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MX351981B

System and method for surface steerable drilling.

Abstract

A system and method for surface-orientated drilling is provided; In one example, the system receives feedback information from a drilling machine and calculates an estimated position of a drill in a formation based on the feedback information; the system compares the estimated position with a desired position along a planned course of a drilling well; the system calculates multiple solutions if the comparison indicates that the estimated position is outside a defined margin of error with respect to the desired position; each solution defines a course from the estimated position towards the planned course; the system calculates a cost for each solution and selects one of the solutions based at least partially on the cost;

MX351981B, drawing sheet 1
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  1. 1
    NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES 5 1,- Un método de perforación que comprende:recibir, mediante un sistema dirigible de superficie acoplado a un equipo de perforación, una pluralidad de entradas que incluyen una trayectoria planificada para un agujero, información de formación para el agujero, información de accesorios de equipo de perforación para el equipo de 10 perforación, información de accesorios para arreglo de fondo de pozo (BHA) para un BHA acoplado al equipo de perforación, un conjunto de parámetros de costos financieros, y un conjunto de parámetros de confiabilidad;procesar, mediante el sistema dirigible de superficie, la trayectoria planificada, la información de formación, la información de accesorios de equipo de 15 perforación, la información de accesorios de BHA, el conjunto de parámetros de costos financieros, y el conjunto de parámetros de confiabilidad para producir un conjunto de parámetros de control para el equipo de perforación, en donde los parámetros de control definen una pluralidad de operaciones de perforación para ser ejecutadas por el equipo de perforación para formar el 20 agujero;sacar, mediante el sistema dirigible de superficie, el conjunto de parámetros de control para el equipo de perforación;procesar, mediante el sistema dirigible de superficie, información de retroalimentación recibida desde el equipo de perforación para determinar si una posición estimada de INSTITUTO MWGTNO Ot LA INOUmui una barrena de perforación acoplada al equipo de ce onm^ntra dentro de un margen definido de error de un punto deseado a lo largo de la trayectoria planificada;calcular, mediante el sistema dirigible de superficie, una primera pluralidad de planes de convergencia si la posición estimada de 5 la barrena de perforación no se encuentra dentro del margen de error, en donde cada uno de la primera pluralidad de planes de convergencia define un vector de solución para realinear la barrena de perforación con la trayectoria planificada desde la posición estimada con base en la información de retroalimentación y la información de formación;calcular, mediante el sistema 10 dirigible de superficie, una segunda pluralidad de planes de convergencia si la posición estimada de la barrena de perforación no se encuentra dentro del margen de error, en donde cada uno de la segunda pluralidad de planes de convergencia define un vector de solución para realinear la barrena de perforación con la trayectoria planificada desde una posición proyectada con 15 base en la información de retroalimentación y la información de formación, en donde la posición proyectada se determina extendiendo una trayectoria actual de la barrena desde la posición estimada;seleccionar, mediante el sistema dirigible de superficie, un plan de convergencia que satisface mejor un conjunto de parámetros objetivo de la primera y de la segunda pluralidades de 20 planes de convergencia;producir, mediante el sistema dirigible de superficie, un conjunto de parámetros de control revisados que representan el plan de convergencia seleccionado;y sacar, mediante el sistema dirigible de superficie, el conjunto de parámetros de control revisados para el equipo de 100 IMPI INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD INDUSTRIAL perforación.
  2. 2
    2,- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque calcular cada uno de la primera pluralidad de planes de convergencia incluye calcular un desfasamiento de la barrena de perforación con base en por lo menos uno de la información de formación y la información de retroalimentación.
  3. 3
    - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el conjunto de parámetros de costos financieros incluye un intervalo de parámetros de costos financieros y un intervalo de parámetros de tiempo, y en donde calcular cada uno de la primera y de la segunda pluralidades de planes de convergencia incluye identificar un valor óptimo del costo financiero versus tiempo.
  4. 4
    4,- El método de conformidad con la reivindicación3, caracterizado además porque uno del costo financiero y del tiempose pondera mucho más que el otro.
  5. 5
    - El método de conformidad con la reivindicación3, caracterizado además porque el valor óptimo tiene un límite superior definido mediante un retraso de convergencia máximo.
  6. 6
    - El método de conformidad con la reivindicación5, caracterizado además porque el valor óptimo tiene un límite inferior definido mediante una corrección lo más agresiva posible.
  7. 7
    7,- El método de conformidad con la reivindicación 6, caracterizado además porque la corrección lo más agresiva posible está 101 limitada mediante un radio máximo de curvatura posible en una trayectoria para realinear la barrena de perforación con la trayectoria planificada definida mediante un vector de solución que representa la corrección más agresiva.
