Kif tkun taf l-evalwazzjoni tal-mudelli PDC bit ROP u l-effett tas-saħħa tal-blat fuq il-koeffiċjenti tal-mudell?

Astratt

Il-kundizzjonijiet attwali tal-prezz baxx taż-żejt ġeddew l-enfasi fuq l-ottimizzazzjoni tat-tħaffir sabiex jiffrankaw il-ħin tat-tħaffir tal-bjar taż-żejt u tal-gass u jnaqqsu l-ispejjeż operattivi. L-immudellar tar-rata ta 'penetrazzjoni (ROP) huwa għodda ewlenija fl-ottimizzazzjoni tal-parametri tat-tħaffir, jiġifieri l-piż tal-bit u l-veloċità rotatorja għal proċessi ta' tħaffir aktar mgħaġġla. B'għodda ġdida ta' viżwalizzazzjoni tad-dejta awtomatizzata kollha u ta' mmudellar ROP żviluppata f'Excel VBA, ROPPlotter, dan ix-xogħol jinvestiga l-prestazzjoni tal-mudell u l-impatt tas-saħħa tal-blat fuq il-koeffiċjenti tal-mudell ta' żewġ mudelli differenti PDC Bit ROP: Hareland and Rampersad (1994) u Motahhari et al. (2010). Dawn it-tnejn PDC bit mudelli huma mqabbla ma 'każ bażi, relazzjoni ROP ġenerali żviluppata minn Bingham (1964) fi tliet formazzjonijiet differenti ta' ġebel ramli fis-sezzjoni vertikali ta 'bir orizzontali tax-shale ta' Bakken. Għall-ewwel darba, sar tentattiv biex jiġi iżolat l-effett tas-saħħa tal-blat li jvarja fuq il-koeffiċjenti tal-mudell ROP billi jiġu investigati litoloġiji b'parametri tat-tħaffir li kieku kienu simili. Barra minn hekk, titwettaq diskussjoni komprensiva dwar l-importanza li jintgħażlu limiti xierqa tal-koeffiċjenti tal-mudell. Is-saħħa tal-blat, meqjusa fil-mudelli ta 'Hareland u Motahhari iżda mhux f'dak ta' Bingham, tirriżulta f'valuri ogħla ta 'koeffiċjenti tal-mudell multiplikatur kostanti għall-mudelli ta' qabel, flimkien ma 'esponent tat-terminu RPM miżjud għall-mudell ta' Motahhari. Il-mudell ta' Hareland u Rampersad huwa muri li jagħmel l-aħjar mit-tliet mudelli b'dan is-sett tad-dejta partikolari. L-effettività u l-applikabilità tal-mudellar ROP tradizzjonali hija mqiegħda fid-dubju, peress li mudelli bħal dawn jiddependu fuq sett ta 'koeffiċjenti empiriċi li jinkorporaw l-effett ta' ħafna fatturi tat-tħaffir mhux meqjusa fil-formulazzjoni tal-mudell u huma uniċi għal litoloġija partikolari.

Introduzzjoni

Il-bits PDC (Polycrystalline Diamond Compact) huma t-tip ta 'bit dominanti utilizzati fit-tħaffir tal-bjar taż-żejt u tal-gass illum. Il-prestazzjoni tal-bit hija tipikament imkejla bir-rata ta 'penetrazzjoni (ROP), indikazzjoni ta' kemm jittaqqab il-bir f'termini ta 'tul tat-toqba mtaqqba għal kull unità ta' ħin. L-ottimizzazzjoni tat-tħaffir ilha fuq quddiem nett tal-aġendi tal-kumpaniji tal-enerġija għal għexieren ta' snin issa, u tikseb aktar importanza matul l-ambjent attwali tal-prezz baxx taż-żejt (Hareland u Rampersad, 1994). L-ewwel pass fl-ottimizzazzjoni tal-parametri tat-tħaffir biex jipproduċu l-aħjar ROP possibbli huwa l-iżvilupp ta 'mudell preċiż li jirrelata kejl miksub fil-wiċċ mar-rata tat-tħaffir.

