[发明专利]穿透率的优化

说明书

一种方法包括：接收表征经历钻进的第一地层的一个或多个特性的传感器数据；基于所接收的传感器数据和多个集群历史数据确定第一地层的标识；基于第一地层的标识和目标穿透率中的一个或多个确定被配置为穿透第一地层的钻的目标操作参数，目标操作参数被配置为实现钻的穿过第一地层的目标穿透率；以及基于目标操作参数改变钻的操作。还描述了相关设备、系统、制品和技术。

相关申请

本申请根据35U.S.C.119(e)要求于2018年1月26日提交的美国临时专利申请号62/622,733优先权，其全部内容据此通过引用明确地并入本文。

背景技术

钻穿透地面的速度称为穿透率(ROP)。ROP可取决于钻的操作参数，诸如施加在钻头上的向下力(“钻头重量”)和钻头的角转速。ROP也可能取决于钻进过程期间遇到的岩层。例如，对于给定的一组操作参数，ROP可在快速钻进地层(例如，砂岩)中增加，并且可在慢速钻进地层(例如，页岩)中减小。

岩层的期望ROP可取决于例如岩层的密度、岩层的孔隙率等。因此，当钻进入岩层时，可能需要改变其操作参数(例如，钻头重量、旋转速度等)，以获得岩层的期望ROP。当前，钻进的操作参数(以及产生的ROP)可由操作者基于他们的经验来确定。

发明内容

总体上，提供了用于优化穿透率的设备、系统、方法和制品。

在一方面，一种方法包括：接收表征经历钻进的第一地层的一个或多个特性的传感器数据；基于所接收的传感器数据和多个集群历史数据确定所述第一地层的标识；基于所述第一地层的所述标识和目标穿透率中的一个或多个确定被配置为穿透所述第一地层的钻的目标操作参数，所述目标操作参数被配置为实现所述钻的穿过所述第一地层的所述目标穿透率；以及基于所述目标操作参数改变所述钻的所述操作。

以下特征中的一个或多个可包括在任何可行的组合中。例如，所述方法可包括生成集群历史数据。所述生成可包括：接收指示包括所述第一地层的多个地层的检测特性的历史传感器数据；将所述历史传感器数据编码为编码数据；将所述编码数据聚类为指示所述多个地层的多个集群编码数据；以及基于所述多个集群编码数据将所述历史传感器数据聚类为多个集群历史数据。所述多个集群历史数据可指示所述多个地层。将所述编码数据聚类为所述多个集群编码数据可包括对所述编码数据应用无监督聚类算法。所述无监督聚类算法可被配置为：识别所述编码数据中的第一地层特性；以及基于所述第一地层特性对所述编码数据进行聚类。确定所述第一地层的所述标识可包括：识别代表所接收的传感器数据的所述多个集群历史数据中的第一集群历史数据；以及将所述第一地层的所述标识设置为与所述第一集群历史数据相关联的地层。所述方法可包括至少基于所述第一集群历史数据生成用于所述第一地层的预测模型。所述预测模型可被配置为基于所述第一地层的所述标识和所述目标穿透率来确定所述目标操作参数。生成所述预测模型可包括：确定特性方程的一个或多个系数，所述特性方程被配置为接收代表所述第一地层和所述目标穿透率的值作为输入并生成所述目标操作参数作为输出。所述预测模型可包括贝叶斯混合模型和基于高斯过程的模型中的一个模型。所述预测模型可由全局进化算法生成。

还描述了存储指令的非暂态计算机程序产品(即，物理地体现的计算机程序产品)，该指令当由一个或多个计算系统的一个或多个数据处理器执行时，使得至少一个数据处理器执行本文的操作。类似地，还描述了可包括一个或多个数据处理器和耦接到该一个或多个数据处理器的存储器的计算机系统。该存储器可暂时或永久地存储使得至少一个处理器执行本文所述的操作中的一个或多个操作的指令。此外，方法可由单个计算系统内的或分布在两个或更多个计算系统中的一个或多个数据处理器来实现。此类计算系统可经由一个或多个连接、包括网络(例如，互联网、无线广域网、局域网、广域网、有线网络等)上的连接、经由多个计算系统中的一个或多个计算系统之间的直接连接等来连接并且可交换数据和/或命令或其他指令等。

附图说明

根据以下结合附图的详细描述，将更容易理解这些和其他特征，其中：