含水层附近的开采井的优化酸化制造技术

本发明专利技术提供确定用于含水层附近的开采井的最佳酸液布置设计的系统和方法。所确定的最佳酸液布置解释从所述开采井的跟部到趾部的降压和储层异质性，从而解决来自所述附近含水层的水突破问题并且提高油气采收率。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求2014年1月24日提交的题为“OptimizedAcidizingofaProductionWellNearAquifer”的美国临时专利申请号61/931,255的权益，所述申请以引全文用方式并入本文。
技术介绍
1.
本公开总体上涉及地下沉积物的采收，并且更具体地说，涉及用于通过优化含水层附近的开采井的酸化来提高油井的开采量的方法和系统。2.相关技术讨论基质酸化(matrixacidizing)是一种广泛使用的技术，其用于模拟井来实现改进的入流性能。在砂岩酸化中，在钻井和完井过程期间，将酸溶液注入地层中以通过使堵塞砂岩孔的矿物质溶解并且消除对近井地层的破坏来增加渗透率。酸化可使近井渗透率产生实质性增加，并且因此产生更高开采率。现代的酸液布置方法允许定向递送酸液以覆盖所有的开采层段。通常，目的是为了实现沿井筒的均匀酸液布置。然而，由于沿井的摩擦压降和储层渗透率变化，此类均匀酸化可在管壁处产生不均匀的油通量以及在跟部处产生较高的开采流率。在位于邻近于含水层的井的情况下，在井的跟部区域中存在较高的水突破概率并且因此造成井封堵。附图说明本公开的说明性实施方案在下文参考附图进行详细描述，所述附图以引用的方式并入本文中并且其中：图1是示出根据实施方案的含水层附近的水平开采井的实例的图；图2A-2C是示出根据实施方案的具有破坏的、已处理过的和未破坏的地层区的示例性水平井的不同视图的图；图3是示出根据实施方案的使用镜像方法计算压力场pj(x,y)的图；图4是示出根据实施方案的被配置来执行酸化优化工序的过程的流程图；图5是示出根据实施方案的压力p与质量流率q沿井筒的变化的实例的曲线图；图6是示出根据实施方案的在均匀酸化的情况下，在一定数目的迭代之后，接近井的水前缘(waterfront)形状的实例的曲线图；图7是示出根据实施方案的用于第一实例的酸液布置函数f(z)的实例的曲线图；图8是示出根据实施方案的用于第二实例的地层渗透率kf的不均匀分布的实例的曲线图；图9是示出根据实施方案的用于第二实例的产生平坦水前缘形状的酸液布置函数f(z)的实例的曲线图；并且图10是示出用于实现公开的实施方案的示例性计算机系统的框图。具体实施方式本公开的实施方案涉及确定用于酸化含水层附近的开采井的最佳酸液布置设计。如上所述，井筒中的摩擦压降和储层渗透率变化通常导致沿井长度的不均匀降压和在跟部处较高的开采流率。井附近的含水层的存在增加了水突破概率。井中的水突破可能大大地缩短井的寿命并降低其开采容量。因此，为了提高油气采收率(hydrocarbon)并且减轻水突破的危险，最佳酸化布置设计必须解释从井的跟部到趾部的降压和储层异质性。如将在下文更详细所述，所公开的实施方案提供了可变的、不均匀酸液布置设计，所述设计解释从跟部到趾部的降压和储层异质性，以便解决上述水突破问题并且从而提高油气采收率。例如，在一个实施方案中，提供算法和数学模型以用于执行对沿井的开采长度的对应酸液布置分布的详细计算，所述井的开采长度将产生注入率和/或生产率的规定目标分布曲线(profile)。所公开的实施方案和其优点通过参照附图的图1-10得到最好的理解，并且相同的数字用于各个附图的相同和对应部分。在审视下面的附图和详述之后，公开的实施方案的其他特征和优点将对于本领域普通技术人员来说更加明显。意图将所有此类另外特征和优点包括在公开的实施方案的范围内。另外，所示出的附图仅是示例性的，并不意图断言或暗示对可实现不同实施方案的环境、体系结构、设计或过程的任何限制。如本文所用，除非上下文另外明确说明，否则单数形式“一(a/an)”和“所述(the)”也意图包括复数形式。将进一步理解，在用于本说明书和/或权利要求书中时，术语“包括(comprise)”和/或“包括(comprising)”指定了所陈述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但是不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其群组的存在或增加。随附权利要求书中的所有装置的相应结构、材料、动作以及等效物或或步骤加功能要素意图包括用于执行所述功能的任何结构、材料或动作与具体要求保护的其他要求保护要素的组合。出于说明和描述的目的已经呈现了对本公开的描述，但并不意图为详尽的或将本公开限制于呈所公开形式的实施方案。在不脱离本公开的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。提供本文所述的说明性实施方案是为了解释本公开的原理和其实际应用，并且允许本领域的其他普通技术人员理解：公开的实施方案可按需要针对特定实现方式或用途来加以修改。权利要求书的范围意图广泛地涵盖公开的实施方案和任何此种修改。现参考图1，呈现了含水层附近的储层地层中的水平开采井100的实例。在图1中示出的实例中，具有外半径为r0的水平井100的一部分沿水平轴线z延伸通过地层。地层例如可以是砂岩地层。如图1中所示，井100最初位于含水层上方处于距离h处。井筒外侧的地层可分成两个区域：井筒附近的以油饱和的第一区域；以及含水层附近的以水饱和的第二区域。由于井诱导的压力梯度，这个第二区域中的水例如可以在朝向井筒的方向上缓慢地上升。此外，如图1所述，井100由破坏层包围，r<rd。破坏层例如可以是归因于钻井或完井(例如，泥浆固体侵入)或其他原因的颗粒破坏的结果。因为由此种破坏引起的孔堵塞，破坏区的渗透率kd可基本上低于未破坏地层的渗透率kf。图2A示出图1的井筒的水平部分附近的地层区域的放大图200A。如图2A所示，包围水平井100的区域包括破坏区210和已处理过的区或处理区220。根据定义，在周围区域中未被破坏区210覆盖的地层是未破坏的。在一个实施方案中，在处理区220(r<rf(z))中在流体注入下施加酸液可允许将天然存在的主矿物(诸如碳酸盐)从破坏岩石层和从地层的未破坏层中的孔清除掉。在一个实施方案中，可使用数学模型，在所述数学模型中，可将岩石基质的渗透率例如计算为绝对渗透率和相对渗透率的乘积。相对渗透率例如可以是在考虑中的流体的性质。在模型的一些实现方式中，可以假设流体的相对渗透率是恒定的。由于酸化，处理区220中的渗透率kt可基本上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种确定用于具有附近含水层的开采井的最佳酸液布置的计算机实现方法，所述方法包括：基于均匀酸液布置分布曲线来初始化酸液布置分布函数；在基于所述酸液布置分布函数模拟前缘传播期间，当水前缘到所述达开采井时，确定流到所述开采井中的入流分布和水突破的位置，其中所述模拟用来确定当水前缘接近所述开采井时所述水前缘的演变；基于所述模拟的结果沿所述开采井的长度相对于基准位置来调所述整酸液布置分布函数，所述基准位置对应于沿所述开采井的、所述前缘传播被确定为最小的点；确定根据所述所调整的酸液布置分布函数的所述水前缘的形状与根据所述基准位置的目标分布曲线之间的变化是否在预先确定的收敛范围内；响应于确定所述变化不在所述预先确定的收敛范围内，对所述酸液布置分布函数重复进行所述模拟和调整，直到所述偏差被确定为在所述预先确定的收敛范围内；以及响应于确定所述变化在所述预先确定的收敛范围内，使用所述所调整的酸液布置分布函数确定用于所述开采井的所述最佳酸液布置。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.24 US 61/931,2551.一种确定用于具有附近含水层的开采井的最佳酸液布置的计
算机实现方法，所述方法包括：
基于均匀酸液布置分布曲线来初始化酸液布置分布函数；
在基于所述酸液布置分布函数模拟前缘传播期间，当水前缘到所
述达开采井时，确定流到所述开采井中的入流分布和水突破的位置，
其中所述模拟用来确定当水前缘接近所述开采井时所述水前缘的演
变；
基于所述模拟的结果沿所述开采井的长度相对于基准位置来调
所述整酸液布置分布函数，所述基准位置对应于沿所述开采井的、所
述前缘传播被确定为最小的点；
确定根据所述所调整的酸液布置分布函数的所述水前缘的形状
与根据所述基准位置的目标分布曲线之间的变化是否在预先确定的
收敛范围内；
响应于确定所述变化不在所述预先确定的收敛范围内，对所述酸
液布置分布函数重复进行所述模拟和调整，直到所述偏差被确定为在
所述预先确定的收敛范围内；以及
响应于确定所述变化在所述预先确定的收敛范围内，使用所述所
调整的酸液布置分布函数确定用于所述开采井的所述最佳酸液布置。
2.如权利要求1所述的方法，其中调整所述酸液布置分布函数
包括：
降低所述酸液布置分布函数在所述水前缘已被推进超过所述基
准位置的点处的值。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述预先确定的收敛值是所

