ПЕРЕДАЧА ПРЕДУПРЕЖДЕНИЙ ОБ ОПАСНОСТИ ПЕРЕСЕЧЕНИЯ СКВАЖИН НА УДАЛЕННОЕ УСТРОЙСТВО
TRANSMITTING WARNINGS UPON DANGER OF CROSSING WELLS TO REMOTE DEVICE

Уровень техники
[1] Операции наклонно-направленного бурения, как правило, обеспечивают более полное извлечение углеводородов из подземных пластовых резервуаров. При бурении нескольких направленных скважин в одном и том же районе может повышаться вероятность пересечений (collisions) скважин.
Краткое описание чертежей
[2] На Фиг. 1 показана система для осуществления буровых работ.
[3] На Фиг. 2 показана ситуация, в которой существует опасность пересечения выбуриваемой буровой скважины и другой буровой скважины.
[4] На Фиг. 3 показана вычислительная машина, которая выполняет программное обеспечение для осуществления операций.
[5] На Фиг. 4 показаны компоненты технологического потока предупреждения пересечения.
[6] На Фиг. 5 показано создание отчета о проверке для определения возможности пересечения.
[7] На Фиг. 6 показана передача отчета о проверке.
[8] На Фиг. 7 показана обработка отчета о проверке.
[9] На Фиг. 8 показан поток данных при обработке данных предупреждения пересечения.
[10] На Фиг. 9A-9C показаны примеры мобильных устройств, принимающих и отображающих предупреждения о возможности пересечения.
[11] На Фиг. 10 показана блок-схема.
Осуществление изобретения
[12] Один из вариантов осуществления системы для выполнения буровых работ (или «буровой системы»), показанный на Фиг. 1, включает буровую установку 10 на поверхности 12, которая удерживает бурильную колонну 14. В одном варианте осуществления бурильная колонна 14 представляет собой узел из секций бурильных труб, соединенных встык через рабочую платформу 16. В альтернативных вариантах осуществления бурильная колонна вместо отдельных бурильных труб содержит колонну гибких труб. В альтернативных вариантах осуществления буровая система расположена не на суше, а в море. В одном варианте осуществления буровое долото 18 соединено с нижним концом бурильной колонны 14 и при выполнении буровых работ долото 18 создает буровую скважину 20 в подземных формациях 22 и 24. В одном варианте осуществления бурильная колонна 14 содержит на своем нижнем конце узел 26 нижней части бурильной колонны (BHA), который содержит буровое долото 18, скважинный зонд 30 для каротажа, встроенный в колонну 32 утяжеленных бурильных труб, направленные датчики, расположенные в немагнитном переводнике 34 инструмента, скважинный контроллер 40, телеметрический передатчик 42 и в некоторых вариантах осуществления скважинный двигатель/инструмент 28 для наклонно направленного бурения роторным способом.
[13] В одном варианте осуществления скважинный контроллер 40 управляет работой телеметрического передатчика 42 и координирует функционирование скважинных компонентов. В одном варианте осуществления контроллер 40 обрабатывает данные, принятые от скважинного зонда 30 для каротажа и/или от датчиков, расположенных в переводнике 34 инструмента, и выдает кодированные сигналы для передачи на поверхность с помощью телеметрического передатчика 42. В некоторых вариантах осуществления телеметрическую информацию генерируют в виде гидроимпульсов внутри бурильной колонны 14 и эти гидроимпульсы регистрирует на поверхности приемник 44 гидроимпульсов. Эквивалентно могут применять и другие телеметрические системы (например, телеметрию по акустическому каналу связи вдоль бурильной колонны, бурильную трубу со встроенным кабелем для передачи сигнала и т.д.). Кроме скважинных датчиков система может содержать некоторое количество датчиков на поверхности буровой площадки для контроля различных операций (например, скорости вращения бурильной колонны, расхода бурового раствора и т.д.).
[14] В некоторых вариантах осуществления данные от скважинных датчиков и наземных датчиков обрабатывают для отображения, как это описано в опубликованной патентной заявке США № 2013/0186687, принадлежащей заявителю настоящей заявки. Компоненты обрабатывающего устройства, которые обрабатывают такие данные, могут быть расположены в скважине и/или на поверхности. Например, одно или большее количество обрабатывающих устройств, которые включают, например, скважинный контроллер 40, в скважинном инструменте могут обрабатывать скважинные данные. Альтернативно или дополнительно, данные может обрабатывать одно или большее количество обрабатывающих устройств на буровой площадке и/или в отдаленном месте. Кроме того, обработанные данные могут быть затем отображены в числовой форме и/или в графическом виде, как описано в опубликованной патентной заявке США № 2013/0186687, указанной выше.
