所公开的实施方案包括用于确定产生注入流率轮廓的规定形状的最佳流量控制设备(FCD)特性的方法、装置和计算机程序产品。例如，在一个实施方案中，计算机实现的方法配置成执行下面的步骤：确定沿着注入井的生产长度的参考位置；确定等于沿着注入井的生产长度的参考位置处的注入流率轮廓的参考值；使用参考值来定义目标注入轮廓；基于目标注入轮廓来确定沿着注入井的生产长度的压力分布；使用目标注入轮廓和压力分布来确定FCD分布轮廓；以及基于FCD分布轮廓来确定产生目标注入轮廓的FCD特性。
【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
本公开通常涉及地下矿床的开采，且更具体地涉及用于为了提高从储层开采的目的而优化沿着液体注入井的一个或多个流量控制设备的放置和其它特性的方法和系统。2.相关技术的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，水代替已获取的石油，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，由于接受过大的注入速率和体积的一个或多个区，液体注入井频繁地遭受所注入流体的不平衡放置。对此的主要原因是沿着井筒的渗透率差异或漏失带。在注入速率不平衡的情况下，可产生问题，包括低效的储层排泄和所注入流体到生产器内的过早穿透。因此，需要克服所注入流体的不平衡问题的解决方案。附图简述下面参考附图详细地描述本专利技术的说明性实施方案，附图通过引用被并入本文且其中：图1是描绘根据所公开的实施方案的水平注入井的一般方案的图；图2是根据所公开的实施方案的描绘用于确定用于实现特定注入井的期望注入轮廓的最佳流量控制设备特性的计算机实现的方法的流程图的图；图3A-3D是根据所公开的实施方案的对于具有恒定流量分布f(z)的水平注入井描绘沿着井筒的压力差、速度、注入流率j轮廓的实例的曲线图；图4A-4D是描绘根据所公开的实施方案的第二实例的曲线图，其中均匀的注入流率轮廓j应用于水平注入井且最佳流量控制设备特性被确定；图5A-5C是描绘根据所公开的实施方案的第三实例的曲线图，其中任意规定的注入轮廓j(z)应用于水平注入井且最佳流量控制设备特性被确定；图6A-6C是描绘根据所公开的实施方案的基于图5A-5C的第三实例的水渗透率k的变化、所计算的流量控制设备分布轮廓f(z)和所计算的流量控制设备直径轮廓的曲线图；以及；图7是示出用于实施所公开的实施方案的系统的一个实施方案的框图。详细描述如上面陈述的，由于接受过大的注入速率和体积的一个或多个区，液体注入井频繁地遭受所注入流体的不平衡放置。根据所公开的实施方案，抵消这个不平衡的一种方法是使用沿着注入井的一个或多个流量控制设备(FCD)来平衡被注入到地层内的流体。如在本文提到的，流量控制设备(FCD)是耦接到井筒的、引起在井筒和储层之间的压力降以减小在井筒和在流量控制设备的位置处的储层之间的流量的任何设备。例如在某些实施方案中，如在本领域中已知的流入量控制设备(ICD)可结合注入井来使用以平衡被注入到地层内的流体。在这种情况下，ICD将充当注入控制设备，与流入量控制设备相反，因为它将执行控制从中心管到环形区的所注入流体的流量的相反的行动。根据所公开的实施方案的FCD的非限制实例是从可得到的注入系统。为了从长水平井实现期望注入轮廓，完井设计必须解释从跟部到趾部的高下降且也必须解释储层不均匀性。在能够使用FCD创建期望注入轮廓时的两个关键因素是FCD的正确选择(例如孔的数量和孔径尺寸)和沿着注入井的选定FCD的正确放置。然而到此为止，用于确定FCD的正确放置或选择的容易方法还没有被开发。相反，当前方法依赖于手动试错过程，其中沿着水平井使用模拟软件例如从Landmark Graphics公司可得到的NEToolTM来模拟FCD的各种尺寸/类型和放置。因此，所公开的实施方案试图改进确定FCD特性以实现特定注入井的期望注入轮廓的过程。根据所公开的实施方案，FCD特性包括但不限于井筒的FCD的数量和类型、沿着井筒的各种FCD的放置以及各种FCD的每个的孔的数量和孔的直径/流尺寸。特别是，与当前的手动试错过程相反，所公开的实施方案提出使用数值算法和模拟方法用于计算最佳FCD特性，所述特性将产生规定的注入流率轮廓，例如但不限于沿着井筒的均匀注入轮廓。通过参考附图的图1-7将更好地理解所公开的实施方案及其优点，相似的数字用于各种附图的相似和相应的部分。在检查下面的附图和详细描述时，所公开的实施方案的其它特征和优点将或将变得对本领域中的普通技术人员明显。意图是所有这样的额外特征和优点被包括在所公开的实施方案的范围内。此外，所示附图仅仅是示例性的，且并不打算断言或暗示关于不同的实施方案可被实现的环境、架构、设计或过程的任何限制。如在本文使用的，单数形式“一/一个(a/an)”和“该/所述(the)”意欲也包括复数形式，除非上下文清楚地指示其它情况。将进一步理解，术语“包括(comprise)”和/或“包括(comprising)”当在这个说明书和/或权利要求中被使用时指定所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其它特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。在下面的权利要求中的所有手段或步骤加上功能元件的相应结构、材料、行动和等效形式意欲包括用于结合其它所主张的元件执行功能的任何结构、材料或行动，如特别主张的。本专利技术的描述为了说明和描述的目的而被提出，但并没有被规定为排他的或被限制到以所公开的形式的专利技术。实施方案被选择和描述以解释本专利技术的原理和实际应用，并使本领域中的普通技术人员能够理解所主张的专利技术。以图1开始，示出描绘水平注入井100的一般方案的图。注入井100包括上游端102和下游端104。