WO2021063804A1 - Method for determining a trajectory of a well in an oil reservoir - Google Patents

Method for determining a trajectory of a well in an oil reservoir Download PDF

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WO2021063804A1
WO2021063804A1 PCT/EP2020/076795 EP2020076795W WO2021063804A1 WO 2021063804 A1 WO2021063804 A1 WO 2021063804A1 EP 2020076795 W EP2020076795 W EP 2020076795W WO 2021063804 A1 WO2021063804 A1 WO 2021063804A1
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WO
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cell
geological
determined
quality indicator
reservoir
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/076795
Other languages
French (fr)
Inventor
Sarah BOUQUET
Original Assignee
IFP Energies Nouvelles
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
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Application filed by IFP Energies Nouvelles filed Critical IFP Energies Nouvelles
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
    • E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
    • E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
    • E21B43/30—Specific pattern of wells, e.g. optimising the spacing of wells

Definitions

  • the present invention relates to the technical field of the petroleum industry, and more particularly to the exploitation of petroleum deposits.
  • the invention makes it possible to efficiently exploit a deposit, by determining the trajectory of at least one new well to be drilled in this deposit.
  • the oil exploitation of a deposit consists in determining the zones of the deposit having the best oil potential, in defining the exploitation plans for these zones (in order to define the type of recovery, the number and the positions of the exploitation wells. allowing optimal hydrocarbon recovery), to drill exploitation wells and, in general, to set up the production infrastructures necessary for the development of the deposit.
  • the operation of geological petroleum reservoirs requires the acquisition of as precise knowledge as possible of the underground geology, in order to efficiently provide an evaluation of reserves, a modeling of production, or of management. of operation.
  • the determination of the location of a production well and / or an injection well within a hydrocarbon deposit, the constitution of the drilling mud, the completion characteristics, the choice a process for recovering hydrocarbons (such as water injection for example) and the parameters necessary for the implementation of this process (such as injection pressure, production flow rate, etc.) require a good knowledge of the deposit. Knowing a deposit means having as precise a description as possible of the structure, petrophysical properties, fluid properties, etc., of the deposit being studied.
  • the oil industry combines field measurements (carried out in situ, during seismic campaigns, measurements in wells, coring, etc.) with experimental modeling (carried out in the laboratory) as well as numerical simulations ( carried out by means of software).
  • the formalization of this knowledge then goes through the establishment of a model of the subsoil, known under the term of geological model, which makes it possible to take account of these aspects in an approximate way.
  • this type of model is represented on a computer, and we then speak of a digital model.
  • a geological model generally has a mesh size of the order of ten meters.
  • a model respecting all the data measured in the field is finally obtained, it is used to predict the movements of fluid in the reservoir and to plan the future development of the deposit. For example, for mature fields, it is necessary to be able to select the zones where to drill new wells, either to produce the oil by depletion, or to inject a fluid which maintains the pressure at a sufficient level in the reservoir.
  • a flow simulation software also called a reservoir simulator
  • the reservoir simulator calculates the flows and the evolution of the pressures within the reservoir represented by a reservoir model. If the computer power available to perform the flow simulations allows it, the reservoir model can be confused with the geological model. Otherwise, the reservoir model can be obtained after an upscaling technique (scaling), which makes it possible to switch from the geological model (finer mesh model) to the reservoir model ( coarser mesh).
  • scaling upscaling technique
  • a tank model generally has a mesh size of the order of a hundred meters.
  • a flow simulator calculates the spatial and temporal evolution of the flow and the thermodynamics of the fluids contained in a deposit as well as the production at the production wells located in this deposit.
  • the specialist can define a well by its trajectory in a reservoir model, then run a reservoir simulation to evaluate the performance of this well.
  • the performance of a well can be assessed in particular from the quantity of hydrocarbons it produces, while respecting the constraints of the field (for example limiting the production of water associated with a maximum water-cut, limitation of pressure drop at the well).
  • a production indicator map also referred to in the literature as a quality map, was introduced as a practical solution to the problem of placing new wells in a reservoir. It is a two-dimensional map, comprising a set of cells, where each cell is associated with an actual value which shows how a new well placed in the cell in question impacts the production or the net present value (NPV) compared to to the base case.
  • a production indicator defines an impact on the production of the fluid (hydrocarbon) linked to the addition of a well in the cell considered.
  • Patent application EP 2963235 B1 (US 14/790944) is known, which relates to a method for optimizing the position of the well, by means of a statistical analysis of static and dynamic attributes of the oil field.
  • This process proposes to classify the cells of the reservoir model from these attributes using an unsupervised classification method.
  • a two-dimensional map (and therefore easier to analyze) of quality indicators is constructed to determine the optimal position of the new well to be drilled. drill.
  • this method has the drawback that the geometry of the new well to be drilled is predefined and therefore does not make it possible to define an optimal trajectory of the well to be drilled.
  • Patent EP 1389298 B1 (US 6549879 B1) is also known, which relates to the determination of the optimal position of a well from a 3D reservoir model. More precisely, the method described in this patent aims to optimize both the placement of the well and its trajectory (vertical, deviated or horizontal). This process comprises two main steps: i) Find an optimal location by first assuming that the wells are only vertical. Initially, this method comprises a step of identifying cells characterized by static parameters of the reservoir that are similar (for example by applying a threshold to the porosity values). Then, a connectivity algorithm (search for cells connected step by step) is used to group these meshes into geological bodies (“geobodies”).
  • a connectivity algorithm search for cells connected step by step
  • a quality index per cell of the geobody is estimated, by taking the sum of the values of a property (for example the porosity) of the cell of interest and those belonging to a drainage volume and to the same geobody.
  • the drainage volume is defined arbitrarily, as a rectangular volume of meshes, by multiplying a drainage radius by an aspect ratio, arbitrarily predefined.
  • the value of the quality indicator is adjusted according to the meshes encountered on random paths between the mesh studied and the limits of the drainage area and / or the geobody (tortuosity algorithm).
  • the method described in document EP 1389298 B1 determines the position of a reference point of the new well to be drilled, assuming that the new well to be drilled is a vertical well, and from information represented on a two-dimensional map. Then from this position which corresponds to the start of the path of the well and from an arbitrary selection of potential positions for the end of the path of the well, and according to a quality index determined for each of the cells in the volume 3D, a trajectory is determined so as to maximize the accumulation of quality indices on the trajectory while respecting a maximum well length and a maximum deviation angle.
  • the method according to the invention makes it possible to select a geometry and a location of the well to be drilled directly from information in 3D, without predefining the geometry or the initial or final location of the path of the well and without having to go through by information summarized in 2D.
  • the method according to the invention rationalizes the delimitation of the sets of interconnected meshes (or geobodies), by means of a classification of the meshes according to the combination of static and dynamic properties, and not from a arbitrary threshold value on a static property.
  • the method according to the invention takes into account a quality indicator of the geobodies to improve the determination of the optimal trajectory of a well.
  • the present invention relates to a method for exploiting the hydrocarbons from a geological reservoir crossed by at least one well, said hydrocarbons having been produced between a time t0 and a time t1, in which a meshed representation of said reservoir is constructed from measurements of properties relating to said geological reservoir.
  • a trajectory of at least one new well to be drilled in said reservoir is determined at a time t2 subsequent to time t1, said trajectory having a predefined length, by implementing at least the following steps: a) it is carried out a reservoir simulation between said time t0 and said time t2, from said meshed representation and from a reservoir simulator; b) from at least the results of said reservoir simulation, a value of at least one attribute is determined for each of the cells of said meshed representation and a classification method is applied to said values of said attributes to group them into classes ; c) for each of said classes, a quality indicator of said class is determined from the values of said attributes belonging to said class and at least one class is selected such that said quality indicator of said class satisfies a first predefined criterion; d) at least one geological body is delimited by searching, among the meshes of said meshed representation belonging to said selected class, a set of at least two neighboring meshes; e) for each of said delimited geological
  • said trajectory of said new well to be drilled at said time t2 can be determined as follows:
  • At least a first cell of said trajectory is determined by selecting said cell of said meshed representation satisfying at least the following conditions: said cell belongs to said geological object having a quality indicator of a geological body satisfying a second predefined criterion and said cell has a mesh quality indicator satisfying a third predefined criterion; - From said first cell, we search for an ordered list of neighboring cells two by two such that a curve passing through the cells of said ordered list has a length equal to said predefined length of said trajectory and so as to satisfy a fourth criterion relating to a sum, carried out for all the cells of said ordered list, of a parameter determined for each of the cells of said ordered list, said parameter of a cell of said ordered list being a function of the Euclidean distance between said cell and the preceding cell in said ordered list and at least said quality indicator of said cell.
  • said parameter of a cell of said ordered list can also be a function of the quality indicator of the neighboring cell preceding said cell in said ordered list.
  • said parameter of a cell of said ordered list can also be a function of said quality indicator of said geological object to which said cell belongs.
  • said parameter of a cell of said ordered list can be expressed according to a formula of the type:
  • IQM + IQG where D eud is said Euclidean distance between said cell and said neighboring cell preceding said cell in said ordered list, IQ M is an average of the quality indicators of said cell and of said neighboring cell preceding said cell in said ordered list and IQ G is said quality indicator of said geological object to which said cell belongs.
  • said attribute can be chosen from: the height of oil and / or gas, the relative permeability to oil and / or gas and / or water, the permeability horizontal, fluid pressure, oil and / or gas and / or water saturation, distance to the nearest well.
  • said quality indicator of a class can be calculated from the average values of the values of said attributes associated with said class. According to one implementation of the invention, said quality indicator of a class corresponds to a weighted sum of the normalized average values of said attributes of said class.
  • said classification method is the K-means algorithm.
  • said quality indicator of said geological object is determined by performing a weighted average of the values of said attributes determined at the scale of said geological object, and in which a value of an attribute at the scale of said geological object is determined:
  • said quality indicator of said cell of said geological object is determined by means of a sliding average applied in a window including cells close to said cell.
  • steps a) to h) are reiterated, step a) at a given iteration greater than or equal to 2 being carried out taking into account the position of said new wells added to the iteration previous.
  • the invention relates to a computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a medium readable by a computer and / or executable by a processor, comprising program code instructions for the implementation of the program. method as described above, when said program is executed on a computer.
  • FIG. 1 presents an illustrative example of meshes of a mesh representation belonging to the class having the highest quality indicator.
  • FIG. 2 presents an illustrative example of values of a quality indicator determined for geological bodies delimited according to one embodiment of the invention.
  • FIG. 3 presents an illustrative example of values of a quality indicator determined for each of the cells of each of the geological bodies delimited according to an embodiment of the invention.
  • FIG. 4 presents an illustrative example of a Cartesian mesh (in top view) and of the location of 7 neighboring meshes two by two defining a trajectory of a new well to be drilled.
  • FIG. 5 illustrates an example of well trajectories (in top view) determined by an implementation of the method according to the invention, by specifying a predefined trajectory length of 700m (left figure), 1500m (middle figure) and 3000m (right figure).
  • the method according to the invention relates to the exploitation of hydrocarbons from a geological reservoir crossed by at least one well, and more particularly to the determination of the trajectory of at least one new well to be drilled in the reservoir, and this from criteria allowing the production of hydrocarbons from this reservoir to be maximized.
  • the new well (s) to be drilled can equally well be producing or injecting wells.
  • tO represents the initial time, before the tank is put into production
  • t1 is the time until which data, including production data, have been collected at the level of at least one existing well
  • t2 is a future time, for which we want to predict production.
  • the method according to the invention requires the availability of:
  • a meshed representation of the reservoir also called reservoir model: this is a model of the studied reservoir, generally represented on a computer in the form of a mesh or grid, each of the cells of this grid comprising one or more values petrophysical properties relating to the reservoir studied (permeability, porosity, saturation, etc.).
  • the meshed representation corresponds to the geological model, constructed with the aim of describing as precisely as possible the structure and the properties (at least relating to the flows, such as permeability, porosity, saturation ) of the training studied.
