优化耦接的注入井-生产井液体驱油体系中的生产井和注入井两者上的流量控制装置性质制造方法及图纸

本公开的实施方案包括计算机实现的方法、设备和包括可执行指令的计算机程序产品，所述计算机可执行指令在被执行时执行用于确定耦接的注入井‑生产井液体驱油体系中的注入井和生产井两者的沿着所述生产井产生均匀的驱油的流量控制装置(FCD)性质的方法的操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】专利技术背景1.专利
本公开一般来说涉及地下矿床的采收，且更具体地说涉及用于优化沿着耦接的注入井-生产井液体驱油体系中的注入井和生产井两者的一个或多个流量控制装置的放置和其它性质以用于改进来自储层的采收率的目的的方法和系统。2.
技术介绍
液体注入指石油工业中的方法，其中将流体(通常是水)注入至储层中以增大压力并模拟生产。举例来说，在某些例子中，水替换已取走的油，因而长期地维持生产率和压力。另外，在某些情形中，水取代或扫除来自储层的油并将其朝井推动。可在陆上和海上发现液体注入井以增大来自现有储层的石油采收率。附图简述下文参看附图详细描述本专利技术的说明性实施方案，附图以引用的方式并入本文中，且其中：图1是描绘根据公开的实施方案的在注入井和生产井两者上使用流量控制装置的液体注入方法的图；图2是指示根据公开的实施方案的邻近注入井和生产井对的储层区域的截面的示意图；图3是描绘根据公开的实施方案的用于确定耦接的注入井-生产井液体驱油体系中的注入井和生产井两者上的流量控制装置的朝着生产井产生均匀的驱替前缘的最佳性质的计算机实现的方法的实例的流程图；图4是说明根据公开的实施方案的描绘在具有均匀性质的地层的情况下的公开的过程的收敛的图表的实例的图；图5是说明根据公开的实施方案的描绘针对具有均匀性质的地层和具有渗透率的逐步改变的地层的流量控制装置分布函数的图表的实例的图；图6是说明根据公开的实施方案的描绘针对具有均匀性质的地层和具有渗透率的逐步改变的地层的流量控制装置直径的最佳分布的图表的实例的图；图7是说明根据公开的实施方案的描绘具有逐步改变的孔隙度的分布的图表的实例的图；以及图8是说明用于实现公开的实施方案的系统的一个实施方案的框图。具体实施方式如上文所陈述，水注入是提供储层压力支持的广泛使用的方法，储层压力支持显著增大从储层采收的石油的量。水注入用于垂直井和水平井中。所注入的水，有时具有化学添加剂，有助于增大储层中的耗尽压力且使石油在生产井的方向上移动。然而，因为沿着井的摩擦压降和储层渗透率变化，所以沿着井长度通常存在不均匀的流体通量。举例来说，通常较高注入和生产流速在井的踵部发生，这增大所注入的液体在此区域中突破的可能性。根据公开的实施方案，对抗此不平衡的一种方法是沿着注入井
100以及生产井和生产井200两者使用一个或多个流量控制装置(FCD)102以通过在井壁建立额外压降来平衡或均衡流速，如图1中所示。如本文中所提到，流量控制装置(FCD)是耦接至井筒的包括流入控制装置(ICD)的任何装置，其引起井筒与储层之间的压降以减少井筒与在流量控制装置的位置处的储层之间的流动。根据公开的实施方案的FCD的非限制性真实实例包括都可从购得的注入系统和流入控制装置(ICD)。为了优化通过液体驱油辅助的井的生产，FCD设计必须考虑从踵部到趾端的高水位下降和储层不均匀性。为了实现最佳注入，FCD放置需要连接至储层和井筒的详细的物理特性。然而，到目前为止，尚未开发用于确定FCD的恰当的放置或其它性质的容易的方法。实情是，当前方法依赖于手动试错过程，其中使用模拟软件(诸如可从Landmark Graphics Corporation购得的NEToolTM)沿着水平井模拟FCD的各种大小/类型和放置。因此，公开的实施方案呈现用于计算耦接的注入井-生产井液体驱油体系中的注入井和生产井两者的沿着生产井产生均匀的生产前缘以用于最大化石油的总采收率的最佳FCD放置和其它参数(例如，孔的数目和孔的大小，和/或FCD的数目和类型)的数值算法和模拟方法。公开的实施方案将通过利用简化的耦接的储层-井筒流体动力学模型的几个实例来进行说明，该模型考虑FCD对注入和生产井筒中的流动和驱油动力学的影响。然而，公开的实施方案和方法可应用于复杂程度不同的耦接的储层-井筒模型。通过参看附图的图1至图8来最好地理解公开的实施方案和其优点，相同数字用于各附图中的相同和对应的部分。在审查以下图式和详细描述后，公开的实施方案的其它特征和优点对于本领域技术人员来说将是或将变成显而易见的。旨在将所有此类额外特征和优点包括
