优化用于累积液体注入的流量控制装置特性制造方法及图纸

所公开实施方案包括计算机实现方法、设备和计算机程序产品，所述计算机程序产品包括可执行指令，所述可执行指令在被执行时进行操作以确定注入井的流量控制装置特性，所述流量控制装置特性沿生产井产生规定的均匀或不均匀的累积注入轮廓。

【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
本公开大体涉及地下沉积物的开采，并且更具体来说涉及用于为了提高储层开采的目的而优化沿液体注入井的一个或多个流量控制装置的定位和其它特性的方法和系统。2.相关技术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，水代替已采用的石油，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。然而，液体注入井经常受到由于接受过度注入率和体积的一个或多个区域而引起的注入流体的不平衡定位的影响。造成这种情况的主要原因是沿井筒的渗透率差异或漏失区域。在注入率不平衡的情况下，可能会出现问题，包括无效的储层排放以及注入生产井中的流体的提早穿透。因此，需要解决方案以克服注入流体的不平衡定位。附图简述以下参照附图详细描述了本专利技术的说明性实施方案，附图以引用的方式并入本文，并且附图中：图1是根据所公开实施方案的描绘了水平注入井的典型方案的图；图2是根据所公开实施方案的表明关于注入井的注入液体体积的边界几何形状的示例的图；图3是根据所公开实施方案的描绘了用于确定最优流量控制装置特性的计算机实现方法的示例的流程图，这些最优流量控制装置特性产生注入前缘的规定形状；图4是根据所公开实施方案的说明描绘了沿井筒的储层渗透率变化的曲线图的示例的图；图5是根据所公开实施方案的说明描绘了沿井筒的水前缘轮廓的曲线图的示例的图；图6是根据所公开实施方案的说明描绘了最优流量控制装置流渗透函数f(z)的曲线图的示例的图，这些流渗透函数产生所需的累积水注入轮廓；图7是根据所公开实施方案的说明描绘了最优流量控制装置喷嘴尺寸分布的曲线图的示例的图；以及图8是说明了用于实施所公开实施方案的系统的一个实施方案的框图。详述如上所述，液体注入井经常受到由于接受过度注入率和体积的一个或多个区域而引起的注入流体的不平衡定位的影响。根据所公开实施方案，一种用来应对这种不平衡的方法是沿注入井使用一个或多个流量控制装置以使注入地层中的流体平衡。如本文所提及，流量控制装置(FCD)为耦接到井筒的任何装置，该装置导致在井筒与储层之间发生压降，以使得井筒与储层之间位于流量控制装置位置的流量减少。例如，在某些实施方案中，如本领域已知的流入控制装置(ICD)可以结合注入井一起使用以使注入地层中的流体平衡。在这种情况下，ICD充当注入控制装置(这与流入控制装置相对)，因为该注入控制装置将执行控制从中心管注入环形区的流体流量的逆动作。根据所公开实施方案的流量控制装置的非限制性示例为可从获得的注入系统。为了提高烃类开采，完井设计必须考虑从跟部到趾部的下降、其它井的位置和储层不均匀性。另外，为了最优生产率，需要将FCD设计链接至考虑到储层和井筒的物理特征的模型。另外，该模型必须预测注入流体体积的时间相关性膨胀动力学。然而，到目前为止，尚未开发简易方法以确定流量控制装置的恰当定位或选择或者预测注入流体体积的时间相关性膨胀动力学。相反，当前方法依赖于人工试错过程，其中使用模拟软件诸如可从LandmarkGraphicsCorporation获得的NEToolTM来模拟沿水平井的流量控制装置的各种尺寸/类型以及定位。因此，根据所公开的实施方案，提出数值方法和模拟算法以计算最优FCD定位和其它特性(例如，孔数量和孔尺寸和/或FCD的数量和/或类型)，这些特性将沿井筒产生均匀的或规定累积注入轮廓。可以通过示例来说明所公开的实施方案，所述示例使用简化的耦接起来的罐储层-井筒液体动力学模型，该模型考虑到FCD对注入井和地层中的液体行为的影响。所公开的实施方案和方法可以应用于复杂性程度各有不同的耦接起来的储层-井筒模型。可以通过参照附图的图1至图8来最佳地理解所公开实施方案及其优点，相同的标号用于各附图的相同且相应的部分。在审查随后的附图和详细描述后，本领域技术人员将明白或将变得明白所公开实施方案的其它特征和优点。可以预期的是，所有这种额外的特征和优势都包括在所公开实施方案的范围内。另外，所示附图仅仅是示例性的并且并非旨在断言或暗示对可实施不同实施方案的环境、架构、设计或过程的任何限制。如本文所使用，单数形式“一/一个(a/an)”和“该/所述(the)”意图也包括复数形式，除非上下文另有明确指示。应进一步理解，术语“包括/包含(comprise/comprising)”当用于本说明书和/或随附权利要求时，指定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其组合的存在或加入。随附权利要求中相应的结构、材料、动作以及所有手段或步骤加上功能元件的等效物意图包括与用于执行如具体要求的其它要求元件相结合的功能的任意结构、材料或动作。