与从地下岩层抽取碳氢化合物相关的井建模制造技术

描述用于开采碳氢化合物的方法和装置。在该方法中，识别完井的故障模式。构建数值工程模型，该模型描述导致所述故障模式的事件。将该数值工程模型转化为响应表面。然后，使该响应表面与被构造为提供该响应表面的用户工具联合，用于分析另一个井。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】与从地下岩层抽取碳氢化合物相关的井建模 相关申请的交叉参考本申请要求于2005年7月27日提交的美国临时专利申请 60/702,761的权益。
技术介绍
本节打算向读者介绍本
的各个方面，其可以与在下 面进行描述和/或要求保护的本技术的示例性实施例相关。我们相信这 一论述有助于向读者提供信息以便于更好地理解本技术的特别方面。 因此，应该理解这些陈述应从这一角度来阅读，而不必作为现有技术 的进入许可。诸如石油和天然气的碳氢化合物的开采已经进行了很多年。 为了开采这些碳氢化合物， 一般将矿区的一个或更多个井钻入到地下 位置(其通常指的是地下岩层或盆地)。从地下位置开采碳氢化合物的 li程一般涉及从设想选择阶段到开采阶段的各种阶段。 一般地，在开 采碳氢化合物之前的设计阶段，利用各种模型和工具来确定井的位置， 评估井动态(well_performance)，评估储量并对储藏的开发做出计划。 此外，可以对地下岩层进行分析以确定流体的流动和岩石地质的结构 特性或参数。在开采阶段，井进行运转以从地下位置开采碳氢化合物。通常，以连续操作的方式执行从设想选择到开采的多个阶 段。因此，用于不同阶段的模型被专门化且针对该阶段的具体应用。 作为这一专门化的结果，用于不同阶段的井模型一般利用极其单纯化 的假设来量化井动态潜能，其为井动态的评价和分析带来误差。井动 态的预测和评估中的误差可能会影响矿区开发的经济效益。例如，在 一个井设计阶段(如完井阶段)期间，如果不能正确地说明完井(well completion)几何构形、开采条件、地质力学效应及所开采流体组分变 化的影响，则会导致对生产率的估计误差。然后，在接下来的开采阶 段期间，实际生产率和井动态可能会因为简化的井动态模型中的这些误差而被错误解释。结果，可能要利用昂贵且可能无效的井补救措施 (即井维修)来努力促进井的开采。此外，可以针对特别的应用或开发时机来具体设计其它工程 模型。这些模型可能会极度繁杂且需要大量的时间来处理特殊应用的 具体信息。也就是说，这些工程模型太复杂且花费大量的时间来执行 针对关心的单个井的计算。由于这些模型关注于具体应用或开发时机， 因此进行不同的研究来优化完井设计和/或利用工程模型来确保每个井 以其全部能力进行开采是不实际或不可能的。因此，存在对一种方法和装置的需要，该方法和装置模拟井 动态，用于基于耦合物理模型在井开发的不同阶段来预测、评估、优 化和描述井。其它相关材料可以在下面的文件中找到公布于2000年8 月31日的WO 00/50728; SALHI A.等人的Structured Uncertainty Assemssment for a Mature Field Through the Application of Experimential Design and Response Surface Methods, SPE 93529， 2005-3-12; DEJEAN J.等人白勺Managing uncertainties on production predictions using integrated statistical methods, SPE 56696, 1999-10-3; 2003-3-20,US 2003/0051873; FENG WANG等人的Designed simulation for a detailed 3D turbidite reservoir model， SPE 75515， 2002-4-30。
技术实现思路
〖008]在一个实施例中，描述了一种与碳氢化合物的开采相关的方 法。在该方法中，识别完井的故障模式。构建数值工程模型，该模型 描述导致所述故障模式的事件。将该数值工程模型转化为响应表面。 然后，使该响应表面与被构造为提供该响应表面的用户工具联合，用 于分析另一个井。在一个可替代的实施例中，公开了一种装置。该装置包括处 理器和该处理器可访问的应用程序，该处理器具有与之相连接的存储 器。该应用程序被构造为从用户处接收与完井的故障模式相关的参数； 利用之前生成的响应表面来提供针对该故障模式的技术限制，其中所 述之前生成的响应表面基于至少一个数值工程模型，该模型表示导致该故障模式的事件；以及向所述用户提供表示所述技术限制的输出。 附图说明本技术的前述和其它优势可以通过阅读以下的详细说明并通过参考附图而变得明显，其中图1是依照本技术某些方面的示例性开采系统； 图2是依照本技术某些方面的示例性建模系统；图3是依照本技术的各方面的形成针对井可操作性限制的响应表面的示例性流程图4是依照本技术的表征图1中井的井压降与井供油区消耗 (depletion)之间关系的示例性图表；图5是依照本技术的各方面的形成针对井生产能力限制的 响应表面的示例性流程图6A和6B是依照本技术的图1中井的井生产能力限制的 示例性图表；图7是依照本技术各方面形成耦合物理限制的示例性流程图8是依照本技术的图1中井的压降与消耗之间关系的示例 性图表；图9是依照本技术各方面的优化技术限制的示例性流程图；以及图10A-10C是依照本技术的图1中井动态优化的示例性图表。具体实施方式在下面的详细说明中，将会结合本专利技术的优选实施例对其具 体实施例进行描述。但是，下面的说明针对本技术的特别实施例或特 别应用，在这种意义上来说希望这仅是示例性的且仅提供对示例性实 施例的简要说明。