  • a geological model must verify as much as possible the properties relating to the studied formation collected in the field: the logging data measured along the wells, the measurements carried out on rock samples taken from the wells, the data deduced from campaigns seismic acquisition, or data from production such as oil and water flow rates, pressure variations etc.
  • the geological model generally has fine meshes and consequently a large number of meshes. As the exploitation of a deposit may require carrying out several flow simulations, it may prove necessary to determine a meshed representation with looser meshes, in order to reduce the calculation time of the flow simulations.
  • This step consists in carrying out an "upscaling"("miseàchelle” in French), which allows to go from a representation with fine mesh to a coarse-mesh representation, also called a reservoir model.
  • this technique consists in calculating a coarse model which is equivalent to the fine model from the point of view of dynamic properties (that is to say properties related to the flow of fluids, such as permeability).
  • the reservoir model can comply with the data collected up to time t1.
  • the preliminary step of constructing the reservoir model has included a step of calibration (“history matching”) to the production data between the times t0 and the time t1.
  • Such a setting step can for example be carried out by means of the CondorFlow TM software (IFP Energy Energy Company, France);
  • a flow simulator is a software program executed on a computer making it possible to simulate the flow of fluids within a reservoir. These simulations are carried out by implementing at least one flow model within the reservoir and one flow model within the producing well (s). More precisely, these simulations are carried out by solving a system of partial differential equations representative of the flows, for example by using finite volume methods applied to the meshed representations of the reservoir and of the producing well (s).
  • a reservoir simulator predicts in particular the evolution of pressures, saturations, compositions of fluids in each of the cells of the reservoir model (hereinafter called “reservoir unknowns”), as well as the evolution of oil production, of water production, of the proportion of production water (“water eu”) at the level of the producing well (s) (hereinafter referred to as “production profiles” these quantities predicted at the level of the well).
  • production profiles these quantities predicted at the level of the well.
  • all of the quantities predicted by the simulation including at least the reservoir unknowns and the production profiles, are called “results”.
  • the reservoir engineer defines a period over which he wishes to simulate the flows in the formation of interest.
  • the method according to the invention comprises at least the following steps:
  • the main steps of the process according to the invention are applied to a synthetic petroleum reservoir, constructed on the basis of a real petroleum reservoir.
  • the size of the oil reservoir of this exemplary embodiment is 7.4 km x 6.7 km x 60 m, and the mesh representation constructed for this reservoir comprises 74 x 67 x 6 meshes (i.e. 29 748 meshes), or meshes of 100 x 100 x 10 m.
  • This reservoir can be broken down into two facies:
  • the reservoir of this illustrative example underwent a first year of depletion via an arbitrarily placed producing well and then, after one year of depletion, a vertical well in the center of the model was drilled to inject water. Production and injection continued for 9 years. It is planned to place a new producing well after 10 years of production.
  • the time t1 is equal to 9 years (period during which data, including production data, were collected at the level of existing wells) and t2 is equal to 10 years (future time, for which we want to predict the production).
  • a reservoir simulation is carried out between a time t0 and a time t2 after time t1, from a mesh representative of the petrophysical properties of the reservoir and of a reservoir simulator, and for the positions of wells already known.
  • the PumaFlow ® software IFP Energy Supply, France
  • the reservoir simulation makes it possible to calculate, in each cell, attributes representative of the flow in the underground formation studied, such as the height of oil and / or gas, the relative permeability to oil and / or gas. and / or water, horizontal permeability, fluid pressure, oil and / or gas and / or water saturation.
  • an attribute is a property or a combination of properties representative of the flows in the reservoir studied.
  • At least one attribute is chosen from the properties of the reservoir measured or simulated, such as the height of oil and / or gas, the relative permeability to oil and / or gas and / or water, the permeability horizontal, fluid pressure, oil and / or gas and / or water saturation.
  • an attribute can be defined by an operation applied between measured or simulated properties of the reservoir.
  • the product of the horizontal permeability times the oil height is calculated.
  • an attribute can also result from the calculation of the difference in fluid pressure between the times t2 and t1, or from the difference between the pressure at time t1 and the abandonment pressure.
  • an attribute corresponds to the distance between each cell of the grid and the closest existing well.
  • the distance used is of the Euclidean type.
  • the attributes correspond to static characteristics of the tank: the ratio anisotropy, and dynamic characteristics, calculated from the simulation of the reservoir at time t2, namely:
  • This distance can be expressed for example in terms of Euclidean distance, and can also be expressed in terms of time of flight or any other definition of distances.
  • a classification method is applied to at least one of these attributes, in order to analyze them and separate them into classes.
  • Classification is a method well known to specialists consisting of grouping points by family, the points of the same family having common characteristics. Applied to the attribute values of a grid, the classification amounts to grouping into classes the meshes of the grid having similar attribute values. We can then attribute to each cell an indicator specifying to which class, or even to which family, it belongs.
  • the classification is carried out according to the K-means algorithm (also called classification of dynamic clouds), which makes it possible to group the values of the attributes into K non-overlapping classes.
  • K-means algorithm also called classification of dynamic clouds
  • This algorithm has the advantages of conceptual simplicity, speed of execution and low memory size requirements.
  • the attributes can be weighted before proceeding with their classification. In this way, we can thus reinforce the impact of certain attributes, for example the oil height, compared to others.
  • Each grid obtained for each of the defined attributes is three-dimensional and the analysis of all of this information is therefore difficult to understand.
  • the analysis is facilitated by the calculation of an indicator representative of the quality of each of the classes resulting from a step of classification of the attributes, and by the construction of objects.
  • an indicator representative of the quality of each of the classes resulting from the attribute classification step described in step 2 is determined and at least one class is selected from the values of these quality indicators.
  • the quality indicator of an object (respectively of a class, of a geological object or of a cell) or also of the quality index of an object (respectively of a class, of a geological object or of a cell), an indicator representative of the quality of this object (respectively of a class, of a geological object or of a cell).
  • a quality indicator of an object is a value quantifying the degree with which this object satisfies a criterion (in this case at least maximization of hydrocarbon production).
  • a quality indicator representative of a class is constructed from the averages of the values of the attributes associated with the considered class.
  • a quality indicator representative of each of the classes is constructed as follows:
  • Table 1 shows the mean values of the attributes defined for the example treated by way of illustration, in the case of a classification resulting in five classes of attributes, denoted C1 to C5.
  • Table 2 presents the normalized values of the mean values of the attributes of each of the classes C1 to C5 of Table 1.
  • the quality indicator makes it possible to order the classes and identify the class (s), and therefore the region (s) of the reservoir, with the greatest petroleum potential.
  • the class or classes whose quality indicator meets a first predefined criterion is selected.
  • this first criterion can be a threshold and / or be defined with respect to the set of values taken by the quality indicator.
  • the class or classes of which the quality indicator is 150% higher than the average of the quality indicators are selected.
  • class C1 clearly has the highest quality indicator, that is to say that the cells belonging to this class have the best petroleum potential. It is this class C1 which is selected to illustrate the implementation of the next steps of the method according to the invention.
  • the term geological body or geological object is a set of at least two neighboring cells belonging to the same class.
  • the term “neighboring meshes” is understood to mean meshes which have at least one face in common.
  • meshes belonging to the same class can be considered as meshes having similar flow properties.
  • neighboring meshes belonging to the same class are considered here as connected to each other from a flow point of view, the connectivity between two meshes being able to promote the drainage of the hydrocarbons present in these meshes, or even the putting into production of one of the meshes of this set being able to favorably impact the production of the other meshes of this set.
  • the geological bodies according to the invention are defined by traversing each of the meshes of the meshed representation belonging to each of the selected classes, and by finding whether the neighboring meshes of the current mesh belong to the same class to aggregate them in the same geological object.
  • a depth scanning algorithm or DFS, for “Depth-First Search” in English
  • DFS Depth-First Search
  • a deep traversal algorithm is generally a graph traversal algorithm, which naturally describes itself recursively.
  • Figure 1 shows all the meshes of the meshed representation of the illustrative example described above belonging to class C1, ie a number of meshes of 2984.
  • 96 geological bodies have been identified by the application of this step.
  • the color palette in Figure 1 was chosen for illustrative purposes only, with the aim of distinguishing some of the main geological bodies (in particular by number of meshes).
  • This figure also represents 123 meshes belonging to class C1 but not having neighboring meshes (in other words, they are isolated meshes, not connected to neighboring meshes, and therefore not forming part of a geological body according to invention).
  • the aim is to determine a quality indicator for each of the geological bodies identified in the previous step, from at least the values of at least at least one of the attributes of the cells belonging to these geological bodies determined in step 2 described above.
  • a value of at least one of the attributes defined in step 2 is determined beforehand on the scale of the geological body (and not on the scale of the cell, as in step 2), ie a value of this attribute representative of the values of the attributes for all the cells forming this geological object is determined.
  • the minimum value is adapted in particular for an attribute of the Euclidean distance type to existing wells.
  • an attribute value is determined for each of the geological objects and for each of the attributes defined in step 2.
  • a quality index of a geological body is determined by normalizing the attribute (s) determined to the scale of the geological body and by calculating a weighted average of these standardized attributes, for example in a manner similar to the quality indicator calculation for a class described in step 3 above.
  • the quality indicator of a cell of a geological body is determined from the values of at least one of the attributes determined for this cell in step 2 (and preferably of all the attributes determined for this cell in step 2) and the values of this attribute in cells close to this cell belonging to one of the geological bodies delimited previously.
  • first attribute a value of a new attribute for this cell
  • second attribute a value of a new attribute for this cell
  • the moving average is produced by means of a Gaussian filter.
  • a weight ranging for example between 0 and 0.2 in the case of a neighboring cell not belonging to to a geobody.
  • the quality indicator of a cell of a geological body can be determined from the weighted average of the second attributes calculated for this cell as described above, then normalized, for example. similarly to the calculation of a quality indicator for a class described in step 3 above.
  • FIG. 3 shows, by way of illustration, an IQM quality indicator determined as described above for each of the cells of each of the geological bodies identified in step 4 above.
  • a high quality indicator for a cell of a given geological body can mean that it could be advantageous for the new well to be drilled to pass at least through this cell.
  • the value of the quality indicator of the geological body can advantageously be taken into account to determine the trajectory of the new well to be drilled.
  • this step it is a question of determining the trajectory of a new well to be drilled in the geological reservoir studied, from at least the quality indicator of the geological bodies determined in step 5, of the quality indicator of the meshes of these bodies geological determined in step 6, and from a length of the predefined path of the well.
  • the trajectory of a well corresponds to a curve of predefined dimension (equal to the predefined length of the well) crossing a set of cells of the meshed representation.
  • the geometry of the path of the well according to the invention can be any: horizontal, vertical, or deviated according to any shape in the three directions of space.
  • the length of the trajectory of the new well to be drilled being predefined, it is sought to determine both the geometry (shape of the trajectory) and the location of the trajectory of the well (position of at least a mesh along the trajectory, for example the mesh located on the surface of the reservoir studied).
  • a search is made for an ordered list of at least two neighboring cells, the length of a curve crossing the cells of said ordered list being equal to the predefined length of said trajectory.
  • the predefined length of the path of the well is between a hundred meters and ten kilometers.
  • the reservoir engineer knows how to define this maximum length of the trajectory of the new well to be drilled, in particular according to the economic and technical constraints linked to the exploitation of the oil reservoir studied. Moreover, very often, the oil operator has precise knowledge of the maximum length of the well that he wishes to drill in the reservoir studied.
  • At least one first cell is determined to initiate the optimization algorithm, also called the initial cell of the well hereinafter.
  • these second and third criteria can be a threshold and / or be defined with respect to the set of values taken by their respective quality indicator (for example a maximum of the values of their index of respective quality).
  • the first mesh of the trajectory of the new well to be drilled corresponds to the mesh of the meshed representation having the highest quality indicator and belonging to the delimited geological object having the highest quality index.
  • the initial mesh of the optimization algorithm is not necessarily the one which has the index of highest quality over the entire reservoir, but the one with the highest quality index in the area that would be most interesting to drain.
