流体流入制造技术

本发明专利技术描述了用于确定至井的流体流入的方法和设备。在一个示例中，方法包括：根据段塞跟踪确定第一流体流动速度廓线，以及从在井中的多个穿孔的每个处的流体流入的估计来确定第二流体流动速度廓线。将第一和第二流体流动速度廓线组合，以提供组合的速度廓线。从组合的速度廓线推导至少一个穿孔的流体流入的指示。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及流体流入，尤其但不排他地涉及在诸如油井或气井的烃井的井身中的流体流入。
技术介绍
在烃开采中，通常期望准确地跟踪在井内的流体。这对于井的高效运行而言是有用的，例如确定井的各个部分如何贡献于总产量。此外，不同的实体可拥有不同的储层，其通过共同的井身接近（accessed）。理解在井中的流体流动使得能够根据从该储层开采的烃的体积来确定特定所有者的收入。如本领域技术人员将熟悉的，期望的烃（油、气等）不是在井中的唯一流体。还将发现诸如水的其他流体。的确，对于井操作人员来说，水控制通常是关键问题。在通常地以化学方法处理并返回到地面之前，必须将水从期望的烃分离出来，所有的这些增加了操作成本。在水体积超过一定水平时，井可能变得经济上不可行。在某些气井中，在气压太低以致于不能将水推出时，水还可抑制流动或使流动停止。从井身到烃储层的接近能够经由在井身套管的壁中的一个或多个穿孔。在来自特定穿孔的水流入的体积是显著的（或者相比烃的量是显著的）时，可认为穿孔变成“水淹”，且封堵该穿孔可增大井的盈利能力。然而，通常难以确定哪些穿孔过度地贡献于在井中的水含量。监测在井内的流动的公知开采测井工具包括诸如涡轮式流量计的流量计，或者“自旋体”，其置于工作的井的内侧，以基于自旋体的旋转速度测量流体流动的速度。遗憾的是，自旋体的旋转速度和实际的流体流动之间的关系由于摩擦和流体粘性而是复杂的，且在更低的流动速度下，自旋体可能根本不工作。而且，这样的自旋体妨碍流动，且在插入和抽出时通常提供令人困惑的不同的测量结果。此外，不容易使用自旋体来区分不同流体。存在其他流量计，诸如气体孔板流量计、超声波流量计、科里奥利流量计等，其具有关联的优点和缺点。然而，所有这样的流量计都要经受来自其不利操作环境的损害，要求仔细的校准并且阻碍流动。此外，还已知有能够区分液体和气体（其可为气、油和/或水）的多相流量计。再次，这样的流量计经受严厉的环境，且可不能够分离出来自单个穿孔的贡献。所有这样的方法都要求具有关联的安全问题的井介入、和井停工时间，且最后仅能够提供“快照”。还已知使用光纤维来估计井的温度并推测在其中的流动速率，例如根据US6618677。然而，在其中描述的方法依赖于复杂模型，且在可采用该方法之前要求井“关井”。
技术实现思路
根据本专利技术的第一方面，提供确定在井中的多个穿孔处的流体流入的方法，该方法包括：根据段塞跟踪确定第一流体流动速度廓线；从在井中的多个穿孔的每个处的流体流入的估计来确定第二流体流动速度廓线；将第一和第二流体流动速度廓线组合，以提供组合的速度廓线；从组合的速度廓线推导在至少一个穿孔处的流体流入的指示。在井内的流体速度能够用于提供流体流入的指示，且反之亦然。井可具有多个穿孔，所有的穿孔都可贡献流体。随着沿井向上上升的流体的体积增大，则流动速度也通常增大。在井中一点处的流体速度通常与在向下更低处进入井的流体的体积具有一定关系，且按照合理的近似与其成比例（本领域技术人员将了解，存在额外的因素，诸如在减少的压力下气体膨胀或液体成份蒸发，这可在更加复杂的模型中考虑，但是对于第一近似能够忽略）。流体进入和/或传递通过井导致多种影响，诸如在井内的压力变化、温度变化、紊流或振动。这些影响的检测能够用于提供在本文中所称的‘流动信号’。在一些示例中，流动信号可归于一个或多个‘段塞’（即，移动通过井的不同流体成分的区域）的通过。段塞能够导致紊流、压力变化、温度变化、振动等，所有的这些都可贡献于流动信号。‘段塞跟踪’可包括确定在井中的至少一个段塞的速度。