Способ, система и устройство хранения программ для автоматического вычисления и отображения данных времени и стоимости в системе проектирования скважины с использованием программного обеспечения моделирования методом монте-карло

013300 Перекрестные ссылки на связанные описания Настоящее описание представляет собой частичное продолжение предшествующей заявки, находящейся на рассмотрении,10/802622, поданной 17 марта 2004 г., соответствующей номеру поверенного патентного реестра 94.0080, озаглавленной "Способ и устройство, а также устройство хранения программ, включающее в себя интегральную систему управления технологическим процессом проектирования скважины с зависимостями процесса"; которая представляет собой обычную заявку на основе предшествующей (предварительной) заявки, находящейся на рассмотрении,60/603685, поданной 23 августа 2004 г. Уровень техники изобретения Предмет настоящего изобретения относится к системе программного обеспечения автоматического проектирования скважины, включающей в себя усовершенствованный алгоритм вероятностного метода Монте-Карло, адаптированной, чтобы сохраняться в компьютерной системе, такой как персональный компьютер, для автоматического вычисления и генерации экранного изображения данных времени и стоимости, включающих в себя данные времени и стоимости, которые адаптируются, чтобы иллюстрироваться в экранном изображении окна компьютерной системы в ответ на множество шаблонов действий, и для автоматического вычисления и генерации экранного изображения логарифмически нормального распределения, включая данные времени и стоимости, адаптированные, чтобы иллюстрироваться в экранном изображении окна компьютерной системы в ответ на корреляционную матрицу."Процесс бурения нефтяной скважины", который включает в себя процесс определения времени для бурения нефтяной скважины, или газовой скважины, или нагнетательной скважины, или водяной скважины, включая ассоциированную с ним стоимость, является субъективным процессом, осуществляемым вручную, в большой степени основанным на предыдущем опыте персонала. Кроме того, включенный процесс вычисления вероятностного времени и стоимости одиночной скважины является даже более сложным, и некоторые пользователи пытаются делать указанные вычисления, поскольку способ выполнения таких вычислений затрагивает приготовление самодельных сводных таблиц. Использование самодельных сводных таблиц обычно имеет недостаток согласованности от скважины к скважине и от пользователя к пользователю. Настоящее описание раскрывает "систему программного обеспечения автоматического проектирования скважины", включающую в себя усовершенствованное "программное обеспечение вероятностного моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины", которое представляет собой автоматизированный процесс, адаптированный для автоматической генерации и отображения данных времени и стоимости, ассоциированных с действиями, связанными с нефтяным промыслом, причем экранное изображение данных времени и стоимости включает в себя численное экранное изображение и графическое экранное изображение. "Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины" представляет собой автоматизированный процесс объединения конструкции скважины и технологического процесса с учетом взаимозависимостей процесса. Автоматизированный процесс основан на имитаторе бурения, причем процесс представляет собой высоко интерактивный процесс, воплощенный в системе программного обеспечения, которая:(1) позволяет тесно связывать правила техники эксплуатации конструкции скважины с геологическими и геомеханическими моделями;(2) позволяет объектовым группам планировать реалистические траектории скважины путем автоматической генерации оценок стоимости с оценками риска, обеспечивая тем самым возможность быстрой сортировки и экономической оценки перспектив;(3) позволяет объектовым группам количественно определять значение дополнительной информации путем обеспечения понимания удара по бизнесу из-за неопределенностей проекта;(4) снижает время, требуемое для того, чтобы инженеры-буровики оценили риски и создали вероятностные оценки времени и стоимости, справедливые для разработки спроектированной скважины; и(5) позволяет инженерам-буровикам немедленно оценивать воздействие на бизнес и ассоциированные риски от применения новых технологий, новых процедур, новых или различных подходов к разработке скважин. Обсуждение указанных пунктов иллюстрирует применение технологического процесса и подтверждает значимость, скорость и точность этого интегрального инструмента проектирования скважины и принятия решений.-1 013300 Сущность изобретения Один аспект настоящего изобретения включает в себя устройство хранения программ, считываемое машиной (компьютером), реально воплощающее программу инструкций, исполняемых машиной, чтобы выполнить этапы способа, предназначенного для генерации и отображения данных времени и стоимости,представляющих время и стоимость, для выполнения множества действий в ответ на набор технических результатов; способ содержит следующие этапы:(а) сбор множества данных времени и множества данных стоимости, ассоциированных с множеством действий, в ответ на набор технических (инженерных) результатов и(b) генерация экранного изображения данных времени и стоимости, причем экранное изображение иллюстрирует набор данных времени и набор данных стоимости, представляющих время и стоимость,для выполнения множества действий. Другой аспект настоящего изобретения включает в себя способ для генерации и отображения данных времени и стоимости, представляющих время и стоимость, для выполнения множества действий в ответ на набор технических (инженерных) результатов, содержащий этапы:(а) сбор множества данных времени и множества данных стоимости, ассоциированных с множеством действий, в ответ на набор технических результатов и(b) генерация экранного изображения данных времени и стоимости, причем экранное изображение иллюстрирует набор данных времени и набор данных стоимости, представляющих время и стоимость,для выполнения множества действий. Другой аспект настоящего изобретения включает в себя систему для генерации и отображения данных времени и стоимости, представляющих время и стоимость, для выполнения множества действий в ответ на набор технических результатов, содержащую первое устройство, адаптированное для сбора множества данных времени и множества данных стоимости, ассоциированных с множеством действий, в ответ на набор технических результатов; и второе устройство, адаптированное для генерации экранного изображения данных времени и стоимости, причем экранное изображение иллюстрирует набор данных времени и набор данных стоимости, представляющих время и стоимость, для выполнения множества действий. Другой аспект настоящего изобретения включает в себя способ проектирования скважины, содержащий этап: реализации и практического осуществления особенностей (элементов), адаптированных для проектирования скважины, причем этап реализации и практического осуществления выбирается из группы, состоящей из реализации и практического осуществления особенности оценки риска, реализации и практического осуществления особенности выбора буровой коронки; реализации и практического осуществления особенности разработки бурильной колонны, реализации и практического осуществления особенности управления технологическим процессом и реализации и практического осуществления особенности метода Монте-Карло. Другой аспект настоящего изобретения включает в себя устройство хранения программ, считываемое компьютером, реально воплощающее программу инструкций, исполняемых машиной, чтобы выполнить этап способа, предназначенного для проектирования скважины, причем этап способа содержит реализацию и практическое осуществление особенностей, адаптированных для проектирования скважины,причем этап реализации и практического осуществления выбирается из группы, состоящей из реализации и практического осуществления особенности оценки риска, реализации и практического осуществления особенности выбора буровой коронки; реализации и практического осуществления особенности разработки бурильной колонны, реализации и практического осуществления особенности управления технологическим процессом и реализации и практического осуществления особенности метода МонтеКарло. Другой аспект настоящего изобретения включает в себя систему, адаптированную для проектирования скважины, содержащую устройство, адаптированное для реализации и практического осуществления особенностей, ассоциированных с проектированием скважины, причем особенности проектирования скважины выбираются из группы, состоящей из особенности оценки риска, особенности выбора буровой коронки, особенности разработки бурильной колонны, особенности управления технологическим процессом и особенности метода Монте-Карло. Дополнительный объем применимости настоящего изобретения станет очевидным из представленного ниже подробного описания. Однако должно быть понятно, что подробное описание и конкретные примеры, представляющие предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, даются только для иллюстрации, поскольку после прочтения следующего подробного описания специалистам станут очевидны различные изменения и модификации в пределах объема и сущности "программного обеспечения моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины", описанного и заявленного в настоящем описании.