确定注入井中的地层之间的井眼泄漏横流量制造技术

描述了确定注入井中的地层之间的井眼泄漏横流量的技术。所述技术将井的性能原理重新定目标为，实现无需运行流量计的横流量定量化的目的。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】确定注入井中的地层之间的井眼泄漏横流量优先权要求本申请要求于2017年11月7日递交的美国专利申请No.15/805,813的优先权，其全部内容通过引用并入本文。
本说明书涉及注入井中的横流分析。
技术介绍
注入井用于使流体流入地下区域，该地下区域包括地层、地层的一部分或多个地层，例如砂岩、石灰石或其他地层。注入流体可以是水、废水、盐水、与化学物质混合的水，它们的组合或其他流体。注入井有时用于烃采收。例如，可以将诸如水蒸气、二氧化碳、水或其他流体之类的流体注入烃储层中以维持储层压力，或加热储层中的烃，从而允许从储层中回收烃。有时，注入井内部发生泄漏，导致流体通过注入井，特别是通过泄漏，从地下区域的高压地层流到另一个地下区域的低压地层。这样的泄漏会影响注入井的完整性，进而影响从烃储层中回收烃。
技术实现思路
本说明书描述与确定注入井中的地层之间的井眼泄漏横流量有关的技术。此处描述的主题的某些方面可以被实现为一种方法。在地下区域中形成的注入井的正常运行期间，基于在所述注入井的表面处的相应多个表面注入压力来确定在所述注入井的底部处的多个井底压力。每个表面注入压力是所述注入井中的由注入流体从表面朝向底部流过所述注入井的相应注入流量引起的压力。基于所述多个井底压力和多个注入流量来确定所述注入井的注入井性能模型。每个注入流量是由所述多个表面注入压力中的每个表面注入压力引起的。所述注入井响应于地表下泄漏而被关闭，所述泄漏导致通过所述注入井从所述地下区域中的高压区域到另一地下区域中的相对低压区域的横流。在关闭之后，将已关闭注入井建模为具有在所述注入井的正常运行期间所确定的注入井性能模型的注入井。将已关闭注入井建模为具有在所述注入井的正常运行期间所确定的注入井性能模型的生产井。基于已建模的注入井的注入井性能模型和已建模的生产井的注入井性能模型、确定所述注入井中在所述注入井中的地表下泄漏的位置处的横流量。这个和其他方面可以包括以下特征中的一个或多个特征。为了将已关闭注入井建模为具有在所述注入井的正常运行期间所确定的注入井性能模型的注入井，使用所述注入井性能模型来确定在注入井的正常运行期间的所述注入井的注入指数。所述注入指数是进入所述注入井的注入流体的注入流量和由所述注入流量引起的井底注入压力与静态井底储层压力之间的差之间的比率。将所述注入井的所述注入指数指定为所述生产井的注入指数。为了使用所述注入井性能模型来确定在注入井的正常运行期间的所述注入井的注入指数，基于所述多个井底压力和多个注入流量来确定多个注入指数并且进行校准。为了对所述多个注入指数进行校准，对所述多个注入指数执行统计回归分析。为了基于所述多个井底压力和所述多个注入流量来确定所述注入井的注入井性能模型，确定注入井性能模型的曲线。所述曲线表示井底压力和在所述注入井的表面处的进入所述注入井的注入流体的注入流量。所述曲线中的井底压力使用以下等式确定：是针对注入流量测量的表面注入压力，ρw是注入流体的密度，是注入井相对于竖直轴的偏移角，f是无量纲摩擦系数，gc是由于重力引起的加速度，并且d是注入井的内径。使用以下等式确定曲线中的注入流量：Q＝II(Pdownholeinj.-Pr)。II是注入井的注入指数，并且Pr是注入井关闭前的注入井的静态井底储层压力。为了将已关闭注入井建模为具有在所述注入井的正常运行期间所确定的注入井性能模型的注入井，将已建模的已关闭注入井的井底压力指定为与在正常运行期间测量的注入井的井底压力相同。为了基于已建模的注入井的注入井性能模型和已建模的生产井的注入井性能模型来确定所述注入井在所述注入井中的地表下泄漏的位置处的横流量，将所述注入井中的地下泄露的位置指定为已建模的已关闭生产井的顶部节点。确定已建模的已关闭生产井的在确定所述注入井性能模型所基于的所述多个井底压力中的每个井底压力处的生产流量。生产流量使用以下等式确定：Q＝PI(Pr-Pwf)。Q是生产流量，PI是生产井的生产率指数，Pr是注入井在正常运行期间的静态井底储层压力，Pwf是在所述注入井响应于泄漏关闭之后的已建模的已关闭生产井在地表下泄漏深度的选定节点处的流动井底储层压力。所述生产率指数被指定为所述注入井在正常运行期间的注入指数。注入流体可以是水。此处描述的主题的某些方面可以实现为计算机可读介质(暂时性或非暂时性)，该计算机可读介质存储可由一个或多个处理器执行以执行此处描述的操作的计算机指令。此处描述的主题的某些方面可被实现为一种系统，该系统包括一个或多个处理器和(暂时性或非暂时性)计算机可读介质，该计算机可读介质存储可由一个或多个处理器执行以执行此处描述的操作的计算机指令。本说明书中所描述的主题的一种或多种实现的细节在下文的附图和描述中阐述。通过说明书、附图和权利要求书，所述主题的其他特征、方面和优点将变得明显。附图说明图1是注入井的示意图。图2A是有泄露的假想注入井的示意图。