  8. 8
    8,- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque comprende adicionalmente perforar, mediante el equipo de perforación, por lo menos una porción del agujero con base en los parámetros de control.
  9. 9
    - El método de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado además porque comprende adicionalmente perforar, mediante el equipo de perforación, por lo menos una porción del agujero con base en los parámetros de control revisados.
  10. 10
    - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque sacar el conjunto de parámetros de control para el equipo de perforación incluye manipular directamente, mediante el sistema dirigible de superficie, por lo menos un sistema de control de equipo de perforación.
  11. 11
    11,- El método de conformidad con la reivindicación 10, caracterizado además porque el por lo menos un sistema de control de equipo de perforación es uno de un sistema de control de presión diferencial, un sistema de control de posición, y un sistema de control de circulación de fluido.
  12. 12
    12,- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el conjunto de parámetros objetivo incluye un 102 INSTITUTO mexicano DE LA PROPIEDAD industrial radio máximo de curvatura posible en una trayectoria definida mediante un vector de solución.
  13. 13
    - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque el conjunto de parámetros objetivo incluye un costo financiero, un costo de tiempo, y un costo de confiabilidad.
  14. 14
    - El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque calcular la segunda pluralidad de planes de convergencia incluye calcular un retraso que define un período durante el cual se permite que la barrena de perforación continúe a lo largo de la trayectoria actual desde la posición estimada antes de que la trayectoria sea alterada por el plan de convergencia.
  15. 15
    15,- El método de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado además porque calcular la segunda pluralidad de planes de convergencia incluye calcular un retraso que define un período durante el cual se permite que la barrena de perforación continúe a lo largo de una trayectoria en línea recta después de que la trayectoria es alterada por el plan de convergencia.
  16. 16
    16,- Un método para perforar un agujero, que comprende, recibir, mediante un sistema dirigible de superficie, información de retroalimentación procedente de un equipo de perforación acoplado en utilizando una barrena de perforación para perforar un agujero en una formación;calcular, mediante el sistema dirigible de superficie, una posición estimada de la barrena de perforación en la formación con base en la 103 INSTITUTO MEXICANO DE LA FROflEDAD INDUSTRIAL información de retroalimentación;comparar, mediante el sistema diriyibte^te· superficie, la posición estimada de la barrena de perforación con una posición deseada de la barrena de perforación a lo largo de una trayectoria planificada del agujero;calcular, mediante el sistema dirigible de superficie, una pluralidad de soluciones si la comparación indica que la posición estimada está fuera de un margen de error definido con respecto a la posición deseada, en donde cada una de la pluralidad de soluciones define una trayectoria desde la posición estimada a la trayectoria planificada;calcular, mediante el sistema dirigible de superficie, un costo de cada una de la pluralidad de soluciones;seleccionar, mediante el sistema dirigible de superficie, una primera solución a partir de la pluralidad de soluciones con base en por lo menos parcialmente el costo de la primera solución;producir, mediante el sistema dirigible de superficie, información de control que representa la primera solución;y sacar, mediante el sistema dirigible de superficie, la información de control para el equipo de perforación.
  17. 17
    - El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque calcular el costo de cada una de la pluralidad de soluciones incluye identificar una pluralidad de elementos de costos aplicables a cada solución, y aplicar un factor de ponderación a por lo menos uno de los elementos de costo.
  18. 18
    - El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque seleccionar la primera solución incluye identificar el costo de la primera solución como un mínimo de los costos de la 104 pluralidad de soluciones.
  19. 19
    - El método de conformidad con la reivindicación 17, caracterizado además porque uno de la pluralidad de elementos de costos es el tiempo y el otro de la pluralidad de elementos de costos es un costo financiero.
  20. 20
    - El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque calcular la pluralidad de soluciones incluye calcular un desfasamiento de la barrena de perforación con base en información acerca de la formación.
  21. 21
    21,- El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque calcular la pluralidad de soluciones incluye calcular un tiempo de inicio de deslizamiento y un tiempo de finalización de deslizamiento para cada una de las soluciones.
  22. 22
    22,- El método de conformidad con la reivindicación 21, caracterizado además porque calcular la pluralidad de soluciones incluye adicionalmente calcular un tiempo de inicio y un tiempo de finalización para el bombeo de lubricantes dentro del agujero antes del tiempo de inicio de deslizamiento para cada una de las soluciones.