沿着井身移动的段塞能够使用纤维光学分布式感测系统来观察，例如使用检测在询问辐射的瑞利反向散射中的变化的分布式声音感测(DAS)的原理（如在此后更详细地描述的）。段塞可与在特定频带（其可在井之间变化，取决于包括井类型、开采速率和纤维部署方法的一系列因素）中的流动信号关联，而其他频带可更少地受段塞影响，或明显地不受影响。在一些示例中，频带可通过如下方法识别，即考虑多个频带，并识别与段塞关联的流动信号充分地（或者在一些示例中，最容易）显现的频带。在一些示例中，作为单个段塞的特性的基于声音或温度的流动信号能够在其移动通过井身时被跟踪。例如，如果段塞内部的流体与周围的流体具有不同的热性质，则段塞可导致温度波动，其能够是毫开尔文的量级。例如，因为液体通常比气体具有更高的比热容和传热系数，所以对于给定的温度差，与相同体积的气体相比，在井中给定体积的液体通常具有更大的冷却/加热效应。组合的速度廓线使用以下两者：第一流体速度廓线，其使用段塞跟踪被确定；与第二流体速度廓线，其与来自单个穿孔的流入有联系。第一和第二速度廓线中的每个可与和其精确度及适用性有联系的强度和限制相关联，如在下文中讨论的，但是组合的廓线可允许确定更加准确的速度廓线，其能够然后用于提供在单个穿孔处的流入的改进的估计。在一些示例中，确定第一流体流动速度廓线包括，在段塞沿井向上移动时跟踪由于段塞导致的流动信号。在一个示例中，流动信号可指示温度偏移。例如，井的温度廓线能够使用纤维光学技术或使用类似于在分布式声音感测(DAS)中使用的技术的技术而随着时间来捕集，所述纤维光学技术，诸如依靠布里渊或拉曼散射的分布式温度感测(DTS)，其对温度敏感，在分布式声音感测(DAS)中使用的技术依靠来自贯穿纤维分散的固有散射部位（较小的瑕疵等）的瑞利反向散射。因为段塞很可能处于与井的背景温度不同的温度，所以每个段塞将在井温度廓线中产生扰动，且这些能够沿井向上移动地被跟踪。在其他示例中，与除了温度以外的其他影响关联的频带可用于段塞跟踪，且在这种廓线中的特征（例如与增大的声音信号关联），可在其沿井向上移动时随着时间被跟踪。通常，这可包括监测在频带中的信号能量，且在其移动通过井时跟踪具有特性能量的特征。如果段塞沿着井向上移动，且通过贡献显著量的流体的穿孔，则段塞速度将增大。在井上，单个段塞的速度可在曲线上增大，其梯度取决于进入井的流体。尽管基于段塞跟踪的流入模型当在多个穿孔上求平均值时提供了平均流入的合理估计，但是其不特别地适合于识别在单个穿孔处的流入，特别是如果若干穿孔紧密地间隔。在一些示例中，确定第二流体流动速度廓线包括：确定在穿孔附近的在频带内的流动信号；将流动信号与流体流入联系起来；并从流体流入确定估计的流体流动速度廓线。在一些示例中，频带可基于以下情况来确定：在该频带中，与远离穿孔相比，在至少一个穿孔处存在更加显著的信号。替代性地或附加地，频带可基于以下情况来确定：在该频带中的信号表现出随着开采速率而变化（其可在一些示例中确定，例如通过使用其他开采测井工具）。该频带可在井之间变化，尤其是不同类型的那些井，且可与用于确定第一流体流动速度廓线的任何频带不同。在一些示例中，流动信号可直接指示流体流入。例如，相比相对‘安静’的声音信号，相对‘大声’的声音信号可指示更多的流入。例如，传感器（诸如上文中提到的纤维光学传感器）可用于提供在感兴趣的每个穿孔附近的在适当的（例如，所确定的）频带内的流动信号（例如，温度偏移或声音信号能量水平），且这能够用于提供在每个穿孔处的流入的第一指示。这可基于如下原理（这是本领域技术人员将熟悉的）：进入井的流体的量与提高到n次幂的特定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定在井中的流体流入的指示的方法，所述方法包括：基于段塞跟踪确定第一流体流动速度廓线；从在所述井中的多个穿孔的每个处的流体流入的估计来确定第二流体流动速度廓线；将所述第一和第二流体流动速度廓线组合，以提供组合的速度廓线；从所述组合的速度廓线推导在至少一个穿孔处的流体流入的指示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.08 GB 1408131.91.