[15] В одном варианте осуществления полевая вычислительная машина 46 принимает данные, передаваемые на поверхность с помощью телеметрического передатчика 42. В одном варианте осуществления полевая вычислительная машина 46 обрабатывает некоторые или все из данных, передаваемых с помощью телеметрического передатчика 42, как описано ниже. В одном варианте осуществления полевая вычислительная машина 46 определяет, что возникла опасность пересечения буровой скважины 20 со второй буровой скважиной 202, как это показано на Фиг. 2, и отправляет сообщение на мобильное устройство 48 посредством одной беспроводной сети 50 или большего количества беспроводных сетей 50. В одном варианте осуществления беспроводная сеть (беспроводные сети) 50 включает одну или большее количество сетей сотовой связи, одну или большее количество беспроводных глобальных сетей, одну или большее количество беспроводных локальных сетей и/или одну или большее количество проводных сетей. В одном из вариантов осуществления по меньшей мере часть беспроводной сети (беспроводных сетей) 50 представляет собой сеть сторонней компании, причем сеть сторонней компании находится в собственности кого-либо, кто не является владельцем или эксплуатирующей компанией буровой системы, показанной на Фиг. 1. Например, если буровая система принадлежит нефтяной сервисной компании, то система сотовой телефонной связи может представлять собой сеть сторонней компании.
[16] В одном варианте осуществления, показанном на Фиг. 3, полевая вычислительная машина 46 содержит обрабатывающее устройство (обрабатывающие устройства) 302 для обработки данных. В одном варианте осуществления полевая вычислительная машина 46 также содержит запоминающее устройство 330, процессорную шину 322 и контроллер-концентратор 324 ввода-вывода (ICH). В одном варианте осуществления обрабатывающее устройство (обрабатывающие устройства) 302 для обработки данных, запоминающее устройство 330 и контроллер-концентратор 324 ввода-вывода соединены с процессорной шиной 322. В одном варианте осуществления обрабатывающее устройство (обрабатывающие устройства) 302 для обработки данных может иметь любую подходящую архитектуру обрабатывающего устройства. В одном варианте осуществления полевая вычислительная машина 46 может содержать одно, два, три или большее количество обрабатывающих устройств, каждое из которых может выполнять набор команд в соответствии с описанными в данном документе вариантами осуществления.
[17] В одном варианте осуществления запоминающее устройство 330 может хранить данные и/или команды и может представлять собой любое подходящее запоминающее устройство, например динамическое оперативное запоминающее устройство (DRAM). В одном варианте осуществления полевая вычислительная машина 46 также содержит дисковод(-ы) 308 с интерфейсом IDE и/или другие подходящие устройства хранения данных. В одном варианте осуществления графический контроллер 304 управляет отображением информации на устройстве 306 отображения.
[18] В одном варианте осуществления контроллер-концентратор 324 ввода-вывода (ICH) обеспечивает интерфейс для устройств ввода/вывода (I/O) или периферийных компонентов полевой вычислительной машины 46. В одном варианте осуществления контроллер-концентратор 324 ввода-вывода может содержать любой подходящий контроллер интерфейса для обеспечения любого подходящего канала связи с обрабатывающим устройством (обрабатывающими устройствами) 302, запоминающим устройством 330 и/или с любым соответствующим устройством или компонентом, подключенным к контроллеру-концентратору 324 ввода-вывода. В одном варианте осуществления контроллер-концентратор 324 ввода-вывода обеспечивает соответствующий арбитраж и буферизацию для каждого интерфейса.
[19] В одном варианте осуществления контроллер-концентратор 324 ввода-вывода обеспечивает интерфейс для одного или большего количества соответствующих дисководов 308 со встроенной электроникой управления диском (IDE), например накопителя на жестком диске (HDD), или дисковода для чтения компакт-диска для однократной записи данных (CD ROM), или для соответствующих устройств универсальной последовательной шины (USB) посредством одного или большего количества USB-портов 310. В одном варианте осуществления контроллер-концентратор 324 ввода-вывода также обеспечивает интерфейс для клавиатуры 312, мыши 314, дисковода 318 CD-ROM, одного или большего количества соответствующих устройств через один или большее количество портов 316 FireWire. В одном варианте осуществления контроллер-концентратор 324 ввода-вывода также обеспечивает сетевой интерфейс 320, посредством которого полевая вычислительная машина 46 может осуществлять связь с другими вычислительными машинами и/или устройствами.
