Un dato ibrido

Aug 06, 2023

Scientific Reports volume 12, numero articolo: 15773 (2022) Citare questo articolo

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La finestra di fango sicuro (SMW) definisce i limiti consentiti dei pesi del fango che possono essere utilizzati durante la perforazione di pozzi O&G. Controllare il peso del fango entro i limiti di SMW aiuterebbe a evitare molti problemi seri come problemi di instabilità del pozzo, perdita di circolazione, ecc. SMW può essere definito dal peso minimo del fango al di sotto del quale può verificarsi la rottura per taglio (breakout) (MWBO) e il massimo peso del fango al di sopra del quale può verificarsi la rottura per trazione (MWBD). Questi limiti possono essere determinati dall'analisi geomeccanica delle formazioni downhole. Tuttavia, tale analisi non è sempre accessibile per la maggior parte dei pozzi perforati. Pertanto, in questo studio, viene introdotto un nuovo approccio per sviluppare un nuovo modello basato sui dati per stimare l’intervallo di peso sicuro del fango in pochissimo tempo e senza costi aggiuntivi. Sono stati sviluppati nuovi modelli utilizzando una rete neurale artificiale (ANN) per stimare sia MWBO che MWBD direttamente dai dati di registrazione normalmente disponibili per la maggior parte dei pozzi. I modelli basati su ANN sono stati addestrati utilizzando dati reali provenienti da un campo del Medio Oriente prima di essere testati su un set di dati invisibile. I modelli hanno raggiunto un'elevata precisione superiore al 92% confrontando i valori di output previsti e osservati. Inoltre, sono state stabilite nuove equazioni basate sui pesi e sui bias dei modelli ANN ottimizzati, per cui sia MWBO che MWBD possono essere calcolati senza la necessità di codici complicati. Infine, un altro set di dati dello stesso campo è stato poi utilizzato per convalidare le nuove equazioni e i risultati hanno dimostrato l’elevata robustezza delle nuove equazioni per stimare MWBO e MWBD con un errore percentuale assoluto medio basso pari allo 0,60% al massimo. Pertanto, a differenza dei costosi approcci convenzionali, le equazioni di recente sviluppo faciliterebbero la determinazione dei limiti SMW in modo tempestivo ed economicamente efficace, con elevata precisione ogni volta che i dati di registrazione sono disponibili.

La geomeccanica è tra le scienze che rappresentano una pietra miliare quando si tratta di pianificazione e ottimizzazione delle perforazioni e dello sviluppo dei giacimenti petroliferi. Comprende lo studio delle proprietà meccaniche delle rocce oltre alla distribuzione degli sforzi in situ in prossimità del pozzo. Una stima attenta di tali informazioni è considerata un fattore chiave che potrebbe aiutare a evitare un'ampia gamma di problemi costosi che potrebbero verificarsi durante le operazioni di perforazione, completamento e stimolazione. La geomeccanica delle formazioni sotterranee può essere studiata costruendo modelli geomeccanici che imitano lo stato geomeccanico in situ delle formazioni1. Ciò potrebbe contribuire all'indagine tecnica di diversi processi e, a sua volta, facilitare la riduzione dei costi. Il modello geomeccanico può essere costruito utilizzando dati di registrazione convenzionali, ovvero registri di densità di formazione, registri di porosità, registri acustici, ecc. oltre ad alcuni test sul campo ed esperimenti di laboratorio basati su carote per scopi di calibrazione. La stabilità del pozzo è considerata una delle principali preoccupazioni durante il processo di perforazione. Due problemi comuni riguardano la stabilità del pozzo: cedimento da trazione (fratture) o cedimento del pozzo (crollo). Di conseguenza, possono verificarsi molti problemi: perdita di circolazione, incollaggio dei tubi, dilavamenti, ecc. Pertanto, è necessario prestare attenzione durante una corretta pianificazione per determinare la finestra di fango sicura per evitare tali eventi costosi e dispendiosi in termini di tempo. La finestra di fango sicura viene generalmente determinata alla luce dello stato di stress in situ delle formazioni del fondo pozzo2. Le tensioni di formazione sono descritte sia in termini di magnitudo che di direzione, per cui è possibile valutare la probabilità di problemi di instabilità del pozzo. Di conseguenza, sono solitamente necessari dati accurati sulla configurazione delle sollecitazioni in situ lungo la profondità del pozzo per trovare soluzioni praticabili a potenziali problemi di instabilità durante la perforazione. Ciò può essere ottenuto distribuendo il peso ottimale del fango che esiste entro l'intervallo della finestra di fango sicuro predefinita (SMW)3. La SMW può essere determinata applicando la modellazione geomeccanica basata sui dati del pozzo, comprese le sollecitazioni in situ, la pressione dei pori e le proprietà meccaniche della roccia abbinate ad idonei criteri di rottura della roccia4. Tuttavia, tale analisi è considerata costosa e dispendiosa in termini di tempo, il che ne limita l'accessibilità per la maggior parte dei pozzi perforati.