-2 013300 Краткое описание чертежей В дальнейшем изобретение поясняется описанием конкретных вариантов его осуществления со ссылками на сопровождающие чертежи, на которых: фиг. 1 иллюстрирует схему архитектуры программного обеспечения, показывающую модульный характер для поддержки заказных технологических процессов; фиг. 2, включающая фиг. 2 А-2 Г, иллюстрирует типичный вид задачи, состоящий из технологического процесса, помощи и "холстов" данных; фиг. 3, включающая фиг. 3 А-3 Г, иллюстрирует устойчивость буровой скважины, массы бурового раствора и глубины установки обсадной колонны; фиг. 4, включающая фиг. 4 А-4 Г, иллюстрирует оценку риска; фиг. 5, включающая фиг. 5 А-5 Г, иллюстрирует распределение стоимости и времени по МонтеКарло; фиг. 6, включающая фиг. 6 А-6 Г, иллюстрирует вероятностное время и стоимость в зависимости от глубины; фиг. 7, включающая фиг. 7 А-7 Г, иллюстрирует монтаж итогов; фиг. 8 иллюстрирует технологический процесс в системе программного обеспечения автоматического проектирования скважины; фиг. 9 А иллюстрирует компьютерную систему, которая хранит программное обеспечение оценки риска автоматического проектирования скважины; фиг. 9 Б иллюстрирует экранное изображение, показанное на устройстве записи или устройстве отображения компьютерной системы фиг. 9 А; фиг. 10 иллюстрирует подробную структуру программного обеспечения оценки риска автоматического проектирования скважины, хранимого в компьютерной системе фиг. 9 А; фиг. 11 иллюстрирует блок-схему, представляющую структуру программного обеспечения оценки риска автоматического проектирования скважины фиг. 10, которое хранится в компьютерной системе фиг. 9 А; фиг. 12 иллюстрирует компьютерную систему, которая хранит программное обеспечение выбора буровой коронки автоматического проектирования скважины; фиг. 13 иллюстрирует подробную структуру программного обеспечения выбора буровой коронки автоматического проектирования скважины, хранимого в компьютерной системе фиг. 12; фиг. 14 А и 14 Б иллюстрируют блок-схемы, представляющие функциональную операцию программного обеспечения выбора буровой коронки автоматического проектирования скважины по фиг. 13; фиг. 15 иллюстрирует экранное изображение выбора буровой коронки, которое генерируется устройством записи или устройством отображения, ассоциированным с компьютерной системой по фиг. 12,хранящей программное обеспечение выбора буровой коронки автоматического проектирования скважины; фиг. 16 иллюстрирует компьютерную систему, которая хранит программное обеспечение разработки бурильной колонны автоматического проектирования скважины; фиг. 17 иллюстрирует подробную структуру программного обеспечения разработки бурильной колонны автоматического проектирования скважины, хранимого в компьютерной системе фиг. 16; фиг. 18 иллюстрирует более подробную конструкцию системы программного обеспечения разработки бурильной колонны автоматического проектирования скважины по фиг. 16 и 17, включая алгоритмы и логические выражения разработки бурильной колонны; фиг. 19 иллюстрирует типичное выходное экранное изображение разработки бурильной колонны,которое может записываться или отображаться на устройстве записи или устройстве 62b отображения на фиг. 16 и которое отображает выходные данные 62b1 разработки бурильной колонны на фиг. 16; фиг. 20 иллюстрирует компьютерную систему типов, иллюстрированных на фиг. 9 А, 12 и 16, которая хранит программное обеспечение системы управления технологическим процессом автоматического проектирования скважины; фиг. 21 иллюстрирует блок-схему программного обеспечения системы управления технологическим процессом автоматического проектирования скважины; фиг. 22 А-22 Ж иллюстрируют более подробную структуру каждого из блоков, содержащих программное обеспечение системы управления технологическим процессом автоматического проектирования скважины согласно фиг. 21; фиг. 23 иллюстрирует более подробную структуру базы данных задач и диспетчера задач, ассоциированных с программным обеспечением системы управления технологическим процессом автоматического проектирования скважины настоящего изобретения фиг. 20-22; фиг. 24 и 25 иллюстрируют функцию, ассоциированную с диспетчером задач программного обеспечения системы управления технологическим процессом автоматического проектирования скважины,имеющую отношение к выбору пользователем одной или нескольких задач, которые должны выполняться последовательно;-3 013300 фиг. 26 иллюстрирует более подробную структуру базы данных задач, включая ее интерфейс с навигационным управлением, диспетчером доступа и базой отображения задач; фиг. 27 и 28 иллюстрируют функцию, ассоциированную с навигационным управлением; фиг. 29 иллюстрирует технологический процесс в системе программного обеспечения автоматического проектирования скважины; фиг. 30 иллюстрирует компьютерную систему, которая хранит программное обеспечение моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины; фиг. 31 иллюстрирует структурную блок-схему "программного обеспечения моделирования МонтеКарло автоматического проектирования скважины", которое реагирует на входные данные, константы и каталоги и генерирует выходные данные; фиг. 32 иллюстрирует более подробную структуру входных данных; фиг. 33 иллюстрирует более подробную структуру программного обеспечения моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины, реагирующего на входные данные для генерации выхода данных; фиг. 34 и 35 иллюстрируют примеры шаблонов действий, которые формируют часть входных данных; фиг. 36 и 37, включающие фиг. 37 А-37 Г, которые и иллюстрируют примеры корреляционной матрицы фиг. 32 и 33 и которые формируют часть входных данных фиг. 30 и 33; фиг. 38 иллюстрирует более подробную структуру программного обеспечения моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины, которая показана на фиг. 33, реагирующего на входные данные для генерации выходных данных; фиг. 39, включающая фиг. 39 А-39 Г, и фиг. 40, включающая фиг. 40 А-40 Г, представляют собой примеры числового экранного изображения 21 на фиг. 30, которое генерируется, когда исполняются задача времени и стоимости и задача Монте-Карло, причем фиг. 39 и 40 иллюстрируют, каким образом выбор пользователем первого итогового действия на экранном изображении на фиг. 39 и 40 будет впоследствии генерировать и отображать одно или несколько дополнительных итоговых действий и в конечном счете будет генерировать и отображать одно или несколько дополнительных не итоговых действий; фиг. 41-43 иллюстрируют более подробно в качестве примера, каким образом выбор пользователем первого итогового действия на экранном изображении фиг. 39 и 40 будет впоследствии генерировать и отображать одно или несколько дополнительных итоговых действий и в конечном счете будет генерировать и отображать одно или несколько дополнительных не итоговых действий; фиг. 44-48 представляют собой примеры того, каким образом графическое экранное изображение 23 на фиг. 30 генерируется, когда исполняются задача времени и стоимости и задача Монте-Карло согласно фиг. 38; фиг. 49, включающая фиг. 49 А-49 Г, и фиг. 50, включающая фиг. 50 А-50 Г, и фиг. 51, включающая фиг. 51 А-51 Г, которые составляют фиг. 51, иллюстрируют примеры численного экранного изображения 21 фиг. 30, которое генерируется и отображается в ответ на исполнение "программного обеспечения моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины" согласно фиг. 30 и 31; фиг. 52, включающая фиг. 52 А-52 Г, иллюстрирует примеры графического экранного изображения 23 фиг. 30, которое генерируется и отображается в ответ на исполнение "программного обеспечения моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины" фиг. 30 и 31; фиг. 53, включающая фиг. 53 А-53 Г, и фиг. 54, включающая фиг. 54 А-54 Г, и фиг. 55, включающая фиг. 55 А-55 Г, и фиг. 56, включающая фиг. 56 А-56 Г, иллюстрируют дополнительные варианты осуществления численного экранного изображения и графического экранного изображения, представляющих выходные данные фиг. 30, причем фиг. 53-56 используются во время описания метода Монте-Карло и усовершенствованного метода Монте-Карло, используемых программным обеспечением моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины; и фиг. 57 и 58 иллюстрируются для цели описания связи между техническими результатами и задачей времени и стоимости, как показано на фиг. 38. Подробное описание предпочтительных вариантов осуществления"Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины" включает в себя"систему программного обеспечения моделирования методом Монте-Карло автоматического проектирования скважины". "Система программного обеспечения моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины" включает в себя усовершенствованное "программное обеспечение вероятностного моделирования методом Монте-Карло", которое выполняет вероятностное моделирование по методу Монте-Карло для автоматической генерации очень подробного плана действий, который включает в себя вероятностные оценки времени и стоимости для всего процесса проектирования конструкции скважины. Вероятностное моделирование по методу Монте-Карло, выполняемое "программным обеспечением моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины", учитывает корреляцию между более чем 50 различными действиями и непродуктивное время, которое затем коррелируется,чтобы получить суммарное время и суммарную стоимость. В результате, прогнозирование времени и-4 013300 стоимости, которое раньше требовало высококвалифицированных людей, теперь обеспечивается автоматически "системой программного обеспечения моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины". На основе автоматически вычисляемых геометрии буровой скважины и параметров бурения "программное обеспечение моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины" включает в себя усовершенствованное "программное обеспечение вероятностного моделирования МонтеКарло", которое выполняет вероятностное моделирование по методу Монте-Карло посредством:(1) конструирования из отдельных шаблонов действий плана действий, который включает в себя множество итоговых действий;(2) для каждого итогового действия на плане действий вычисления или выведения минимальной и максимальной длительности времени и стоимости для каждого такого итогового действия из спецификаций в шаблонах действий;(3) затем присваивания логарифмически нормального распределения каждому из итоговых действий и присваивания корреляций различным итоговым действиям;(4) вычисления посредством механизма Монте-Карло суммарного времени для выполнения каждого итогового действия, включая вычисление непродуктивного времени (NPT) и чистого времени (которое не включает в себя NPT), которое тратится на выполнение каждого итогового действия;(5) вычисления посредством механизма Монте-Карло стоимостей, ассоциированных с непродуктивным временем (NPT); и(6) отображения на устройстве записи или отображения компьютерной системы набора вероятностных результатов, экранного изображения набора вероятностных результатов, включая численное экранное изображение 21 (например, фиг. 24, 25, 31, 32), графическое экранное изображение 23 (например,фиг. 24, 25, 31, 32), экранное изображение зависимости времени от глубины, экранное изображение зависимости стоимости от глубины, экранное изображение зависимости стоимости от времени. Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины. Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины является интеллектуальным инструментом для быстрого создания подробного оперативного плана бурения, который обеспечивает анализ экономики и риска. Пользователь вводит параметры траектории и свойств земли; система использует указанные данные и различные каталоги для вычисления и обеспечения оптимальной разработки скважины, генерируя, таким образом, множество выходных данных, таких как "геометрия буровой скважины", как, например, глубины установки обсадной колонны, размеры обсадной колонны и верхушки цементной колонны; "параметры бурения", такие как промывочная жидкость, бурильная колонна и буровые коронки и т.д.; разработка бурильной колонны; уступы обсадной колонны; масса бурового раствора, выбор и использование буровой коронки; гидравлика и другие существенные факторы для задачи бурения. Системные задачи располагаются в едином технологическом процессе, в котором выходной результат одной задачи служит входными данными для следующей задачи. Пользователь может модифицировать большинство выходов, что позволяет точно настраивать входные значения для следующей задачи. "Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины" имеет две основные группы пользователей:(1) геодезисты, которые работают с данными траектории и свойств земли; система программного обеспечения автоматического проектирования скважины обеспечивает необходимые вычисления техники бурения; это позволяет пользователю быстро оценивать варианты-кандидаты бурения в терминах времени, цен и рисков; и(2) инженеры-буровики, которые работают с выходными данными геометрии буровой скважины и параметров бурения, чтобы достичь оптимального плана действий и оценки риска; геодезисты обычно обеспечивают данные траектории и свойств земли. Сценарий, который состоит из всего процесса и его выходных данных, может экспортироваться для совместного использования с другими пользователями для экспертизы или в качестве инструмента связи для содействия управлению проектом между офисом и полем. Для использования при решениях по коммерческим вопросам могут создаваться вариации сценария. Система программного обеспечения проектирования скважины может также использоваться в качестве тренажерного инструмента для геодезистов и инженеров-буровиков. Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины позволит быстро "прокручивать" весь технологический процесс проектирования конструкции скважины. Кроме того, система программного обеспечения автоматического проектирования скважины может окончательно адаптироваться и повторно прокручиваться во временном интервале, что поддерживает оперативное принятие решений. Весь процесс повторного проектирования может быть достаточно быстрым, чтобы позволить пользователям быстро производить итерацию, чтобы уточнять планы скважины посредством последовательности сценариев "что-если". Алгоритмы поддержки решения, обеспеченные системой программного обеспечения автоматического проектирования скважины, могут связывать геологические и геомеханические данные с процессом бурения (глубины установки обсадной колонны, разработка бурильной колонны, цементный раствор,буровой раствор, буровые коронки, гидравлика и т.п.), чтобы производить оценки и анализ времени раз-5 013300 работки скважины, цен и рисков. Это позволяет быстро проводить вариации интерпретации, изменения и обновления модели Земли через процесс проектирования скважины. Программное обеспечение, ассоциированное с вышеупомянутой системой программного обеспечения проектирования скважины, ускоряет выбор технологических процессов разведки, сортировки, ранжирования и конструкции скважины. Целевые аудитории являются двойными: те, которые генерируют разведку бурения, и те, которые проектируют и проводят это поисково-разведочное бурение. Более конкретно, целевые аудитории включают в себя следующее: объектовые менеджеры, объектовые группы(геодезисты, геофизики, инженеры-разработчики нефтяных и газовых месторождений и технологи), диспетчеры бурения и инженеры-буровики. Объектовые группы будут использовать программное обеспечение, ассоциированное с системой программного обеспечения автоматического проектирования скважины, в качестве предварительного инструмента для оценок стоимости и механической осуществимости оценки, так что решения относительно выбора целей и размещения скважины будут приниматься более квалифицированно и более эффективно. Указанный процесс будет способствовать улучшенной оценке недр и обеспечит лучшую оценку риска и доступности целей. Поскольку система может конфигурироваться так, чтобы привязываться к компании или к местным нормам проектирования, директивам и технике эксплуатации, пользователи будут уверены, что планы скважин являются технически обоснованными. Инженеры-буровики будут использовать программное обеспечение, ассоциированное с системой программного обеспечения автоматического проектирования скважины, для быстрого проектирования сценариев, идентификации риска и оптимизации плана скважины. Оно также будет использоваться для обучения в центрах проектирования, университетах и для наблюдения за бурением конкретных скважин,электронного бурения скважины, моделирования сценариев и упражнений "что-если", прогнозирования и диагностики событий, проверки после бурения и передачи знаний. Программное обеспечение, ассоциированное с системой программного обеспечения автоматического проектирования скважины, позволит специалистам и поставщикам демонстрировать дифференциацию между новыми и конкурирующими технологиями. Это позволит операторам количественно оценивать риск и воздействие на бизнес от применения этих новых технологий или процедур. Следовательно, система программного обеспечения автоматического проектирования скважины,раскрытая в настоящем описании, будет:(1) существенно улучшать эффективность проектирования скважины и процессов бурения путем включения всех доступных данных и процессов технологий скважин в единую модель конструкции скважины;(2) объединять прогнозирующие модели и аналитические решения для обеспечения устойчивости буровых скважин, выбора масс бурового раствора и уступа обсадной колонны, выбора размера диаметра ствола, трубчатой конструкции, цементирования и буровых растворов, выбора буровой коронки, скорости проходки, разработки оборудования низа бурильной колонны (ВНА), разработки бурильной колонны, гидравлики, идентификации риска, проектирования операций, а также вероятностных оценок времени и стоимости, все в пределах структуры механической модели Земли;(3) легко и интерактивно манипулировать переменными и промежуточными результатами в пределах отдельных сценариев для проведения анализа чувствительности. В результате, когда используется система программного обеспечения автоматического проектирования скважины, будут достигаться следующие результаты:(2) более эффективное использование инженерных ресурсов;(4) сниженные риски при бурении;(5) сниженные стоимости скважины и стандартная методология или процесс для оптимизации через итерации в проектировании и исполнении. В результате, во время исполнения системы программного обеспечения автоматического проектирования скважины акцент делался на архитектуру и пригодность к эксплуатации. В связи с реализацией системы программного обеспечения автоматического проектирования скважины попытка разработки программного обеспечения побуждалась требованиями гибкой архитектуры,которая должна позволить обеспечить интеграцию существующих алгоритмов и технологий с инструментами коммерческих коробочных программных продуктов (COTS) для визуализации данных. Дополнительно, технологический процесс требует, чтобы продукт был портативным, легковесным и быстрым и требует достаточно короткой кривой обучения для пользователей. Другим ключевым требованием была способность подгонять технологический процесс и конфигурацию на основе предполагаемого использования, профиля пользователя и доступности оборудования. Программное обеспечение, ассоциированное с системой программного обеспечения автоматического проектирования скважины, разрабатывалось с использованием инфраструктуры "Ocean", принадлежащей корпорации Schlumberger Technology Corporation, Хьюстон, Техас. Эта инфраструктура использует технологии NET Microsoft для создания базовой