  • the fourth criterion can relate to a sum, carried out for all the cells of the ordered list, of a parameter determined for each of the cells of the ordered list, the parameter of a cell of the ordered list being a function at least of the Euclidean distance between the current cell and the preceding cell in said ordered list and of at least the quality index of the current cell.
  • the search for the meshes of the meshed representation belonging to the trajectory of a new well to be drilled takes account at least of the quality index of the meshes of the trajectory. This helps to find all the meshes of predefined length allowing optimal recovery of the hydrocarbons.
  • This problem of optimal paths can be solved by means of any graph algorithm, such as Dijkstra's algorithm or possibly by means of any optimization algorithm, such as the conjugate gradient method, to optimize in an automated manner and according to a iterative process the sum described above.
  • the ordered list of cells as determined above (and which includes the initial cell) defines the trajectory of the new well to be drilled.
  • the parameter of a cell of the ordered list can be expressed as being the ratio between:
  • the higher the quality index of the mesh the lower the value of the parameter for this mesh.
  • the parameter of a cell of the ordered list can also be a function of the quality indicator of the neighboring cell preceding the cell considered in the ordered list of meshes.
  • the search for the meshes of the meshed representation belonging to the trajectory of a new well to be drilled also takes into account, for a given cell, the quality index of the previous cell in the trajectory, which makes it possible to step up the search for a trajectory that globally optimizes the recovery of hydrocarbons.
  • the parameter of a cell of the ordered list can be expressed as the ratio between the Euclidean distance as defined above and the average of the quality indices of the cell current and the previous mesh in the ordered list.
  • the average calculation can be that of any type of average, such as a geometric or arithmetic average, or it can be restricted to the product or the sum of the two values.
  • the higher the quality index of the mesh the lower the value of the parameter for this mesh.
  • the parameter of a cell of the ordered list can also be a function of the quality indicator of the geological object to which the cell considered belongs.
  • the search for the meshes of the meshed representation belonging to the trajectory of a new well to be drilled also takes into account, for a given cell, the quality index of the geological object to which this cell belongs, which allows to favor trajectories passing through geological objects with a high petroleum potential.
  • the parameter of a cell of the ordered list can be expressed as the ratio between:
  • the parameter P of a cell of the ordered list can be expressed according to a formula of the type:
  • IQ M is an (arbitrary) average of the quality indices of the current cell and of said neighboring cell preceding the current cell in the ordered list
  • IQ G is the quality indicator of the geological object to which the current cell belongs.
  • a weighting (via a multiplicative factor or an exponent for example) can be used to weight the Euclidean distance with respect to the denominator of the above equation, and / or to weight between them the two terms of the denominator of the equation above.
  • the fourth criterion can be a threshold and / or correspond to an extremum (a maximum or a minimum) of the sum of the parameters determined as described above for each cell of the ordered list .
  • the fourth criterion may consist in determining an ordered list of cells such that the sum of the parameters, determined for each cell of the ordered list, is minimal.
  • the set of meshes is sought, from the initial mesh defined above, such that the sum of the Euclidean distances weighted by quality indices is minimal. This problem can thus be likened to an optimization problem aiming to find the shortest path, by considering not a Euclidean distance but a weighted distance.
  • this step can be repeated for a plurality of distinct well lengths.
  • a criterion for example the minimum of a Euclidean distance weighted by quality indices in the case of the variants described above
  • the well trajectories determined as described above are different depending on the predefined length of the well trajectory.
  • FIG. 5 illustrates an example of well trajectories (in top view) determined by the method according to the invention, by specifying a predefined trajectory length of 700m (left figure), 1500m (middle figure) and 3000m (figure of right).
  • a predefined trajectory length 700m (left figure), 1500m (middle figure) and 3000m (figure of right).
  • the trajectory of at least one new well to be drilled at time t2 has been determined.
  • the hydrocarbons are then exploited trapped in the oil reservoir by drilling the wells (injectors and / or producers) whose trajectories have been previously determined, and the production infrastructure necessary for the development of this reservoir is installed.
  • the new wells are drilled so as to pass through the barycenter of the meshes defining their trajectory as determined in the above step. But the drilling can go through any other point of each of these meshes.
  • the added wells are perforated above the water-oil contact.
  • the visualization of the values of the attributes along the determined trajectory as described above makes it possible to specify the level of perforation of the wells.
  • the exploitation of the hydrocarbons trapped in the tank can be carried out by an enhanced recovery of the hydrocarbons contained in the tank, such as a recovery by means of the injection of a solution comprising one or more polymers, of the C0 2 foam. , etc.
  • step 1) is applied taking into account the position of the new wells added to the previous iteration.
  • the method according to the invention comprises steps implemented by means of equipment (for example a computer workstation) comprising data processing means (a processor) and data storage means. (a memory, in particular a hard disk), as well as an input and output interface for entering data and restoring the results of the process.
  • equipment for example a computer workstation
  • data processing means a processor
  • data storage means for example a hard disk
  • input and output interface for entering data and restoring the results of the process.
  • the data processing means are configured to implement the simulation of the flows within the deposit studied, by means of a flow simulator according to the invention as described above.
  • the invention relates to a computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a medium readable by a computer and / or executable by a processor, comprising program code instructions for the implementation of the program. method as described above, when said program is executed on a computer.
  • the method according to the invention makes it possible to determine a three-dimensional trajectory of a new well to be drilled in an oil reservoir, on the basis of objective criteria aimed at satisfying the operating constraints of this reservoir, and without having to predefine a geometry. of the trajectory nor a reference position on a two-dimensional map.

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Abstract

The present invention relates to a method for harnessing the hydrocarbons of a geological reservoir penetrated by at least one well, wherein a trajectory of at least one new well to be drilled in the reservoir is determined. Once geological bodies have been defined according to a quality indicator, the trajectory of a new well to be drilled is determined from at least the quality indices of the geological bodies, the quality indices of the grids of the geological bodies, and the length of the trajectory of the new well to be drilled.

Description

PROCEDE POUR DETERMINER UNE TRAJECTOIRE D'UN PUITS DANS UN RESERVOIR PETROLIER METHOD FOR DETERMINING A TRACK OF A WELL IN AN OIL TANK
Domaine technique Technical area
La présente invention concerne le domaine technique de l'industrie pétrolière, et plus particulièrement l'exploitation de gisements pétroliers. The present invention relates to the technical field of the petroleum industry, and more particularly to the exploitation of petroleum deposits.
En particulier, l'invention permet d'exploiter efficacement un gisement, en déterminant la trajectoire d'au moins un nouveau puits à forer dans ce gisement. In particular, the invention makes it possible to efficiently exploit a deposit, by determining the trajectory of at least one new well to be drilled in this deposit.
L’exploitation pétrolière d’un gisement consiste à déterminer les zones du gisement présentant le meilleur potentiel pétrolier, à définir des schémas d’exploitation pour ces zones (afin de définir le type de récupération, le nombre et les positions des puits d’exploitation permettant une récupération d’hydrocarbures optimale), à forer des puits d’exploitation et, de façon générale, à mettre en place les infrastructures de production nécessaires au développement du gisement. The oil exploitation of a deposit consists in determining the zones of the deposit having the best oil potential, in defining the exploitation plans for these zones (in order to define the type of recovery, the number and the positions of the exploitation wells. allowing optimal hydrocarbon recovery), to drill exploitation wells and, in general, to set up the production infrastructures necessary for the development of the deposit.
De manière générale, l’exploitation de réservoirs géologiques pétroliers nécessitent d’acquérir une connaissance aussi précise que possible de la géologie souterraine, et ce, afin de fournir de façon efficace une évaluation des réserves, une modélisation de la production, ou de la gestion de l’exploitation. En effet, la détermination de l’emplacement d’un puits de production et/ou d’un puits d’injection au sein d’un gisement d’hydrocarbures, la constitution de la boue de forage, les caractéristiques de complétion, le choix d'un procédé de récupération des hydrocarbures (tel que l'injection d'eau par exemple) et des paramètres nécessaires à la mise en oeuvre de ce procédé (tels que la pression d’injection, le débit de production,...) nécessitent de bien connaître le gisement. La connaissance d’un gisement signifie disposer d’une description aussi précise que possible de la structure, des propriétés pétrophysiques, des propriétés des fluides, etc., du gisement étudié. In general, the operation of geological petroleum reservoirs requires the acquisition of as precise knowledge as possible of the underground geology, in order to efficiently provide an evaluation of reserves, a modeling of production, or of management. of operation. Indeed, the determination of the location of a production well and / or an injection well within a hydrocarbon deposit, the constitution of the drilling mud, the completion characteristics, the choice a process for recovering hydrocarbons (such as water injection for example) and the parameters necessary for the implementation of this process (such as injection pressure, production flow rate, etc.) require a good knowledge of the deposit. Knowing a deposit means having as precise a description as possible of the structure, petrophysical properties, fluid properties, etc., of the deposit being studied.
Pour acquérir cette connaissance, l’industrie pétrolière allie les mesures sur champ (réalisées in situ, lors de campagnes sismiques, de mesures dans des puits, de carottages etc.) aux modélisations expérimentales (réalisées au laboratoire) ainsi qu’aux simulations numériques (réalisées au moyen de logiciels). La formalisation de cette connaissance passe ensuite par l’établissement d’une maquette du sous-sol, connue sous le terme de modèle géologique, qui permet de rendre compte de ces aspects de façon approchée. Généralement, ce type de maquette est représenté sur un ordinateur, et l’on parle alors de modèle numérique. Un modèle géologique a généralement une taille de mailles de l'ordre de la dizaine de mètres. Lorsqu’un modèle respectant l’ensemble des données mesurées sur le terrain est finalement obtenu, il est utilisé pour prédire les déplacements de fluide dans le réservoir et planifier le développement futur du gisement. Par exemple, pour les champs matures, il faut pouvoir sélectionner les zones où forer de nouveaux puits, soit pour produire l’huile par déplétion, soit pour injecter un fluide qui maintient la pression à un niveau suffisant dans le réservoir. To acquire this knowledge, the oil industry combines field measurements (carried out in situ, during seismic campaigns, measurements in wells, coring, etc.) with experimental modeling (carried out in the laboratory) as well as numerical simulations ( carried out by means of software). The formalization of this knowledge then goes through the establishment of a model of the subsoil, known under the term of geological model, which makes it possible to take account of these aspects in an approximate way. Generally, this type of model is represented on a computer, and we then speak of a digital model. A geological model generally has a mesh size of the order of ten meters. When a model respecting all the data measured in the field is finally obtained, it is used to predict the movements of fluid in the reservoir and to plan the future development of the deposit. For example, for mature fields, it is necessary to be able to select the zones where to drill new wells, either to produce the oil by depletion, or to inject a fluid which maintains the pressure at a sufficient level in the reservoir.
Pour apprécier la performance d'un puits en un point, on peut reproduire ou prédire (i.e. "simuler") la production d’hydrocarbures réelle en mettant en oeuvre sur ordinateur un logiciel de simulation d'écoulement, appelé également simulateur de réservoir. Le simulateur de réservoir calcule les écoulements et l'évolution des pressions au sein du réservoir représenté par un modèle de réservoir. Si la puissance informatique disponible pour réaliser les simulations d’écoulement le permet, le modèle de réservoir peut se confondre avec le modèle géologique. Dans le cas contraire, le modèle de réservoir peut être obtenu à l’issue d’une technique d’upscaling (mise à l’échelle), qui permet de passer du modèle géologique (modèle aux mailles plus fines) au modèle réservoir (modèle aux mailles plus grossières). Cette étape d’upscaling est bien connue du spécialiste en ingénierie de réservoir et peut être réalisée par exemple à l’aide du logiciel CobraFlow™ (IFP Energies nouvelles, France). Un modèle de réservoir a généralement une taille de mailles de l'ordre de la centaine de mètres. Ainsi, de manière générale, un simulateur d'écoulement calcule l’évolution spatiale et temporelle de l’écoulement et de la thermodynamique des fluides contenus dans un gisement ainsi que la production aux puits de production implantés dans ce gisement. To assess the performance of a well at one point, we can reproduce or predict (i.e. "simulate") the actual production of hydrocarbons by using a flow simulation software, also called a reservoir simulator, on a computer. The reservoir simulator calculates the flows and the evolution of the pressures within the reservoir represented by a reservoir model. If the computer power available to perform the flow simulations allows it, the reservoir model can be confused with the geological model. Otherwise, the reservoir model can be obtained after an upscaling technique (scaling), which makes it possible to switch from the geological model (finer mesh model) to the reservoir model ( coarser mesh). This upscaling step is well known to the specialist in reservoir engineering and can be carried out for example using the CobraFlow ™ software (IFP Energies nouvelles, France). A tank model generally has a mesh size of the order of a hundred meters. Thus, in general, a flow simulator calculates the spatial and temporal evolution of the flow and the thermodynamics of the fluids contained in a deposit as well as the production at the production wells located in this deposit.
