用于具有天然裂缝性储层的油田的水平井设计制造技术

用于在具有天然裂缝性储层的油气田中设计水平井的方法、系统和计算机程序产品整合了来自多个油田相关学科的工作流程以实现动态和整合的解决方案，所述工作流程包括地球物理学工作流程、地质力学工作流程以及完井和开采工作流程。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本文所公开的示例性实施方案总体上涉及通过整合来自多个油田相关学科的工作流程来在具有天然裂缝性储层的油气田(hydrocarbonfield)中设计水平井的方法、系统和计算机程序产品。背景钻探水平井或井筒下部平行于油气储层的井由于各种原因是复杂和昂贵的工作。钻压(WOB)、摩阻扭矩(torqueanddrag)、定向控制等是在钻探水平井时需要管理的几个因素。当油气储层由于强压缩力而在地质学上复杂时，在钻探水平井中涉及的困难是复合的。例如，此类压缩力可产生极具裂缝性和重叠的地层沉积物，当所述沉积物与强含水层结合时，可引起早期水突破、采油率的急速下降以及低的钻井性能。因此，典型地分析多个井勘测和完井场景以最大化井和油气田的寿命周期。鉴于可能在钻探水平井、尤其是涉及在许多油气储层中发现的具有地质复杂性类型的井中遭遇的困难，对设计水平井的改良方式并且特别是设计用于具有天然裂缝性储层的油气田的水平井的方式存在需要。附图简述为了更完全地理解示例性公开实施方案及其进一步的优点，现在结合附图参考以下描述，在附图中：图1示出根据公开的实施方案可用于钻探水平井的石油或天然气钻机的示意图；图2示出根据公开的实施方案可用于设计水平井的地球物理学解决方案工作流程；图3示出根据公开的实施方案可用于设计水平井的地质力学解决方案工作流程；图4示出根据公开的实施方案可用于设计水平井的完井和开采解决方案工作流程；图5示出根据公开的实施方案用于在具有天然裂缝性储层的油田中的水平井设计的整合工作流；图6示出根据公开的实施方案可用于设计水平井的计算系统；图7示出根据公开的实施方案可用于设计水平井的过程；以及图8示出根据公开的实施方案用于在具有天然裂缝性储层的油田中的水平井设计的整合工作流的数据库表示法。示例性实施方案的描述提出以下讨论以使得本领域技术人员能够实现并且使用示例性公开实施方案。本领域的技术人员将容易明白各种修改，并且在不脱离如本文所定义的公开实施方案精神和范围的情况下，本文描述的一般原理可应用于除了以下详细说明的实施方案和应用外的实施方案和应用。公开的实施方案不意图限于示出的具体实施方案，而是根据与本文所公开的原理和特征一致的最宽广范围。现参见图1，示出用于实现本文公开的示例性实施方案的某些方面的石油钻机100。钻机100可被用来从表面位置12钻探井眼10，所述表面位置12可为地表面、钻井平台或井眼10外部的可控制钻探的任何其他位置。钻机100具有从所述钻机悬置的钻柱26，所述钻柱26由被称为钻井油管的一段连续管道构成，所述管道由互相连接的相对短的管段51制成。钻柱26典型地具有附接在其端部的孔底组件，孔底组件包括连接至钻头32的旋转钻井马达30。典型地使用滑动钻井执行钻探，其中钻头32在钻井期间由钻井马达30旋转，但在钻井期间钻井油管不会旋转。执行滑动钻探以及其他的能力允许钻头32的轨迹受控制，从而在相对于垂直成角的方向(包括水平方向)上钻探。如上所述，钻探水平井是昂贵和费时的过程，尤其是在被钻探的储层具有强压缩力的情况下如此，所述强压缩力可产生需要分析多个井勘测和完井场景的裂缝性和重叠的地层沉积物。本文所公开的示例性实施方案涉及用于在此类地质复杂的储层中设计水平井的改进方法、系统和计算机程序产品。具体来说，公开的实施方案采用来自多个油田相关学科的工作流程来设计水平井，所述油田相关学科包括地球物理学、地质力学和完井和开采学科。通过在钻井提案之前、期间和之后应用示例性公开实施方案，可实现最佳结果。这些示例性公开实施方案可用于生成钻井提案的多个阶段中。在一些实施方案中，工作流程可涉及进行灵敏度分析以确定储层是否可能对于诸如井筒的偏向角的一个或多个特定参数更为敏感。同样地，可设计产液和完井工作流程以防止早期水突破。还可采用用于延长井产油寿命、提高增量产油的方法和由ICD(流入控制装置)技术供应商提供的不同选择。如本文所用，术语“工作流程”大体上指的是精心安排并且可重复模式的商业和/或工程活动，所述活动通过将资源系统地整合成一个或多个过程以转变材料、提供服务和/或处理数据和信息来实现。术语“工作流程”通常理解为一系列操作，但可简单地为一个人或一组人、一个组织或一个或多个简单或复杂机构的工作。除其他优点以外，示例性公开实施方案利用来自多个学科的工作流程来促进整合了地质学家、地球物理学家、地质力学和储层、完井、钻井和采油工程师的多学科合作，这有助于实现油田公司的最佳解决方案。同样地，示例性公开实施方案使得一个PSL(产品和服务线)有可能与其他PSL非常紧密地互动，从而促进所建议产品技术(诸如流入控制装置、膨胀封隔器(swellpacker)等)的成功应用。简单来说，示例性公开实施方案实现地球科学、地质力学以及完井和开采学科中已被确认的标准协同工作流程，以便为钻井设计过程传达快速的结果。多学科合作、多PSL项目、作为策略的工作流程实现方式以及其他方面被结合来提供创新和整合的解决方案。