платформы программного обеспечения, обеспечи-6 013300 вающей возможность легкой интеграции инструментов программного обеспечения COTS с гибкой архитектурой, которая специально разрабатывалась для поддержки заказных технологических процессов,основанных на существующих алгоритмах и технологиях бурения. Фиг. 1 иллюстрирует схему архитектуры программного обеспечения, показывающую "модульный характер" для поддержки заказных технологических процессов. Фиг. 1 схематически показывает модульную архитектуру, которая была разработана для поддержки заказных технологических процессов. Она обеспечивает способность конфигурировать прикладную задачу на основе желаемого использования. Для быстрой оценки времени, стоимости и риска, ассоциированных со скважиной, может быть выбран технологический процесс, состоящий из справочных таблиц и простых алгоритмов. Для более подробного анализа в технологический процесс могут быть включены сложные алгоритмы. В дополнение к модификации технологического процесса по заказу пользователя, было разработано программное обеспечение, ассоциированное с системой программного обеспечения автоматического проектирования скважины, для использования задаваемых пользователем каталогов оборудования для ее анализа. Оно гарантирует, что любые результаты, производимые программным обеспечением, всегда основаны на лучших местных методах и доступном оборудовании на стройплощадке. С точки зрения применимости, интерфейсы прикладных программ пользователя разрабатывались так, чтобы позволить пользователю с легкостью передвигаться по технологическому процессу. Фиг. 2 иллюстрирует типичный вид задачи, состоящий из технологического процесса, "холстов" помощи и данных. Фиг. 2 показывает типичный вид задачи с ее "холстами", ассоциированными с пользователем. Типичный вид задачи состоит из панели задач технологического процесса, динамически обновляющегося"холста" помощи и комбинации "холстов" данных, основанных на инструментах COTS, таких как каротажные графики, сетки данных, схемы буровой скважины и инструменты вычерчивания диаграмм. В любой задаче пользователь имеет опцию модифицировать данные через любой из "холстов"; тогда прикладная программа автоматически синхронизирует данные в других "холстах" на основе указанных модификаций пользователя. Модульный характер архитектуры программного обеспечения, ассоциированного с системой программного обеспечения автоматического проектирования скважины, также обеспечивает возможность компоновки неграфического технологического процесса, который является ключом к реализации усовершенствованных функциональных возможностей, таких как пакетная обработка всего поля и анализ чувствительности, основанный на ключевых параметрах. Базовая информация для сценария, типичная для устья скважины для скважины и буровой площадки, собирается в первой задаче. Загружается траектория (измеренная глубина, наклон и азимут), и автоматически вычисляются другие параметры направления, такие как истинная вертикальная глубина и темп естественного искривления, и графически представляются пользователю. Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины требует загрузки либо геометрических свойств земли, выделенных из модели Земли, либо, как минимум, порового давления, градиента давления гидравлического разрыва пласта и неограниченной прочности на сжатие. Из перечисленных входных данных "система программного обеспечения автоматического проектирования скважины" автоматически выбирает наиболее подходящую буровую вышку и ассоциированные свойства, издержки и механические способности. Свойства буровой вышки включают в себя параметры, такие как номинал буровой вышки для оценки рисков при проходке тяжелых обсадных колонн, характеристики насоса для гидравлики, размер противовыбросового устройства (ВОР), который влияет на размеры обсадного крепления, а также очень важны поденная оплата буровой вышки и оплата по развертыванию буровой вышки. Пользователь может выбрать буровую установку, отличную от таковой, предложенной системой программного обеспечения автоматического проектирования скважины, и может модифицировать любое из технических описаний, предлагаемых программным обеспечением. Другие алгоритмы устойчивости буровой скважины (которые предложены корпорацией Schlumberger Technology Corporation, Хьюстон, Техас) вычисляют прогнозируемое разрушение вследствие скалывающего усилия и давление гидравлического разрыва пласта как функцию глубины и отображают указанные значения вместе с поровым давлением. Затем система программного обеспечения автоматического проектирования скважины автоматически предлагает уступы обсадной колонны и максимальную массу бурового раствора на сечение ствола скважины, используя настраиваемую логику и правила. Правила включают в себя запас надежности для порового давления и градиента давления гидравлического разрыва пласта, минимальную и максимальную длины для сечений ствола скважины и ограничивает максимальный перевес промывочной жидкости по отношению к поровому давлению перед заданием дополнительной глубины установки обсадной колонны. Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины оценивает выбор уступа обсадной колонны из вариантов от верха к дну и от дна к верху, и определяет наиболее экономичный вариант. Пользователь может в любое время изменять,вставлять или стирать глубины установки обсадной колонны, что будет отражаться на риске, времени и издержках для скважины.-7 013300 Фиг. 3 иллюстрирует экранное изображение, показывающее устойчивость буровой скважины, массы бурового раствора и глубины установки обсадной колонны. Размеры буровой скважины первоначально задаются размером эксплуатационной насоснокомпрессорной колонны. Предшествующие размеры обсадного крепления и ствола скважины определяются с использованием коэффициентов подачи. Размеры буровой скважины могут быть ограничены дополнительными ограничивающими условиями, такими как требования каротажа или размер бурового выреза платформы. Веса, сорта и типы соединений обсадного крепления автоматически вычисляются с использованием традиционных алгоритмов двуосной разработки и случаев простой загрузки для разрыва, обвала и растяжения. Наиболее рентабельное решение выбирают, когда в обширном каталоге труб находят многочисленные подходящие трубы. Рассогласованность с требуемыми по минимуму конструктивными параметрами отображается пользователю, указывая, что ручное изменение предложенной разработки может быть в порядке. Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины позволяет полностью заменять полные колонны хвостовиками, в этом случае автоматически предлагаются наложение хвостовиков и стоимость подвесного кронштейна, в то время как все колонны повторно разрабатываются с учетом необходимых изменений в случаях загрузки. Цементные растворы и размещение автоматически предлагаются системой программного обеспечения автоматического проектирования скважины. Предлагаются передний и задний верх цементной колонны, объемы и плотности. Гидростатическое давление цементирования проверяется по отношению к давлению гидравлического разрыва пласта, позволяя при этом пользователю модифицировать интервалы верхних частей, длины и плотности цементного раствора. Стоимость выводится из объема цементных работ и длительности времени, требуемого для укладки цемента. Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины предлагает правильный тип промывочной жидкости, включая геологические свойства, которые требуются для гидравлических вычислений. Сложная система количественных оценок классифицирует подходящие жидкостные системы на основе условий эксплуатации, законов производительности, температуры, плотности жидкости, устойчивости буровой скважины, трения и стоимости буровой скважины. Система предлагает не менее 3 жидкостных систем для скважины, хотя пользователь может легко корректировать предложенные жидкостные системы. Новый и новейший алгоритм, используемый системой программного обеспечения автоматического проектирования скважины, выбирает подходящие типы буровой коронки, которые лучше подходят для ожидаемых значений прочности горной породы, размеров ствола скважины и пробуренных интервалов. Для каждой буровой коронки-кандидата определяется глубина, пробуренная за единицу времени, и срок службы буровой коронки путем сравнения работы, требуемой для бурения интервала горной породы со статистическим рабочим потенциалом для этой буровой коронки. Из всех кандидатов выбирается наиболее экономичная буровая коронка путем оценки стоимости на один фут, что учитывает тариф буровой вышки, стоимость буровой коронки, время спускоподъемной операции и буровые характеристики(ROP - механическая скорость проходки). Параметры бурения, подобные оборотам поверхности бурильной колонны и нагрузке на буровую коронку, предлагаются на основе статистических данных или предыстории. Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины, оборудование низа бурильной колонны (ВНА) и бурильная колонна разрабатываются на основе требуемых максимальной нагрузки на буровую коронку, наклона, траектории направленности и требований оценки пласта в интервале ствола скважины. Траектория скважины влияет на относительное распределение весов между воротниками бура и утяжеленной бурильной трубой. Компоненты ВНА оборудования автоматически выбираются на основе размера ствола скважины, внутреннего диаметра предшествующих обсадных креплений, и для каждого перехода размера компонента вычисляются коэффициенты изгибающих напряжений. Окончательные допустимые значения выброса для каждого интервала ствола скважины также вычисляются как часть анализа риска. Минимальный расход жидкости для очистки ствола скважины вычисляется с использованием критериев Luo's2 и Moore's3, учитывающих геометрию буровой скважины, конфигурацию ВНА оборудования, плотность и реологию жидкости, плотность горной породы и механическую скорость проходки(ROP). Полная площадь сечения потока (TFA) промывочных насадок буровой коронки подбирается так,чтобы максимизировать давление на стояке в пределах линейных огибающих рабочего давления. Линейные размеры насоса выбирают на основе требований потока для очистки ствола скважины и соответствующих давлений циркуляции. Реологическая модель степенной зависимости используется для вычисления падения давления в циркуляционной системе, включая эквивалентную плотность циркуляции бурового раствора (ECD). Фиг. 4 иллюстрирует экранное изображение, показывающее "оценку риска". На фиг. 4 в системе программного обеспечения автоматического проектирования скважины риски событий бурения классифицируются в целом на 54 категории риска, из которых пользователь может подобрать пороги риска. Эти категории риска раскрываются в предшествующей заявке, находящейся на рассмотрении,10/802524, поданной 17 марта 2004 г., и в заявке 10/802613, поданной-8 013300 17 марта 2004 г., раскрытие которых включено здесь ссылкой на указанные описания. Категории риска изображаются графически как функции глубины и цвета, закодированных, чтобы способствовать быстрой визуальной интерпретации потенциальных источников беспокойства. Далее оценка риска достигается путем группирования этих категорий в следующие категории: выгода, потери, прихват трубы и механические проблемы. Логарифмическая кривая суммарного риска может быть отображена вдоль траектории, чтобы производить корреляцию рисков бурения с геологическими маркирующими горизонтами. Дополнительные виды анализа риска отображают реальный риск как интервал потенциального риска для каждой задачи разработки. Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины включает в себя"программное обеспечение вероятностного моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины" 20 с 1, которое раскрывается в настоящем описании со ссылкой на фиг. 9-37. "Программное обеспечение моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины" 20 с 1 настоящего описания фиг. 9-37 включает в себя подробный план операционных действий, который автоматически собирается из настраиваемых шаблонов. Длительность для каждого действия вычисляется на основе инженерных результатов (результатов проектирования) предыдущих задач, в нее может быть включено непродуктивное время (NPT). План действий точно задает диапазон (минимальное, среднее и максимальное) времени и стоимости для каждого действия и составляет последовательность операций как функцию глубины и интервала ствола скважины. Указанная информация графически представляется графиками времени в зависимости от глубины и стоимости в зависимости от глубины. Фиг. 5 совместно с "программным обеспечением моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины" 20 с 1 настоящего описания фиг. 9-37 иллюстрирует экранное изображение,показывающее время Монте-Карло и распределение стоимости. На фиг. 5 "программное обеспечение моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины" 20 с 1 фиг. 9-36 использует моделирование по методу Монте-Карло для согласования всех диапазонов данных времени и стоимости, чтобы вычислить вероятностные распределения времени и стоимости. Фиг. 6 совместно с "программным обеспечением моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины" 20 с 1 настоящего описания фиг. 9-37 иллюстрирует экранное изображение,показывающее вероятностное время и стоимость в зависимости от глубины. На фиг. 6 упомянутый вероятностный анализ, используемый "программным обеспечением моделирования Монте-Карло автоматического проектирования скважины" 20 с 1 настоящего описания, обеспечивает возможность квантификации вероятностей Р 10, Р 50 и Р 90 для времени и стоимости. Фиг. 7 иллюстрирует экранное изображение, показывающее итоговый монтаж (монтаж итоговых результатов). На фиг. 7 сводный итоговый отчет и экранное изображение монтажа, используемые системой программного обеспечения автоматического проектирования скважины, могут быть напечатаны или графически представлены в большом масштабе и также доступны в виде стандартного выходного результата. Используя свою экспертную систему и логику, система программного обеспечения автоматического проектирования скважины автоматически предлагает технически обоснованные решения и обеспечивает гладкое прохождение через технологический процесс проектирования скважины. Графическое взаимодействие с результатами каждой задачи позволяет пользователю эффективно точно регулировать результаты. Всего за несколько минут объектовые группы, геодезисты, инженеры-буровики могут оценить проекты и экономику бурения, используя вероятностные оценки стоимости на основе серьезных инженерных принципов вместо традиционных менее строгих способов оценки. Программы испытаний,объединенные с информацией, получаемой от других пользователей программы во время создания пакета программного обеспечения, позволяют вывести следующие выводы.(1) Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины может устанавливаться и использоваться неопытными пользователями с минимальной величиной обучения и путем ссылки на обеспеченную документацию.(2) Необходимость хороших данных свойств земли усиливает связь с геологическими и геометрическими моделями и способствует улучшенной интерпретации недр; она также может быть использована для количественного определения значения дополнительной информации сбора данных, чтобы снизить неопределенность.(3) Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины может создавать справедливые вероятностные оценки времени и стоимости, истинные для технической разработки скважины, на основе результатов полевых испытаний, и если число глубин установки обсадной колонны и тарифы буровой вышки являются точными, то результаты будут в пределах 20% от полной технической разработки скважины и AFE (санкционирование на издержки).(4) С дополнительной настройкой по требованиям заказчика и с локализацией прогнозируемые результаты сопоставимы в пределах 10% от санкционирования на издержки (AFE) полной технической разработки скважины.(5) Как только система программного обеспечения автоматического проектирования скважины локализована, становится вероятной возможность быстрого прогона новых сценариев и оценки влияния на бизнес и ассоциированных рисков применения новых технологий, процедур и подходов к разработкам скважин.(6) Скорость системы программного обеспечения автоматического проектирования скважины обеспечивает возможность быстрой итерации и уточнения планов скважины и создания различных сценариев(7) Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины обеспечивает согласованные и прозрачные оценки стоимости скважины для процесса, который исторически был произвольным, противоречивым и непроницаемым; модернизацию технологического процесса и устранение систематической ошибки, вносимой человеком; обеспечивает персонал проектирования буровой скважины уверенностью передавать [информацию] и уполномочить персонал, не относящийся к буровикам,делать свои собственные предварительные оценки.(8) Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины обеспечивает уникальное понимание риска бурения и неопределенности, обеспечивая более реалистичное экономичное моделирование и улучшенное принятие решений.(9) Оценка риска точно идентифицирует тип и местоположение риска в буровой скважине, позволяя инженерам-буровикам более эффективно фокусировать их детальные технические усилия.(10) Можно интегрировать и автоматизировать технологический процесс проектирования конструкции скважины на основе модели Земли и производить технически обоснованные полезные результаты.(11) Проект был способен широко использовать COTS технологию для ускоренного создания программного обеспечения.(12) Взаимозависимости технологического процесса проектирования скважины могли картографироваться и управляться программным обеспечением. В настоящем описании использовалась следующая терминология:RT реальное время, обычно используется в контексте данных реального времени (при бурении)NPT непродуктивное время, когда не планировались операции или из-за рабочих затруднений скорость проходки скважины замедлялась, также часто упоминается как аварийное времяNOT неоптимальное время, когда операции длились дольше, чем могли, по различным причинамWOB нагрузка на буровую коронкуBHA оборудование низа бурильной колонныSMR запрос модификации программного обеспеченияBOD базис разработки, документ, точно определяющий требования для скважины, которая должна буритьсяAFE санкционирование на издержки СсылкиTextbook Series. Vol. 2. В последующих абзацах будет сформулирована функциональная спецификация, ассоциированная со всей системой программного обеспечения автоматического проектирования скважины (называемой"случай использования"). Указанная функциональная спецификация относится ко всей системе программного обеспечения автоматического проектирования скважины. Следующий параграф задает информацию, которая имеет отношение к такому конкретному "случаю использования". Каждая часть информации является важной для понимания цели, стоящей за "случаем использования". Описать полный технологический процесс для пользователя низкого уровня Не определен Низкий уровень Предварительно заданы геологические мишени Основанная на вероятности оценка времени со стоимостью и риском Сбой в вычислениях, обусловленный предположениями, что результаты или их распределение слишком большие Инженер-буровик скважины Не определено Указанный сценарий описывает этапы, которые начинаются от запускающего события до завершения цели, когда каждый работает без сбоя. Он также описывает любую требуемую очистку, которая выполняется после достижения цели. Этапы перечислены ниже. 1. Пользователь открывает программу, и система побуждает пользователя либо открыть старый файл, либо создать новый. Пользователь создает новую модель, и система предлагает пользователю задать информацию скважины (название скважины, поле, страна, координаты). Система предлагает пользователю вставить модель Земли. Появляется окно с различными опциями и пользователь выбирает уровень данных. Появляется вторичное окно, где загружается файл или вручную вставляются данные. Система отображает трехмерный вид модели Земли с опорными горизонтами, мишенями, антимишенями,маркирующими горизонтами, сейсмическими данными и т.