图2B是有泄露的假想生产井的示意图。图3是确定注入井中的在泄漏位置处的横流量的示例过程的流程图。图4A和图4B是对注入井中的泄漏进行建模的示例过程的流程图。图5是示出实际注入井的性能模型的曲线图。图6是示出假想注入井的性能模型的曲线图。图7是示出泄漏地层的性能模型的曲线图。图8是示出假想生产井的性能模型的曲线图。图9是示出横流量的确定的曲线图。图10A-图10E是用于对泄漏进行建模的实际注入井和假想注入井的示意图。图11是用于对注入井中的横流进行建模的计算机系统的高层体系结构框图。各附图中相似的附图标记和标志指示相似的要素。具体实施方式该说明书描述了确定由于水井中的井下泄漏而引起的两个地层之间的横流量。井完整性监控是井安全生产操作或注入操作的重要方面。某些井完整性监控系统包括井口树阀测试、附属基台检查(lendingbaseinspection)、环空勘测、以及温度和腐蚀测井。当出现完整性问题时，将使用修井机来执行井准备操作以恢复井完整性。在泄漏横流下的井被分类为处于井控制状况。适当的井完整性诊断的一个步骤包括：量化泄漏横流量，以计划横流隔离和后续的井维修以确保此类井的安全。用于量化横流量的一种技术包括：通过电缆、螺旋管道(coiledtubing)或其他输送方法将旋转器(spinner)(例如，流量计)运到泄漏的地下位置，并使用旋转器识别横流量和横流方向。然而，这种测量有时可能在操作上或经济上都不可行。该说明书描述了在不使用此类旋转器的情况下确定横流量的方法，而是使用在井的正常运行期间测量的表面数据来确定。通过实施本说明书中描述的技术，可以在最小化井干预的同时优化井安全性设计，可以最小化或避免与在井下操作旋转器相关的成本，并且还可以最小化或避免由于经由旋转器的井干预而引起的潜在机械损坏。如稍后所述，使用在泄漏之前和之后的井注入和井关闭数据来确定泄漏注入井中的两个地层之间的横流量，而不需要旋转器或流量计。为此，实现关于注入井的井性能建模和节本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种方法，包括：/n在地下区域中形成的注入井的正常运行期间，基于在所述注入井的表面处的相应多个表面注入压力来确定在所述注入井的底部处的多个井底压力，每个表面注入压力是所述注入井中的由注入流体从表面朝向底部流过所述注入井的相应注入流量引起的压力；/n基于所述多个井底压力和多个注入流量来确定所述注入井的注入井性能模型，其中，每个注入流量是由所述多个表面注入压力中的每个表面注入压力引起的；/n在响应于所述注入井中的地表下泄漏关闭注入井之后，其中，所述泄漏导致通过所述注入井从所述地下区域中的高压区域到另一地下区域中的相对低压区域的横流：/n将已关闭注入井建模为具有在所述注入井的正常运行期间所确定的注入井性能模型的注入井；/n将所述已关闭注入井建模为具有在所述注入井的正常运行期间所确定的注入井性能模型的生产井；以及/n基于已建模的注入井的注入井性能模型和已建模的生产井的注入井性能模型，确定所述注入井中在所述注入井中的地表下泄漏的位置处的横流量。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171107 US 15/805,8131.一种方法，包括：
在地下区域中形成的注入井的正常运行期间，基于在所述注入井的表面处的相应多个表面注入压力来确定在所述注入井的底部处的多个井底压力，每个表面注入压力是所述注入井中的由注入流体从表面朝向底部流过所述注入井的相应注入流量引起的压力；
基于所述多个井底压力和多个注入流量来确定所述注入井的注入井性能模型，其中，每个注入流量是由所述多个表面注入压力中的每个表面注入压力引起的；
在响应于所述注入井中的地表下泄漏关闭注入井之后，其中，所述泄漏导致通过所述注入井从所述地下区域中的高压区域到另一地下区域中的相对低压区域的横流：
将已关闭注入井建模为具有在所述注入井的正常运行期间所确定的注入井性能模型的注入井；
将所述已关闭注入井建模为具有在所述注入井的正常运行期间所确定的注入井性能模型的生产井；以及
基于已建模的注入井的注入井性能模型和已建模的生产井的注入井性能模型，确定所述注入井中在所述注入井中的地表下泄漏的位置处的横流量。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，将所述已关闭注入井建模为具有在所述注入井的正常运行期间所确定的注入井性能模型的注入井包括：
使用所述注入井性能模型来确定在所述注入井的正常运行期间的所述注入井的注入指数，其中，所述注入指数是进入所述注入井的注入流体的注入流量和由所述注入流量引起的井下注入压力与静态井底储层压力之间的差之间的比率；以及
将所述注入井的所述注入指数指定为用于所述生产井的注入指数。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，使用所述注入井性能模型来确定在所述注入井的正常运行期间的所述注入井的注入指数包括：
基于所述多个井底压力和多个注入流量来确定多个注入指数；以及
对所述多个注入指数进行校准以确定所述注入指数。