其他优点还包括使用本文公开的实施方案整合到钻井设计过程中的静态和动态学科(如地球物理学、地质力学、完井和开采等)。整合允许研究完井部件对储层性能和开采量(例如采收率(recoveryfactor)、累积开采量、水/气突破时间等)的长期作用。可使用最大曲率属性来选择优化的钻勘测位置，并且可将三维(3D)可视化与开采历史相关联。还可确定具有较高裂缝密度的区域，并且可使用本文所公开的实施方案定义水平长度和风险水区域。同样地，可增加机械钻速(ROP)并且可最小化非开采时间(NPT)。这种方法允许机械地球模型识别并且集中解决油气田中的更重要钻井问题。例如，可通过机械地球模型来设计用于井建造设计的所有阶段的较安全泥浆窗口。可实现优化的完井设计，所述设计了整合多个工程工具以对井筒流动路径内的开采行为进行建模。此外，可执行不同的井型和完井分析以优化开采性和井经济学。首先转向图2，示出示例性地球物理学工作流程200。这个工作流程200主要提供三维可视化并且利用了可商购获得的可视化应用程序的现有功能性，所述应用程序诸如来自LandmarkGraphicsCorporationofHouston，Texas的OpenWorksGeoProbe。地球物理学工作流程200必需加载由油田客户提供的信息，整合地质和开采信息以验证结果，显示每个提出的井，并且提取井路径中的最大曲率属性以识别利用地震体积观察到的具有大垂直延长裂缝的可能位置。如图2中可见，地球物理学解决方案工作流程200的示例性阶段可包括：i)信息回顾阶段202，用于对油田地质和结构信息的回顾；ii)最大曲率可视化阶段204，用于在具有天然裂缝性储层的油气田中的开采井的最大曲率属性的三维可视化；iii)整合阶段206，用于整合地质和开采信息以供最大曲率属性的定性校准；iv)水平钻井可视化阶段208，用于针对最大曲率属性的水平钻井提案的三维可视化和沿流动路径具有较高裂缝密度的最佳区域的确定；以及v)任何断裂带评估阶段210，用于对沿水平井的流动路径的点(断裂带)的评估，和对轨迹中可能的变化的提案和建议。这个工作流程200的几个要素可被用于优化水平井的设计，诸如地震体积堆叠前深度迁移(PSDM)，按时间缩放以本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于设计水平油井的基于计算机的系统，其包括：中央处理单元，其被安装在所述基于计算机的系统内；显示器，其电连接至所述中央处理单元；以及存储装置，其与所述中央处理单元数据通信，所述存储装置上存储有一个或多个应用程序，用于整合多个工作流程以在具有天然裂缝性储层的油气田中设计水平井，所述工作流程包括地球物理学工作流程、地质力学工作流程以及完井和开采工作流程。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.12 US 61/951,6231.一种用于设计水平油井的基于计算机的系统，其包括：中央处理单元，其被安装在所述基于计算机的系统内；显示器，其电连接至所述中央处理单元；以及存储装置，其与所述中央处理单元数据通信，所述存储装置上存储有一个或多个应用程序，用于整合多个工作流程以在具有天然裂缝性储层的油气田中设计水平井，所述工作流程包括地球物理学工作流程、地质力学工作流程以及完井和开采工作流程。2.如权利要求1所述的基于计算机的系统，其中所述地球物理学工作流程包括：对油田地质和结构信息的回顾；对具有天然裂缝性储层的油气田中的开采井的最大曲率属性的三维可视化；用于所述最大曲率属性的定性校准的地质和开采信息整合；针对所述最大曲率属性的水平钻井提案的三维可视化和沿流动路径具有较高裂缝密度的最佳区域的确定；以及对沿所述水平井的流动路径的点(断裂带)的评估，和对轨迹中可能的变化的提案和建议。3.如权利要求1和2中任一项所述的基于计算机的系统，其中所述地质力学工作流程包括：数据采集，其包括采集测井日志、报告、地图和现场试验；操作经验分析，其包括非开采时间(NPT)分析和钻井学习曲线分析；地质力学建模，其包括对地层压力、岩石力学性质和原位应力的建模；以及井筒塌陷研究，其包括针对0°、60°和90°破裂的分析塌陷压力分析。4.如权利要求1至3中任一项所述的基于计算机的系统，其中所述完井和开采工作流程包括：信息采集；开发原型模型；开发井型设计；开发完井设计；开发井型和完井敏感性；执行完井优化；以及生成最终完井提案。5.一种用于设计水平油井的基于计算机的方法，其包括：使用中央处理单元来整合多个工作流程以在具有天然裂缝性储层的油气田中设计水平井，此种整合包括：使用所述中央处理单元执行地球物理学工作流程；使用所述中央处理单元执行地质力学工作流程；以及使用所述中央处理单元执行完井和开采工作流程。6.如权利要求5所述的基于计算机的方法，其中所述地球物理学工作流程包括：对油田地质和结构信息的回顾；对具有天然裂缝性储层的油气田中的开采井的最大曲率属性的三维可视化；用于所述最大曲率属性的定性校准的地质和开采信息整合；针对所...

【专利技术属性】
技术研发人员：L·A·帕邦，D·A·雷维拉，L·桑切斯，
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