д. 2. Система предлагает пользователю принять решение относительно траектории скважины. Пользователь либо загружает ее из файла, либо создает ее по частям. Система генерирует трехмерный вид траектории в модели Земли и двумерные виды, вид сверху и вертикальное сечение. Пользователю предлагается подтвердить траекторию и при необходимости модифицировать посредством прямого взаимодействия с трехмерным окном. 3. Система выделит механические свойства земли (РР, FG-градиент давления при гидроразрыве, литологию, плотность, предел прочности, мин/макс горизонтальное напряжение и т.п.) для каждой точки вдоль траектории и сохранит их. Указанные свойства будут исходить либо из заполненной механической модели Земли, либо из интерпретированных каротажных диаграмм, примененных к этой траектории,либо вводиться вручную. 4. Система предложит пользователю принять решение относительно ограничений буровой вышки. Будут предложены опции спецификации буровой вышки, и пользователь будет либо выбирать тип буровой вышки и базовые конфигурации, либо вставлять данные вручную для конкретного бурового агрегата. 5. Система предложит пользователю вводить данные порового давления, если применимо, в противном случае они берутся из механической модели Земли, предварительно вставленные, и будет генерироваться окно MW (режим ожидания сообщения), используя кривые РР, FG и WBS. Будет отображаться MW окно, которое допускает интерактивную модификацию. 6. Система будет автоматически делить скважину на интервалы ствола скважины/обсадного крепления на основе допустимых значений выброса и интервалы траектории, и затем предложит план-график массы бурового раствора. Они будут отображены в окне MW (массы бурового раствора) и позволят пользователю интерактивно модифицировать их значения. Глубины установки обсадной колонны также будут интерактивно модифицироваться на 2D и 3D экранных изображениях траектории. 7. Система будет побуждать пользователя относительно ограничений размеров обсадного крепления (размера насосно-компрессорной колонны, бурового выреза на поверхности, требований оценки) и на основе числа интервалов будет генерировать соответствующие комбинации "размер ствола скважины - размер обсадного крепления". Будет использоваться круговая диаграмма ствола скважины/обсадного крепления, снова позволяя пользователю интерактивно модифицировать продвижение размера ствола скважины/обсадного крепления. 8. Система будет последовательно вычислять уклоны обсадного крепления, веса/толщины стен и соединения, основываясь на выбранных размерах и глубинах. Пользователь будет способен взаимодействовать и задавать пригодность типов обсадного крепления. 9. Система будет генерировать программу первичного цементирования с простыми составами цементного раствора и соответствующими значениями. 10. Система будет отображать схемы буровой скважины, основываясь на предварительно выполненных вычислениях, и упомянутый интерфейс будет полностью интерактивным, позволяя пользователю щелкать и перетаскивать по экрану размеры ствола скважины и обсадного крепления, глубины установки верха и дна, и делать повторные вычисления на основе этих выборов. Система будет указывать- 11013300 пользователю, если выбор недопустимый. 11. Система будет генерировать подходящие типы бурового раствора, соответствующие реологии и состав, основываясь на литологии, предварительных вычислениях и выборе пользователей. 12. Система будет последовательно разделять интервалы ствола скважины на периоды времени работы буровой коронки и, основываясь на свойствах горной породы, будет выбирать буровые коронки для каждого интервала с механической скоростью проходки ROP и параметрами бурения. 13. Система будет генерировать базисную конфигурацию ВНА оборудования, основываясь на периодах времени работы буровой коронки, траектории и свойствах горной породы. 14. Система будет выполнять вычисление очистки ствола скважины, основываясь на траектории,геометрии буровой скважины, составе ВНА оборудования и MW характеристиках. 15. Система будет выполнять начальное вычисление гидравлики/ECD плотности, используя статистические ROP данные. Эти данные будут либо выбираться, либо задаваться пользователем посредством системы, основываясь на просмотре интеллектуальной таблицы. 16. Используя данные, генерированные в первом вычислении гидравлики, система будет выполнятьROP моделирование, основываясь на характеристиках буровой коронки и свойствах горной породы. 17. Система будет выполнять последующее вычисление гидравлики/ECD плотности, используя данные ROP моделирования. Система будет указывать пользователю, если параметры являются недопустимыми. 18. Система будет вычислять параметры бурения и отображать их на многоиндикаторной панели. Это экранное изображение будет экспортируемым, передвижным и пригодным для печати. 19. Система будет генерировать последовательность планирования действий, используя последовательности действий по умолчанию для подобных интервалов ствола скважины и конечных условий. Указанная последовательность будет полностью модифицируема пользователем, обеспечивая возможность модификации в порядке последовательности и длительности события. Последовательность будет в таком же стандарте, как программное обеспечение операций скважины или сообщений бурения и будет взаимозаменяемой с программным обеспечением операций скважины или сообщений бурения. Длительности действий будут заполняться из таблиц, содержащих данные "лучшей практики" по умолчанию или из исторических данных, операций скважины или из программного обеспечения сообщений бурения. 20. Система будет генерировать кривую зависимости времени от глубины, основываясь на деталях планирования действий. Система будет создавать лучший, средний и худший набор временных кривых,используя комбинации данных по умолчанию и исторических данных. Эти кривые будут экспортируемыми в другие документы и пригодными для напечатания. 21. Система будет побуждать пользователя выбирать вероятностные точки, такие как Р 10, Р 50, Р 90,и затем прогонять моделирование по методу Монте-Карло, чтобы генерировать кривую распределения вероятностей для сценария, высвечивая пользователю выбранные опорные точки и соответствующие значения времени. Система будет обеспечивать их как частотную информацию или кривые интегральной вероятности. Упомянутые кривые будут снова экспортируемыми и пригодными для напечатания. 22. Система будет генерировать план стоимости, используя по умолчанию шаблоны стоимости, которые предварительно конфигурируются пользователями и могут модифицироваться в данной точке. Многие из цен будут иметь отношение к протяженности всей скважины, интервалам ствола скважины или специфическим действиям, чтобы вычислять отнесенные расходы. Система будет генерировать кривые зависимости Р 10, Р 50 и Р 90 стоимости от глубины. 23. Система будет генерировать итог плана скважины в словесном формате наряду с главными отображаемыми графиками. Пользователь будет выбирать все, что будет экспортироваться через интерфейс в виде прямоугольника отметки выбранного режима. Система будет генерировать большую одностраничную сводку всего процесса. Указанный документ будет соответствовать стандартному шаблону программы операций скважины. На фиг. 8, как можно видеть на левой стороне экранных изображений, иллюстрируемых на фиг. 2-6,система программного обеспечения автоматического проектирования скважины включает в себя множество задач. Каждая из таких задач иллюстрируется на фиг. 8. Упомянутые задачи описаны ниже со ссылкой на фиг. 20-28, когда обсуждается программное обеспечение "системы управления технологическим процессом автоматического проектирования скважины". На фиг. 8 указанное множество задач делится на четыре группы:(1) задача 10 ввода, где обеспечиваются входные данные;(2) задача 12 определения геометрии буровой скважины;(4) задача 16 результатов, где вычисляется набор результатов и представляется пользователю. Задача 10 ввода включает в себя следующие подзадачи: (1) информация сценария, (2) траектория,(3) свойства Земли, (4) выбор буровой вышки, (5) данные повторной выборки. Задача 12 геометрии буровой скважины включает в себя следующие подзадачи: (1) устойчивость буровой скважины, (2) массы бурового раствора и глубины установки обсадной колонны, (3) размеры буровой скважины, (4) разработка обсадного крепления, (5) разработка цемента, (6) геометрия буровой скважины. Задача 14 параметров- 12013300 бурения включает в себя следующие подзадачи: (1) промывочные жидкости, (2) выбор 14 а буровой коронки, (3) разработка 14b бурильной колонны, (4) гидравлика. Задача 16 вычисления результатов включает в себя следующие подзадачи: (1) оценка 16 а риска, (2) матрица риска, (3) данные времени и стоимости, (4) диаграмма времени и стоимости, (5) Монте-Карло, (6) график Монте-Карло, (7) итоговая сводка и (8) монтаж. Напоминая, что задача 16 результатов фиг. 8 включает в себя подзадачу 16 а "оценка риска", подзадача 16 а "оценка риска" подробно описана в следующих абзацах со ссылкой на фиг. 9 А, 9 В и 10. Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины - подзадача 16 а оценки риска - программное обеспечение Вероятно, в настоящее время наиболее субъективным процессом в проектировании скважины является идентификация рисков, ассоциированных с бурением. Она основана на части персонального распознавания технической разработки скважины, несовместимой со свойствами земли или механическим оборудованием, которое должно использоваться для бурения скважины. Идентификация любых рисков вносится в сознание человека, объединяя все - информацию скважины, земли и оборудования - и мысленно просеивая через все - информацию, картографирование и взаимозависимости - и основана просто на персональном опыте, выделяя те части позиции проекта, которые представляют собой потенциальные риски для успеха всего данного проекта. Она чрезвычайно чувствительна к систематической ошибке,вносимой человеком, индивидуальной способности запоминать и объединять все данные в своем сознании и к опыту людей, позволяющему им распознавать условия, которые инициируют каждый риск бурения. Большинство людей не могут проводить такие оценки, а те, которые делают, терпят неудачу, если не следуют строгому процессу и технологическим картам. В настоящее время существуют некоторые системы программного обеспечения риска бурения, но они все требуют некоторого человеческого процесса для идентификации и оценки правдоподобия каждого отдельного риска и последствий. Они являются просто вычислительными системами для ручной записи результатов процесса идентификации риска. Подзадача 16 а оценки риска, ассоциированная с системой программного обеспечения автоматического проектирования скважины, представляет собой систему, которая будет автоматически оценивать риски, ассоциированные с техническими решениями разработки скважины, в отношении геологии земли и геометрических свойств и в отношении механических ограничений оборудования, заданного или рекомендованного для использования. Риски вычисляются четырьмя путями: (1) посредством индивидуальных параметров риска, (2) посредством категорий риска, (3) посредством суммарного риска и вычисления (4) посредством качественных индексов риска для каждого. Индивидуальные параметры риска вычисляются наряду с измеренной глубиной скважины или цветом, закодированным в высокий, средний или низкий риск для отображения пользователю. Каждый риск будет идентифицироваться для пользователя: точное объяснение того, что есть рискованное нарушение,значение и задача в технологическом процессе, управляющем риском. Указанные риски вычисляются согласованно и прозрачно, позволяя пользователям видеть и понимать все известные риски и то, как они идентифицируются. Эти риски также говорят пользователям, какие аспекты скважины подтверждают дополнительное техническое усилие для более подробного исследования. Группы/категории рисков вычисляются путем включения всех отдельных рисков в специфические комбинации. Каждый отдельный риск является членом одной или нескольких категорий рисков. Четыре основных категории риска задаются следующим образом: (1) выгода, (2) потери, (3) прихват трубы и (4) механические проблемы; поскольку четыре упомянутые категории риска являются наиболее общими и дорогостоящими группами затруднительных событий бурения, распространенными во всем мире. Суммарный риск для сценария вычисляется на основании совокупных результатов всех групп/категорий рисков наряду с осями риска и глубины. Индексация риска - используется параметр каждого отдельного риска, чтобы рассчитать индекс отдельного риска, который является относительным индикатором правдоподобия того, что возникнет конкретный риск. Упомянутый параметр является только качественным, но позволяет сравнивать относительное правдоподобие одного риска с другим - это особенно показательно, если смотреть с точки зрения процентного изменения. Каждая категория риска используется для того, чтобы рассчитать индекс категории риска, также указывающий правдоподобие возникновения и полезный для идентификации наиболее вероятных типов ожидаемых беспокойных событий. Наконец, один индекс риска производится для сценария, который особенно полезен для сравнения относительного риска одного сценария с другим. Система программного обеспечения автоматического проектирования скважины способна выдавать всестороннюю техническую оценку риска, и такую оценку можно делать автоматически. Испытывая недостаток объединенной модели технической разработки скважины, чтобы соотносить решения разработки с ассоциированными рисками, система программного обеспечения автоматического проектирования скважины может приписывать риски к специфическим решениям разработки и может направлять пользователей в подходящее место, чтобы модифицировать выбор разработки в попытках модифицировать профиль риска скважины.- 13013300 На фиг. 9 А иллюстрируется компьютерная система 18, которая включает в себя процессор 18 а, соединенный к системной шине, устройство 18b записи или отображения, соединенное с системной шиной,и запоминающее устройство 18 с или устройство хранения программ, соединенное с системной шиной. Устройство 18b записи или отображения адаптируется, чтобы отображать "выходные данные 18b1 оценки риска". Запоминающее устройство 18 с или устройство хранения программ адаптируется, чтобы сохранять "программное обеспечение 18 с 1 оценки риска автоматического проектирования скважины". Программное обеспечение 18 с 1 оценки риска автоматического проектирования скважины изначально запоминается на другом устройстве хранения программ, таком как жесткий диск; вместе с тем, жесткий диск был вставлен в компьютерную систему 18, и "программное обеспечение 18 с 1 оценки риска автоматического проектирования скважины" загружалось с жесткого диска в запоминающее устройство 18 с или устройство хранения программ компьютерной системы 18 фиг. 9 А. Дополнительно, носитель 20 данных,содержащий множество входных данных 20 а, адаптируется, чтобы подсоединяться к системной шине компьютерной системы 18, причем входные данные 20 а доступны для процессора 18 а компьютерной системы 18, когда носитель 20 данных подсоединяется к системной шине компьютерной системы 18. При функционировании процессор 18 а компьютерной системы 18 будет выполнять программное обеспечение 18 с 1 оценки риска автоматического проектирования скважины, хранящееся в запоминающем устройстве 18 с или устройстве хранения программ компьютерной системы 18, одновременно во время этого выполнения, используя входные данные 20 а, хранящиеся в носителе 20 данных. Когда процессор 18 а завершает выполнение программного обеспечения 18 с 1 оценки риска автоматического проектирования скважины, хранящегося в запоминающем устройстве 18 с или устройстве хранения программ (при этом,используя входные данные 20 а), устройство 18b записи или отображения будет записывать или отображать "выходные данные 18b1 оценки риска", как показано на фиг. 9 А. Например, выходные данные 18b1 оценки риска могут отображаться на экране дисплея компьютерной системы 18, или выходные данные 18b1 оценки риска могут быть записаны на вывод на печатающее устройство, который генерируется компьютерной системой 18. Компьютерная система 18 фиг. 9 А может быть персональным компьютером(PC, ПК). Запоминающее устройство 18 с или устройство хранения программ представляет собой считываемый компьютером носитель или устройство хранения программ, которое считывается машиной, такой как процессор 18 а. Процессором 18 а может быть, например, микропроцессор, микроконтроллер,процессор большой ЭВМ или же процессор производственной установки. Запоминающее устройство 18 с или устройство хранения программ, которое хранит программное обеспечение 18 с 1 оценки риска автоматического проектирования скважины, может представлять собой жесткий диск, ROM (ПЗУ), CD-ROM(ПЗУ на компакт-диске), DRAM (динамичное ЗУПВ) или другое RAM (ЗУПВ), флэш-память, магнитное запоминающее устройство, оптическое запоминающее устройство, регистры или другую энергозависимую и/или энергонезависимую память. На фиг. 9 Б иллюстрируется более подробная схема устройства 18b записи или отображения согласно фиг. 9 А. На фиг. 9 Б выходные данные 18b1 оценки риска включают в себя:(1) множество категорий риска,(2) множество подкатегорий риска (каждая из которых была ранжирована как либо высокий риск,либо средний риск, либо низкий риск) и множество отдельных рисков (каждый из которых был ранжирован как либо высокий риск, либо средний риск, либо низкий риск). Устройство 18b записи или отображения по фиг. 9 Б будет отображать или записывать выходные данные 18b1 оценки риска, включающие категории риска, подкатегории риска и отдельные риски. Фиг. 10 иллюстрирует подробную структуру "программного обеспечения 18 с 1 оценки риска автоматического проектирования скважины" фиг. 9 А. Как показано на фиг. 10, программное обеспечение 18 с 1 оценки риска автоматического проектирования скважины, включает в себя первый блок, который сохраняет входные данные 20 а; второй блок 22, который сохраняет множество логических выражений 22 оценки риска; третий блок 24, который сохраняет множество алгоритмов 24 оценки риска; четвертый блок 26, который сохраняет множество констант 26 оценки риска; и пятый блок 28, который сохраняет множество каталогов 28 оценки риска. Константы 26 оценки риска включают в себя значения, которые используются как входные данные для алгоритмов 24 оценки риска и логических выражений 22 оценки риска. Каталоги 28 оценки риска включают в себя справочные значения, которые используются как