PDC битийн ROP загваруудын үнэлгээ болон чулуулгийн бат бэхийн загварын коэффициентэд үзүүлэх нөлөөг хэрхэн мэдэх вэ?

Хураангуй

Газрын тосны үнийн өнөөгийн хямд нөхцөл байдал нь газрын тос, хийн худаг өрөмдөх цагийг хэмнэх, үйл ажиллагааны зардлыг бууруулахын тулд өрөмдлөгийн оновчлолд анхаарлаа хандуулах болсон. Нэвтрэлтийн хурд (ROP) загварчлал нь өрөмдлөгийн параметрүүдийг оновчтой болгох гол хэрэгсэл бөгөөд тухайлбал өрөмдлөгийн процессыг хурдасгахын тулд битийн жин болон эргэлтийн хурд юм. Excel VBA, ROPPlotter програмуудад боловсруулсан шинэ, бүрэн автоматжуулсан өгөгдөл дүрслэх болон ROP загварчлалын хэрэгслийн тусламжтайгаар энэхүү бүтээл нь загварын гүйцэтгэл болон хоёр өөр PDC Бит ROP загвар болох Hareland болон Rampersad (1994) болон Motahhari et al. (2010)-ийн загварын коэффициентэд чулуулгийн бат бэхийн нөлөөллийг судалдаг. Эдгээр хоёр PDC бит Загваруудыг Баккены занарын хэвтээ худгийн босоо хэсэгт байрлах гурван өөр элсэн чулуун формацид Бингем (1964)-ийн боловсруулсан үндсэн тохиолдол болох ерөнхий ROP хамааралтай харьцуулсан болно. Анх удаа өрөмдлөгийн параметрүүдтэй литологийг судалснаар янз бүрийн чулуулгийн бат бэхийн ROP загварын коэффициентуудад үзүүлэх нөлөөллийг тусгаарлах оролдлого хийсэн. Нэмж дурдахад, зохих загварын коэффициентийн хил хязгаарыг сонгохын ач холбогдлын талаар цогц хэлэлцүүлэг хийсэн. Хареланд болон Мотаххаригийн загварт тооцогдсон боловч Бингемийн загварт ороогүй чулуулгийн бат бэх нь өмнөх загваруудад тогтмол үржүүлэгчийн загварын коэффициентийн өндөр утгыг бий болгохоос гадна Мотаххаригийн загварт RPM хугацааны экспонент нэмэгдсэн. Хареланд болон Рамперсадын загвар нь энэхүү тодорхой өгөгдлийн багцтай гурван загвараас хамгийн сайн ажилладаг болохыг харуулсан. Уламжлалт ROP загварчлалын үр нөлөө, хэрэглээ нь эргэлзээтэй байна, учир нь ийм загварууд нь загварын томъёололд тооцоогүй олон өрөмдлөгийн хүчин зүйлсийн нөлөөллийг багтаасан, тодорхой литологийн өвөрмөц эмпирик коэффициентүүдийн багцад тулгуурладаг.

Танилцуулга

PDC (Polycrystalline Diamond Compact) хошуу нь өнөөдөр газрын тос, хийн худаг өрөмдөхөд ашиглагддаг зонхилох хошууны төрөл юм. Хошууны гүйцэтгэлийг ихэвчлэн нэвтрэлтийн хурдаар (ROP) хэмждэг бөгөөд энэ нь нэгж хугацаанд өрөмдсөн нүхний уртын хувьд худаг хэр хурдан өрөмдөж байгааг харуулдаг үзүүлэлт юм. Өрөмдлөгийн оновчлол нь хэдэн арван жилийн турш эрчим хүчний компаниудын хөтөлбөрийн тэргүүн эгнээнд байсаар ирсэн бөгөөд одоогийн газрын тосны үнийн бууралтын үед энэ нь улам бүр чухал болж байна (Hareland and Rampersad, 1994). Хамгийн сайн ROP гаргахын тулд өрөмдлөгийн параметрүүдийг оновчтой болгох эхний алхам бол гадаргуу дээр олж авсан хэмжилтийг өрөмдлөгийн хурдтай холбосон нарийвчлалтай загвар боловсруулах явдал юм.