[20] В одном варианте осуществления полевая вычислительная машина 46 содержит машиночитаемый носитель, который хранит набор команд (например, программное обеспечение), реализующий любой или все из способов, описанных в этом документе. Кроме того, программное обеспечение может постоянно храниться, полностью или по меньшей мере частично, в запоминающем устройстве 330 и/или в обрабатывающем устройстве (обрабатывающих устройствах) 302.
[21] В одном варианте осуществления технологический поток предупреждения пересечения, показанный на Фиг. 4, включает обработчик 402 предупреждений, который согласовывает работу других компонентов программного обеспечения в технологическом потоке предупреждения пересечения.
[22] В одном варианте осуществления технологический поток предупреждения пересечения стволов скважин включает базу 404 данных (DB), которая содержит релевантную информацию об условиях бурения, приложениях проектирования скважины и приложениях, связанных с бурением, для осуществления доступа к этой информации. Одним из примеров базы 404 данных является приложение ENGINEERING DATA MODEL™, предлагаемое компанией Halliburton. В одном варианте осуществления база 404 данных представляет собой пакет приложений проектирования скважины и приложений, связанных с бурением, который связан с базой данных. В одном варианте осуществления база 404 данных предоставляет данные по скважине, стволу скважины и данные геофизических исследований для анализа возможности пересечения.
[23] В одном варианте осуществления технологический поток предупреждения пересечения включает службу 406 по управлению данными (DMS), которая позволяет собирать, передавать, реплицировать данные бурения и другие данные по буровой площадке и управлять ими в режиме реального времени. Одним из примеров службы 406 по управлению данными является программа INSITE, предлагаемая компанией Halliburton Energy Services, Inc. В одном варианте осуществления служба 406 по управлению данными представляет собой общую платформу для хранения, передачи и репликации данных, получаемых от буровых систем. В одном варианте осуществления служба 406 по управлению данными позволяет осуществлять репликацию данных между средой буровой установки и офисной средой, что позволяет организовать в режиме реального времени совместную работу команд и устранение проблемных ситуаций на площадке скважины по мере их возникновения. В одном варианте осуществления служба 406 по управлению данными является источником данных измерения искривления ствола скважины для технологического потока предупреждения пересечения. В одном варианте осуществления после того, как инженер введет данные геофизических исследований в интерфейсе службы 406 по управлению данными и проверит их, приложение 408 передачи структурированных данных (FDT), которое управляет передачей данных в соответствии со стандартом, таким как WITSML (WITSML - это аббревиатура от «стандартный язык разметки для передачи данных с буровой площадки»), копирует данные в базу данных 404, которая является источником данных для анализа возможности пересечения, как описано ниже. В одном варианте осуществления приложение 408 передачи структурированных данных записывает результат анализа возможности пересечения из базы данных 404 в службу 406 по управлению данными, где он хранится для последующего применения и обращения.
[24] В одном варианте осуществления технологический поток предупреждения пересечения включает приложение 410 передачи данных (DT), которое управляет передачей данных из множества источников данных во множество баз данных. Одним из примеров приложения 410 передачи данных является приложение сервера данных DECISIONSPACE Data Server, предлагаемое компанией Landmark Graphics Corporation. В одном варианте осуществления приложение 410 передачи данных обеспечивает унифицированный интерфейс для осуществления доступа к данным из хранилищ данных, например службы 406 по управлению данными (DMS), базы 404 данных (DB) и приложения OPENWORKS (не показано), предлагаемого компанией Landmark Graphics Corporation. В одном варианте осуществления приложение 410 передачи данных обеспечивает доступ к данным по скважине, стволу скважины и данным геофизических исследований из базы 404 данных. В одном варианте осуществления приложение 408 передачи структурированных данных (FDT) с помощью приложения 410 передачи данных (DT) записывает данные по скважине, стволу скважины и данные геофизических исследований в базу 404 данных.
[25] В одном варианте осуществления технологический поток предупреждения пересечения включает службу 412 предупреждения пересечения, которая создает отчет о проверке, который показывает, насколько далеко выбуриваемая скважина (например, буровая скважина 20) находится от соседних выбуриваемых или ранее выбуренных скважин (например, второй буровой скважины 202, см. Фиг. 2), с применением обычных способов, один из примеров которых описан в статье PEARL CHU LEDER, D.P. MCCANN и A. HATCH, New Real-Time Anticollision Alarm Improves Drilling Safety (Новая система предупреждения пересечения стволов скважин в режиме реального времени, повышающая безопасность при бурении), Society of Petroleum Engineers Annual Technical Conference & Exhibition 1995 (SPE 30692). В одном варианте осуществления отчет о проверке обеспечивает фактор безопасности наряду с другой информацией, которая указывает вероятность пересечения. В одном варианте осуществления служба 412 предупреждения скважин для вычисления отчета сканирования применяет скважинную информацию и данные геофизических исследований по текущей скважине и данные геофизических исследований по ранее выбуренным скважинам. В одном варианте осуществления служба 412 предупреждения скважин получает данные из базы 404 данных.