Ainsi, préalablement à tout forage réel d'un puits dans le gisement, le spécialiste peut définir un puits par sa trajectoire dans un modèle de réservoir, puis exécuter une simulation de réservoir pour évaluer la performance de ce puits. La performance d'un puits peut s'apprécier notamment à partir de la quantité d'hydrocarbures qu'il produit, tout en respectant les contraintes du champ (par exemple limiter la production d’eau associée avec un water- cut maximum, limitation de chute de pression au puits). Thus, prior to any actual drilling of a well in the deposit, the specialist can define a well by its trajectory in a reservoir model, then run a reservoir simulation to evaluate the performance of this well. The performance of a well can be assessed in particular from the quantity of hydrocarbons it produces, while respecting the constraints of the field (for example limiting the production of water associated with a maximum water-cut, limitation of pressure drop at the well).
Pour maximiser la production d'un champ, il faudrait pouvoir tester toutes les positions et trajectoires possibles des puits à forer et ainsi sélectionner la ou les meilleures d'entre elles. Une telle approche est inappropriée en pratique, car trop consommatrice en temps de calcul. Une alternative consiste à lancer un processus dit "d'optimisation de placement de puits", visant à rechercher la position du puits permettant d’optimiser la production du gisement étudié. Toutefois, cette démarche est également délicate à mettre en oeuvre, car elle nécessite des milliers d’itérations et donc des milliers de simulations de réservoir. Technique antérieure To maximize the production of a field, it would be necessary to be able to test all the possible positions and trajectories of the wells to be drilled and thus select the best of them. Such an approach is inappropriate in practice, because it consumes too much computation time. An alternative consists in launching a so-called “well placement optimization” process, aimed at finding the position of the well making it possible to optimize the production of the deposit studied. However, this approach is also difficult to implement, because it requires thousands of iterations and therefore thousands of reservoir simulations. Prior art
Le concept de carte d'indicateurs de production, également appelée dans la littérature carte de qualité, a été introduit pour répondre de façon pratique au problème du placement de nouveaux puits dans un réservoir. Il s’agit d’une carte bidimensionnelle, comprenant un ensemble de mailles, où chaque maille est associée à une valeur réelle qui montre comment un nouveau puits placé dans la maille en question impacte la production ou la valeur actuelle nette (VAN) par rapport au cas de base. Un indicateur de production définit un impact sur la production du fluide (hydrocarbure) lié à l'ajout d'un puits dans la maille considérée. The concept of a production indicator map, also referred to in the literature as a quality map, was introduced as a practical solution to the problem of placing new wells in a reservoir. It is a two-dimensional map, comprising a set of cells, where each cell is associated with an actual value which shows how a new well placed in the cell in question impacts the production or the net present value (NPV) compared to to the base case. A production indicator defines an impact on the production of the fluid (hydrocarbon) linked to the addition of a well in the cell considered.
Pour construire cette carte, on peut faire une simulation d'écoulement pour chaque maille où il est possible de placer un puits. Si le réservoir comprend NX et NY mailles suivant les axes X et Y, le nombre total de mailles à examiner est de NXxNY auquel on soustrait les nombres de mailles non actives et de mailles dans lesquelles on a déjà un puits pour le cas de base. Cette approche nécessite un temps de calcul significatif dès que NXxNY est important. En outre, les mailles possibles étant considérées les unes après les autres, les interférences entre les nouveaux puits ne sont pas prises en compte. To build this map, we can do a flow simulation for each cell where it is possible to place a well. If the reservoir includes NX and NY meshes along the X and Y axes, the total number of meshes to be examined is NXxNY from which one subtracts the numbers of non-active meshes and of meshes in which there is already a well for the base case. This approach requires a significant computation time as soon as NXxNY is important. In addition, the possible meshes being considered one after the other, the interferences between the new wells are not taken into account.
On connaît la demande de brevet EP 2963235 B1 (US 14/790944), qui concerne un procédé pour optimiser la position de puits, au moyen d'une analyse statistique d’attributs statiques et dynamiques du champ pétrolier. L'analyse visuelle des différentes attributs étant délicates sur plusieurs grilles 3D, ce procédé propose de classer les mailles du modèle réservoir à partir de ces attributs en utilisant une méthode de classification non-supervisée. On obtient une grille 3D d’indicateurs de classe discriminante par rapport à l’ensemble des combinaisons de ces attributs. Puis, à partir d'une géométrie prédéfinie du nouveau puits à forer et de ces indicateurs de classes en 3D, on construit une carte bidimensionnelle (et donc plus facile à analyser) d'indicateurs de qualité pour déterminer la position optimale du nouveau puits à forer. Toutefois, ce procédé présente l'inconvénient que la géométrie du nouveau puits à forer est prédéfinie et ne permet donc pas de définir une trajectoire optimale du puits à forer. Patent application EP 2963235 B1 (US 14/790944) is known, which relates to a method for optimizing the position of the well, by means of a statistical analysis of static and dynamic attributes of the oil field. The visual analysis of the various attributes being delicate on several 3D grids, this process proposes to classify the cells of the reservoir model from these attributes using an unsupervised classification method. We obtain a 3D grid of discriminant class indicators with respect to the set of combinations of these attributes. Then, from a predefined geometry of the new well to be drilled and these 3D class indicators, a two-dimensional map (and therefore easier to analyze) of quality indicators is constructed to determine the optimal position of the new well to be drilled. drill. However, this method has the drawback that the geometry of the new well to be drilled is predefined and therefore does not make it possible to define an optimal trajectory of the well to be drilled.
On connaît également le brevet EP 1389298 B1 (US 6549879 B1) qui concerne la détermination de la position optimale d'un puits à partir d'un modèle de réservoir 3D. Plus précisément, le procédé décrit dans ce brevet vise à optimiser à la fois le placement de puits et sa trajectoire (vertical, dévié ou horizontal). Ce procédé comprend deux étapes principales : i) Recherche d’un emplacement optimal en supposant d’abord que les puits sont seulement verticaux. Dans un premier temps, ce procédé comprend une étape d'identification de mailles caractérisées par des paramètres statiques du réservoir similaires (par exemple en appliquant un seuil sur les valeurs de porosité). Puis, un algorithme de connectivité (recherche de cellules connectées de proche en proche) est utilisé pour regrouper ces mailles dans des corps géologiques (« geobodies »). A partir de ces geobodies, un indice de qualité par maille du geobody est estimé, en effectuant la somme des valeurs d’une propriété (par exemple la porosité) de la maille d’intérêt et de celles appartenant à un volume de drainage et au même geobody. Dans ce document, le volume de drainage est défini arbitrairement, comme un volume rectangulaire de mailles, en multipliant un rayon de drainage par un rapport de forme, prédéfinis de manière arbitraire. Pour prendre en compte la tortuosité des geobodies dans ce calcul d’indice de qualité, la valeur de l'indicateur de qualité est ajustée en fonction des mailles rencontrées sur des chemins aléatoires entre la maille étudiée et les limites de l’aire de drainage et/ou du geobody (algorithme de tortuosité). Ainsi, seules les valeurs des propriétés des mailles rencontrées sont prises en compte dans la sommation pour l’indice de qualité. Cette sommation peut éventuellement être pondérée par la résistance rencontrée (i.e. l’inverse des perméabilités). A partir de ces calculs, des cartes bidimensionnelles d’indices de qualité sont construites en ne conservant que la valeur maximum de l’indice de qualité sur une droite verticale (hypothèse d'un puits vertical). Finalement, en 3D, les emplacements pour les puits verticaux sont choisis de manière à maximiser le cumulé d’indices de qualité pour les emplacements choisis tout en ayant un nombre de puits maximum et en respectant la distance minimum intra-geobody. ii) Les puits verticaux sont ensuite évalués pour optimiser la complétion, en étant éventuellement déviés ou horizontaux, pour intersecter au maximum les zones d’intérêts (à fort potentiel en terme de volume d’huile). Plus précisément, la détermination de l’orientation et de la trajectoire optimale du puits se fait de la manière suivante : Patent EP 1389298 B1 (US 6549879 B1) is also known, which relates to the determination of the optimal position of a well from a 3D reservoir model. More precisely, the method described in this patent aims to optimize both the placement of the well and its trajectory (vertical, deviated or horizontal). This process comprises two main steps: i) Find an optimal location by first assuming that the wells are only vertical. Initially, this method comprises a step of identifying cells characterized by static parameters of the reservoir that are similar (for example by applying a threshold to the porosity values). Then, a connectivity algorithm (search for cells connected step by step) is used to group these meshes into geological bodies (“geobodies”). From these geobodies, a quality index per cell of the geobody is estimated, by taking the sum of the values of a property (for example the porosity) of the cell of interest and those belonging to a drainage volume and to the same geobody. In this document, the drainage volume is defined arbitrarily, as a rectangular volume of meshes, by multiplying a drainage radius by an aspect ratio, arbitrarily predefined. To take into account the tortuosity of the geobodies in this calculation of the quality index, the value of the quality indicator is adjusted according to the meshes encountered on random paths between the mesh studied and the limits of the drainage area and / or the geobody (tortuosity algorithm). Thus, only the values of the properties of the meshes encountered are taken into account in the summation for the quality index. This summation can possibly be weighted by the resistance encountered (ie the inverse of the permeabilities). From these calculations, two-dimensional quality index maps are constructed by keeping only the maximum value of the quality index on a vertical line (assumption of a vertical well). Finally, in 3D, the locations for the vertical wells are chosen so as to maximize the accumulation of quality indices for the locations chosen while having a maximum number of wells and respecting the minimum intra-geobody distance. ii) The vertical wells are then evaluated to optimize completion, possibly being deviated or horizontal, to intersect as much as possible the areas of interest (with high potential in terms of oil volume). More precisely, the determination of the orientation and the optimal trajectory of the well is done as follows:
- Sélection d’une maille non-exploitée et ayant un indice de qualité maximum,- Selection of an unused mesh with a maximum quality index,
- Sélection aléatoire d’un nombre arbitraire de mailles non-exploitées dans un rayon arbitraire à la première maille sélectionnée (par exemple à la taille maximale du puits), Définition de la trajectoire de puits en maximisant le cumulé d’indices de qualité sur la trajectoire tout en respectant une longueur de puits maximum et un angle de déviation maximum - Random selection of an arbitrary number of non-exploited cells within an arbitrary radius at the first selected cell (for example at the maximum size of the well), Definition of the well trajectory by maximizing the accumulation of quality indices on the trajectory while respecting a maximum well length and a maximum deviation angle
Ainsi, le procédé décrit dans le document EP 1389298 B1 (US 6549879 B1) détermine la position d'un point de référence du nouveau puits à forer en supposant que le nouveau puits à forer est un puits vertical, et à partir d'informations représentées sur une carte bi dimensionnelle. Puis à partir de cette position qui correspond au début de la trajectoire du puits et d'une sélection arbitraire de positions potentielles pour la fin de la trajectoire du puits, et en fonction d'un indice de qualité déterminé pour chacune des mailles dans le volume 3D, une trajectoire est déterminée de manière à maximiser le cumulé d’indices de qualité sur la trajectoire tout en respectant une longueur de puits maximum et un angle de déviation maximum. Thus, the method described in document EP 1389298 B1 (US 6549879 B1) determines the position of a reference point of the new well to be drilled, assuming that the new well to be drilled is a vertical well, and from information represented on a two-dimensional map. Then from this position which corresponds to the start of the path of the well and from an arbitrary selection of potential positions for the end of the path of the well, and according to a quality index determined for each of the cells in the volume 3D, a trajectory is determined so as to maximize the accumulation of quality indices on the trajectory while respecting a maximum well length and a maximum deviation angle.