входные данные для алгоритмов 24 оценки риска и логических выражений 22 оценки риска. Входные данные 20 а включают в себя значения, которые используются в качестве входных данных для алгоритмов 24 оценки риска и логических выражений 22 оценки риска. Выходные данные 18b1 оценки риска включают в себя значения, которые вычисляются посредством алгоритмов 24 оценки риска и которые получаются из логических выражений 22 оценки риска. При функционировании, со ссылкой на фиг. 9 и 10, процессор 18 а компьютерной системы 18 согласно фиг. 9 А выполняет программное обеспечение 18 с 1 оценки риска автоматического проектирования скважины посредством выполнения логических выражений 22 оценки риска и алгоритмов 24 оценки риска программного обеспечения 18 с 1 оценки риска, при этом используя одновременно входные данные 20 а, константы 26 оценки риска и значения, хранящиеся в каталогах 28 оценки риска, в качестве входных данных для логических выражений 22 оценки риска и алгоритмов 24 оценки риска в процессе указанного выполнения. Когда процессор 18 а завершает выпол- 14013300 нение логических выражений 22 и алгоритмов 24 оценки риска (при этом используя входные данные 20 а,константы 26 и каталоги 28), выходные данные 18b1 оценки риска будут генерироваться как результат. Эти выходные данные 18b1 оценки риска записываются или отображаются на устройстве 18b записи или отображения компьютерной системы 18 по фиг. 9 А. Дополнительно, упомянутые выходные данные 18b1 оценки риска могут вводиться оператором вручную в блок 22 логических выражений оценки риска и в блок 24 алгоритмов оценки риска через блок 30 "ручной ввод", показанный на фиг. 10. Входные данные 20 а Следующие образцы будут формулировать входные данные 20 а, которые используются для логических выражений 22 оценки риска и алгоритмов 24 оценки риска. Значения входных данных 20 а, которые используются в качестве входных данных для алгоритмов 24 оценки риска и логических выражений 22 оценки риска, следующие: глубина установки обсадной колонны; измеренная глубина; истинная вертикальная глубина; масса бурового раствора; измеренная глубина;ECD - эквивалентная плотность циркуляции бурового раствора; угол наклона; размер ствола скважины; размер обсадного крепления; отклонение к востоку - отклонение к западу; отклонение к северу - отклонение к югу; глубина воды; максимальная глубина воды; максимальная глубина скважины; допустимые значения выброса; вес воротника 1 бура; вес воротника 2 бура; вес бурильной трубы; вес утяжеленной бурильной трубы; расчетная величина растяжения бурильной трубы; верхний предел устойчивости буровой скважины; нижний предел устойчивости буровой скважины; неограниченная прочность на сжатие; размер буровой коронки; механическая энергия бурения (UCS (неограниченная прочность на сжатие), интегрированная по расстоянию, пробуренному буровой коронкой); отношение пробуренной проходки к статистической проходке; совокупная UCS (неограниченная прочность на сжатие); совокупная избыточная UCS; отношение совокупной UCS; усредненная UCS горной породы в интервале ствола скважины; усредненная UCS буровой коронки горной породы в интервале; статистический срок службы буровой коронки; статистическая пробуренная проходка для буровой коронки;RPM - число оборотов в минуту; продолжительность работы на дне; вычисленные суммарные обороты буровой коронки; время спускоподъемной операции; критический расход; максимальный расход в интервале ствола скважины; минимальный расход в интервале ствола скважины; расход; суммарная площадь промывочной насадки буровой коронки; верх цемента; верх хвостовой части цементного раствора; длина передней части цементного раствора;- 15013300 длина хвостовой части цементного раствора; плотность цемента передней части цементного раствора; плотность цемента хвостовой части цементного раствора; вес обсадного крепления на один фут; давление разрыва обсадного крепления; давление смятия труб обсадного крепления; название типа обсадного крепления; гидростатическое давление цементного столба; стартовая глубина; конечная глубина; кондуктор (первая труба обсадной колонны); глубина начала интервала ствола скважины; заканчивание не обсаженной или обсаженной скважины; внутренний диаметр обсадного крепления; внешний диаметр обсадного крепления; тип бурового раствора; поровое давление без запаса прочности; конструктивный параметр разрыва труб; конструктивный параметр давления смятия труб обсадного крепления; конструктивный параметр растяжения труб; номинал нагрузки буровой установки; номинал буровой лебедки; номинал компенсатора бурильной колонны; номинал растяжения труб; статистическая механическая скорость проходки (ROP) буровой коронки; статистическое число оборотов в минуту (RPM) буровой коронки; тип скважины; максимальное давление; номинал максимального линейного давления; давление циркуляции; максимальная UCS буровой коронки; воздушный зазор; глубина установки обсадной колонны; наличие H2S; наличие CO2; морская скважина; максимальный предел расхода. Константы 26 оценки риска Следующие абзацы будут формулировать константы 26 оценки риска, которые используются для логических выражений 22 оценки риска и алгоритмов 24 оценки риска. Значения констант 26, которые используются в качестве входных данных для алгоритмов 24 оценки риска и логических выражений 22 оценки риска, следующие: максимальный перевес массы бурового раствора над поровым давлением; минимальный требуемый конструктивный параметр давления смятия труб; минимальный требуемый конструктивный параметр растяжения; минимальный требуемый конструктивный параметр разрыва; плотность горной породы; плотность морской воды. Каталоги 28 оценки риска Следующие абзацы будут формулировать каталоги 28 оценки риска, которые используются для логических выражений 22 оценки риска и алгоритмов 24 оценки риска. Значения каталогов 28, которые используются в качестве входных данных для алгоритмов 24 оценки риска и логических выражений 22 оценки риска, следующие: каталог матрицы риска; каталог вычисления риска; каталог компонентов бурильной колонны; каталог буровой коронки; каталог коэффициентов подачи; каталог воротника бура; каталог бурильных труб; каталог минимального и максимального расхода; каталог насосов;- 16013300 каталог буровой вышки; каталог установки констант и переменных; каталог труб. Выходные данные 18b1 оценки риска Следующие абзацы будут формулировать выходные данные 18b1 оценки риска, которые генерируются посредством алгоритмов 24 оценки риска. Выходные данные 18b1 оценки риска, которые генерируются посредством алгоритмов 24 оценки риска, включают в себя следующие типы выходных данных:(1) категории риска, (2) подкатегории риска и (3) отдельные риски. Категории риска, подкатегории риска и отдельные риски, входящие в состав выходных данных 18b1 оценки риска, содержат следующее. Следующие категории риска вычисляются: отдельный риск; усредненный отдельный риск; подкатегория риска; усредненная подкатегория риска; суммарный риск; усредненный суммарный риск; потенциальный риск для каждой задачи разработки; реальный риск для каждой задачи разработки. Следующие подкатегории риска вычисляются: риски выгод; риски потерь; риски прихвата трубы; механические риски. Следующие отдельные риски вычисляются:H2S и СO2; гидраты; глубина скважинной воды; извилистость; степень естественного искривления; индекс направленного бурения; угол наклона; горизонтальное смещение; износ обсадного крепления; высокое поровое давление; низкое поровое давление; твердая порода; мягкая порода; высокая температура; глубина воды к номиналу буровой вышки; глубина скважины к номиналу буровой вышки; масса бурового раствора к выбросу; масса бурового раствора к потерям; масса бурового раствора к разрыву; окно массы бурового раствора; окно устойчивости буровой скважины; устойчивость буровой скважины; длина интервала ствола скважины; конструктивный параметр обсадного крепления; зазор между стволом скважины и обсадным креплением; зазор между обсадными креплениями; зазор между обсадным креплением и буровой коронкой; линейный вес обсадного крепления; максимальное избыточное тяговое усилие обсадного крепления; нижний верх цемента; цемент к выбросу; цемент к потерям; цемент к разрыву; избыточная работа буровой коронки; работа буровой коронки; проходка буровой коронки; продолжительность работы буровой коронки; обороты буровой коронки;- 17013300 механическая скорость проходки (ROP) буровой коронки; максимальный запас избыточного тягового усилия бурильной колонны; прочность на сжатие буровой коронки; допустимые значения выброса; критический расход; максимальный расход; маленькая площадь промывочной насадки; давление стояка;ECD к потерям; подводное противовыбросовое устройство ВОР; большой ствол скважины; маленький ствол скважины; число обсадных колонн; обрыв бурильной колонны; буровой шлам. Логические выражения 22 оценки риска Следующие абзацы будут формулировать логические выражения 22 оценки риска. Логические выражения 22 оценки риска будут:(1) принимать входные данные 20 а, включающие в себя множество результатов вычисления входных данных, которые генерируются посредством входных данных 20 а;(2) определять, представляет ли каждый из множества результатов вычисления входных данных высокий риск, средний риск или низкий риск; и в ответ на это(3) генерировать множество значений риска (известное также как множество отдельных рисков),каждый из множества значений рисков/множества отдельных рисков, представляющих результат вычисления входных данных, был ранжирован либо как высокий риск, либо как средний риск, либо как низкий риск.- 18013300 Логические выражения 22 оценки риска включают в себя следующие: