Um dado híbrido

Aug 06, 2023

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 15773 (2022) Citar este artigo

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A janela de lama segura (SMW) define os limites permitidos dos pesos de lama que podem ser usados ​​durante a perfuração de poços de petróleo e gás. Controlar o peso da lama dentro dos limites do SMW ajudaria a evitar muitos problemas sérios, como problemas de instabilidade do poço, perda de circulação, etc. O SMW pode ser definido pelo peso mínimo da lama abaixo do qual pode ocorrer falha por cisalhamento (ruptura) (MWBO) e o máximo peso da lama acima do qual pode ocorrer falha por tração (quebra) (MWBD). Esses limites podem ser determinados a partir da análise geomecânica das formações de fundo de poço. No entanto, tal análise nem sempre é acessível para a maioria dos poços perfurados. Portanto, neste estudo, uma nova abordagem é introduzida para desenvolver um novo modelo baseado em dados para estimar a faixa segura de peso da lama em nenhum momento e sem custo adicional. Novos modelos foram desenvolvidos usando uma rede neural artificial (ANN) para estimar MWBO e MWBD diretamente dos dados de perfilagem que geralmente estão disponíveis para a maioria dos poços. Os modelos baseados em ANN foram treinados usando dados reais de um campo do Oriente Médio antes de serem testados por um conjunto de dados inédito. Os modelos alcançaram alta precisão superior a 92% ao comparar os valores de saída previstos e observados. Além disso, novas equações foram estabelecidas com base nos pesos e vieses dos modelos otimizados de ANN, por meio dos quais MWBO e MWBD podem ser calculados sem a necessidade de códigos complicados. Por fim, outro conjunto de dados do mesmo campo foi usado para validar as novas equações e os resultados demonstraram a alta robustez das novas equações para estimar MWBO e MWBD com um erro percentual absoluto médio baixo de 0,60% no máximo. Assim, ao contrário das abordagens convencionais dispendiosas, as equações recém-desenvolvidas facilitariam a determinação dos limites SMW de forma oportuna e economicamente eficaz, com alta precisão sempre que os dados de perfilagem estiverem disponíveis.

A geomecânica está entre as ciências que representam uma pedra angular quando se trata de planejamento e otimização de perfuração e desenvolvimento de campos de petróleo. Compreende o estudo das propriedades mecânicas das rochas, além da distribuição das tensões in situ nas proximidades do poço. A estimativa cuidadosa de tais informações é considerada um fator chave que pode ajudar a evitar uma ampla gama de problemas dispendiosos que podem ser encontrados durante as operações de perfuração, completação e estimulação. A geomecânica das formações subterrâneas pode ser estudada pela construção de modelos geomecânicos que imitam o estado geomecânico in-situ das formações1. Isso poderia contribuir para a investigação técnica de diferentes processos e, por sua vez, facilitar a redução de custos. O modelo geomecânico pode ser construído usando dados de perfilagem convencionais, ou seja, perfis de densidade de formação, perfis de porosidade, perfis acústicos, etc. além de alguns testes de campo e experimentos de laboratório baseados em núcleo para fins de calibração. A estabilidade do poço é considerada uma das principais preocupações durante o processo de perfuração. Dois problemas comuns se relacionam com a estabilidade do poço: falha por tração (fraturas) ou ruptura do poço (colapso). Como resultado, muitos problemas podem ocorrer perda de circulação, colagem de tubos, lavagens, etc. Portanto, deve-se tomar cuidado ao planejar bem a determinação da janela de lama segura para evitar tais eventos dispendiosos e que desperdiçam tempo. A janela de lama segura é normalmente determinada à luz do estado de tensão in situ das formações de fundo de poço2. As tensões de formação são descritas em termos de magnitude e direção em que a probabilidade de problemas de instabilidade do furo de poço pode ser avaliada. Consequentemente, dados precisos sobre a configuração de tensão in-situ são geralmente necessários ao longo da profundidade do poço para encontrar soluções viáveis ​​para possíveis problemas de instabilidade durante a perfuração. Isso pode ser obtido pela implantação do peso de lama ideal que existe dentro da faixa da janela de lama segura predefinida (SMW)3. O SMW pode ser determinado pela aplicação de modelagem geomecânica com base em dados de poço, incluindo tensões in situ, pressão de poros e propriedades mecânicas da rocha, juntamente com critérios de falha de rocha adequados4. No entanto, tal análise é considerada cara e demorada, o que limita sua acessibilidade para a maioria dos poços perfurados.