La présente invention permet de pallier ces inconvénients. Notamment, le procédé selon l'invention permet de sélectionner une géométrie et un emplacement du puits à forer directement à partir d'informations en 3D, sans prédéfinir de géométrie ni d'emplacement initial ou final de la trajectoire du puits et sans avoir à passer par des informations résumées en 2D. De plus, le procédé selon l'invention rationalise la délimitation des ensembles de mailles connectées entre elles (ou geobodies), au moyen d'une classification des mailles fonction de la combinaison de propriétés statiques et dynamiques, et non pas à partir d'une valeur seuil arbitraire sur une propriété statique. En outre, le procédé selon l'invention prend en compte un indicateur de qualité des geobodies pour améliorer la détermination de la trajectoire optimale d'un puits. The present invention overcomes these drawbacks. In particular, the method according to the invention makes it possible to select a geometry and a location of the well to be drilled directly from information in 3D, without predefining the geometry or the initial or final location of the path of the well and without having to go through by information summarized in 2D. In addition, the method according to the invention rationalizes the delimitation of the sets of interconnected meshes (or geobodies), by means of a classification of the meshes according to the combination of static and dynamic properties, and not from a arbitrary threshold value on a static property. In addition, the method according to the invention takes into account a quality indicator of the geobodies to improve the determination of the optimal trajectory of a well.
Résumé de l’invention Summary of the invention
La présente invention concerne un procédé pour exploiter les hydrocarbures d'un réservoir géologique traversé par au moins un puits, lesdits hydrocarbures ayant été produits entre un temps tO et un temps t1 , dans lequel on construit une représentation maillée dudit réservoir à partir de mesures de propriétés relatives audit réservoir géologique. Selon ce procédé, on détermine une trajectoire d'au moins un nouveau puits à forer dans ledit réservoir à un temps t2 postérieur au temps t1 , ladite trajectoire ayant une longueur prédéfinie, en mettant en oeuvre au moins les étapes suivantes : a) on réalise une simulation de réservoir entre ledit temps tO et ledit temps t2, à partir de ladite représentation maillée et d’un simulateur de réservoir ; b) à partir d’au moins les résultats de ladite simulation de réservoir, on détermine une valeur d'au moins un attribut pour chacune des mailles de ladite représentation maillée et on applique une méthode de classification auxdites valeurs desdits attributs pour les regrouper en classes ; c) pour chacune desdites classes, on détermine un indicateur de qualité de ladite classe à partir des valeurs desdits attributs appartenant à ladite classe et on sélectionne au moins une classe telle que ledit indicateur de qualité de ladite classe satisfait à un premier critère prédéfini ; d) on délimite au moins un corps géologique en recherchant, parmi les mailles de ladite représentation maillée appartenant à ladite classe sélectionnée, un ensemble d'au moins deux mailles voisines entre elles ; e) pour chacun desdits corps géologiques délimités, on détermine un indicateur de qualité dudit corps géologique à partir au moins des valeurs d'au moins un desdits attributs des mailles appartenant audit corps géologique ; f) pour chacune des mailles de chacun desdits corps géologiques, on détermine un indicateur de qualité de ladite maille dudit corps géologique à partir desdites valeurs d'au moins un desdits attributs déterminés pour ladite maille et pour des mailles voisines de ladite maille ; g) On détermine ladite trajectoire dudit nouveau puits à forer audit temps t2, à partir au moins desdits indicateurs de qualité desdits corps géologiques, desdits indicateurs de qualité desdites mailles desdites corps géologiques, et de ladite longueur de ladite trajectoire dudit nouveau puits à forer ; h) On fore au moins ledit nouveau puits selon ladite trajectoire déterminée et on exploite lesdits hydrocarbures dudit réservoir géologique au moyen au moins dudit nouveau puits foré. The present invention relates to a method for exploiting the hydrocarbons from a geological reservoir crossed by at least one well, said hydrocarbons having been produced between a time t0 and a time t1, in which a meshed representation of said reservoir is constructed from measurements of properties relating to said geological reservoir. According to this method, a trajectory of at least one new well to be drilled in said reservoir is determined at a time t2 subsequent to time t1, said trajectory having a predefined length, by implementing at least the following steps: a) it is carried out a reservoir simulation between said time t0 and said time t2, from said meshed representation and from a reservoir simulator; b) from at least the results of said reservoir simulation, a value of at least one attribute is determined for each of the cells of said meshed representation and a classification method is applied to said values of said attributes to group them into classes ; c) for each of said classes, a quality indicator of said class is determined from the values of said attributes belonging to said class and at least one class is selected such that said quality indicator of said class satisfies a first predefined criterion; d) at least one geological body is delimited by searching, among the meshes of said meshed representation belonging to said selected class, a set of at least two neighboring meshes; e) for each of said delimited geological bodies, a quality indicator of said geological body is determined from at least the values of at least one of said attributes of the cells belonging to said geological body; f) for each of the cells of each of said geological bodies, a quality indicator of said cell of said geological body is determined from said values of at least one of said attributes determined for said cell and for cells close to said cell; g) said trajectory of said new well to be drilled at said time t2 is determined from at least said indicators of quality of said geological bodies, of said indicators of quality of said meshes of said geological bodies, and of said length of said trajectory of said new well to be drilled; h) At least said new well is drilled along said determined trajectory and said hydrocarbons from said geological reservoir are exploited by means of at least said new drilled well.
Selon une mise en œuvre de l'invention, on peut déterminer ladite trajectoire dudit nouveau puits à forer audit temps t2 de la manière suivante : According to one implementation of the invention, said trajectory of said new well to be drilled at said time t2 can be determined as follows:
- on détermine au moins une première maille de ladite trajectoire en sélectionnant ladite maille de ladite représentation maillée vérifiant au moins les conditions suivantes : ladite maille appartient audit objet géologique ayant un indicateur de qualité de corps géologique satisfaisant à un deuxième critère prédéfini et ladite maille a un indicateur de qualité de maille satisfaisant à un troisième critère prédéfini ; - à partir de ladite première maille, on recherche une liste ordonnée de mailles voisines deux à deux telle qu'une courbe passant par les mailles de ladite liste ordonnée ait une longueur égale à ladite longueur prédéfinie de ladite trajectoire et de manière à satisfaire un quatrième critère relatif à une somme, réalisée pour toutes les mailles de ladite liste ordonnée, d'un paramètre déterminé pour chacune des mailles de ladite liste ordonnée, ledit paramètre d'une maille de ladite liste ordonnée étant fonction de la distance euclidienne entre ladite maille et la maille précédente dans ladite liste ordonnée et d'au moins ledit indicateur de qualité de ladite maille.- At least a first cell of said trajectory is determined by selecting said cell of said meshed representation satisfying at least the following conditions: said cell belongs to said geological object having a quality indicator of a geological body satisfying a second predefined criterion and said cell has a mesh quality indicator satisfying a third predefined criterion; - From said first cell, we search for an ordered list of neighboring cells two by two such that a curve passing through the cells of said ordered list has a length equal to said predefined length of said trajectory and so as to satisfy a fourth criterion relating to a sum, carried out for all the cells of said ordered list, of a parameter determined for each of the cells of said ordered list, said parameter of a cell of said ordered list being a function of the Euclidean distance between said cell and the preceding cell in said ordered list and at least said quality indicator of said cell.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, ledit paramètre d'une maille de ladite liste ordonnée peut en outre être fonction de l'indicateur de qualité de la maille voisine précédant ladite maille dans ladite liste ordonnée. According to one implementation of the invention, said parameter of a cell of said ordered list can also be a function of the quality indicator of the neighboring cell preceding said cell in said ordered list.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, ledit paramètre d'une maille de ladite liste ordonnée peut en outre être fonction dudit indicateur de qualité dudit objet géologique auquel appartient ladite maille. According to one implementation of the invention, said parameter of a cell of said ordered list can also be a function of said quality indicator of said geological object to which said cell belongs.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, ledit paramètre d'une maille de ladite liste ordonnée peut s'exprimer selon une formule du type : According to one implementation of the invention, said parameter of a cell of said ordered list can be expressed according to a formula of the type:
[Math 1] p _ D eucl [Math 1] p _ D eucl
IQM + IQG où Deud est ladite distance euclidienne entre ladite maille et ladite maille voisine précédant ladite maille dans ladite liste ordonnée, IQM est une moyenne des indicateurs de qualité de ladite maille et de ladite maille voisine précédant ladite maille dans ladite liste ordonnée et IQG est ledit indicateur de qualité dudit objet géologique auquel appartient ladite maille. IQM + IQG where D eud is said Euclidean distance between said cell and said neighboring cell preceding said cell in said ordered list, IQ M is an average of the quality indicators of said cell and of said neighboring cell preceding said cell in said ordered list and IQ G is said quality indicator of said geological object to which said cell belongs.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, ledit attribut peut être choisi parmi : la hauteur d’huile et/ou de gaz, la perméabilité relative à l’huile et/ou au gaz et ou/ à l’eau, la perméabilité horizontale, la pression de fluide, la saturation en huile et/ou en gaz et/ou en eau, la distance au puits le plus proche. According to one implementation of the invention, said attribute can be chosen from: the height of oil and / or gas, the relative permeability to oil and / or gas and / or water, the permeability horizontal, fluid pressure, oil and / or gas and / or water saturation, distance to the nearest well.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, ledit indicateur de qualité d’une classe peut être calculé à partir des valeurs moyennes des valeurs desdits attributs associés à ladite classe. Selon une mise en oeuvre de l'invention, ledit indicateur de qualité d’une classe correspond à une somme pondérée des valeurs moyennes normalisées desdits attributs de ladite classe.According to one implementation of the invention, said quality indicator of a class can be calculated from the average values of the values of said attributes associated with said class. According to one implementation of the invention, said quality indicator of a class corresponds to a weighted sum of the normalized average values of said attributes of said class.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, ladite méthode de classification est l'algorithme du K-means. According to one implementation of the invention, said classification method is the K-means algorithm.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, ledit indicateur de qualité dudit objet géologique est déterminé en réalisant une moyenne pondérée des valeurs desdits attributs déterminées à l'échelle dudit objet géologique, et dans lequel on détermine une valeur d'un attribut à l'échelle dudit objet géologique : According to one implementation of the invention, said quality indicator of said geological object is determined by performing a weighted average of the values of said attributes determined at the scale of said geological object, and in which a value of an attribute at the scale of said geological object is determined:
- en réalisant une moyenne desdites valeurs dudit attribut en chacune des mailles dudit corps géologique, ou - by taking an average of said values of said attribute at each of the cells of said geological body, or
- en réalisant une somme desdites valeurs dudit attribut en chacune des mailles dudit corps, ou - by performing a sum of said values of said attribute in each of the cells of said body, or
- en prenant le maximum ou le minimum desdites valeurs dudit attribut en chacune des mailles dudit corps géologique. - by taking the maximum or the minimum of said values of said attribute at each of the cells of said geological body.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, ledit indicateur de qualité de ladite maille dudit objet géologique est déterminé au moyen d'une moyenne glissante appliquée dans une fenêtre incluant des mailles voisines de ladite maille. According to one implementation of the invention, said quality indicator of said cell of said geological object is determined by means of a sliding average applied in a window including cells close to said cell.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, on réitère les étapes a) à h), l’étape a) à une itération donnée supérieure ou égale à 2 étant réalisée en tenant compte de la position desdits nouveaux puits ajoutés à l’itération précédente. According to one implementation of the invention, steps a) to h) are reiterated, step a) at a given iteration greater than or equal to 2 being carried out taking into account the position of said new wells added to the iteration previous.
En outre, l’invention concerne un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, comprenant des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre du procédé tel que décrit ci-dessus, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. Furthermore, the invention relates to a computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a medium readable by a computer and / or executable by a processor, comprising program code instructions for the implementation of the program. method as described above, when said program is executed on a computer.
D'autres caractéristiques et avantages du procédé selon l'invention, apparaîtront à la lecture de la description ci-après d'exemples non limitatifs de réalisations, en se référant aux figures annexées et décrites ci-après. Other characteristics and advantages of the method according to the invention will become apparent on reading the following description of non-limiting examples of embodiments, with reference to the appended figures and described below.
Liste des figures List of Figures
La figure 1 présente un exemple illustratif de mailles d'une représentation maillée appartenant à la classe ayant l'indicateur de qualité le plus élevé. FIG. 1 presents an illustrative example of meshes of a mesh representation belonging to the class having the highest quality indicator.
La figure 2 présente un exemple illustratif de valeurs d'un indicateur de qualité déterminées pour des corps géologiques délimités selon un mode de mise en oeuvre de l'invention. FIG. 2 presents an illustrative example of values of a quality indicator determined for geological bodies delimited according to one embodiment of the invention.
La figure 3 présente un exemple illustratif de valeurs d'un indicateur de qualité déterminées pour chacune des mailles de chacun des corps géologiques délimités selon un mode de mise en oeuvre de l'invention. La figure 4 présente un exemple illustratif d'un maillage cartésien (en vue de dessus) et de l'emplacement de 7 mailles voisines deux à deux définissant une trajectoire d'un nouveau puits à forer. FIG. 3 presents an illustrative example of values of a quality indicator determined for each of the cells of each of the geological bodies delimited according to an embodiment of the invention. FIG. 4 presents an illustrative example of a Cartesian mesh (in top view) and of the location of 7 neighboring meshes two by two defining a trajectory of a new well to be drilled.
La figure 5 illustre un exemple de trajectoires de puits (en vue de dessus) déterminées par une mise en oeuvre du procédé selon l'invention, en spécifiant une longueur de trajectoire prédéfinie valant 700m (figure de gauche), 1500m (figure du milieu) et 3000m (figure de droite). FIG. 5 illustrates an example of well trajectories (in top view) determined by an implementation of the method according to the invention, by specifying a predefined trajectory length of 700m (left figure), 1500m (middle figure) and 3000m (right figure).
Description des modes de réalisation Description of the embodiments
Le procédé selon l’invention concerne l'exploitation des hydrocarbures d'un réservoir géologique traversé par au moins un puits, et plus particulièrement la détermination de la trajectoire d'au moins un nouveau puits à forer dans le réservoir, et ce à partir de critères permettant de maximiser la production des hydrocarbures de ce réservoir. Selon l'invention le ou les nouveaux puits à forer peuvent tout aussi bien être des puits producteurs ou injecteurs. The method according to the invention relates to the exploitation of hydrocarbons from a geological reservoir crossed by at least one well, and more particularly to the determination of the trajectory of at least one new well to be drilled in the reservoir, and this from criteria allowing the production of hydrocarbons from this reservoir to be maximized. According to the invention, the new well (s) to be drilled can equally well be producing or injecting wells.
Dans la suite, on va considérer trois temps distincts : tO, t1 et t2, où tO représente le temps initial, avant la mise en production du réservoir, t1 est le temps jusqu’auquel des données, entre autres de production, ont été collectées au niveau du au moins un puits existant, et t2 est un temps futur, pour lequel on veut prédire la production. In the following, we will consider three distinct times: tO, t1 and t2, where tO represents the initial time, before the tank is put into production, t1 is the time until which data, including production data, have been collected at the level of at least one existing well, and t2 is a future time, for which we want to predict production.
Le procédé selon l’invention requiert de disposer de : The method according to the invention requires the availability of:
- une représentation maillée du réservoir, aussi appelée modèle de réservoir : il s’agit d’une maquette du réservoir étudié, représentée généralement sur ordinateur sous la forme d’un maillage ou grille, chacune des mailles de cette grille comportant une ou plusieurs valeurs de propriétés pétrophysiques relatives au réservoir étudié (perméabilité, porosité, saturation etc). Selon une mise en oeuvre de l’invention, la représentation maillée correspond au modèle géologique, construit dans le but de décrire aussi précisément que possible la structure et les propriétés (au moins relatives aux écoulements, telle que la perméabilité, la porosité, la saturation) de la formation étudiée. Un modèle géologique se doit de vérifier autant que possible les propriétés relatives à la formation étudiée collectées sur le terrain : les données de diagraphie mesurées le long des puits, les mesures réalisées sur des échantillons de roche prélevés dans les puits, les données déduites de campagnes d’acquisition sismique, ou encore des données de production comme les débits d’huile, d’eau, les variations de pression etc. Le modèle géologique a généralement des mailles fines et par voie de conséquence un nombre de mailles important. L'exploitation d’un gisement pouvant nécessiter de réaliser plusieurs simulations d’écoulement, il peut s’avérer nécessaire de déterminer une représentation maillée aux mailles plus lâches, afin de réduire le temps de calcul des simulations d’écoulement. Cette étape, bien connue dans le domaine de l’exploration et de l’exploitation pétrolière consiste à réaliser un « upscaling » (« mise à l’échelle » en français), qui permet de passer d’une représentation à mailles fines à une représentation à mailles grossières, aussi appelée modèle de réservoir. De façon générale, cette technique consiste à calculer un modèle grossier qui soit équivalent au modèle fin du point de vue des propriétés dynamiques (c’est-à-dire des propriétés liées à l’écoulement des fluides, telles que la perméabilité). De manière préférée, le modèle de réservoir peut respecter les données collectées jusqu’au temps t1. Avantageusement, l'étape préalable de construction du modèle de réservoir a inclus une étape de calage ("history matching" en anglais) aux données de production entre les temps tO et le temps t1. Une telle étape de calage peut par exemple être réalisée au moyen du logiciel CondorFlow™ (IFP Energies nouvelles, France) ; - a meshed representation of the reservoir, also called reservoir model: this is a model of the studied reservoir, generally represented on a computer in the form of a mesh or grid, each of the cells of this grid comprising one or more values petrophysical properties relating to the reservoir studied (permeability, porosity, saturation, etc.). According to one implementation of the invention, the meshed representation corresponds to the geological model, constructed with the aim of describing as precisely as possible the structure and the properties (at least relating to the flows, such as permeability, porosity, saturation ) of the training studied. A geological model must verify as much as possible the properties relating to the studied formation collected in the field: the logging data measured along the wells, the measurements carried out on rock samples taken from the wells, the data deduced from campaigns seismic acquisition, or data from production such as oil and water flow rates, pressure variations etc. The geological model generally has fine meshes and consequently a large number of meshes. As the exploitation of a deposit may require carrying out several flow simulations, it may prove necessary to determine a meshed representation with looser meshes, in order to reduce the calculation time of the flow simulations. This step, well known in the field of oil exploration and exploitation, consists in carrying out an "upscaling"("miseàchelle" in French), which allows to go from a representation with fine mesh to a coarse-mesh representation, also called a reservoir model. In general, this technique consists in calculating a coarse model which is equivalent to the fine model from the point of view of dynamic properties (that is to say properties related to the flow of fluids, such as permeability). Preferably, the reservoir model can comply with the data collected up to time t1. Advantageously, the preliminary step of constructing the reservoir model has included a step of calibration (“history matching”) to the production data between the times t0 and the time t1. Such a setting step can for example be carried out by means of the CondorFlow ™ software (IFP Energies nouvelles, France);
- un simulateur d’écoulement : un simulateur d’écoulement est un logiciel exécuté sur ordinateur permettant de réaliser des simulations d’écoulement de fluides au sein d’un gisement. Ces simulations sont réalisées en implémentant au moins un modèle d’écoulement au sein du réservoir et un modèle d’écoulement au sein du ou des puits producteur. Plus précisément, ces simulations sont réalisées en résolvant un système d'équations aux dérivées partielles représentatives des écoulements, en utilisant par exemple des méthodes de volumes finis appliquées aux représentations maillées du réservoir et du ou des puits producteur. Un simulateur de réservoir prédit notamment l'évolution des pressions, des saturations, des compositions des fluides en chacune des mailles du modèle de réservoir (appelés par la suite « inconnues réservoir »), ainsi que l’évolution de la production d'huile, de la production d'eau, de la proportion d’eau de production (« water eut ») au niveau du ou des puits producteur (on appelle par la suite « profils de production » ces quantités prédites au niveau du puits). Dans la suite de la description, on appelle « résultats » l’ensemble des quantités prédites par la simulation, englobant au moins les inconnues réservoir et les profils de production. De façon générale, lors d'une expérience de simulation de réservoir, l'ingénieur réservoir définit une durée sur laquelle il souhaite simuler les écoulements dans la formation d'intérêt. Puis ces équations sont résolues par un schéma numérique, pas de temps après pas de temps, la taille du pas de temps (pouvant être une fonction ou une constante) étant intrinsèquement liée au schéma numérique choisi, et ce afin de garantir la stabilité de ce schéma numérique. Le logiciel PumaFlow ® (IFP Énergies nouvelles, France) est un exemple de simulateur d'écoulement. - a flow simulator: a flow simulator is a software program executed on a computer making it possible to simulate the flow of fluids within a reservoir. These simulations are carried out by implementing at least one flow model within the reservoir and one flow model within the producing well (s). More precisely, these simulations are carried out by solving a system of partial differential equations representative of the flows, for example by using finite volume methods applied to the meshed representations of the reservoir and of the producing well (s). A reservoir simulator predicts in particular the evolution of pressures, saturations, compositions of fluids in each of the cells of the reservoir model (hereinafter called “reservoir unknowns”), as well as the evolution of oil production, of water production, of the proportion of production water (“water eu”) at the level of the producing well (s) (hereinafter referred to as “production profiles” these quantities predicted at the level of the well). In the remainder of the description, all of the quantities predicted by the simulation, including at least the reservoir unknowns and the production profiles, are called “results”. In general, during a reservoir simulation experiment, the reservoir engineer defines a period over which he wishes to simulate the flows in the formation of interest. Then these equations are solved by a digital diagram, time step after time step, the size of the time step (being able to be a function or a constant) being intrinsically related to the selected numerical diagram, and this in order to guarantee the stability of this digital diagram. The PumaFlow ® software (IFP Énergies nouvelles, France) is an example of a flow simulator.
Le procédé selon l’invention comporte au moins les étapes suivantes : The method according to the invention comprises at least the following steps:
1) Simulation de réservoir entre tO et t2 1) Reservoir simulation between tO and t2
2) Détermination d'attributs pour chaque maille et classification des attributs2) Determination of attributes for each cell and classification of attributes
3) Détermination d’un indicateur de qualité pour chacune des classes 3) Determination of a quality indicator for each of the classes
4) Délimitation de corps géologiques 4) Delimitation of geological bodies
5) Détermination d'un indicateur de qualité pour chacun des corps géologiques5) Determination of a quality indicator for each of the geological bodies
6) Détermination d'un indicateur de qualité pour chacune des mailles de chacun des corps géologiques 6) Determination of a quality indicator for each cell of each of the geological bodies
7) Détermination de la trajectoire d'un nouveau puits à forer 7) Determination of the trajectory of a new well to be drilled
8) Exploitation des hydrocarbures du réservoir 8) Exploitation of hydrocarbons from the reservoir
Les principales étapes de la présente invention sont détaillées ci-après. The main steps of the present invention are detailed below.
