Принятие решений при выборе долот и режимных параметров бурения в зависимости от характера исходной информации

Abstract

Рассмотрены актуальные вопросы получения и правильного использования комплексной геолого-технологической информации с целью оперативного принятия решений при бурении скважин, проблема эффективности работы долот в зависимости от характера этой информации. Предложены методика и алгоритм выбора долот и режимных параметров как важнейшего фактора оптимизации и снижения стоимости буровых работ для конкретных условий бурения. Проведен анализ изменения механической скорости во времени, влияния режимных параметров на начальную механическую скорость и темп ее затухания с построением статистической модели. Использованы данные геолого-технологических исследований процесса бурения скважин, данные о работе долот, отработанных при бурении на различных месторождениях Азербайджана и Казахстана. Разработанный алгоритм оптимизации режимных параметров в процессе бурения скважин описан на основе двух критериев – рейсовой скорости и стоимости 1 м проходки (на примере скважины, пробуренной на площади Карабаглы, Азербайджан). При решении поставленных задач использованы статистические методы обработки данных и анализа информации, метод случайного поиска, программа нечеткого кластер-анализа, основные положения теории нечетких множеств. На основании полученных моделей приведена усовершенствованная схема прогнозирования показателей бурения скважин в режиме реального времени. Показано, что на основе комплексной геолого-технологической информации алгоритм прогнозирования позволяет принимать решения о выборе оптимальных значений режимных параметров, при которых обеспечиваются максимум скорости бурения и минимум стоимости 1 м проходки. Внедрение предложенных рекомендаций дало возможность увеличить коммерческую скорость на 51,4 м/станко-мес, т. е. в 1,086 раза. При этом экономия затрат на 1 м составила 51,42 долл. США.

Розглянуто актуальні питання отримання і правильного використання комплексної геолого-технологічної інформації з метою оперативного прийняття рішень під час буріння свердловин, проблему ефективності роботи доліт залежно від характеру цієї інформації. Запропоновано методику і алгоритм вибору доліт і режимних параметрів як найважливіші чинники оптимізації і зниження вартості бурових робіт для конкретних умов буріння. Проведено аналіз зміни механічної швидкості в часі, впливу режимних параметрів на початкову механічну швидкість і темп її загасання з побудовою статистичної моделі. Використано дані геолого-технологічних досліджень процесу буріння свердловин, дані щодо роботи доліт, відпрацьованих під час буріння на різних родовищах Азербайджану і Казахстану. Описано розроблений алгоритм оптимізації режимних параметрів у процесі буріння свердловин на основі двох критеріїв – рейсової швидкості та вартості 1 м проходки (на прикладі свердловини, пробуреної на площі Карабагли, Азербайджан). При вирішенні поставлених завдань використано статистичні методи обробки даних і аналізу інформації, метод випадкового пошуку, програму нечіткого кластер-аналізу, основні положення теорії нечітких множин. На підставі отриманих моделей наведено вдосконалену схему прогнозування показників буріння свердловин у режимі реального часу. За допомогою запропонованого алгоритму прогнозування, зважаючи на комплексну геолого-технологічну інформацію, можна приймати рішення щодо вибору оптимальних значень режимних параметрів, за яких забезпечуються максимум швидкості буріння і мінімум вартості 1 м проходки. Впровадження запропонованих рекомендацій дало змогу збільшити комерційну швидкість на 51,4 м / верстато-міс, тобто в 1,086 раза. При цьому економія витрат на 1 м дорівнювала 51,42 дол. США.

The purpose of the paper is to discuss some practical issues regarding the obtaining and usage of complex geological and technological data to assist in decision-making during drilling operations and to suggest methodology and algorithm for bit selection and operational parameters to increase economic viability for specific drilling operations. Design/methodology/approach. We analyzed the change of mechanical speed with time and effects of operational parameters on diminishing the effect of rock properties by developing a statistical model. We used geological drilling process research along with drill bit operational data from various Azerbaijani and Kazakhstan oil fields. We described an operational parameters optimization algorithm using the data of Karabagly (Azerbaijan) oilfield well, where the following 2 criteria were taken into account: bit run rate and one meter drilling cost. Practical value/implications. In solving the problems mentioned above, we used statistical models and analysis, random search method and cluster-analysis program. Fuzzy sets concepts were also applied. Findings. Advanced prediction scheme for drilling operations in real time has been developed based on the obtained models. The suggested prediction algorithm assists in decision-making of optimal drilling parameters which maximize the drilling rate and minimize the cost. Implementation of these models has led to an increase in speed by 51.4, 8.6%, decreasing the cost by $51.42 per meter.