因此，本专利技术并不局限于下面描述的具体实施例， 相反，本专利技术包括落入所附权利要求的真实范围内的所有替代、修改 和等价物。本技术针对一种用户工具，其用于针对井的预测、评估、优 化和特征描述的井动态中。在本技术之下，该用户工具是基于从多组 基于详细物理性质的工程模型模拟之前生成的响应表面。这些响应表 面是针对井生产能力限制和井可操作性限制形成的。 一个响应表面是 从与一个或更多个基于物理性质的工程模型模拟产生的一组方程或算 法。这些响应表面被储存于存储器中且可通过用户工具来访问。有益 的是，该用户工具给用户提供了对控制井可操作性和生产能力限制的 详细物理规律的访问，而用户不必利用详细的工程模拟模型。也就是 说，用户不必执行详细的基于物理性质的工程模型模拟，但就可以在 井开发的各种阶段访问之前执行的对另一个井的基于详细物理性质的 工程模型模拟。同样地，在井寿命周期的各种方面期间，该用户工具 增强井动态预测、评估和特征描述的过程，并因此通过以有效的方式 提供基于物理的工程工具来提高碳氢化合物的开采。现在来看附图，首先参看图i，其图示说明了依照本技术某 些方面的示例性开采系统100。在该示例性开采系统100中，漂浮的开 采设备102被连接到井103，该井具有位于海底106上的水下采油树 104。为了进入水下.采油树104，控制系带(umbilical) 112可以在水下 采油树104和漂浮的开采设备102之间提供流体流动路径以及用于和 井103中的各种装置进行通信的控制电缆。通过这一水下采油树104， 漂浮的开采设备1Q2.:进入包含石油和天然气之类的碳氢化合物的地下 岩层108中。但是，应该注意的是开采系统100仅用于进行示例性说 明的目的，并且本技术在从任何位置开本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种与碳氢化合物的开采相关的方法，其包含：识别井的一个故障模式；构建数值工程模型来描述导致所述故障模式的事件；将所述数值工程模型转化为响应表面；以及将所述响应表面与被构造为提供所述响应表面的用户工具联合，用于分析另一个井。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-7-27 60/702,7611.一种与碳氢化合物的开采相关的方法，其包含识别井的一个故障模式；构建数值工程模型来描述导致所述故障模式的事件；将所述数值工程模型转化为响应表面；以及将所述响应表面与被构造为提供所述响应表面的用户工具联合，用于分析另一个井。2. 根据权利要求1所述的方法，其包含利用所述响应表面来生成 井可操作性限制。3. 根据权利要求2所述的方法，其中所述故障模式包含确定与所 述井的完井相关的岩石的剪切断裂或拉伸断裂何时出砂。4. 根据权利要求2所述的方法，其中所述故障模式包含确定所述 由碳氢化合物开采产生的储层岩石压实所导致的所述井的崩塌、压碎、 鼓胀和剪切中的一种。5. 根据权利要求1所述的方法，其包含通过对比所述数值工程模 型的结果和从所述井中测得的结果来校验所述工程模型。6. 根据权利要求1所述的方法，其包含通过对比所述响应表面的 结果和所述数值工程模型的结果来校验所述响应表面。7. 根据权利要求1所述的方法，其包含在另一个井的设想选择阶 段期间利用所述响应表面来辅助多个设计。8. 根据权利要求1所述的方法，其包含利用所述响应表面来辅助 另一个井的所述详细设计阶段。9. 根据权利要求1所述的方法，其包含基于由所述响应表面指示出的技术限制，利用所述响应表面来管理所述产量。10. 根据权利要求1所述的方法，其包含基于由所述响应表面指示 出的技术限制，利用所述响应表面来管理储层压降和消耗。11. 根据权利要求1所述的方法，其包含利用所述响应表面来生成 井生产能力限制。12. 根据权利要求11所述的方法，其中所述故障模式包含确定穿 过近完井和在所述井的井筒中的压降何时阻碍流体流入所述井筒。13. 根据权利要求11所述的方法，其中所述故障模式包含确定由 流动缺陷所导致的压降何时减少从岩层到所述井中的流体流动，所述 流动缺陷是由非达西效应、压实效应、近井多相流动效应或近井细微 迁移效应产生的。14. 根据权利要求11所述的方法，其中所述故障模式包含确定与 其它缺陷模式相关的压降何时阻碍流体流入所述井的井筒中。15. 根据权利要求1所述的方法，其包含利用所述响应表面来生成井注入能力限制。16. 根据权利要求1所述的方法，其包含对具有一系列参数的所述数值工程模型执行参数研究以生成所述响应表面。17. 根据权利要求16所述的方法，其中所述参数表示关于所述井、 储层岩石特性、所开采的流体特性和所注入的流体特性的各种物理特性。18. 根据权利要求17所述的方法，其中所述物理特性包含以下项 中的至少一个开采套管中射孔的几何形状、水泥衬套中射孔的几何形状、所述岩层中射孔的几何形状、裂缝长度的几何形状、各种形式完井参数的几何形状及其任意组合。19. 根据权利要求16所述的方法，其中所述参数表示与流体流入 所述井筒和在所述井筒内流体的流动相关各种物理特性。20. 根据权利要求16所述的方法，其包含基于实验性设计方法减少所述参数以简化所述参数研究。21. 根据权利要求16所述的方法，其包含基于量纲分析减少所述 参数以简化所述参数研究。22. 根据权利要求16所述的方法，其包含基于自动化脚本来减少 所述参数，以促进针对所述参数研究的模型构建、模拟和模拟数据的 收集。23. 根据权利要求1所述的方法，其中从所述响应表面形成的技术 限制被用于储层模拟器中来模拟井入流...

【专利技术属性】
技术研发人员：BA戴尔，R帕卡勒，DC哈伯勒，JA比尔代，JW莫尔，M埃斯曼，SR克林曼，TG拜尼什，DF罗森鲍姆，BW达菲，
申请(专利权)人：埃克森美孚上游研究公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]