KFUPM ePrints

OPTIMIZATION OF DRILLING PARAMETERS USING SPECIFIC ENERGY IN REAL TIME

l OPTIMIZATION OF DRILLING PARAMETERS USING SPECIFIC ENERGY IN REAL TIME. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

[img]
Preview
PDF
5Mb

Arabic Abstract

إن الحفرالأمثل للآبار النفطية يستخدم على نطاق واسع لتحقيق الكفاءة القصوى للحفر. لقد إستفادت تقنية الحفر من العديد من البرامجيات في عملية تحسين كفاءة الحفر مثل القياس أثناء الحفر, أجهزة الإستشعار السطحية, برامج الكمبيوتر, بالإضافة إلى الأشخاص ذوي الخبرة في هذا المجال. إن من سلبيات عمليات تحسين الحفر التقليدية هي عدم إستخدام البيانات في الوقت الفعلي والذي بدوره يؤدي إلى جعل عملية التحسين غير فعالة. إن البيانات في الوقت الفعلي وكذلك البيانات من موقع الحفر يجب أن تُستخدم لجعل عملية التحسين أكثر دقة وكفاءة. إن المعاملات الرئيسية التي ينبغي أن نأخذها بعين الإعتبار في عملية تحسين الحفر هي بيانات الحفر التي يمكن تحسينها بشكل أمثل من خلال زيادة سرعة الحفر. في هذا البحث تم تحسين سرعة الحفر باستخدام طاقة الحفر النوعية على أساس الوقت الفعلي وبيانات الحفر. إن هذا البحث إشتمل على تعريف كافة المشاكل التي يتعين حلها وكذلك صياغة أهداف الحفر الأمثل في شكل معادلات رياضية ومن ثم حل هذا المعادلات. إن إدخال هيدروليكية مثقب الحفر (أداة الحفر) ساهمت في تحسين معدل سرعة الحفر بشكل كبير. إن الجزء الأول من هذا البحث إشتمل على تطوير علاقات رياضية بين سرعة الحفر والمعاملات المؤثرة على سرعة الحفر مثل (الوزن على مثقب الحفر, معدل دوران المثقب, عزم الدوران, معدل جريان سائل الحفر وكذلك هيدروليكية المثقب). إن تقنية تحسين الحفر المقترحة إستُخدمت لتحديد القيمة المثُلى أو الحل لكل المعاملات المؤثرة (على سبيل المثال فإن زيادة الوزن على المثقب ربما يكون سببا في زيادة سرعة الحفر ولكن سوف يؤثر سلبا على عمر المثقب ويقصر من عمره وقد يؤدي ذلك إلى إنهيار المثقب ومن ثم ضرورة إستبداله لذلك فإن عملية التحسين المثلى تكون مطلوبة). إن التدقيق في جودة البيانات المستخدمة تم تنفيذه في هذا البحث عن طريق معايير خاصة وتم إستخدام تقنية التحسين بطريقة سرب الجزيئات Particle Swarm Optimization (PSO). إن هذا البحث سوف يكون له تأثير على مجال تكنولوجيا النفط والغاز عن طريق تحسين كفاءة معاملات الحفر. هذا التحسين سوف يتحقق من خلال تقليل كلفة الحفر عن طريق تطوير نظام فعال للحفر والذي يستند إلى بيانات ذات نوعية جيدة في الوقت الفعلي وجعل عملية الحفر أكثر كفاءة وأقل كلفة.

English Abstract

Drilling optimization has been used widely to maximize the drilling efficiency of oil and gas wells. Several soft and hard wares were used in the optimization process, such as, Measurements While Drilling (MWD), surface sensors, computer software, and experienced expert personnel. The disadvantage of using conventional drilling optimization processes is the independency of real time data which make the optimization process inefficient. Real time and rig-site data should be used to make the optimization more accurate and efficient. The main parameter that should be looked into in the optimization process is the drilling time that can be optimized by increasing the penetration rate. In this research the rate of penetration (ROP) will be optimized using drilling specific energy (DSE) based on real time and rig-site data. The work will involve adequately defining the problems to be solved, formulating the objectives of drilling optimization tasks into mathematical equations and solving the formulated optimization problems. Introducing bit hydraulics will improve the ROP significantly. The first part of this work will involve the development of a correlation between rate of penetration (ROP) and the affecting parameters such as Weight on Bit (WOB), Revolution per Minute (RPM), Torque (T), drilling fluid circulation rate (Qm), and bit hydraulics (HPb). The proposed optimization technique will be used to identify the optimum value or solution to all the involved parameters, for example increasing WOB may increase the ROP but it will shorten the bit life and it may cause bit failure, therefore, optimization is required. The field data Quality Assurance/Quality Control (QA/QC) will be implemented and the Particle Swarm Optimization (PSO) technique will be used. This work will have impact on the oil and gas technology area by improving the drilling operations efficiency. This improvement will be achieved by reducing the drilling cost through the development of an efficient drilling system that is based on real time good quality data.



Item Type:Thesis (PhD)
Subjects:Petroleum
Divisions:College Of Engineering Sciences > Petroleum Engineering Dept
Committee Advisor:Al-Majed, Abdulaziz
Committee Co-Advisor:Awotunde, Abeeb
Committee Members:Abdulraheem, Abdulazeez and Elshafei, Moustafa and Shaohua, Zhou
ID Code:138990
Deposited By:KHAMIS MOHAMMAD ALI (g200204360)
Deposited On:11 Sep 2013 21:20
Last Modified:24 Nov 2014 10:46

Repository Staff Only: item control page