一种确定在井中的流体流入的指示的方法，所述方法包括：基于段塞跟踪确定第一流体流动速度廓线；从在所述井中的多个穿孔的每个处的流体流入的估计来确定第二流体流动速度廓线；将所述第一和第二流体流动速度廓线组合，以提供组合的速度廓线；从所述组合的速度廓线推导在至少一个穿孔处的流体流入的指示。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一和第二流体流动速度廓线中的至少一个是平滑的流体流动速度廓线。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述第一和第二流体流动速度廓线组合以提供组合的速度廓线包括，确定所述第一速度廓线和平滑的第二速度廓线耦合的函数，以及使用所述函数以作用于所述第二速度廓线。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，确定耦合参数，所述耦合参数确定在所述第一和第二流体流动速度廓线之间的耦合度。5.根据任意前述权利要求所述的方法，其特征在于，确定所述第一流体流动速度廓线包括，当段塞移动通过井时，确定由于所述段塞引起的流动信号。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定所述流动信号包括，监测在频带中的信号能量，以及当其移动通过所述井时，跟踪具有特性能量的特征。7.根据任意前述权利要求所述的方法，其特征在于，确定流体流入的估计包括，确定在频带中的信号能量，以及将所述信号能量与流体流入联系起来。8.根据任意前述权利要求所述的方法，其特征在于，确定所述第二流体流动速度廓线包括：确定在穿孔处的流动信号；将所述流动信号与估计的流体流入联系起来；以及从所述估计的流体流入确定估计的流体流动速度廓线。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，确定所述第二流体流动速度廓线包括：在所述井的区段内的多个位置处监测温度，所述位置包括：(a)第一组位置，在穿孔处或其附近；和（b）第二组位置，在该处，温度基本上独立于在穿孔处的气体流入的温度影响；确定在所述位置处的温度偏移的指示；通过将来自所述第二组位置的温度偏移的指示与液体流入联系起来，并将来自所述第一组位置的温度偏移的指示与液体和气体流入联系起来，来获得至所述井的所述流体流入的指示。10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二组位置包括在所述穿孔之间的位置。11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述液体流入通过考虑在所述第二组位置的每个处的温度偏移的指示与成比例来估计，其中，dTslug是在所述井中该位置处上升的液体和在该点处的平衡温度之间的温度差，n是在所述井中的所述区段中的第n个穿孔，且是在所述井中通过该位置的液体的总量。12.根据权利要求9到11中的任一项所述的方法，其特征在于，所述液体和气体的流入通过考虑在所述第一组位置的每个处的温度偏移的指示与如下成比例来估计：，其中，n是在所述井的所述区段中的第n个穿孔，dTperfn是由于在穿孔n处的所述气体流入而导致的与平衡温度的温度差，dTslug是在所述井中该点处上升的液体和在该位置处的平衡温度之间的温度差，以及是在所述井中通过该位置的液体的总量。13.根据任意前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法包括确定来自至少一个穿孔的液体和/或气体的流入的指示。14.根据任意前述权利要求所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：R克里克摩尔，A里奇，
申请(专利权)人：光学感应器控股有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB