A Switching MPD Controller for Mitigating Riser Gas Unloading Events in Offshore Drilling
Notice bibliographique
Résumé
Summary Riser gas unloading events in subsea well construction are hazardous and difficult to control. When a gas influx enters the wellbore and dissolves in nonaqueous fluids (NAFs), it may go unnoticed because the pit gain on the surface may be minimal and remain below the detection threshold when using conventional well control indicators. Once the dissolved gas is circulated up and comes out of the solution at pressure and temperature conditions below the bubblepoint, it can quickly displace a large volume of mud in the riser or the chokeline. When this breaking out of gas occurs at a shallow depth, it leaves little time for the rig crew to react. In this paper, we present a novel managed pressure drilling (MPD) approach for riser gas unloading control that makes use of a pressurized riser drilling (PRD) controller. The PRD method employs the constant bottomhole pressure (CBHP) controller for normal operations (e.g., drilling and circulation of kick), whereas it offers a more comprehensive way to manage and control a riser gas unloading behavior. The PRD choke controller dynamically applies a backpressure on the dissolved gas–NAF mixture in the riser to delay, minimize, or even prevent the gas breaking out at locations closer to the surface. The control algorithm considers the pressure limits of the riser and of the openhole formations and can adjust for kick uncertainties (e.g., whether the kick is a gas, liquid, or both, its volume and distribution). The proposed PRD controller consists of three operation modes: pressure control mode, flow control mode, and solubility control mode, with each mode applicable to its corresponding operating condition. The controller can automatically switch among different modes on the basis of the observed kick behavior, thereby gaining the ability to compensate for the limitations of the individual control modes and, more importantly, to deal with kicks agnostically, i.e., independent of their nature. The proposed controller is evaluated by simulating different riser gas unloading scenarios. Here, two distinct cases are given special consideration: (1) the case in which the subsea blowout preventers (BOPs) remain open after the kick passes them and the controller regulates the pressure using the maximum allowable surface pressure (MASP) or downhole fracture gradient as an upper limit and (2) the case in which the subsea BOPs are closed after the kick passes them and the controller regulates the pressure within the riser pressure limits when the kick is circulated to the surface using the riser booster pump. Simulation results show that the proposed controller can quickly and robustly control the riser gas unloading situations with complicated transient conditions, without fracturing downhole formations or jeopardizing the pressure integrity of the riser. The developed PRD controller aims to help mitigate some of the concerns about riser gas unloading when the dissolved gas is allowed to pass the subsea BOPs and enter the riser and to facilitate the implementation of more automated subsea well control using MPD technology in the foreseeable future.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».