在公开的实施方案的范围内。另外，所示的图式仅仅是示例性的且无意声称或暗示关于可实现不同实施方案的环境、架构、设计或过程的任何限制。如本文中所使用，单数形式“一”和“所述”旨在同样包括复数形式，除非上下文另外清楚地指示。应进一步理解，术语“包括”在本说明书和/或权利要求书中使用时指定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但不排除存在或添加一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。所附权利要求书中的所有构件或步骤加功能元件的对应结构、材料、动作和等效物旨在包括用于结合如特定地要求的其它要求的元件执行功能的任何结构、材料或动作。本专利技术的描述已出于说明和描述的目的而呈现，但无意是详尽的或以公开的形式限制本专利技术。选择和描述实施方案以解释本专利技术的原理和实际应用，且使得本领域技术人员能够理解要求保护的专利技术。现在参看图2，呈现描绘邻近注入井和生产井对的储层区域的截面的示意图的图式。注入井100附近的注入区110填充有注入的流体，而占据生产井200附近的生产区210的液体大部分是石油。注入区110和生产区210由驱替前缘150分隔，驱替前缘150缓慢地远离注入井100向生产井200移动。在一个实施方案中，使用拉普拉斯方程式确定注入区110和生产区210中的压力分布，假定拉普拉斯方程式具有以下简单形式：其中rin和rpr分别是注入井和生产井的中心的矢径，且r0是井半径，假设两个井的半径相同。注入液体和石油的物理性质的显著差异由以下事实解释，注入区的系数ain、bin和cin与生产区的膨胀系数的
对应系数apr、bpr和cpr不同。这些系数是从前缘和储层边界的连续性条件得到的：在一个实施方案中，井-储层边界(砂面)处的压力和ppe是从对井中的流体动力学问题求解得到的且用以根据以下方程式确定方程式1和1.1中的常量：其中d是井之间的距离，假设其远大于其半径。另外，在某些实施方案中，储层边界处的压力值pB用以根据以下方程式确定方程式1和1.1中的常量：|r-rpr|＝rB：ppr＝pB (方程式3)在一个实施方案中，基于以下方程组将跨越驱替前缘的压力设置为连续的：|r-rin|＝y，|r-rpr|＝d-y：pin＝ppr (方程式4)其中y是前缘与中心注入井之间的沿着连接井的中心的线的距离。在一个实施方案中，假设按照压力表达式中的每一者书写的前缘速度(如在方程式1和1.1中所表达)相同且基于以下方程组确定：Vf＝Vfi＝Vfp (方程式5)其中Vf是前缘速度，k0和φ是地层的绝对渗透率和孔隙度，k’in和k’pr是所注入的液体和石油的相对渗透率，μin和μpr是这些液体的粘度，且ΔSin和ΔSpr是所注入的液体和石油在前缘处的饱和度改变。在一个实施方案中，系数ain和bpr的比例是通过沿着表示驱替前缘的轮廓求方程式5.1的积分而获得的。考虑表示在前缘与连接生产井和注入井的线的交叉点处的速度Vfi和Vfp的相等性的方程式5.2得到系数bin和apr之间的比例。