Тодорхой битийн төрөлд тусгайлан боловсруулсан загваруудыг оролцуулан хэд хэдэн ROP загварууд нь уран зохиолд нийтлэгдсэн. Эдгээр ROP загварууд нь ихэвчлэн литологиос хамааралтай хэд хэдэн эмпирик коэффициентийг агуулдаг бөгөөд өрөмдлөгийн параметрүүд болон нэвтрэлтийн хурдны хоорондын хамаарлыг ойлгоход саад учруулж болзошгүй. Энэхүү судалгааны зорилго нь загварын гүйцэтгэл болон загварын коэффициентүүд нь өрөмдлөгийн параметрүүд, ялангуяа чулуулгийн бат бэхийн хувьд хоёр жилийн хугацаанд хээрийн өгөгдөлд хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлж байгааг шинжлэх явдал юм.PDC бит загварууд (Hareland болон Rampersad, 1994, Motahhari et al., 2010). Загварын коэффициент болон гүйцэтгэлийг мөн үндсэн ROP загвартай (Bingham, 1964) харьцуулсан бөгөөд энэ нь үйлдвэрлэлийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг, одоо ч ашиглагдаж буй анхны ROP загвар болж байсан хялбаршуулсан хамаарал юм. Янз бүрийн чулуулгийн бат бэхтэй гурван элсэн чулуун формацийн өрөмдлөгийн талбайн өгөгдлийг судалж, эдгээр гурван загварын загварын коэффициентийг тооцоолж, бие биетэйгээ харьцуулсан. Чулуулгийн формац тус бүрийн Hareland болон Motahhari загваруудын коэффициентууд нь Bingham загварын коэффициентуудаас илүү өргөн хүрээг хамарна гэж таамаглаж байна, учир нь чулуулгийн бат бэхийн янз бүрийн байдлыг сүүлийн томъёололд тодорхой тусгаагүй болно. Загварын гүйцэтгэлийг мөн үнэлж, Хойд Дакота мужийн Баккен занарын бүс нутагт хамгийн сайн ROP загварыг сонгоход хүргэдэг.

Энэхүү бүтээлд багтсан ROP загварууд нь хэд хэдэн өрөмдлөгийн параметрүүдийг өрөмдлөгийн хурдтай холбодог уян хатан бус тэгшитгэлүүдээс бүрдэх бөгөөд гидравлик, зүсэгч-чулуулгийн харилцан үйлчлэл, өрмийн загвар, ёроолын нүхний угсралтын шинж чанар, шаврын төрөл, нүх цэвэрлэх зэрэг загварчлахад хэцүү өрөмдлөгийн механизмын нөлөөг хослуулсан эмпирик коэффициентүүдийн багцыг агуулдаг. Эдгээр уламжлалт ROP загварууд нь хээрийн өгөгдөлтэй харьцуулахад ерөнхийдөө сайн ажилладаггүй ч шинэ загварчлалын техникүүдэд чухал алхам болдог. Орчин үеийн, илүү хүчирхэг, статистикт суурилсан уян хатан чанар сайжирсан загварууд нь ROP загварчлалын нарийвчлалыг сайжруулж чадна. Ганделман (2012) Бразилийн далайн эргийн давсны өмнөх сав газрын газрын тосны худгуудад уламжлалт ROP загварын оронд хиймэл мэдрэлийн сүлжээг ашигласнаар ROP загварчлалд мэдэгдэхүйц сайжирсан талаар мэдээлсэн. Хиймэл мэдрэлийн сүлжээг Билгесу болон бусад (1997), Моран болон бусад (2010), Эсмайли болон бусад (2012) нарын бүтээлүүдэд ROP-ийн таамаглалд амжилттай ашигласан. Гэсэн хэдий ч ROP загварчлалын ийм сайжруулалт нь загварыг тайлбарлах чадварын зардлаар явагддаг. Тиймээс уламжлалт ROP загварууд нь одоо ч хамааралтай хэвээр байгаа бөгөөд тодорхой өрөмдлөгийн параметр нь нэвтрэлтийн хурданд хэрхэн нөлөөлж байгааг шинжлэх үр дүнтэй аргыг олгодог.

Microsoft Excel VBA (Soares, 2015) дээр боловсруулсан хээрийн өгөгдлийг дүрслэх болон ROP загварчлалын програм хангамж болох ROPPlotter нь загварын коэффициентийг тооцоолох, загварын гүйцэтгэлийг харьцуулахад ашиглагддаг.