。
技术介绍
由于许多钻孔的深度和复杂性增加，包括定向钻井所增加的复杂性，为提炼矿物质而进行的钻井操作变得越来越复杂。钻井是一种昂贵的操作，钻井失误使成本增加，且在一些情况下，钻井失误可能永久性地降低钻井在未来数年间的产出。现有的技术和方法未能适当地处理钻井的复杂性本质。因此，需要一种用以改进钻井操作的系统和方法。【附图说明】为了更完整地进行理解，现在参考以下结合附图的描述，所述附图中:图1所示为其中可能实施本专利技术的多个方面的环境的一个实施例。图2A所示为可以用于图1所示环境中的钻井系统的一个实施例。图2B所示为可以用于图2A所示环境中的计算机系统的一个实施例。图3所示为可以用以根据成本选择多个收敛路径之一的方法的一个实施例的流程图。图4所示为可以与图3所示方法结合使用的用以确定收敛路径成本的方法的一个实施例的流程图。图5A所示为可以与图4所示方法结合使用的用以确定收敛路径的偏移成本的方法的一个实施例的流程图。图5B_f5D所示为成本曲线的二维图形的多个实施例。图6所示为可以与图4所示方法结合使用的用以确定收敛路径的成本曲线的方法的一个实施例的流程图。图7和图8所示为可以与图4所示方法结合使用的用以确定收敛路径的时间成本的方法的不同的实施例的流程图。【具体实施方式】现在参照附图，其中，附图中通篇使用相同标号来表示相同元件，显示并描述了基于成本选择钻井路径的系统及方法的各个视图及实施例，并描述了其他可能的实施例。附图不一定按比例绘制，在一些情况下，仅出于说明目的，在部分位置对附图进行了夸大和/或简化。本领域技术人员能够理解，基于下列可能的实施例的示例，可以得到众多可能的应用和变化。参见图1，环境100的一个实施例如图所示为地层102。将要或正在地层102内钻设井孔，且存在钻孔的目标路径104。计算地层中的钻孔路径是一项复杂且时常难以理解的过程，其频繁地用到已知因素和估计的组合。不论是在钻井开始前计算路径，还是在钻井偏离轨道之后再尝试回到期望路径，都存在着无数路径选择。这些路径中每个路径都涉及到由于牵涉因素繁多而难以确定的财政成本。但是，路径的财政成本对钻井业务而言是重要的，需要考虑。因此，通过如本公开所述地将钻井变量规范化为货币单位(例如美元)，可以从财政成本角度评估多个路径选项，并选择最能满足一个或多个所限定的成本参数的路径。在本示例中，目标路径104代表具有零成本和最大价值的最优路径。换言之，遵循目标路径104则没有惩罚，因为没有比沿着目标路径104钻井穿过地层102“更好”的方式。应当理解，“更好”是一个相对性的术语，其可以基于各种选定因素，缺损数据和/或结论，和/或可用设备，因此可能并非是在选择其他因素、知晓额外信息和/或有其他可用设备时的实际最佳路径。就成本而言，目标路径104具有零成本，因为正中目标就不存在惩罚。换言之，虽然钻设目标路径104存在相关钻井成本，因为钻设目标路径104不可能免费，但在本示例中目标路径104被配给零成本，因为目标路径104的成本被作为基准成本，仅仅是那些偏离目标路径104的路径会被配给成本惩罚。目标路径104可以由钻井计划、地震数据和/或任何其他适合用于划定穿过地层102的路径的信息来限定。基于示例的目的，以路径108，110，112，114，116和118表示从代表当前或未来底部钻具组合(BHA)位置的点106到目标路径104的可能收敛路径。虽然在此并未详细叙述，但对收敛路径本身的计算可以使用多种方法中的任何一种。2012年6月22日提交的标题为“用于确定钻井时勘测点之间增量递进的系统和方法”的序号为13/530,298的美国申请公开了一种用于计算这类收敛路径的可能方法，该申请以引用方式全文并入本公开。如下文所述，计算了路径108，110，112，114，116和118之后，可以给每个路径配给一个成本，然后根据该成本相对于其他路径的成本进行评估。例如，从距离角度而言，路径108的长度大于路径116，且该长度中很大部分比路径110更为远离目标路径104。