在一个实施方案中，可对方程式2至5的线性系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定耦接的注入井‑生产井液体驱油体系中的注入井和生产井两者的沿着所述生产井产生均匀的生产前缘的流量控制装置(FCD)性质的计算机实现的方法，所述方法包括：初始化FCD分布函数以具有均匀的FCD分布轮廓；执行指令循环，所述指令执行包括以下各项的操作：确定所述注入井中的流量分布和前缘传播直到所注入的体积到达所述生产井为止；确定沿着所述注入井的长度具有最少前缘推进的参考位置；调整所述FCD分布函数；确定获得的最终注入的前缘形状与目标轮廓之间的轴向变化；确定所述轴向变化是否在预定收敛值内；响应于确定所述轴向变化不在所述预定收敛值内，重复所述循环；响应于确定所述轴向变化在所述预定收敛值内，退出所述循环；以及确定所述注入井和所述生产井两者的沿着所述生产井产生所述均匀的生产前缘的所述FCD性质。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定耦接的注入井-生产井液体驱油体系中的注入井和生产井两者的沿着所述生产井产生均匀的生产前缘的流量控制装置(FCD)性质的计算机实现的方法，所述方法包括：初始化FCD分布函数以具有均匀的FCD分布轮廓；执行指令循环，所述指令执行包括以下各项的操作：确定所述注入井中的流量分布和前缘传播直到所注入的体积到达所述生产井为止；确定沿着所述注入井的长度具有最少前缘推进的参考位置；调整所述FCD分布函数；确定获得的最终注入的前缘形状与目标轮廓之间的轴向变化；确定所述轴向变化是否在预定收敛值内；响应于确定所述轴向变化不在所述预定收敛值内，重复所述循环；响应于确定所述轴向变化在所述预定收敛值内，退出所述循环；以及确定所述注入井和所述生产井两者的沿着所述生产井产生所述均匀的生产前缘的所述FCD性质。2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中调整所述FCD分布函数包括：减小所述FCD分布函数在所述前缘与所述参考位置处的所述前缘相比已推进的点处的值。3.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所述预定收敛值是注入井与所述生产井之间的距离的10-5。4.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中沿着所述注入井的长度的所述参考位置在所述循环的后续迭代期间不改变。5.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中确定所述FCD性质包括确定沿着所述注入井和所述生产井的长度的所述FCD的各种孔直径。6.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中确定所述FCD性质包括确定沿着所述注入井和所述生产井的所述长度的所述FCD的放置。7.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中注入井与所述生产井不平行。8.一种系统，其包括：至少一个处理器；以及至少一个存储器，其耦接至所述至少一个处理器，所述至少一个存储器存储用于确定耦接的注入井-生产井液体驱油体系中的注入井和生产井两者的沿着所述生产井产生均匀的生产前缘的流量控制装置(FCD)性质的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令包括用于执行以下操作的指令：初始化FCD分布函数以具有均匀的FCD分布轮廓；执行指令循环，所述指令执行包括以下各项的操作：确定所述注入井中的流量分布和前缘传播直到所注入的体积到达所述生产井为止；确定沿着所述注入井的长度具有最少前缘推进的参考位置；调整所述FCD分布函数；确定获得的最终注入的前缘形状与目标轮廓之间的轴向变化；确定所述轴向变化是否在预定收敛值内；响应于确定所述轴向变化不在所述预定收敛值内，重复所述循环；响应于确定所述轴向变化在所述预定收敛值内，退出所述循环；以及确定所述注入井和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·菲利波夫，V·科里亚科夫，
申请(专利权)人：界标制图有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US