পিডিসি বিট আরওপি মডেলের মূল্যায়ন এবং মডেল সহগগুলির উপর শিলার শক্তির প্রভাব কীভাবে জানা যায়?

সারসংক্ষেপ

বর্তমান তেলের নিম্নমূল্যের পরিস্থিতি তেল ও গ্যাস কূপ খননের সময় বাঁচাতে এবং পরিচালন ব্যয় হ্রাস করার লক্ষ্যে ড্রিলিং অপ্টিমাইজেশনের উপর নতুন করে গুরুত্ব আরোপ করেছে। দ্রুততর ড্রিলিং প্রক্রিয়ার জন্য ড্রিলিং প্যারামিটার, বিশেষত বিটের ওজন এবং ঘূর্ণন গতি অপ্টিমাইজ করার ক্ষেত্রে রেট অফ পেনিট্রেশন (ROP) মডেলিং একটি প্রধান হাতিয়ার। এক্সেল ভিবিএ-তে তৈরি একটি অভিনব, সম্পূর্ণ স্বয়ংক্রিয় ডেটা ভিজ্যুয়ালাইজেশন এবং ROP মডেলিং টুল, ROPPlotter-এর সাহায্যে, এই কাজটি দুটি ভিন্ন পিডিসি বিট ROP মডেলের—হেয়ারল্যান্ড ও র‍্যাম্পারসাদ (১৯৯৪) এবং মোতাহারি প্রমুখ (২০১০)—মডেল পারফরম্যান্স এবং মডেল সহগগুলির উপর শিলার শক্তির প্রভাব অনুসন্ধান করে। এই দুটি পিডিসি বিট একটি বাকেন শেল হরাইজন্টাল ওয়েলের ভার্টিক্যাল সেকশনে তিনটি ভিন্ন স্যান্ডস্টোন ফরমেশনে, বিংহাম (১৯৬৪) দ্বারা বিকশিত একটি বেস কেস, অর্থাৎ সাধারণ ROP সম্পর্কের সাথে মডেলগুলোকে তুলনা করা হয়েছে। প্রথমবারের মতো, অন্যথায় একই রকম ড্রিলিং প্যারামিটারযুক্ত লিথোলজিগুলো পরীক্ষা করে ROP মডেল কো-এফিসিয়েন্টগুলোর উপর শিলার শক্তির তারতম্যের প্রভাবকে পৃথক করার চেষ্টা করা হয়েছে। এছাড়াও, উপযুক্ত মডেল কো-এফিসিয়েন্টের সীমা নির্বাচনের গুরুত্ব নিয়ে একটি বিশদ আলোচনা করা হয়েছে। শিলার শক্তি, যা হেয়ারল্যান্ড এবং মোতাহারির মডেলে বিবেচনা করা হলেও বিংহামের মডেলে করা হয়নি, তার ফলে পূর্বোক্ত মডেলগুলোর জন্য ধ্রুবক মাল্টিপ্লায়ার মডেল কো-এফিসিয়েন্টের মান বেশি হয় এবং এর পাশাপাশি মোতাহারির মডেলে RPM টার্ম এক্সপোনেন্টও বৃদ্ধি পায়। এই নির্দিষ্ট ডেটাসেটের ক্ষেত্রে তিনটি মডেলের মধ্যে হেয়ারল্যান্ড এবং রামপারসাদের মডেলটিকেই সেরা পারফর্ম করতে দেখা গেছে। প্রচলিত ROP মডেলিংয়ের কার্যকারিতা ও প্রয়োগযোগ্যতা প্রশ্নবিদ্ধ হয়, কারণ এই ধরনের মডেলগুলো একগুচ্ছ অভিজ্ঞতালব্ধ সহগের উপর নির্ভর করে, যেগুলোতে এমন অনেক ড্রিলিং ফ্যাক্টরের প্রভাব অন্তর্ভুক্ত থাকে যা মডেলের প্রণয়নে হিসাব করা হয়নি এবং যা একটি নির্দিষ্ট শিলাস্তরের জন্য অনন্য।

ভূমিকা

বর্তমানে তেল ও গ্যাস কূপ খননে পিডিসি (পলিক্রিস্টালাইন ডায়মন্ড কমপ্যাক্ট) বিটই প্রধান ধরনের বিট। বিটের কার্যকারিতা সাধারণত অনুপ্রবেশের হার (ROP) দ্বারা পরিমাপ করা হয়, যা প্রতি একক সময়ে খনন করা গর্তের দৈর্ঘ্যের নিরিখে কূপটি কত দ্রুত খনন করা হচ্ছে তার একটি সূচক। কয়েক দশক ধরে জ্বালানি সংস্থাগুলোর কর্মসূচির অগ্রভাগে রয়েছে ড্রিলিং অপটিমাইজেশন, এবং বর্তমান তেলের নিম্নমূল্যের পরিবেশে এর গুরুত্ব আরও বৃদ্ধি পেয়েছে (হেয়ারল্যান্ড ও র‍্যাম্পারসাদ, ১৯৯৪)। সর্বোত্তম ROP অর্জনের জন্য ড্রিলিং প্যারামিটার অপটিমাইজ করার প্রথম ধাপ হলো ভূপৃষ্ঠ থেকে প্রাপ্ত পরিমাপের সাথে ড্রিলিং হারের সম্পর্কযুক্ত একটি নির্ভুল মডেল তৈরি করা।