相反，路径110更快地缩短了与目标路径104之间的距离。但是，路径110要求更多的滑动，这要求更多的时间并引入转向复杂性。上述和/或其他因素需要权衡，以确定是否长度较短的路径110的确能降低成本。路径108和116对目标路径104急剧收敛，可能会产生过调量，除非能施加一个不现实的造斜率。路径114可能急剧收敛，但其延伸不够长，无法确定将会发生何种情况。路径110、112和118提供了更合理的收敛角度，但仍可能需要进行某些修正。路径108，110，112，114，116和118提供了各种可选方式，每一种都具有不同的曲度、长度、自目标路径104的偏移量和时间的考虑，这些都会影响该特定路径的成本。为了考虑到超出收敛点的成本，每个路径还可能存在延伸成本，下面将会更详细地讨论到。通过计算特定路径片段(例如一个测量单位，如一英尺)的货币价值(例如，美元价值)并将所有片段相加以获得该路径的货币价值，可以确定特定路径的成本。例如，基于PV10价值(例如，所估计的未来油和天然气收入的当前价值、所估计的直接费用的净值，以每年10%贴现率贴现)假设目标路径的价值为每英尺$1000。目标路径104的成本将为每英尺$0。然后，可以基于目标路径价值，在收敛路径的每个片段(例如，英尺)计算收敛路径成本，且所有片段的总成本为该收敛路径的成本。计算路径成本的过程，可能涉及确定多种不同类型成本中的任何一种，例如距离成本、滑动成本、曲度成本、时间成本、转向成本、偏移成本和/或启动惩罚成本。所述成本中部分可以用于计算其他成本。例如，启动惩罚成本可以用于计算曲度成本。相应地，本公开可以用于从成本角度，对应当从多条不同可能路径中选择哪一条路径，提供相对容易理解的蓝图。例如，若正在钻设井孔，且BHA偏离了目标路径，当有无数可选路径时，则可以使用成本比较，从成本角度确定使BHA返回目标路径的最佳收敛路径。由于最佳收敛路径可能并不是最短或最直接的路径，使用基于成本的选择分析允许根据最大价值和最小成本进行钻井决策。虽然图1是二维图像，但应当理解，图1中所示的各种路径的实际上可以为三维图像。此外，应当理解，虽然为清楚起见，各种线条表示为直线(例如目标路径104)，这些线条可以不是直线。此外，虽然显示为线条，但应当理解，所述路径可以是区域。例如，目标路径104可以是三维区域，且在所述区域内钻井可以被配给零成本。参见图2A，如图所示为可以用于图1环境中的钻井环境200的一个实施例。虽然环境200被描述为具有顶部驱动钻井系统的钻井环境，应当理解，其他实施例可以包括其他钻井系统，例如转盘系统。本实施例中，环境200包括位于地表203上的井架202。井架202包括定滑本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于根据成本选择多个收敛路径之一的方法，包括：通过计算机系统确认多个几何收敛路径，其中每个所述几何收敛路径提供从所限定的底部钻具组合BHA位置到目标路径的收敛方案；通过所述计算机系统为每个所述几何收敛路径计算总货币成本，其中所述计算总货币成本包括：根据从所述目标路径到所述几何收敛路径的距离确认偏移成本，根据所述几何收敛路径的曲度量确认曲度成本，和根据钻设所述几何收敛路径所需的估计时间量确认时间成本；通过所述计算机系统相互比较各个所述几何收敛路径的所述总货币成本；通过所述计算机系统，选择其中一个几何收敛路径，所述选择是基于所选几何收敛路径的总货币成本与其他几何收敛路径的总货币成本的比较；以及通过所述计算机系统输出所选择的几何收敛路径。

【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：托德·W·班森，约翰·布克哈特，特迪·C·陈，
申请(专利权)人：动力钻井技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US