用于使用聯(lián)接的井筒-儲層模型的最佳icd配置的算法
【專利說明】用于使用聯(lián)接的井筒-儲層模型的最佳I CD配置的算法
[0001] 發(fā)明背景 1.發(fā)明領(lǐng)域
[0002] 本公開總體設(shè)及地下沉積物的回收，并且更具體地說，設(shè)及用于通過使用算法最 佳化沿水平井筒的流入控制設(shè)備參數(shù)來提高油井的產(chǎn)量的方法和系統(tǒng)。
[0003] 2.相關(guān)技術(shù)討論
[0004] 與垂直井相反，水平井筒通常受到操作者的喜歡，用于開發(fā)狹窄的含油巖層W便 最大化與產(chǎn)油帶的接觸。然而，如在圖1中所描繪的，運些井遭受早期水和氣體朝向根部的 錐形，因為流動的摩擦壓力沿水平部分下降。此外，滲透性的變化可導(dǎo)致沿水平部分的不平 衡的流入并加速早期見水和見氣W及不均衡的井下流入。運些條件可限制掃描效率并降低 從水平井的控回收，留下旁路油。
[000引為了克服上述問題，流入控制設(shè)備（ICD)被用來在不理想的環(huán)境中增加水平井的 性能。ICD被設(shè)計來通過平衡完井整個長度的流入來改善完井性能和效率。通過使用ICD，可 能創(chuàng)建能夠有效延遲見水/見氣同時因此提高油回收的均勻生產(chǎn)剖面。
[0006] 附圖簡述
[0007] 本發(fā)明的說明性實施方案參考所附的圖在下文被詳細描述，所述所附的圖W參考 的方式被并入本文中并且其中：
[0008] 圖1為示出根據(jù)公開實施方案的不使用流入控制設(shè)備的水平井的實例的圖；
[0009] 圖2為示出根據(jù)公開實施方案的使用流入控制設(shè)備的水平井的實例的圖；
[0010] 圖3為比較根據(jù)公開實施方案的使用流入控制設(shè)備的水平井W及不使用流入控制 設(shè)備的水平井的油產(chǎn)量對含水量的圖表；
[0011] 圖4為描繪根據(jù)公開實施方案的用于確定沿水平井的流入控制設(shè)備參數(shù)的當前過 程的流程圖；
[0012] 圖5為描繪根據(jù)公開實施方案的用于確定沿水平井的流入控制設(shè)備參數(shù)的算法過 程的流程圖；
[0013] 圖6描繪在井筒垂直面中示出根據(jù)公開實施方案的井筒和含水層的草圖；
[0014] 圖7為描繪根據(jù)公開實施方案的流入控制設(shè)備最佳化算法的流程圖；
[0015] 圖8為示出根據(jù)公開實施方案的井筒中的計算過的速度剖面的實例的圖表；
[0016] 圖9為示出根據(jù)公開實施方案的沿井筒的計算過的ICD分布函數(shù)的實例的圖表；
[0017] 圖10為示出根據(jù)公開實施方案的對應(yīng)于圖9的ICD分布函數(shù)的ICD孔直徑的變化的 實例的圖表;W及
[0018] 圖11為示出用于實現(xiàn)公開實施方案的系統(tǒng)的一個實施方案的框圖。
[0019] 詳述
[0020] 公開實施方案包括一種用于通過最佳化沿水平井筒的流入控制設(shè)備參數(shù)來提高 油井的產(chǎn)量的系統(tǒng)和方法。公開實施方案及其優(yōu)勢通過參考附圖中的圖1-11得到更好理 解，相同數(shù)字用于各附圖中相似及對應(yīng)部分?；谙旅娴母綀D及詳述，對于本領(lǐng)域普通技術(shù) 人員來說，公開實施方案的其他特征和優(yōu)點將會更加明顯。運意味著所有此類另外特征和 優(yōu)點被包括在本公開的實施方案的范圍內(nèi)。另外，所示出的附圖僅是示例性的，并非旨在斷 言或暗示對其中可實現(xiàn)不同實施方案的環(huán)境、體系結(jié)構(gòu)、設(shè)計或過程的任何限制。
[0021] 如上所述，流入控制設(shè)備的使用能夠有效地延遲見水/見氣，同時因此提高油回 收。作為實例，圖3描繪比較根據(jù)公開實施方案的使用流入控制設(shè)備的水平井W及不使用流 入控制設(shè)備的水平井的油產(chǎn)量對見水的圖表。在所描繪的實例中，虛線曲線310和320分別 描繪不使用流入控制設(shè)備的水平井的油產(chǎn)量和見水。如從圖表可W看出的，虛線曲線320迅 速上升并因此致使油產(chǎn)量(虛線曲線310)快速下降。相反，油產(chǎn)量曲線330和見水曲線340分 別指示使用流入控制設(shè)備來創(chuàng)建沿水平部分的平衡流入的水平井的油產(chǎn)量和見水。如圖所 示，流入控制設(shè)備的使用通過延遲見水導(dǎo)致油產(chǎn)量的增加。盡管圖3示出井產(chǎn)量對見水，但 也通過延遲見氣來實現(xiàn)類似的結(jié)果。