4.根据权利要求3所述的方法，其中，对所述多个注入指数进行校准包括对所述多个注入指数执行统计回归分析。


5.根据权利要求1所述的方法，其中，基于所述多个井底压力和所述多个注入流量来确定所述注入井的注入井性能模型包括：确定所述注入井性能模型的曲线，其中，所述曲线表示井底压力和在所述注入井的表面处的进入所述注入井的注入流体的注入流量。


6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述曲线中的所述井底压力使用以下等式确定：其中PWHinj是针对注入流量测量的表面注入压力，ρw是所述注入流体的密度，是所述注入井相对于竖直轴的偏移角，f是无量纲摩擦系数，gc是由于重力引起的加速度，并且d是所述注入井的内径。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述曲线中的所述注入流量使用以下等式确定：Q＝II(Pdownholeinj.-Pr)，其中II是所述注入井的注入指数，并且Pr是在所述注入井关闭之前的所述注入井的静态井底储层压力。


8.根据权利要求2所述的方法，其中，将所述已关闭注入井建模为具有在所述注入井的正常运行期间所确定的注入井性能模型的注入井包括：将已建模的已关闭注入井的井底压力指定为与在正常运行期间测量的所述注入井的井底压力相同。


9.根据权利要求1所述的方法，其中，基于已建模的注入井的注入井性能模型和已建模的生产井的注入井性能模型，确定所述注入井中的在所述注入井中的地表下泄漏的位置处的所述横流量包括：
使用在实际注入井中发生泄漏之后采集的表面注入压力和流量来确定已建模的已关闭注入井的第一流动注入压力(Pwfl1)和进入所述位置的对应第一流量(QL)；
确定已建模的已关闭生产井的第二流动注入压力(Pwfl2)和从地下区域中的井下位置进入地下泄露的位置的对应第二流量(QIP)；以及
确定Pwfl1-QL的曲线与Pwfl2-QIP的曲线的交点。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，确定所述第二流动注入压力和对应第二流量包括：
将所述注入井中的所述地表下泄漏的位置指定为所述已建模的已关闭生产井的顶部节点；以及
确定所述已建模的已关闭生产井在多个井底压力中的每个井底压力下的生产流量，基于所述多个井底压力中的每个井底压力确定所述注入井性能模型，其中，使用以下等式来确定所述生产流量：Q＝PI(Pr-Pw...

【专利技术属性】
技术研发人员：纳塞尔·穆巴拉克·阿尔哈杰里，穆罕默德·D·阿拉杰米，
申请(专利权)人：沙特阿拉伯石油公司，
类型：发明
国别省市：沙特阿拉伯;SA