Diversi mudelli ROP, inklużi mudelli żviluppati speċifikament għal ċertu tip ta 'bit, ġew ippubblikati fil-letteratura. Dawn il-mudelli ROP tipikament fihom numru ta 'koeffiċjenti empiriċi li huma dipendenti mil-litoloġija u jistgħu jfixklu l-komprensjoni tar-relazzjoni bejn il-parametri tat-tħaffir u r-rata ta' penetrazzjoni. L-iskop ta’ dan l-istudju huwa li janalizza l-prestazzjoni tal-mudell u kif il-koeffiċjenti tal-mudell jirrispondu għad-dejta tal-kamp b’parametri ta’ tħaffir li jvarjaw, b’mod partikolari s-saħħa tal-blat, għal żewġPDC bit mudelli (Hareland u Rampersad, 1994, Motahhari et al., 2010). Il-koeffiċjenti u l-prestazzjoni tal-mudell huma wkoll imqabbla ma 'mudell ROP ta' każ bażi (Bingham, 1964), relazzjoni simplistika li serviet bħala l-ewwel mudell ROP applikat b'mod wiesa 'fl-industrija kollha u li għadu qed jintuża bħalissa. Id-dejta tal-kamp tat-tħaffir fi tliet formazzjonijiet tal-ġebel ramli b'qawwiet ta' blat li jvarjaw hija investigata, u l-koeffiċjenti tal-mudell għal dawn it-tliet mudelli huma kkalkulati u mqabbla ma' xulxin. Huwa postulat li l-koeffiċjenti għall-mudelli ta 'Hareland u Motahhari f'kull formazzjoni tal-blat se jkopru firxa usa' mill-koeffiċjenti tal-mudell ta 'Bingham, peress li s-saħħa tal-blat li tvarja ma titqiesx b'mod espliċitu fil-formulazzjoni tal-aħħar. Il-prestazzjoni tal-mudell hija evalwata wkoll, li twassal għall-għażla tal-aħjar mudell ROP għar-reġjun tax-shale ta 'Bakken f'Dakota ta' Fuq.

Il-mudelli ROP inklużi f'dan ix-xogħol jikkonsistu f'ekwazzjonijiet inflessibbli li jirrelataw ftit parametri tat-tħaffir mar-rata tat-tħaffir u fihom sett ta 'koeffiċjenti empiriċi li jgħaqqdu l-influwenza ta' mekkaniżmi tat-tħaffir diffiċli biex jiġu mmudellati, bħall-idrawlika, interazzjoni cutter-blat, bit disinn, karatteristiċi ta 'assemblaġġ ta' toqba tal-qiegħ, tip ta 'tajn, u tindif tat-toqba. Għalkemm dawn il-mudelli ROP tradizzjonali ġeneralment ma jagħmlux tajjeb meta mqabbla mad-dejta tal-post, huma jipprovdu pass importanti għal tekniki ta 'mudellar aktar ġodda. Mudelli moderni, aktar b'saħħithom, ibbażati fuq l-istatistika b'flessibbiltà akbar jistgħu jtejbu l-eżattezza tal-immudellar ROP. Gandelman (2012) irrapporta titjib sinifikanti fl-immudellar ROP billi uża netwerks newrali artifiċjali minflok mudelli ROP tradizzjonali fil-bjar taż-żejt fil-baċiri ta 'qabel il-melħ lil hinn mix-xtut tal-Brażil. Netwerks newrali artifiċjali huma wkoll utilizzati b'suċċess għat-tbassir ROP fix-xogħlijiet ta 'Bilgesu et al. (1997), Moran et al. (2010) u Esmaeili et al. (2012). Madankollu, titjib bħal dan fl-immudellar ROP jiġi a skapitu tal-interpretabilità tal-mudell. Għalhekk, mudelli ROP tradizzjonali għadhom rilevanti u jipprovdu metodu effettiv biex janalizzaw kif parametru speċifiku tat-tħaffir jaffettwa r-rata ta 'penetrazzjoni.

ROPPlotter, softwer tal-viżwalizzazzjoni tad-dejta tal-qasam u tal-immudellar ROP żviluppat f'Microsoft Excel VBA (Soares, 2015), huwa impjegat fil-kalkolu tal-koeffiċjenti tal-mudell u t-tqabbil tal-prestazzjoni tal-mudell.