在耦接式注入器-生产器调驱液系统中优化生产井上的流量控制设备特性技术方案

所公开的实施方案包括计算机实现的方法、装置和包含可执行指令的计算机程序产品，可执行指令当被执行时执行用于在耦接式注入器‑生产器驱液系统中确定生产井的流量控制设备(FCD)特性的方法的操作，所述特性产生沿着所述生产井的均匀调驱前缘。

【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
本公开通常涉及地下矿床的开采，且更具体地涉及用于为了提高从储层开采的目的而在耦接式注入器-生产器调驱液系统中优化沿着生产井的一个或多个流量控制设备的放置和其它特性的方法和系统。2.相关技术的讨论液体注入指的是石油工业中将流体(通常是水)注入储层以增大压力并且刺激生产的方法。例如，在某些情况下，水代替已获取的石油，因而使得生产率和压力长期保持相同。另外，在某些情况下，水将石油从储层驱替或清除并将其推向井。可以发现，液体注入井位于岸上以及离岸，以提高现有储层的石油开采。附图简述下面参考附图详细地描述本专利技术的说明性实施方案，附图通过引用被并入本文且其中：图1是描绘根据所公开的实施方案的使用在生产井上的流量控制设备的液体注入方法的图；图2是根据所公开的实施方案指示紧邻一对注入井和生产井的储层区域的横截面的示意图；图3是描绘根据所公开的实施方案的用于在耦接式注入器-生产器调驱液系统中确定生产井上的流量控制设备的最佳特性的计算机实现的方法的例子的流程图，所述特性产生朝着生产井的均匀驱替前缘；图4是示出根据所公开的实施方案的描绘在具有均匀特性的地层的情况下的所公开的过程的收敛的曲线的例子的图；图5是示出根据所公开的实施方案的针对具有均匀特性的地层和针对具有渗透率的阶梯式变化的地层描绘流量控制设备分布函数的曲线的例子的图；图6是示出根据所公开的实施方案的针对具有均匀特性的地层和针对具有渗透率的阶梯式变化的地层描绘流量控制设备直径的最佳分布的曲线的例子的图；图7是示出根据所公开的实施方案的描绘具有阶梯式变化的孔隙率的分布图的曲线的例子的图；以及图8是示出用于实现所公开的实施方案的系统的一个实施方案的方框图。详细描述如上面陈述的，注水是提供明显增加从储层开采的石油量的储层压力支持的广泛使用的方法。在垂直井和水平井两者中使用注水。所注入的水有时与化学添加剂一起帮助增加在储层中的耗尽压力并在生产井的方向上移动石油。然而，由于摩擦压力降和沿着井的储层渗透率变化，通常存在沿着井长度的不均匀流体通量。例如一般，较高的注入和生产流速出现在井的跟部处，这增加在这个区域中的所注入的液体的贯穿的可能性。根据所公开的实施方案，抵消这个不平衡的一种方法是使用沿着生产井200的一个或多个流量控制设备(FCD)102以通过在如图1所示的井壁处产生额外的压力降来平衡或均衡流速。如在本文参考的，流量控制设备(FCD)是包括耦接到井筒的流入量控制设备(ICD)的、引起在井筒和储层之间的压力降以减小在井筒和在流量控制设备的位置处的储层之间的流量的任何设备。根据所公开的实施方案的FCD的非限制真实例子包括都从可得到的注入系统和流入量控制设备(ICD)。为了优化来自由调驱液帮助的井的生产，FCD设计必须解释从跟部到趾部的高水位降低和储层不均匀性。为了最佳生产，FCD放置需要结合到储层和井筒的详细物理特征。然而到此为止，用于确定FCD的正确放置或其它特性的容易方法还没有被开发出来。相反，当前方法依赖于手动试错过程，其中沿着水平井使用模拟软件例如从LandmarkGraphics公司可得到的NEToolTM来模拟FCD的各种尺寸/类型和放置。因此，所公开的实施方案提出用于在耦接式注入器-生产器调驱液系统中计算生产井的最佳FCD放置和其它参数(例如孔的数量和孔尺寸和/或FCD的数量和类型)的数值算法和模拟方法，所述参数产生沿着井筒的均匀调驱前缘用于最大化石油的总开采。将由利用解释对在注入和生产井筒中的流和调驱动力学的FCD影响的简化耦接式储层-井筒流体动力学模型的几个例子说明所公开的实施方案。然而，所公开的实施方案和方法可应用于具有变化的复杂度水平的耦接式储层-井筒模型。通过参考附图的图1-8将更好地理解所公开的实施方案及其优点，相似的数字用于各种附图的相似和相应的部分。在检查下面的附图和详细描述时，所公开的实施方案的其它特征和优点将或将变得对本领域中的普通技术人员明显。意图是所有这样的额外特征和优点被包括在所公开的实施方案的范围内。此外，所示附图仅仅是示例性的，且并不打算断言或暗示关于不同的实施方案可被实现的环境、架构、设计或过程的任何限制。如在本文使用的，单数形式“一/一个(a/an)”和“该/所述(the)”意欲也包括复数形式，除非上下文清楚地指示其它情况。将进一步理解，术语“包括(comprise)”和/或“包括(comprising)”当在这个说明书和/或权利要求中被使用时规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。在下面的权利要求中的所有手段或步骤加上功能元件的相应结构、材料、行动和等效形式意欲包括用于结合其它所主张的元件执行功能的任何结构、材料或行动，如特别主张的。本专利技术的描述为了说明和描述的目的而被提出，但并没有被规定为排他的或被限制到以所公开的形式的专利技术。实施方案被选择和描述以解释本专利技术的原理和实际应用，并使本领域中的普通技术人员能够理解所主张的专利技术。现在参考图2，示出描绘紧接于一对注入井和生产井的储层区域的横截面的示意图的图。在注入井100附近的注入区110填充有所注入的流体，而占据在生产井200附近的生产区210的液体通常是石油。注入区110和生产区210由远离注入井100缓慢移动到生产井200的驱替前缘150分离。