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1. WO2020223073 - AT-BIT SENSING OF ROCK LITHOLOGY

Publication Number WO/2020/223073
Publication Date 05.11.2020
International Application No. PCT/US2020/029245
International Filing Date 22.04.2020
IPC
E21B 44/00 2006.01
EFIXED CONSTRUCTIONS
21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
44Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems; Systems specially adapted for monitoring a plurality of drilling variables or conditions
E21B 41/00 2006.01
EFIXED CONSTRUCTIONS
21EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
BEARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
41Equipment or details not covered by groups E21B15/-E21B40/95
CPC
E21B 2200/20
EFIXED CONSTRUCTIONS
21EARTH DRILLING; MINING
BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING
2200Special features related to earth drilling for obtaining oil, gas or water
20Computer models or simulations, e.g. for reservoirs under production, drill bits
E21B 2200/22
EFIXED CONSTRUCTIONS
21EARTH DRILLING; MINING
BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING
2200Special features related to earth drilling for obtaining oil, gas or water
22Fuzzy logic, artificial intelligence, neural networks or the like
E21B 44/04
EFIXED CONSTRUCTIONS
21EARTH DRILLING; MINING
BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING
44Automatic control systems specially adapted for drilling operations, i.e. self-operating systems which function to carry out or modify a drilling operation without intervention of a human operator, e.g. computer-controlled drilling systems
02Automatic control of the tool feed
04in response to the torque of the drive ; ; Measuring drilling torque
E21B 45/00
EFIXED CONSTRUCTIONS
21EARTH DRILLING; MINING
BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING
45Measuring the drilling time or rate of penetration
E21B 47/00
EFIXED CONSTRUCTIONS
21EARTH DRILLING; MINING
BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING
47Survey of boreholes or wells
E21B 7/06
EFIXED CONSTRUCTIONS
21EARTH DRILLING; MINING
BEARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING
7Special methods or apparatus for drilling
04Directional drilling
06Deflecting the direction of boreholes
Applicants
  • HARVEY, Peter, R. [US]/[US]
Inventors
  • HARVEY, Peter, R.
Agents
  • FAGIN, Richard, A.
Priority Data
62/839,90029.04.2019US
Publication Language English (EN)
Filing Language English (EN)
Designated States
Title
(EN) AT-BIT SENSING OF ROCK LITHOLOGY
(FR) DÉTECTION AU NIVEAU DU TRÉPAN DE LITHOLOGIE DE ROCHE
Abstract
(EN)
A method is described for predicting geo-mechanical and physical properties of subterranean rock at the cutting surface of a drill bit during drilling operations using machine learning model(s). Said models are driven by a set of subterranean measurements related to the structural, physical response of subterranean rock mechanical failure in combination with the measure of SMSE. The geo-mechanical and physical properties of subterranean rock may include measures of rock geo-mechanical strength, unconfined compressive strength (UCS), porosity, density, natural gamma ray, and/or borehole natural fracture network. Said machine learning models are developed (or trained) using historical drilling data sets of subterranean sensors through correlation to an accepted or accurate measure of subterranean rock properties. Said predicted measures may be further processed along with other data from oilfield development operations to provide vital information for drilling performance, well bore placement and engineered completion desing.
(FR)
L'invention concerne un procédé de détermination d'une mesure de la résistance géomécanique d'une roche souterraine au niveau de la surface de coupe d'un trépan au cours du forage à l'aide d'une seule mesure liée à la puissance mécanique au niveau du trépan. Cette mesure en association avec une mesure de débit volumétrique d'effondrement de roches définit une expression pour une énergie mécanique spécifique (SMSE). La SMSE correspond à la puissance mécanique au niveau du trépan divisée par le débit volumétrique de l'effondrement de roches sur un intervalle de temps quelconque. L'invention concerne un procédé de prédiction de propriétés géomécaniques et physiques (lithologie) de roche souterraine au niveau de la surface de coupe d'un trépan au cours d'opérations de forage à l'aide d'un ou de plusieurs modèles d'apprentissage machine (analytique de données). Lesdits modèles sont entraînés par un ensemble de mesures souterraines liées à la réponse structurale, physique de l'effondrement mécanique de la roche souterraine en association avec la mesure de SMSE. Les propriétés géomécaniques et physiques de la roche souterraine peuvent comprendre des mesures de résistance géomécanique de roche, de résistance à la compression sans étreinte latérale (ETCS), de porosité, de densité, de rayons gamma naturels et/ou de réseau de fractures naturelles de trou de forage. Lesdits modèles d'apprentissage machine sont développés (ou entraînés) à l'aide d'ensembles de données de forage historiques de capteurs souterrains par corrélation avec une mesure acceptée ou précise de propriétés de roche souterraine. Lesdites mesures prédites peuvent être en outre traitées conjointement avec d'autres données provenant d'opérations d'exploitation de champ pétrolifère pour fournir des informations vitales pour des performances de forage, un placement de puits de forage et une conception de complétion modifiée.
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