\t述水前缘与所述开采井之间的距离的10-5。
4.如权利要求1所述的方法，其中在响应于确定所述偏差不在
所述预先确定的收敛范围内来执行流量控制装置分布函数的所述模
拟和调整的后续迭代期间，所述基准位置保持不变。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述开采井是在均匀储层地
层内。
6.如权利要求1所述的方法，其中所述开采井是在不均匀储层
地层内。
7.如权利要求6所述的方法，其中所述不均匀储层地层的未破
坏层的渗透率沿所述开采井的所述长度而变化。
8.如权利要求1所述的方法，其中所述最佳酸液布置解释储层
异质性和从所述开采井的跟部到趾部的降压。
9.如权利要求8所述的方法，其中所述最佳酸液布置减少来自
所述附近含水层的水突破机会并且提高油气采收率。
10.一种确定用于具有附近含水层的开采井的最佳酸液布置的
系统，所述系统包括：
至少一个处理器；以及
存储器，其耦接至所述处理器，所述存储器包括存储在其中的处
理器可读指令，所述指令在由所述处理器执行时，配置所述处理器来
执行多个操作，包括以下操作：
基于均匀酸液布置分布曲线来初始化酸液布置分布函数；
在基于所述酸液布置分布函数模拟前缘传播期间，当水前缘到所
述达开采井时，确定流到所述开采井中的入流分布和水突破的位置，

\t其中所述模拟用来确定当水前缘接近所述开采井时所述水前缘的演
变；
基于所述模拟的结果沿所述开采井的长度相对于基准位置来调
所述整酸液布置分布函数，所述基准位置对应于沿所述开采井的...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·菲利波夫，V·A·霍里亚科夫，
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