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

Astratt

Il-kundizzjonijiet attwali tal-prezz baxx taż-żejt ġeddu l-enfasi fuq l-ottimizzazzjoni tat-tħaffir sabiex jiġi ffrankat il-ħin fit-tħaffir tal-bjar taż-żejt u tal-gass u jitnaqqsu 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, kompletament awtomatizzata ta' viżwalizzazzjoni tad-dejta u mmudellar tal-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 ta' PDC Bit ROP: Hareland u Rampersad (1994) u Motahhari et al. (2010). Dawn iż-żewġ Biċċa PDC Il-mudelli huma mqabbla ma' każ bażi, relazzjoni ġenerali tal-ROP żviluppata minn Bingham (1964) fi tliet formazzjonijiet differenti ta' ġebla ramlija fit-taqsima vertikali ta' bir orizzontali tax-shale ta' Bakken. Għall-ewwel darba, sar tentattiv biex jiġi iżolat l-effett tas-saħħa varjabbli tal-blat fuq il-koeffiċjenti tal-mudell tal-ROP billi ġew investigati litoloġiji b'parametri tat-tħaffir li altrimenti jkunu simili. Barra minn hekk, issir diskussjoni komprensiva dwar l-importanza tal-għażla ta' limiti xierqa tal-koeffiċjenti tal-mudell. Is-saħħa tal-blat, ikkunsidrata 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' esponenti tat-terminu RPM miżjud għall-mudell ta' Motahhari. Il-mudell ta' Hareland u Rampersad huwa muri li jaħdem l-aħjar mit-tliet mudelli b'dan is-sett ta' dejta partikolari. L-effettività u l-applikabbiltà tal-immudellar tradizzjonali tal-ROP huma kkontestati, peress li mudelli bħal dawn jiddependu fuq sett ta' koeffiċjenti empiriċi li jinkorporaw l-effett ta' ħafna fatturi tat-tħaffir li mhumiex ikkunsidrati fil-formulazzjoni tal-mudell u huma uniċi għal litoloġija partikolari.

Introduzzjoni

Il-bits PDC (Polycrystalline Diamond Compact) huma t-tip ta’ bit dominanti użat fit-tħaffir ta’ bjar taż-żejt u tal-gass illum. Il-prestazzjoni tal-bit tipikament titkejjel bir-rata ta’ penetrazzjoni (ROP), indikazzjoni ta’ kemm malajr jitħaffer il-bir f’termini ta’ tul tat-toqba mtaqqba għal kull unità ta’ ħin. L-ottimizzazzjoni tat-tħaffir ilha fuq quddiem nett fl-aġendi tal-kumpaniji tal-enerġija għal għexieren ta’ snin issa, u qed tikseb aktar importanza matul l-ambjent attwali ta’ prezzijiet baxxi taż-żejt (Hareland u Rampersad, 1994). L-ewwel pass fl-ottimizzazzjoni tal-parametri tat-tħaffir biex jiġi prodott l-aħjar ROP possibbli huwa l-iżvilupp ta’ mudell preċiż li jirrelata l-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 jiddependu fuq il-litoloġija u jistgħu jfixklu l-fehim 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-post b’parametri tat-tħaffir li jvarjaw, b’mod partikolari s-saħħa tal-blat, għal żewġ...Biċċa PDC 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 għadha tintuża bħalissa. Id-dejta tal-qasam tat-tħaffir fi tliet formazzjonijiet ta' ġebla ramlija b'saħħiet tal-blat varji 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 varjabbli mhix ikkunsidrata espliċitament fl-aħħar formulazzjoni. Il-prestazzjoni tal-mudell hija wkoll evalwata, li twassal għall-għażla tal-aħjar mudell ROP għar-reġjun tax-shale ta' Bakken f'North Dakota.

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 jikkombinaw l-influwenza ta' mekkaniżmi tat-tħaffir diffiċli biex jiġu mmudellati, bħall-idrawlika, l-interazzjoni bejn il-cutter u l-blat, id-disinn tal-bit, il-karatteristiċi tal-assemblaġġ tal-qiegħ tat-toqba, it-tip ta' tajn, u t-tindif tat-toqba. Għalkemm dawn il-mudelli ROP tradizzjonali ġeneralment ma jaħdmux tajjeb meta mqabbla mad-dejta tal-post, jipprovdu pass importanti għal tekniki ta' mmudellar aktar ġodda. Mudelli moderni, aktar b'saħħithom, ibbażati fuq l-istatistika b'flessibbiltà akbar jistgħu jtejbu l-eżattezza tal-immudellar tal-ROP. Gandelman (2012) irrapporta titjib sinifikanti fl-immudellar tal-ROP billi impjega netwerks newrali artifiċjali minflok mudelli ROP tradizzjonali f'bjar taż-żejt fil-baċiri ta' qabel il-melħ 'il barra mix-xatt tal-Brażil. Netwerks newrali artifiċjali huma wkoll utilizzati b'suċċess għat-tbassir tal-ROP fix-xogħlijiet ta' Bilgesu et al. (1997), Moran et al. (2010) u Esmaeili et al. (2012). Madankollu, titjib bħal dan fl-immudellar tal-ROP jiġi għad-detriment tal-interpretabbiltà tal-mudell. Għalhekk, il-mudelli tradizzjonali tal-ROP għadhom rilevanti u jipprovdu metodu effettiv biex jiġi analizzat kif parametru speċifiku tat-tħaffir jaffettwa r-rata ta' penetrazzjoni.

ROPPlotter, softwer ta' viżwalizzazzjoni tad-dejta fuq il-post u mmudellar tal-ROP żviluppat f'Microsoft Excel VBA (Soares, 2015), jintuża fil-kalkolu tal-koeffiċjenti tal-mudell u fit-tqabbil tal-prestazzjoni tal-mudell.