  23. 23
    - El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque comprende adicionalmente calcular, mediante el sistema dirigible de superficie, una segunda pluralidad de soluciones si la comparación indica que la posición estimada está fuera de un margen definido de error con respecto a la posición deseada, en donde cada una de la 105 pluralidad de soluciones define una trayectoria desde una posición proyectada a la trayectoria planificada, y en donde cada posición proyectada se determina extendiendo una trayectoria actual de la barrena desde la posición estimada.
  24. 24
    24,- El método de conformidad con la reivindicación 23, caracterizado además porque calcular la segunda pluralidad de soluciones incluye calcular un retraso que define un período durante el cual se permite que la barrena de perforación continúe a lo largo de la trayectoria actual desde la posición estimada antes de que la trayectoria sea alterada de conformidad con la primera solución.
  25. 25
    - El método de conformidad con la reivindicación 16, caracterizado además porque calcular la segunda pluralidad de soluciones incluye calcular un retraso que define un período durante el cual se permite que la barrena de perforación continúe a lo largo de una trayectoria en línea recta después de que la trayectoria es alterada por la primera solución.
  26. 26
    - Un sistema dirigible de superficie para usarse con un equipo de perforación, que comprende:una interfaz de red;y un procesador acoplado a la interfaz de red, dicho procesador configurado para: recibir una pluralidad de entradas que incluyen una trayectoria planificada para un agujero, información de formación para el agujero, información de accesorios de equipo de perforación para el equipo de perforación, información de accesorios para arreglo de fondo de pozo (BHA) para un BHA acoplado al equipo de perforación, un conjunto de parámetros de costos financieros, y un conjunto de parámetros de confiabilidad;procesar la trayectoria planificada, la información de formación, la información de IMPI 63 Ί Uo INSTITUTO MEXICANO DE LA PROPIEDAD O^i INDUSTRIAL accesorios de equipo de perforación, la información de accesorios do BHA, ol conjunto de parámetros de costos financieros, y el conjunto de parámetros de confiabilidad para producir un conjunto de parámetros de control para el equipo de perforación, en donde los parámetros de control definen una pluralidad de operaciones de perforación para ser ejecutadas por el equipo de perforación para formar el agujero;sacar el conjunto de parámetros de control para el equipo de perforación;procesar información de retroalimentación proveniente del equipo de perforación para determinar si una posición estimada de una barrena de perforación acoplada al equipo de perforación se encuentra dentro de un margen definido de error de un punto deseado a lo largo de la trayectoria planificada;calcular una pluralidad de planes de convergencia si la posición estimada de la barrena de perforación no coincide con el punto deseado, en donde cada uno de la pluralidad de planes de convergencia define un vector de solución para realinear la barrena de perforación con la trayectoria planificada con base en la información de retroalimentación y un conjunto de parámetros objetivo;seleccionar uno de la pluralidad de planes de convergencia;producir un conjunto de parámetros de control revisados que representan el plan de convergencia sacar el conjunto de parámetros de control revisados para el equipo de perforación;y proporcionar a una base de datos local configurada para almacenar datos que representan la trayectoria planificada, la información de formación, la información de accesorios de equipo de perforación, la información de accesorios de BHA, el conjunto de parámetros de costos financieros, y el conjunto de parámetros de confiabilidad. IMPI 1 n 7 iNStlWrÓ MEXICANO lU/ ^“¿UAVtónsnAD iHCUSTAlAl
  27. 27
    27,- El sistema dirigible de superficie de reivindicación 26, caracterizado además porque comprende adicionalmente una base de datos regional acoplada a la interfaz de red, en donde la base de datos incluye datos que representan una pluralidad de trayectorias planificadas, información de formación para una pluralidad de regiones geográficas, información de accesorios de equipo de perforación para una pluralidad de equipos de perforación, información de accesorios de BHA para una pluralidad de BHAs, el conjunto de parámetros de costos financieros, y el conjunto de parámetros de confiabilidad.
  28. 28
    - El sistema dirigible de superficie de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque comprende adicionalmente dentro del procesador un bucle de control de orientación y un bucle de control autónomo, en donde el bucle de control de orientación calcula la pluralidad de planes de convergencia y el bucle de control autónomo saca el conjunto de parámetros de control revisados para el equipo de perforación.
  29. 29
    29,- El sistema dirigible de superficie de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado además porque el procesador adicionalmente optimiza los parámetros de control.
  30. 30
    30,- El sistema dirigible de superficie de conformidad con la reivindicación 29, caracterizado además porque el procesador adicionalmente modifica de forma iterativa los parámetros de control mientras que se mantiene un parámetro objetivo. 1M IMPI W8 INSTITUTO MEXICANO Di LA PROME0AO industrial
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