估計套管磨損的制作方法
【專利說明】估計套管磨損
【背景技術】
[0001] 在用于油氣勘探和生產的井筒的鉆井過程中，井筒的一部分將被鉆井和套有套 管，且其后將通過進一步鉆井來延長井筒的長度。在進一步鉆井期間，鉆柱延伸通過套管并 接觸套管，鉆柱的該接觸可能會引起套管磨損。套管磨損在井筒的偏離部分(也就是，井筒 的非垂直定向的那些部分)處可特別明顯。雖然預期一定程度的套管磨損，但是過度套管磨 損可不利地影響井筒的結構完整性以及套管的承受暴露于套管內的高壓(例如，水力破碎 期間的高壓和地層壓力）的能力。
[0002] 由于井筒的長度和幾何復雜性隨著改良的鉆井技術增加，現有套管磨損模型無法 準確預測套管磨損。
【附圖說明】
[0003] 為了對示例性實施方案進行詳細描述，現將參考附圖，其中：
[0004] 圖1為示出根據至少一些實施方案的海上鉆井系統的橫截面部分正視圖；
[0005] 圖2為示出根據至少一些實施方案的陸基鉆井系統的橫截面部分正視圖；
[0006] 圖3為示出井筒內的鉆柱的橫截面正視圖；
[0007] 圖4為示出根據至少一些實施方案的示例性靜態套管磨損的橫截面端視圖；
[0008] 圖5A為示出根據至少一些實施方案的聯接至泥漿振動篩的影像捕獲系統的透視 圖；
[0009] 圖5B為示出根據至少一些實施方案的聯接至泥漿振動篩的影像捕獲系統的透視 圖；
[0010] 圖5C為示出根據至少一些實施方案的聯接至泥漿振動篩的影像捕獲系統的透視 圖；
[0011] 圖6為示出根據至少一些實施方案的示例性軟件屏幕截圖的平面圖；
[0012] 圖7為示出根據至少一些實施方案的套管磨損估計邏輯的流程圖；
[0013] 圖8為示出根據至少一些實施方案的計算機系統的框圖；并且
[0014] 圖9為示出根據至少一個實施方案的方法的框圖。
[0015] 符號和術語
[0016] 某些術語貫穿以下描述和權利要求使用，以用于指代特定系統組分。如本領域技 術人員將了解，不同的公司可能會用不同的名稱來指代一個組分。本文無意區分名稱不同 而功能相同的組分。
[0017] 在以下討論和權利要求中，術語"包括(including/comprising)"以開放式的方式 使用，且因此應被解釋成表示"包括但不限于..."。而且，術語"聯接"意在表示間接連接或 直接連接。因此，如果第一裝置聯接至第二裝置，那么該連接可為經過其它裝置和連接的直 接連接或間接連接。
[0018] "套管磨粒"應表示由于鉆柱與套管柱接觸而已經從套管柱分開的套管柱片段。
[0019] "捕撈操作"應表示涉及移除在井筒中卡住或丟失的鉆井設備的操作，且借助于該 操作，設備由降至井孔中的繩索進行檢索。
[0020] "銑削"應表示通過切除不需要的材料來移除材料。
[0021] "遠離"應表示距離指定位置一千米以上。
[0022] "表面"指代地球表面，應表示從地下10英尺算起并相對于局部重力向上延伸的任 何位置。
[0023] "泥漿振動篩"應表示用于從返回自井孔的鉆井流體移除固體材料的一件鉆井設 備。
[0024] "熱影像"應表示由物體發射、傳輸和/或反射的紅外能的量的視覺顯示。
[0025] "鉆柱"應表示連接鉆頭和鉆機的管線，且應包括油管、連續油管、套管(例如，隨鉆 套管)或一段鋼管。
【具體實施方式】
[0026] 以下討論涉及本發明的各種實施方案。雖然這些實施方案的一個或多個可為優選 的，但是所公開的實施方案不應被解釋成或另外用于限制本公開(包括權利要求）的范圍。 除此之外，本領域技術人員將理解，以下描述具有廣泛應用，且對任何實施方案的討論僅表 示示例性的實施方案，且并非意在暗示本公開(包括權利要求)的范圍限于該實施方案。
[0027] 各種實施方案涉及基于分析影像估計套管磨損的方法和系統，所述影像示出在鉆 井期間從井孔出現的作為鉆肩和其它固體顆粒存在于泥漿振動篩處的若干套管磨粒。本說 明書首先致力于對說明性系統的描述，并且然后對說明性系統內的各種實施方案的操作提 供更為詳細的解釋。