已出于说明和描述的目的给出了对本专利技术的描述，并且所述描述并非旨在是穷举的或是将本专利技术限于所公开的形式。为了解释本专利技术的原理和实际应用以及为了使得本领域其它技术人员能够理解所要求的本专利技术，选择和描述了这些实施方案。从图1开始，呈现描绘了水平注入井100的典型方案的图。注入井100包括上游端102和下游端104。上游端102在本领域中称为井的跟部并且下游端104称为趾部。另外，在图1上还指示了本文所述的若干参数。具体来说，z为水平坐标；Lz为井筒长度；Pi为井筒压力，Pe为环形区压力，PB为储层边界压力，j为每单位长度的井筒的注入液体的体积流率(例如，每米加仑数)。图2是根据所公开实施方案的指示了关于注入井100的注入液体体积rf的边界几何形状的示例的图。注入体积的边界形状是轴对称的并且通过函数r＝rf(z,t)来描述。可以将这个边界视为移动前缘，从而使注入液体体积r<rf(z,t)与地层中的石油分离，如图2所示。注入体积内部和外部的压力分布是准稳定的并且通过以下方程进行描述：其中rB和ro为储层边界和井筒表面(砂面)的径向坐标，pB为储层边界上的压力，pexi为井筒表面上的压力，并且pf为前缘的压力。在一个实施方案中，由于所涉及液体的低压缩性，因此前缘处注入液体的体积流率Ji和石油的体积流率Jp可以被认为是相同的：<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于确定注入井的流量控制装置特性的计算机实现方法，所述流量控制装置特性将沿生产井产生规定累积注入轮廓，所述方法包括：初始化流量控制装置分布函数以具有均匀的流量控制装置分布轮廓；使执行操作的指令循环进行，所述操作包括：使用所述流量控制装置分布函数来确定针对所需体积的注入流体的流量分布和注入流体前缘；确定沿所述注入井的长度的参考位置；调整所述流量控制装置分布函数；确定注入体积轮廓与所述规定累积注入轮廓之间的偏差；确定所述偏差是否在预定收敛值内；响应于所述偏差不在所述预定收敛值内的确定，重复所述循环；响应于所述偏差在所述预定收敛值内的确定，退出所述循环；以及确定所述注入井的所述流量控制装置特性，所述流量控制装置特性沿所述生产井产生所述规定累积注入轮廓。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定注入井的流量控制装置特性的计算机实现方
法，所述流量控制装置特性将沿生产井产生规定累积注入轮廓，所述
方法包括：
初始化流量控制装置分布函数以具有均匀的流量控制装置分布
轮廓；
使执行操作的指令循环进行，所述操作包括：
使用所述流量控制装置分布函数来确定针对所需体积的注入流
体的流量分布和注入流体前缘；
确定沿所述注入井的长度的参考位置；
调整所述流量控制装置分布函数；
确定注入体积轮廓与所述规定累积注入轮廓之间的偏差；
确定所述偏差是否在预定收敛值内；
响应于所述偏差不在所述预定收敛值内的确定，重复所述循环；
响应于所述偏差在所述预定收敛值内的确定，退出所述循环；以
及
确定所述注入井的所述流量控制装置特性，所述流量控制装置特
性沿所述生产井产生所述规定累积注入轮廓。
2.如权利要求1所述的计算机实现方法，其中沿所述注入井的
所述参考位置满足在当前流体注入前缘与目标流体注入前缘之间具
有最小比率的条件。
3.如权利要求1所述的计算机实现方法，其中调整所述流量控
制装置分布函数包括：
使所述流量控制装置分布函数在所述注入流体前缘与目标流体
前缘相比未充分推进的点处的值增加；以及
使在所述注入流体前缘超越所述目标流体前缘的点处的值减小。
4.如权利要求1所述的计算机实现方法，其中所述预定收敛值
为所述所需体积的注入流体的10-5。
5.如权利要求1所述的计算机实现方法，其中沿所述注入井的
所述长度的所述参考位置并不会在随后的循环迭代期间发生变化。
6.如权利要求1所述的计算机实现方法，其中所述规定累积注
入轮廓是不均匀的。
7.如权利要求1所述的计算机实现方法，其中所述规定累积注
入轮廓是均匀的。
8.如权利要求1所述的计算机实现方法，其中确定所述流量控
制装置特性包括确定沿所述注入井的所述长度的所述流量控制装置
的各种孔径。
9.如权利要求1所述的计算机实现方法，其中确定所述流量控
制装置特性包括确定沿所述注入井的所述长度的所述流量控制装置
的距离分布。
10.一种系统，其包括：
至少一个处理器；以及
至少一个存储器，所述至少一个存储器耦合到所述至少一个处理
器并且存储用于确定注入井的流量控制装置特性的计算机可执行指

\t令，所述流量控制装置特性将沿生产井产生规定累积注入轮廓，所述
计算机可执行指令包括指令，所述指令用于：
初始化流量控制装置分布函数以具有均匀的流量控制装置分布
轮廓；
使执行操作的指令循环进行，所述操作包括：
使用所述流量控制装置分布函数来确定针对所需体积的注入流
体的流量分布和注入流体前缘；
确定沿所述注入井的长度的参考位置；
调整所述流量控...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·菲利波夫，卢建新，V·霍里科夫，
申请(专利权)人：兰德马克绘图国际公司，
类型：发明
国别省市：美国;US