[26] В одном варианте осуществления система 414, принимающая решение о возможности пересечения, представляет собой интерфейсное приложение, которое выдает предупреждения о возможности пересечения. В одном варианте осуществления система 414, принимающая решение о возможности пересечения функционирует как часть системы, контролирующей ход бурения (ʺDDAʺ) (не показана), которая является приложением контроля и принятия решений, которая выдает предупреждения о событиях в реальном времени, на которые следует обратить внимание.
[27] В одном варианте осуществления служба 416 передачи сообщений (MS), например служба ACTIVEMQ, предлагаемая компанией Apache Software Foundation, обеспечивает возможность обмена сообщениями между компонентами технологического потока предупреждения пересечения, показанными на Фиг. 4, и между другими процессами и службами, запущенными на полевой вычислительной машине 46.
[28] В одном варианте осуществления компонент 418 управления конфигурацией содержит конфигурацию обработчика 402 предупреждений, приложения 410 передачи данных, службы 412 предупреждения пересечения и службы 416 передачи сообщений и управляет соответствующей конфигурацией, как показано линиями на Фиг. 4.
[29] В одном варианте осуществления создания отчета о проверке для определения возможности пересечения, показанном на Фиг. 5, служба 416 передачи сообщений уведомляет обработчик 402 предупреждений об изменении данных геофизических исследований по выбуриваемой скважине в базе данных 404. В одном варианте осуществления данные геофизических исследований представляют собой трехмерную запись траектории буровой скважины (например, буровой скважины 20, см. Фиг. 1 и 2, или второй буровой скважины 202, см. Фиг. 2) в земле. В одном варианте осуществления данные о текущем местоположении бурового долота 18, выбуривающего буровую скважину 20, или другого компонента узла 26 нижней части бурильной колонны передают с помощью телеметрической связи и сохраняют в базе 404 данных как часть данных геофизических исследований для буровой скважины 20. В одном варианте осуществления при получении уведомления об изменении данных геофизических исследований по выбуриваемой скважине обработчик 402 предупреждений запускает службу 412 предупреждения пересечения для генерации отчета о проверке для геофизического исследования. В одном варианте осуществления служба 412 предупреждения пересечения считывает данные геофизического исследования по выбуриваемой скважине и по ранее выбуренным скважинам из базы 404 данных, выполняет анализ возможности пересечения стволов скважин и создает отчет 502 о проверке (или «отчет о возможности пересечения»). В одном варианте осуществления служба 412 предупреждения пересечения выдает отчет 502 о проверке на обработчик 402 предупреждений.
[30] В одном варианте осуществления, показанном на Фиг. 6, обработчик 402 предупреждений анализирует отчет 50 о проверке, чтобы определить, является ли он точно таким же, как последний отчет о проверке, который был получен от службы 412 предупреждения пересечения. В одном варианте осуществления эту операцию выполняют для того, чтобы избежать отправки дублирующих отчетов о проверке на систему 414, принимающую решение о возможности пересечения.
[31] В одном варианте осуществления, показанном на Фиг. 7, система 414, принимающая решение о возможности пересечения, считывает последний полученный отчет 502 о проверке и отображает его на устройстве отображения, например устройстве 306 отображения. В одном варианте осуществления, если в отчете 502 о проверке содержится условие выдачи предупреждения, система, принимающая решение о возможности пересечения, инициирует отображение предупреждения на устройстве отображения и отправляет предупреждение на сервер 702 регистрации предупреждений, который в одном варианте осуществления является компонентом службы 406 по управлению данными (DMS).
[32] В одном варианте осуществления, показанном на Фиг. 8, взаимодействие компонентов способа предупреждения пересечения включает поток данных геофизического исследования, отображаемый сплошными линиями, поток результатов проверки возможности пересечения, отображаемый тонкими пунктирными линиями, поток выдачи предупреждения, отображаемый штрихпунктирными линиями, и сеансы осуществления связи с системой, отображаемые жирными пунктирными линиями.
