用于监视和优化储层增产操作的方法和系统技术方案

提供了用于监视和优化储层中的增产操作的方法和系统。特别地，所述方法和系统利用井下遥测系统，诸如传感器和井下无线通信节点的网络，以监视各种增产操作。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监视和优化储层增产操作的方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求于2017年12月29日提交的标题为“MethodsandSystemsforMonitoringandOptimizingReservoirStimulationOperations”的美国临时申请序列No.62/611,655的权益，其全部公开内容通过引用并入本文。
本公开涉及用于监视和优化储层增产操作(stimulationoperation)的方法和系统。特别地，本公开涉及利用井下无线网络来监视和优化储层增产操作(诸如酸化操作和/或压裂操作)的方法和系统。
技术介绍
含烃地下地层(即，烃储层)的生产能力可以与多种因素有关，包括但不限于地层中存在的烃的量；地层的孔隙率和渗透率；地层内的压力；地层内的温度；地层内所含烃的粘度；暴露于含烃地层的井筒长度；以及地层中水、气和/或其它材料的存在。由于这些各种因素之间潜在的相互作用多种多样，因此地下地层中烃的存在本身并不能说明该烃可以被经济地采收。因此，已经开发出各种技术来增产储层，以增加从地下地层中烃的总采收率和/或有助于从低渗透性储层中烃的经济采收。例如，已经开发了各种化学增产技术，诸如基质酸化技术。在这样的技术中，通过井注入能够溶解岩石基质的化学物质，诸如酸。化学物质的作用是去除井筒处的某些岩石材料，并清理和扩大近井筒环境中的地层孔隙。作为另一个示例，已经开发了压裂操作，其包括以使得岩石基质将“分开”并形成裂缝网络的高压和速率将压裂流体注入地层中。可以使用各种压裂流体，例如剪切稀化的粘性流体、非牛顿凝胶或乳液。此外，压裂流体可与支撑剂材料(例如，沙、陶瓷珠或其它颗粒材料)混合，以在释放液压后使裂缝保持打开。期望能够监视诸如压裂操作和化学增产操作之类的储层增产操作的有效性。例如，具有实时信息以便在使用增产流体时评估增产流体的有效性将是有用的。然后，可以使用这样的信息来确定是否应当使用不同的增产剂、是否应当以不同的压力注射增产流体，和/或是否应该使用更多或更少的增产流体。作为另一个示例，许多增产操作以多阶段操作完成，并且可以具有两个或更多个阶段。因此，在进行增产操作的下一阶段之前，在增产操作期间具有实时井下信息以评估一个阶段中的增产性能将是有用的。因此，在诸如化学增产操作和/或水力压裂操作的储层增产操作中，需要实时信息来评估增产操作的性能。此外，期望在增产操作的每个阶段具有实时信息以优化并增加增产操作的效率。背景参考文献可以包括(i)美国专利No.5,924,499；6,462,672；6,899,178；6,909,667；6,912,177；7,228,902；7,249,636；7,477,160；8,115,651；9,557,434；9,631,485；9,759,062；9,816,373；9,863,222；9,879,525；10,100,635；以及10,132,149；(ii)美国专利申请公开No.2008/0030365；2015/0292319；2015/0300159；2015/0354351；2016/0076363；2016/0215612；2018/005819；2018/0058198；2018/0058202；2018/0058203；2018/0058204；2018/0058205；2018/0058206；2018/0058207；2018/0058208；2018/0058209；以及2018/0066510；以及(iii)美国专利申请序列No.15/666334。附图说明图1是已经作为套管井完井(casedholecompletion)完成的说明性井筒的侧视横截面视图。一系列通信节点沿着套管管柱放置，作为井筒中的井下无线遥测系统的一部分。图2A是示例性通信节点的示意图。图2B是沿着节点的纵轴截取的示例性通信节点的横截面视图。图3是利用多个顶侧节点的井下无线网络的布局的示意图。图4A和4B提供了监视增产操作的图示。图5是本文描述的方法的说明性实施例的流程图。具体实施方式现在将描述本专利技术的各种具体实施例、版本和示例，包括为了理解要求保护的专利技术的目的而在本文中采用的优选实施例和定义。虽然下面的详细描述给出了具体的优选实施例，但是本领域技术人员将认识到的是，这些实施例仅仅是示例性的，并且可以以其它方式来实践本专利技术。为了确定侵权，本专利技术的范围将指所附权利要求中的任何一个或多个，包括它们的等同物以及与所列举的内容等同的要素或限制。对“专利技术”的任何引用可以指由权利要求书限定的一个或多个但不一定是全部专利技术。术语下文定义本文所用的各种术语。在以下未对权利要求中使用的术语进行定义的范围内，应赋予相关领域技术人员对于该术语所给出的最广泛的可能的定义，如在至少一个印刷出版物或授权专利中反映的。如本文所使用的，术语“通信节点”可以用于指顶侧通信节点、中间通信节点和/或传感器通信节点。如本文所使用的，术语“导管”是指形成物理通道的管状构件，通过该物理通道来输送某些东西。导管可以包括管、歧管、管子等中的一种或多种，或包含在管状构件中的液体。如本文所使用的，术语“确定”涵盖各种各样的动作，并且可以包括计算(calculating)、估算(computing)、处理、推导、调查、查找(例如，在表、数据库或其它数据结构中查找)、认定等。确定还可以指解决、选择、选定、建立等。如本文所使用的，术语“流体”是指气体、液体以及气体和液体的组合，以及其中气体是流体的主要成分的气体和固体的组合，以及其中液体是流体的主要成分的液体和固体的组合。如本文所使用的，术语“流体流量测量”是指测量一个或多个流体流量参数，包括但不限于速度、体积、压力、电阻率、振动、压降、温度、阻抗、衰减、密度、粘度、流量类型等中的一个或多个。此类测量可以被用于确定例如流体粘度、流体成分、相分数、横截面上的流和相的环形分布、流速等。如本文所使用的，术语“流量”是指流体的流(current)或流(stream)。流量可以被理解为每单位时间通过一个点的流体的量。影响流量的因素可以包括但不限于压力(例如，流量与管道两端的压力差成正比)、长度(例如，流量与管道的长度成反比)、粘度(例如，流量与流体的粘度成反比)、流体的温度、流体密度、流体的可压缩性、流体的相数(即，单相或多相)、流体的摩擦力和化学特性。如本文所使用的，术语“地层”是指任何可定义的地下区域。地层可以包含一个或多个含烃层、一个或多个非含烃层、任何地质地层的上覆岩层和/或下伏岩层。如本文所使用的，术语“烃”是指主要但非排他地包括氢和碳元素的有机化合物。烃一般分为两类：脂族烃，也称为直链烃，和环状烃，也称为闭环烃。虽然烃一般包含氢和碳元素，但在一些实施例中，烃还可以包括少量其它元素或化合物，诸如但不限于卤素、金属元素、氮、氧、硫。含烃材料的示例包括任何形式的天然气、石油、煤炭和沥青。如本文所使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监视和评估增产操作的方法，包括：/n从井下传感器获得指示地下状况的第一数据信号；/n进行增产操作的第一阶段；/n从井下传感器获得第二数据信号，所述第二数据信号指示在增产操作的第一阶段之后的地下状况；/n通过井下无线网络将数据信号从地下传输到地面，其中井下无线网络包括连接到井筒中的管的一系列通信节点，并且其中相邻的通信节点被配置为通过经由管传输的声学信号进行通信；/n分析数据信号以评估增产操作的第一阶段；/n基于评估结果修改、调整或优化增产操作；以及/n生产烃。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171229 US 62/611,6551.一种用于监视和评估增产操作的方法，包括：
从井下传感器获得指示地下状况的第一数据信号；
进行增产操作的第一阶段；
从井下传感器获得第二数据信号，所述第二数据信号指示在增产操作的第一阶段之后的地下状况；
通过井下无线网络将数据信号从地下传输到地面，其中井下无线网络包括连接到井筒中的管的一系列通信节点，并且其中相邻的通信节点被配置为通过经由管传输的声学信号进行通信；
分析数据信号以评估增产操作的第一阶段；
基于评估结果修改、调整或优化增产操作；以及
生产烃。


2.如权利要求1所述的方法，其中每个通信节点包括
密封的壳体；
驻留在壳体内的电声换能器和相关联的收发器，被配置为中继信号，每个信号表示信息的分组，所述信息的分组包括(i)最初传输该信号的地下通信节点的标识符，以及(ii)代表由井下传感器取得的读数的信号；以及
驻留在壳体内的独立电源，用于为收发器提供电力。


3.如权利要求1或2所述的方法，其中井下无线网络包括至少一个驻留在地面附近的顶侧通信节点，以及在顶侧通信节点下方沿着井筒的一系列地下通信节点；以及
其中至少一个顶侧通信节点将信号从最上层的地下通信节点传输到地面处的接收器。


4.如权利要求1-3中的任一项所述的方法，其中井下传感器包括以下一项或多项：流体速度测量设备、温度传感器、压力传感器、流体密度传感器、麦克风、超声传感器、多普勒移位传感器、化学传感器、成像传感器、阻抗传感器、衰减传感器和流体电阻率传感器。


5.如权利要求1-4中的任一项所述的方法，其中第一数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊晓华，M·M·迪斯科，宋利民，D·A·赫维尔，
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：美国;US