在一个实施方案中，使用被假定具有下面的简单形式的拉普拉斯方程来确定在注入区110和生产区210两者中的压力分布：其中rin和rpr分别是注入井和生产井的中心的半径矢量，以及r0是被假定对这两个井都相同的井半径。注入液体和石油的物理特性的明显差异由下面的事实解释：注入区的系数ain、bin和cin不同于在生产区中的膨胀系数的相应系数apr、bpr和cpr。从在前缘和储层边界处的连续条件找到这些系数。在一个实施方案中，在井-储层边界(砂表面)处的压力pie和ppe从解决在井中的流体动力学问题找到并用于根据下面的方程来确定在方程1和1.1中的常数：其中d是在井之间的距离，其被假定为比它们的半径大得多。此外，在某些实施方案中，在储层边界处的压力值pB用于根据下面的方程确定在方程1和1.1中的常数：：|r-rpr|＝rB：ppr＝pB(方程3)在一个实施方案中，压力基于下面的一组方程被设置为在驱替前缘上是连续的：|r-rin|＝y，|r-rpr|＝d-y：pin＝ppr(方程4)其中y是沿着连接井的中心的线的在前缘和中心注入井之间的距离。在一个实施方案中，按照压力的每个表达式写出的前缘速度(如在方程1和1.1中表示的)被假定是相同的并基于下面的一组方程来确定：Vf＝Vfi＝Vfp(方程5)其中Vf是前缘速度，k0和φ是地层的绝对渗透率和孔隙率，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，以及ΔSin和ΔSpr是针对所注入的液体和石油在前缘处的饱和变化。在一个实施方案中，通过沿着代表驱替前缘的轮廓对方程5.1求积分来得到系数ain和bpr的比例。解释代表在前缘和连接生产器和注入器的线之间的交叉点处的速度Vfi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于在耦接式注入器‑生产器驱液系统中确定生产井的流量控制设备(FCD)特性的计算机实现的方法，所述特性产生沿着所述生产井的均匀调驱前缘，所述方法包括：初始化FCD分布函数以具有均匀FCD分布轮廓；使执行操作的指令循环执行，所述操作包括：确定在所述注入井中的流分布和前缘传播，直到所注入的体积到达所述生产井为止；确定具有最小前缘前进量的沿着所述注入井的长度的参考位置；调整所述FCD分布函数；确定在所得到的最终注入前缘形状和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；响应于所述轴向变化不在所述预定收敛值内的确定，重复所述循环；响应于所述轴向变化在所述预定收敛值内的确定，退出所述循环；以及确定产生沿着所述生产井的所述均匀调驱前缘的所述生产井的所述FCD特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于在耦接式注入器-生产器驱液系统中确定生产井的流量控制设备(FCD)特性的计算机实现的方法，所述特性产生沿着所述生产井的均匀调驱前缘，所述方法包括：初始化FCD分布函数以具有均匀FCD分布轮廓；使执行操作的指令循环执行，所述操作包括：确定在所述注入井中的流分布和前缘传播，直到所注入的体积到达所述生产井为止；确定具有最小前缘前进量的沿着所述注入井的长度的参考位置；调整所述FCD分布函数；确定在所得到的最终注入前缘形状和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；响应于所述轴向变化不在所述预定收敛值内的确定，重复所述循环；响应于所述轴向变化在所述预定收敛值内的确定，退出所述循环；以及确定产生沿着所述生产井的所述均匀调驱前缘的所述生产井的所述FCD特性。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：减小在与所述参考位置处的所述前缘相比较所述前缘已前进时的点处的所述FCD分布函数的值。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在注入井和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随后迭代期间不改变。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特性包括确定沿着所述生产井的所述长度的所述FCD的各种孔径。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特性包括确定沿着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，其中注入井和所述生产井是不平行的。8.一种系统，其包括：至少一个处理器；以及至少一个存储器，其耦接到所述至少一个处理器，所述至少一个存储器存储用于在耦接式注入器-生产器驱液系统中确定生产井的流量控制设备(FCD)特性的计算机可执行指令，所述特性产生沿着所述生产井的均匀调驱前缘，所述计算机可执行指令包括用于下列操作的指令：初始化FCD分布函数以具有均匀FCD分布轮廓；使执行操作的指令循环执行，所述操作包括：确定在所述注入井中的流分布和前缘传播，直到所注入的体积到达所述生产井为止；确定具有最小前缘前进量的沿着所述注入井的长度的参考位置；调整所述FCD分布函数；确定在所得到的最终注入前缘形状和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；响应于所述轴向变化不在所述预定收敛值内的确定，重复所述循环；响应于所述轴向变化在所述预定收敛值内的确定，退出所述循环；以及确定产...

【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