上游端102在本领域中被称为井的跟部而下游端104被称为趾部。此外，本文所述的几个特性也被指示在图1上。特别是，z是水平坐标；Lz是井筒长度；Pi是井筒压力，Pe是环形区压力，PB是储层边界压力，j是井筒的每单位长度的所注入液体的体积流率(例如每米加仑的数量)。根据所公开的实施方案，在井筒中的液体的流量由下面的耦接方程描述。方程1是连续方程而方程2是动量平衡方程，其中V是平均流速，S和D是井筒横截面面积和直径，μ、p和k是粘度、密度和地层渗透率，以及rB和r0是储层边界和井筒表面的径向坐标，gz是沿着z方向的重力加速度，以及fd是达西摩擦系数。通过解释储层地层特性和流体特性的变化，所公开的实施方案具有对不同的储层条件的广泛的潜在应用。地层渗透率k是k0和kr的乘积，其中k0是达西渗透率以及是kr相对渗透率，其取决于具有原始和所注入的液体的岩石的饱和度。在一个实施方案中，对于z的固定值，这些特性被假定是不变的，但可沿着井筒随着坐标z而改变。在某些实施方案中，如下面将描述的，由于简单性原因，做出下面的假设：水完全代替在岩石中的石油且因此kr在注入前缘之前和之后是常数，同时经历在前缘位置处的跳跃。可选地，在某些实施方案中，kr将取决于模拟的每个网格块的饱和度。方程3描述流体通量对在井筒和地层中的流量之间的压力差的依赖性，其中j是注入通量而σ是流阻系数。函数f(z)特征化FCD的孔径或线性密度的纵向变化。在函数f(z)的结果中的增加引起FCD壁上的压力降的减小和因而流体的流入量的增加。变量fd是达西摩擦因子，其解释在管流以及开放管道流中的摩擦损耗。在一个实施方案中，使用如下面在方程4和5中所示的Haaland方程来确定达西摩擦因子。其它方程例如但不限于Colebrook-White方程、Swamee-Jain方程和Goudar方程也可用于根据所公开的实施方案确定达西摩擦因子。其中Re是雷诺本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于确定产生注入井的注入流率轮廓的规定形状F(z)的流量控制设备(FCD)特性的计算机实现的方法，所述方法包括：基于均匀分布轮廓确定注入流率轮廓；确定沿着所述注入井的生产长度的参考位置；确定等于沿着所述注入井的所述生产长度的所述参考位置处的所述注入流率轮廓的参考值；使用所述参考值来定义目标注入轮廓；基于所述目标注入轮廓来确定沿着所述注入井的所述生产长度的压力分布；使用所述目标注入轮廓和所述压力分布来确定FCD分布轮廓；以及基于所述FCD分布轮廓来确定产生所述目标注入轮廓的FCD特性。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于确定产生注入井的注入流率轮廓的规定形状F(z)的流量控制设备(FCD)特性的计算机实现的方法，所述方法包括：基于均匀分布轮廓确定注入流率轮廓；确定沿着所述注入井的生产长度的参考位置；确定等于沿着所述注入井的所述生产长度的所述参考位置处的所述注入流率轮廓的参考值；使用所述参考值来定义目标注入轮廓；基于所述目标注入轮廓来确定沿着所述注入井的所述生产长度的压力分布；使用所述目标注入轮廓和所述压力分布来确定FCD分布轮廓；以及基于所述FCD分布轮廓来确定产生所述目标注入轮廓的FCD特性。2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中沿着所述注入井的所述参考位置满足下面的条件：j(z0)F(z0)=min[j(z)F(z)];0≤z≤Lz.]]>3.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中基于所述均匀分布轮廓确定所述注入流率轮廓包括沿着所述注入井的所述生产长度对连续方程和动量平衡方程求积分。4.如权利要求3所述的计算机实现的方法，其中所述连续方程是：其中5.如权利要求3所述的计算机实现的方法，其中所述动量方程是：dpdz=fd2Dρ|V|V+2ρVjS+ρgz.]]>6.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中基于所述均匀分布轮廓确定所述注入流率轮廓包括求解下面的方程：j2=f(z)σ[pi(z)-pe(z)].]]>7.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中使用所述参考值来定义所述目标注入轮廓使用下面的方程：j*(Z)＝j(Z0)·F(Z)/F(Z0)。8.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中确定FCD特性包括确定沿着所述注入井的所述生产长度的所述FCD的各种孔径。9.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中确定FCD特性包括确定沿着所述注入井的所述生产长度的所述FCD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，其耦接到所述至少一个处理器并存储用于确定产生注入井的规定注入流率轮廓的FCD特性的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令包括用于下列操作的指令：基于均匀分布轮廓确定注入流率轮廓；确定沿着所述注入井的生产长度的参考位置；确定等于沿着所述注入井的所述生产长度的所述参考位置处的所述注入流率轮廓...
【专利技术属性】
技术研发人员：A·菲利波夫，J·陆，V·科里亚科夫，
申请(专利权)人：界标制图有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US
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