সাহিত্যে বেশ কিছু ROP মডেল প্রকাশিত হয়েছে, যার মধ্যে নির্দিষ্ট বিট ধরনের জন্য বিশেষভাবে তৈরি মডেলও রয়েছে। এই ROP মডেলগুলিতে সাধারণত বেশ কিছু অভিজ্ঞতালব্ধ সহগ থাকে যা শিলাস্তরের উপর নির্ভরশীল এবং ড্রিলিং প্যারামিটার ও অনুপ্রবেশের হারের মধ্যেকার সম্পর্ক অনুধাবনে বাধা সৃষ্টি করতে পারে। এই গবেষণার উদ্দেশ্য হলো দুটি ভিন্ন ড্রিলিং প্যারামিটার, বিশেষ করে শিলার দৃঢ়তা, পরিবর্তনের সাথে সাথে মডেলের কার্যকারিতা এবং মডেলের সহগগুলো কীভাবে ফিল্ড ডেটার প্রতি সাড়া দেয় তা বিশ্লেষণ করা।পিডিসি বিট মডেলগুলো (হেয়ারল্যান্ড ও র‍্যাম্পারসাদ, ১৯৯৪, মোতাহারি প্রমুখ, ২০১০)। মডেলের সহগ এবং কার্যকারিতা একটি বেস কেস ROP মডেল (বিংহাম, ১৯৬৪)-এর সাথেও তুলনা করা হয়, যা একটি সরলীকৃত সম্পর্ক এবং শিল্পক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা প্রথম ROP মডেল হিসেবে কাজ করেছিল এবং এখনও ব্যবহৃত হচ্ছে। বিভিন্ন শিলা শক্তি সম্পন্ন তিনটি বেলেপাথর স্তরের ড্রিলিং ফিল্ডের তথ্য বিশ্লেষণ করা হয় এবং এই তিনটি মডেলের সহগ গণনা করে একে অপরের সাথে তুলনা করা হয়। এটি অনুমান করা হয় যে প্রতিটি শিলা স্তরে হেয়ারল্যান্ড এবং মোতাহারির মডেলের সহগগুলো বিংহামের মডেলের সহগগুলোর চেয়ে বিস্তৃত পরিসরে থাকবে, কারণ বিংহামের মডেলে বিভিন্ন শিলা শক্তিকে স্পষ্টভাবে বিবেচনা করা হয়নি। মডেলের কার্যকারিতাও মূল্যায়ন করা হয়, যার ফলে উত্তর ডাকোটার বাকেন শেল অঞ্চলের জন্য সেরা ROP মডেলটি বেছে নেওয়া সম্ভব হয়।

এই কাজে অন্তর্ভুক্ত ROP মডেলগুলো অনমনীয় সমীকরণ দ্বারা গঠিত, যা কয়েকটি ড্রিলিং প্যারামিটারকে ড্রিলিং হারের সাথে সম্পর্কিত করে এবং এতে এক সেট অভিজ্ঞতামূলক সহগ থাকে যা হাইড্রলিক্স, কাটার-রক ইন্টারঅ্যাকশন, বিট ডিজাইন, বটম-হোল অ্যাসেম্বলির বৈশিষ্ট্য, মাডের ধরন এবং হোল ক্লিনিং-এর মতো মডেল করা কঠিন এমন ড্রিলিং প্রক্রিয়াগুলোর প্রভাবকে একত্রিত করে। যদিও এই প্রচলিত ROP মডেলগুলো সাধারণত ফিল্ড ডেটার সাথে তুলনা করলে ভালো ফল দেয় না, তবুও এগুলো নতুন মডেলিং কৌশলের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ সোপান হিসেবে কাজ করে। বর্ধিত নমনীয়তাসহ আধুনিক, আরও শক্তিশালী, পরিসংখ্যান-ভিত্তিক মডেলগুলো ROP মডেলিংয়ের নির্ভুলতা উন্নত করতে পারে। গ্যান্ডেলম্যান (২০১২) ব্রাজিলের উপকূলীয় প্রাক-লবণ অববাহিকার তেল কূপগুলোতে প্রচলিত ROP মডেলের পরিবর্তে কৃত্রিম নিউরাল নেটওয়ার্ক ব্যবহার করে ROP মডেলিংয়ে উল্লেখযোগ্য উন্নতির কথা জানিয়েছেন। বিলগেসু প্রমুখ (১৯৯৭), মোরান প্রমুখ (২০১০) এবং এসমায়েলি প্রমুখ (২০১২)-এর গবেষণাতেও ROP পূর্বাভাসের জন্য কৃত্রিম নিউরাল নেটওয়ার্ক সফলভাবে ব্যবহৃত হয়েছে। তবে, ROP মডেলিংয়ের এই ধরনের উন্নতি মডেলের ব্যাখ্যাযোগ্যতার বিনিময়ে আসে। অতএব, প্রচলিত ROP মডেলগুলো এখনও প্রাসঙ্গিক এবং একটি নির্দিষ্ট ড্রিলিং প্যারামিটার কীভাবে অনুপ্রবেশের হারকে প্রভাবিত করে, তা বিশ্লেষণ করার জন্য এটি একটি কার্যকর পদ্ধতি প্রদান করে।

ROPPlotter, যা মাইক্রোসফট এক্সেল ভিবিএ-তে তৈরি একটি ফিল্ড ডেটা ভিজ্যুয়ালাইজেশন এবং ROP মডেলিং সফটওয়্যার (সোয়ারেস, ২০১৫), মডেলের সহগ গণনা করতে এবং মডেলের কার্যকারিতা তুলনা করতে ব্যবহৃত হয়।