[33] В одном варианте осуществления, показанном на Фиг. 8, телеметрические данные 802 о состоянии инструмента в режиме реального времени, передаваемые телеметрическим передатчиком 42, принимает полевая вычислительная машина 46 и декодирует (804) их, причем последнюю функцию обычно осуществляет служба 406 по управлению данными. В одном варианте осуществления служба 416 передачи сообщений уведомляет обработчик 402 предупреждений об изменении или обновлении точек исследования в геофизическом исследовании. В одном варианте осуществления обработчик 402 предупреждений запускает службу 412 предупреждения пересечения, которая выполняет анализ возможности пересечения и создает отчет 502 о проверке. В одном варианте осуществления служба 412 предупреждения пересечения выдает отчет 502 о проверке на обработчик 402 предупреждений. В одном варианте осуществления обработчик 402 предупреждений анализирует отчет 502 о проверке и определяет, отличается ли он от предыдущего отчета о проверке (в одном варианте осуществления - последнего из ранее принятых отчетов о проверке). В одном варианте осуществления, если этот отчет о проверке отличается, обработчик предупреждений отправляет отчет службе 406 по управлению данными (DMS) и система 414, принимающая решение о возможности пересечения, отображает отчет 502 о проверке на устройстве 306 отображения. В одном варианте осуществления, если отчет 502 о проверке указывает на опасность пересечения (как, например, показано на Фиг. 2), система 414, принимающая решение о возможности пересечения стволов скважин, отображает предупреждающее уведомление на устройстве 306 отображения и/или на других устройствах отображения и звуковых сигнальных устройствах (не показаны). В одном варианте осуществления предупреждающее уведомление включает слова «Collision Alert» (Предупреждение о возможности пересечения) или подобные слова и включает другие визуальные, звуковые и/или сенсорные индикаторы для привлечения внимания операторов, например яркие цвета, мигающие изображения, вибрацию и/или звуковые сигналы тревоги.
[34] В одном варианте осуществления в дополнение к отображению предупреждающего уведомления на устройстве 306 отображения полевая вычислительная машина передает предупреждающее сообщение на мобильное устройство 48 посредством беспроводной сети (беспроводных сетей) 50, что приводит к отображению на мобильном устройстве 48 предупреждающего уведомления, показанного на Фиг. 9A (на котором мобильное устройство 48 представляет собой сотовый телефон), 9B (на котором мобильное устройство 48 представляет собой планшет) и 9C (на котором мобильное устройство 48 представляет собой переносную вычислительную машину). В одном варианте осуществления предупреждающее уведомление включает слова «Collision Alert» (Предупреждение о возможности пересечения) или подобные слова и включает другие визуальные, звуковые и/или сенсорные индикаторы для привлечения внимания пользователей мобильного устройства 48, например яркие цвета, мигающие изображения, звуковые сигналы тревоги и/или вибрацию. В одном варианте осуществления визуальное предупреждающее уведомление накладывается на другие данные, связанные с выбуриваемой скважиной, отображаемые на мобильном устройстве, как это показано на Фиг. 9A-9C.
[35] В эксплуатации, как показано на Фиг. 10, обрабатывающее устройство, например полевая вычислительная машина 46, соединенная с инструментами, например с одним или большим количеством компонентов узла 26 нижней части бурильной колонны в выбуриваемой скважине, например буровой скважине 20, принимает данные геофизического исследования для выбуриваемой скважины, например буровой скважины 20 (блок 1002), и определяет, что существует опасность пересечения выбуриваемой скважины, например буровой скважины 20, со второй скважиной, например второй буровой скважиной 202 (блок 1004), и передает предупреждающее сообщение об этой опасности на мобильное устройство, например мобильное устройство 48 (блок 1006). В одном варианте осуществления эту передачу осуществляют по беспроводной сети (беспроводным сетям) 50.
[36] В одном варианте осуществления мобильное устройство, например мобильное устройство 48, принимает сообщение по беспроводной сети (беспроводным сетям) 50 (блок 1008). В одном варианте осуществления мобильное устройство, например мобильное устройство 48, отображает уведомление об опасности пересечения выбуриваемой скважины со второй скважиной в графическом пользовательском интерфейсе мобильного устройства (блок 1010).
[37] Слово «соединенный» в данном контексте обозначает прямое соединение или непрямое соединение.
[38] Вышеприведенный текст описывает один или большее количество конкретных вариантов осуществления полного изобретения. Настоящее изобретение также может быть реализовано в различных альтернативных вариантах осуществления и, таким образом, не ограничивается вариантами, описанными в данном документе. Вышеприведенное описание варианта осуществления настоящего изобретения было представлено в целях иллюстрации и описания. Оно не претендует на исчерпывающий характер и не ограничивает изобретение конкретной раскрытой формой. На основании вышеизложенных идей могут быть предложены многочисленные модификации и вариации. Предполагается, что объем настоящего изобретения ограничивается не этим подробным описанием, а прилагаемой к нему формулой изобретения.