[0028] 圖1示出示例性海底鉆井操作。具體地說，圖1示出用于海底鉆井操作的井底鉆具 組合件100,其中井底鉆具組合件100說明性地包括位于鉆柱104的遠端上的鉆頭102。各種 隨鉆測井(LWD)和隨鉆測量(MWD)工具還可聯接在井底鉆具組合件100內。鉆柱104(包括井 底鉆具組合件100)從鉆井平臺106降下。鉆柱104延伸通過上升管108和井口 110。支撐在吊 桿112內和附近的鉆井設備（相對于圖2更為詳細地討論的說明性鉆井設備）可旋轉鉆柱 104,且鉆柱104的旋轉運動形成井孔114。在圖1的實例中，鉆柱104延伸通過套管柱116,該 套管柱116至少部分由接合劑118說明性地保持在適當位置處。在示出的實例中，井孔114延 伸超出套管116的遠端。
[0029] 根據至少一些實施方案，井底鉆具組合件100可進一步包括通信子系統。具體地 說，說明性井底鉆具組合件100包括遙測模塊120。遙測模塊120可可通信地聯接至井底鉆具 組合件100中的各種LWD和/或MffD工具，并接收由所述工具測量和/或記錄的數據。遙測模塊 120可使用任何合適的通信信道(例如，在鉆柱104中流動的鉆井流體內的壓力脈沖、通過鉆 柱104的管桿的聲學遙測、電磁遙測、嵌在鉆柱104中的光學纖維或其組合)傳達測井數據至 表面，且同樣地，遙測模塊124可通過通信信道中的一個或多個從表面接收信息。
[0030] 雖然圖1中未具體示出，但是示例性海底鉆井操作還可包括循環和處理鉆井流體 的系統（如將相對于圖2進行更為詳細的描述）。循環和處理鉆井流體的系統的至少一部分 可涉及傳遞鉆井流體通過泥漿振動篩246(下面更為詳細地進行描述）。
[0031] 圖2示出示例性陸基鉆井操作。具體地說，圖2示出配備支撐起重機204的吊桿202 的鉆井平臺200。起重機204懸吊頂部驅動器208,且起重機204和頂部驅動器旋轉并通過井 口 210降下鉆柱104。鉆井流體由泥漿栗214栗送通過流動管路216、立管218、鵝頸管220、頂 部驅動器208，并以高壓和高流量向下通過鉆柱104，從而通過鉆頭102中的噴嘴或噴口出 現。鉆井流體然后借助于環形物行進溢出井筒上方，通過防噴器(未具體示出），通過泥漿振 動篩246(下面更為詳細地進行描述)進行處理，并進入表面上的泥漿槽224中。在表面上，鉆 井流體被凈化，且然后再次由泥漿栗214進行循環。鉆井流體被用于冷卻鉆頭102,以用于從 井孔的底部將鉆肩攜帶至表面，并且用于平衡巖層中的靜水壓力。
[0032] 對于遙測模塊120在借助于鉆柱104中的鉆井流體傳播至表面的壓力脈沖下對數 據進行編碼的說明性例子，變換器236將壓力信號轉換為用于信號數字化儀238(例如，模擬 數字轉換器）的電氣信號。數字化儀238提供數字形式的壓力信號至表面計算機240或一些 其它形式的數據處理裝置。表面計算機240根據軟件(其可存儲在計算機可讀存儲介質上） 操作以便監測和控制鉆井處理，所述鉆井處理包括用于計算或估計套管磨損的指令(下面 進行更為全面的討論）。表面計算機240借助于數字化儀238進一步可通信地聯接至鉆井現 場或附近的許多裝置，諸如由頂部驅動器208轉動的鉆柱104的旋轉速度（每分鐘轉數 (RPM))指示以及由與起重機204相關聯的裝置測量的吊鉤壓力（相對于鉆壓）。計算機系統 240還可聯接至與泥漿振動篩246相關聯的攝像機或攝像機系統，如下面進行更為詳細的討 論。
[0033] 在一些情況下，示例性實施方案的套管磨損估計可由計算機系統240進行計算，且 可顯示在顯示裝置241上。在其它示例性實施方案中，表面計算機240可將收集的數據轉發 至另一計算機系統，諸如油田服務供應商的運營中心處的計算機系統242，該運營中心遠離 鉆井現場。計算機系統240與計算機系統242之間的數據通信可采用任何合適的形式，諸如 通過互聯網、借助于局域網或廣域網，或如所說明的通過衛星244鏈路。與總套管磨損相關 聯的計算的一些或全部可在計算機系統242處執行，且可傳送回到表面計算機240和顯示裝 置 241。
[0