[0022] 既然已經(jīng)示出ICD的益處，公開實施方案解決如何最好地放置和/或配置ICDW實 現(xiàn)水平井的最佳產(chǎn)量的問題。首先，圖4描繪用于確定沿水平井的流入控制設(shè)備參數(shù)的當前 過程400。在過程400中，在步驟410,在井筒模擬器中建造井筒的模型。井筒模擬器的一個實 例是購自Landmark繪圖公司的肥Tool?模擬軟件。在所述步驟期間，某些井和儲層參數(shù)，諸 如但不限于含水量、滲透性W及外殼模型被配置在井筒模擬器軟件中。在步驟420,用戶配 置/修改井筒模擬器軟件中的ICD參數(shù)。例如，在一個實施方案中，用戶可手動配置用于井筒 的ICD的數(shù)量、各種ICD沿井筒的放置W及ICD利用的類型。例如，用戶可W W配置具有相同 設(shè)計的ICD的沿井筒的均勻分布開始。在步驟430,用戶基于輸入的ICD參數(shù)啟動模擬。隨后， 用戶在步驟440分析流入剖面并在步驟450確定結(jié)果是否令人滿意。如果結(jié)果令用戶不滿 意，那么用戶可W通過修改步驟420中的ICD參數(shù)中的一個或多個來重復(fù)所述過程。如果結(jié) 果令人滿意，那么在一個實施方案中，可在步驟460A輸出結(jié)果并且將其用作用于場中最佳 ICD放置的引導(dǎo)。在另一實施方案中，如步驟460B中所示出的，可將所完成的模型輸出到儲 層模擬器工具中W執(zhí)行時間相關(guān)的模擬，所述儲層模擬器工具諸如但不限于，也購自 Landmark繪圖公司的Nexusi巧儲層模擬軟件。
[0023] 與當前過程400相比較，圖5示出描繪根據(jù)公開實施方案的用于確定沿水平井的用 于最佳化產(chǎn)量的ICD參數(shù)的算法過程500的流程圖。過程500W步驟510的在井筒模擬器中建 造井筒模型開始。類似于當前過程，在所述步驟期間，某些井和儲層參數(shù)，諸如但不限于含 水量、滲透性W及外殼模型被配置在井筒模擬器軟件中。然而，代替當前手動試錯過程，過 程500在步驟520執(zhí)行ICD最佳算法W便確定最佳的ICD參數(shù)。如上文所描述的，運些ICD參數(shù) 可包括，但不限于，用于井筒的ICD的數(shù)量、各種ICD的沿井筒的放置W及被利用的ICD的類 型。在一個實施方案中，由于不同的孔密度、孔直徑、孔類型、孔距離、孔數(shù)量等，ICD類型可 導(dǎo)致不同的壓降。一旦最佳的ICD參數(shù)被確定，在一個實施方案中，它們可在步驟530A被輸 出并直接用于實際的完井設(shè)計?？商娲鼗蛄硗?，在一些實施方案中，如在步驟530B所指示 的，可將結(jié)果作為完井模型的一部分輸出W輸入到儲層模擬器工具中，W便執(zhí)行時間相關(guān) 的模擬。
[0024] 為了幫助示出一種開發(fā)ICD最佳算法的方法，圖6描繪在井筒垂直面中示出井筒和 含水層的草圖。在一個實施方案中，使用靠近井筒的含水層水運動的簡單模型來實現(xiàn)ICD最 佳算法。井筒的典型水平尺寸化)為千米的數(shù)量級，而井筒與含水層之間的典型距離(Lr)通 常不超過幾十米。在運些條件下，在一個實施方案中，可忽略油和水的水平運輸并且井筒周 圍的壓力場是對數(shù)的，使得在井筒的垂直面中，如圖6中所示，可通過下述方程描述到井筒 的水運輸：
[0027] 其中
[0028] 化是油的密度，
[0029] 和kw是水的粘度、密度和巖層滲透性，
[0030] Yw是水的垂直速度，
[0031 ] y是垂直坐標，
[0032] g是重力加速度，
[0033] 丫是巖層孔隙率，
[0034] Vy是井筒平面中的上升水鋒面的速度，
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