Dans la suite et à des fins purement illustratives, les étapes principales du procédé selon l'invention sont appliquées à un réservoir pétrolier synthétique, construit en s'inspirant d'un réservoir pétrolier réel. La taille du réservoir pétrolier de cet exemple de réalisation est de 7,4 km x 6,7 km x 60 m, et la représentation maillée construite pour ce réservoir comporte 74 x 67 x 6 mailles (soit 29748 mailles), soit des mailles de 100 x 100 x 10 m. Ce réservoir peut être décomposé en deux faciès : In the following and for purely illustrative purposes, the main steps of the process according to the invention are applied to a synthetic petroleum reservoir, constructed on the basis of a real petroleum reservoir. The size of the oil reservoir of this exemplary embodiment is 7.4 km x 6.7 km x 60 m, and the mesh representation constructed for this reservoir comprises 74 x 67 x 6 meshes (i.e. 29 748 meshes), or meshes of 100 x 100 x 10 m. This reservoir can be broken down into two facies:
- Faciès 1 (défavorable) ayant une perméabilité horizontale inférieure à 10mD pour environ 32,5% des mailles et avec une saturation en eau irréductible Swirr=0,4 ; - Facies 1 (unfavorable) having a horizontal permeability of less than 10 mD for approximately 32.5% of the meshes and with an irreducible water saturation Sw irr = 0.4;
- Faciès 2 (favorable) pour le reste des mailles, soit environ 67,5% des mailles, avec une saturation en eau irréductible Swirr=0,2. - Facies 2 (favorable) for the rest of the meshes, ie about 67.5% of the meshes, with an irreducible water saturation Sw irr = 0.2.
Le réservoir de cet exemple illustratif a subi une première année de déplétion via un puits producteur placé arbitrairement puis, après un an de déplétion, un puits vertical au centre du modèle a été foré pour injecter de l'eau. Production et injection se sont poursuivies pendant 9 ans. Il est envisagé de placer un nouveau puits producteur au bout de 10 ans de production. Ainsi, pour cet exemple d'application, le temps t1 vaut 9 ans (période pendant laquelle des données, entre autres de production, ont été collectées au niveau des puits existants) et t2 vaut 10 ans (temps futur, pour lequel on veut prédire la production). 1) Simulation de réservoir entre tO et t2 The reservoir of this illustrative example underwent a first year of depletion via an arbitrarily placed producing well and then, after one year of depletion, a vertical well in the center of the model was drilled to inject water. Production and injection continued for 9 years. It is planned to place a new producing well after 10 years of production. Thus, for this application example, the time t1 is equal to 9 years (period during which data, including production data, were collected at the level of existing wells) and t2 is equal to 10 years (future time, for which we want to predict the production). 1) Reservoir simulation between tO and t2
Au cours de cette étape, on effectue une simulation de réservoir entre un temps tO et un temps t2 postérieur au temps t1 , à partir d’un maillage représentatif des propriétés pétrophysiques du réservoir et d'un simulateur de réservoir, et pour les positions de puits déjà connues. Par exemple, le logiciel PumaFlow ® (IFP Energies nouvelles, France) est un simulateur de réservoir en milieu poreux dont la succession de calculs est exécutée sur un ordinateur. La simulation de réservoir permet de calculer, en chaque maille, des attributs représentatifs de l’écoulement dans la formation souterraine étudiée, tels que la hauteur d’huile et/ou de gaz, la perméabilité relative à l’huile et/ou au gaz et ou/ à l’eau, la perméabilité horizontale, la pression de fluide, la saturation en huile et/ou en gaz et/ou en eau. During this step, a reservoir simulation is carried out between a time t0 and a time t2 after time t1, from a mesh representative of the petrophysical properties of the reservoir and of a reservoir simulator, and for the positions of wells already known. For example, the PumaFlow ® software (IFP Energies nouvelles, France) is a reservoir simulator in a porous medium in which the succession of calculations is executed on a computer. The reservoir simulation makes it possible to calculate, in each cell, attributes representative of the flow in the underground formation studied, such as the height of oil and / or gas, the relative permeability to oil and / or gas. and / or water, horizontal permeability, fluid pressure, oil and / or gas and / or water saturation.
2) Détermination d'attributs pour chaque maille et classification des attributs2) Determination of attributes for each cell and classification of attributes
Au cours de cette étape, il s'agit, à partir d’au moins les résultats de simulation de réservoir obtenus à l'étape précédente, de définir au moins un attribut représentatif des écoulements dans le réservoir étudié, de déterminer une valeur de cet attribut pour chacune des mailles de la représentation maillée et d’appliquer une méthode de classification à ces valeurs attributs pour les regrouper en classes. De manière générale, on appelle attribut une propriété ou une combinaison de propriétés représentatives des écoulements dans le réservoir étudié. On choisit au moins un attribut parmi des propriétés du réservoir mesurées ou simulées, telles que la hauteur d’huile et/ou de gaz, la perméabilité relative à l’huile et/ou au gaz et/ou à l’eau, la perméabilité horizontale, la pression de fluide, la saturation en huile et/ou en gaz et/ou en eau. During this step, it is a question, from at least the reservoir simulation results obtained in the previous step, of defining at least one attribute representative of the flows in the reservoir studied, of determining a value of this attribute for each of the meshes of the mesh representation and to apply a classification method to these attribute values to group them into classes. In general, an attribute is a property or a combination of properties representative of the flows in the reservoir studied. At least one attribute is chosen from the properties of the reservoir measured or simulated, such as the height of oil and / or gas, the relative permeability to oil and / or gas and / or water, the permeability horizontal, fluid pressure, oil and / or gas and / or water saturation.
Selon un mode particulier de réalisation de la présente invention, un attribut peut être défini par une opération appliquée entre des propriétés du réservoir mesurées ou simulées. Selon un mode de réalisation de la présente invention, on calcule par exemple le produit de la perméabilité horizontale par la hauteur d’huile. Selon un autre mode de réalisation de l’invention, un attribut peut aussi résulter du calcul de la différence de pression de fluide entre les temps t2 et t1 , ou bien de la différence entre la pression au temps t1 et la pression d’abandon. According to a particular embodiment of the present invention, an attribute can be defined by an operation applied between measured or simulated properties of the reservoir. According to one embodiment of the present invention, for example, the product of the horizontal permeability times the oil height is calculated. According to another embodiment of the invention, an attribute can also result from the calculation of the difference in fluid pressure between the times t2 and t1, or from the difference between the pressure at time t1 and the abandonment pressure.
Selon un autre mode particulier de mise en oeuvre de la présente invention, un attribut correspond à la distance entre chaque maille de la grille et le puits existant le plus proche. Avantageusement, la distance utilisée est de type euclidienne. According to another particular embodiment of the present invention, an attribute corresponds to the distance between each cell of the grid and the closest existing well. Advantageously, the distance used is of the Euclidean type.
Pour l'exemple traité à titre illustratif des étapes du procédé selon l'invention, les attributs correspondent à des caractéristiques statiques du réservoir : le rapport d’anisotropie, et à des caractéristiques dynamiques, calculées à partir de la simulation du réservoir au temps t2, soit : For the example treated by way of illustration of the steps of the method according to the invention, the attributes correspond to static characteristics of the tank: the ratio anisotropy, and dynamic characteristics, calculated from the simulation of the reservoir at time t2, namely:
- la hauteur d’huile mobile - the mobile oil height
- le facteur de flux - the flow factor
- la différence de pression entre le temps d’intérêt et le temps initial, - the pressure difference between the time of interest and the initial time,
- la distance par rapport au puits ouvert le plus proche. Cette distance peut être exprimée par exemple en termes de distance euclidienne, et peut également être exprimée en terme de temps de vol ou de tout autre définition de distances. - the distance from the nearest open well. This distance can be expressed for example in terms of Euclidean distance, and can also be expressed in terms of time of flight or any other definition of distances.
Des attributs caractérisant le réservoir étant définis, et les valeurs de ces attributs ayant été calculés en chaque maille de la représentation maillée du réservoir, on applique une méthode de classification à au moins un de ces attributs, pour les analyser et les séparer en classes. La classification est une méthode bien connue des spécialistes consistant à regrouper des points par famille, les points d’une même famille présentant des caractéristiques communes. Appliquée à des valeurs attributs d’une grille, la classification revient à regrouper en classes les mailles de la grille ayant des valeurs d’attributs proches. On peut alors attribuer à chaque maille un indicateur spécifiant à quelle classe, ou encore à quelle famille, elle appartient. Attributes characterizing the reservoir being defined, and the values of these attributes having been calculated at each cell of the meshed representation of the reservoir, a classification method is applied to at least one of these attributes, in order to analyze them and separate them into classes. Classification is a method well known to specialists consisting of grouping points by family, the points of the same family having common characteristics. Applied to the attribute values of a grid, the classification amounts to grouping into classes the meshes of the grid having similar attribute values. We can then attribute to each cell an indicator specifying to which class, or even to which family, it belongs.
Dans un mode de réalisation préférentiel de la présente invention, la classification se fait suivant l'algorithme du K-means (également appelée classification des nuées dynamiques), qui permet de regrouper les valeurs des attributs en K classes ne se chevauchant pas. On choisit un nombre de classes (ou coefficient K), en général inférieur à 10, afin d'obtenir un résultat relativement stable. Cet algorithme présente les avantages d'une simplicité conceptuelle, d'une rapidité d'exécution et de faibles exigences en taille mémoire. In a preferred embodiment of the present invention, the classification is carried out according to the K-means algorithm (also called classification of dynamic clouds), which makes it possible to group the values of the attributes into K non-overlapping classes. We choose a number of classes (or coefficient K), generally less than 10, in order to obtain a relatively stable result. This algorithm has the advantages of conceptual simplicity, speed of execution and low memory size requirements.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, les attributs peuvent être pondérés avant de procéder à leur classification. De cette façon, on peut ainsi renforcer l’impact de certains attributs, comme par exemple la hauteur d’huile, par rapport à d’autres. According to an embodiment of the present invention, the attributes can be weighted before proceeding with their classification. In this way, we can thus reinforce the impact of certain attributes, for example the oil height, compared to others.
Chaque grille obtenue pour chacun des attributs définis est tri-dimensionnelle et l'analyse de l'ensemble de ces informations est de ce fait difficile à appréhender. Selon l'invention et comme est décrit dans les étapes suivantes, l’analyse est facilitée par le calcul d’un indicateur représentatif de la qualité de chacune des classes issues d'une étape de classification des attributs, et par la construction d'objets tri-dimensionnels correspondant à des mailles connectées entre elles appartenant à la classe ayant le ou les indicateurs de qualité les plus élevés. 3) Détermination d’un indicateur de qualité pour chacune des classesEach grid obtained for each of the defined attributes is three-dimensional and the analysis of all of this information is therefore difficult to understand. According to the invention and as described in the following steps, the analysis is facilitated by the calculation of an indicator representative of the quality of each of the classes resulting from a step of classification of the attributes, and by the construction of objects. three-dimensional corresponding to interconnected meshes belonging to the class having the highest quality indicator (s). 3) Determination of a quality indicator for each of the classes
Au cours de cette étape, on détermine un indicateur représentatif de la qualité de chacune des classes issues de l’étape de classification des attributs décrite à l’étape 2 et on sélectionne au moins une classe à partir des valeurs de ces indicateurs de qualité. De manière générale, on appelle par la suite indicateur de qualité d'un objet (respectivement d'une classe, d'un objet géologique ou d'une maille) ou encore indice de qualité d'un objet (respectivement d'une classe, d'un objet géologique ou d'une maille), un indicateur représentatif de la qualité de cet objet (respectivement d'une classe, d'un objet géologique ou d'une maille). De manière générale, un indicateur de qualité d'un objet (respectivement d'une classe, d'un objet géologique ou d'une maille) est une valeur quantifiant le degré avec lequel cet objet satisfait un critère (en l'espèce au moins la maximisation de la production des hydrocarbures). During this step, an indicator representative of the quality of each of the classes resulting from the attribute classification step described in step 2 is determined and at least one class is selected from the values of these quality indicators. In general, we call hereinafter the quality indicator of an object (respectively of a class, of a geological object or of a cell) or also of the quality index of an object (respectively of a class, of a geological object or of a cell), an indicator representative of the quality of this object (respectively of a class, of a geological object or of a cell). In general, a quality indicator of an object (respectively of a class, of a geological object or of a cell) is a value quantifying the degree with which this object satisfies a criterion (in this case at least maximization of hydrocarbon production).
Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, on construit un indicateur de qualité représentatif d’une classe à partir des moyennes des valeurs des attributs associés à la classe considérée. According to an embodiment of the present invention, a quality indicator representative of a class is constructed from the averages of the values of the attributes associated with the considered class.
Selon un mode particulier de mise en oeuvre de la présente invention, on construit un indicateur de qualité représentatif de chacune des classes de la façon suivante : According to a particular embodiment of the present invention, a quality indicator representative of each of the classes is constructed as follows:
- Pour chaque attribut, on calcule la valeur moyenne par classe des valeurs prises par cet attribut. Pour un attribut donné, on obtient ainsi une valeur d’attribut moyenne pour chacune des classes. Le tableau 1 présente les valeurs moyennes des attributs définis pour l'exemple traité à titre illustratif, dans le cas d'une classification aboutissant à cinq classes d'attributs, notées C1 à C5. - For each attribute, the average value per class of the values taken by this attribute is calculated. For a given attribute, we thus obtain an average attribute value for each of the classes. Table 1 shows the mean values of the attributes defined for the example treated by way of illustration, in the case of a classification resulting in five classes of attributes, denoted C1 to C5.
- Pour chaque attribut, on procède à la normalisation des valeurs moyennes par classe. On obtient ainsi, pour un attribut donné, des valeurs moyennes par classe comprises entre 0 et 1. Le tableau 2 présente les valeurs normalisées des moyennes des attributs de chacune des classes C1 à C5 du tableau 1. - For each attribute, the average values per class are normalized. We thus obtain, for a given attribute, mean values by class between 0 and 1. Table 2 presents the normalized values of the mean values of the attributes of each of the classes C1 to C5 of Table 1.
- Pour chaque classe, on somme les valeurs moyennes normalisées des attributs de cette classe. On applique une pondération sur les attributs préalablement à la sommation des moyennes normalisées, de sorte à donner un poids plus important à certains attributs (par exemple la hauteur d'huile) par rapport à d’autres attributs (par exemple l’anisotropie et à la distance aux puits) dans le calcul de l’indicateur de qualité. Le tableau 3 présente les poids donnés pour chacun des attributs définis pour l'exemple illustratif décrit précédemment. On peut ainsi observer qu'un poids plus important est attribué à la hauteur d’huile tandis que des poids plus faibles sont donnés à l’anisotropie et à la distance aux puits. Le tableau 4 présente la somme pondérée, selon les poids du tableau 3, des valeurs moyennes normalisées des attributs du tableau 2 pour chaque classe C1 à C5, chaque somme correspondant à l'indicateur de qualité selon ce mode particulier de mise en oeuvre de l'invention. - For each class, we sum the normalized mean values of the attributes of this class. A weighting is applied to the attributes prior to the summation of the normalized means, so as to give a greater weight to certain attributes (for example the height of oil) compared to other attributes (for example anisotropy and to distance to wells) in the calculation of the quality indicator. Table 3 presents the weights given for each of the attributes defined for the illustrative example described above. It can thus be observed that a greater weight is attributed to the height of the oil while lower weights are given to the anisotropy and the distance to the wells. Table 4 shows the weighted sum, according to the weights in Table 3, of the normalized mean values of the attributes in Table 2 for each class C1 to C5, each sum corresponding to the quality indicator according to this particular embodiment of the invention.
[Table 1]
Figure imgf000016_0003
[Table 1]
Figure imgf000016_0003
[Table 2] [Table 2]
| Attribut (normalisé) Cl C2 C3 C4 C5 j
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| Attribute (normalized) Cl C2 C3 C4 C5 j
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[Table 3]
Figure imgf000016_0002
[Tableau 4]
Figure imgf000017_0001
[Table 3]
Figure imgf000016_0002
[Table 4]
Figure imgf000017_0001
Puis, une fois un indicateur de qualité calculé pour chacune des classes, on peut procéder à l’analyse de leur indicateur de qualité. Ainsi, l’indicateur de qualité permet d’ordonner les classes et d’identifier la ou les classes, et donc la ou les régions du réservoir, dont le potentiel pétrolier est le plus important. Selon le procédé selon l’invention, une fois un indicateur de qualité calculé pour chaque classe, on sélectionne la ou les classes dont l’indicateur de qualité satisfait à un premier critère prédéfini. Then, once a quality indicator has been calculated for each of the classes, we can proceed to the analysis of their quality indicator. Thus, the quality indicator makes it possible to order the classes and identify the class (s), and therefore the region (s) of the reservoir, with the greatest petroleum potential. According to the method according to the invention, once a quality indicator has been calculated for each class, the class or classes whose quality indicator meets a first predefined criterion is selected.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, ce premier critère peut être un seuil et/ou être défini par rapport à l'ensemble des valeurs prises par l'indicateur de qualité. According to one implementation of the invention, this first criterion can be a threshold and / or be defined with respect to the set of values taken by the quality indicator.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, on sélectionne la ou les classes dont l’indicateur de qualité est supérieur de 150% à la moyenne des indicateurs de qualité. According to one embodiment of the present invention, the class or classes of which the quality indicator is 150% higher than the average of the quality indicators are selected.
Selon un mode préféré de réalisation de la présente invention, on sélectionne la classe dont l’indicateur de qualité est le plus élevé. Par exemple d’après le tableau 4, la classe C1 a clairement l'indicateur de qualité le plus élevé, c’est-à-dire que les mailles appartenant à cette classe présentent le meilleur potentiel pétrolier. C'est cette classe C1 qui est sélectionnée pour illustrer la mise en oeuvre des prochaines étapes du procédé selon l'invention. According to a preferred embodiment of the present invention, the class whose quality indicator is the highest is selected. For example, according to Table 4, class C1 clearly has the highest quality indicator, that is to say that the cells belonging to this class have the best petroleum potential. It is this class C1 which is selected to illustrate the implementation of the next steps of the method according to the invention.
4) Délimitation de corps géologiques 4) Delimitation of geological bodies
Au cours de cette étape, il s'agit de délimiter au moins un corps géologique (aussi appelée "geobody" en anglais) en sélectionnant, parmi les mailles de la représentation maillée, celles appartenant à la ou les classes sélectionnées à l'étape 3 décrite ci-dessus. During this step, it is a question of delimiting at least one geological body (also called "geobody" in English) by selecting, among the meshes of the meshed representation, those belonging to the class or classes selected in step 3 described above.
Selon l'invention, on appelle corps géologique ou objet géologique un ensemble d'au moins deux mailles voisines entre elles appartenant à une même classe. Selon une mise en oeuvre de l'invention, on entend par "mailles voisines" des mailles qui ont au moins une face en commun. Par ailleurs, des mailles appartenant à une même classe peuvent être considérées comme des mailles ayant des propriétés d'écoulement similaires. Ainsi, des mailles voisines appartenant à la même classe sont ici considérées comme connectées entre elles d'un point de vue des écoulements, la connectivité entre deux mailles pouvant favoriser le drainage des hydrocarbures présents dans ces mailles, ou encore la mise en production d'une des mailles de cet ensemble pouvant impacter favorablement la production des autres mailles de cet ensemble. Selon une mise en oeuvre de l'invention, les corps géologiques selon l'invention sont définis en parcourant chacune des mailles de la représentation maillée appartenant à chacune des classes sélectionnées, et en recherchant si les mailles voisines de la maille en cours appartiennent à la même classe pour les agréger dans un même objet géologique. According to the invention, the term geological body or geological object is a set of at least two neighboring cells belonging to the same class. According to one implementation of the invention, the term “neighboring meshes” is understood to mean meshes which have at least one face in common. Moreover, meshes belonging to the same class can be considered as meshes having similar flow properties. Thus, neighboring meshes belonging to the same class are considered here as connected to each other from a flow point of view, the connectivity between two meshes being able to promote the drainage of the hydrocarbons present in these meshes, or even the putting into production of one of the meshes of this set being able to favorably impact the production of the other meshes of this set. According to one implementation of the invention, the geological bodies according to the invention are defined by traversing each of the meshes of the meshed representation belonging to each of the selected classes, and by finding whether the neighboring meshes of the current mesh belong to the same class to aggregate them in the same geological object.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, on utilise un algorithme de parcours en profondeur (ou DFS, pour "Depth-First Search" en anglais) appliqué dans les trois dimensions de l'espace pour déterminer au moins deux mailles voisines entre elles appartenant à une même classe. Un algorithme de parcours en profondeur est généralement un algorithme de parcours de graphe, qui se décrit naturellement de manière récursive. According to one implementation of the invention, use is made of a depth scanning algorithm (or DFS, for “Depth-First Search” in English) applied in the three dimensions of space to determine at least two neighboring cells. belonging to the same class. A deep traversal algorithm is generally a graph traversal algorithm, which naturally describes itself recursively.
La figure 1 présente l'ensemble des mailles de la représentation maillée de l'exemple illustratif décrit ci-dessus appartenant à la classe C1 , soit un nombre de mailles de 2984. Pour cet exemple illustratif, 96 corps géologiques ont été identifiés par l'application de la présente étape. La palette de couleurs de la figure 1 a été choisie uniquement à des fins d'illustration, dans le but de distinguer certains des principaux corps géologiques (en nombre de mailles notamment). Ainsi, les mailles ayant une couleur comprise entre GBD=1 et GBD=22 correspondent à 22 corps géologiques, parmi les 96 corps géologiques, identifiés par la présente étape. Les mailles représentées avec une couleur noire (de GBD=23 à GBD=219) regroupent le reste des mailles appartenant à la classe C1 , et n'appartenant pas aux 22 corps géologiques représentés par les couleurs allant de GBD=1 à GBD=22. Cette figure représente aussi 123 mailles appartenant à la classe C1 mais n'ayant pas de mailles voisines (autrement dit, il s'agit de mailles isolées, non connectées à des mailles voisines, et ne faisant donc pas partie d'un corps géologique selon l'invention). Figure 1 shows all the meshes of the meshed representation of the illustrative example described above belonging to class C1, ie a number of meshes of 2984. For this illustrative example, 96 geological bodies have been identified by the application of this step. The color palette in Figure 1 was chosen for illustrative purposes only, with the aim of distinguishing some of the main geological bodies (in particular by number of meshes). Thus, the cells having a color between GBD = 1 and GBD = 22 correspond to 22 geological bodies, among the 96 geological bodies, identified by the present step. The meshes represented with a black color (from GBD = 23 to GBD = 219) group together the rest of the meshes belonging to class C1, and not belonging to the 22 geological bodies represented by the colors ranging from GBD = 1 to GBD = 22 . This figure also represents 123 meshes belonging to class C1 but not having neighboring meshes (in other words, they are isolated meshes, not connected to neighboring meshes, and therefore not forming part of a geological body according to invention).
A l'issue de cette étape, on a déterminé un ensemble de corps géologiques, présentant a priori un potentiel pétrolier élevé. L'objectif des prochaines étapes est de déterminer quels sont les geobodies les plus prometteurs pour la production d’huile et où se trouvent dans ces geobodies les mailles ayant les propriétés les plus intéressantes. Ainsi des grilles d’indices de qualité vont être construites, d’une part pour permettre de classer les geobodies entre eux, par des indices globaux, et d’autre part localement, à l’échelle des mailles qui composent ces geobodies. At the end of this step, a set of geological bodies was determined, presenting a priori a high petroleum potential. The objective of the next steps is to determine which are the most promising geobodies for oil production and where in these geobodies are the meshes with the most interesting properties. Thus, quality index grids will be constructed, on the one hand to make it possible to classify the geobodies among themselves, by global indices, and on the other hand locally, at the scale of the meshes that make up these geobodies.
5) Détermination d'un indicateur de qualité pour chacun des corps géologiques5) Determination of a quality indicator for each of the geological bodies
Au cours de cette étape, il s'agit de déterminer un indicateur de qualité pour chacun des corps géologiques identifiés à l'étape précédente, à partir au moins des valeurs d'au moins un des attributs des mailles appartenant à ces corps géologiques déterminés à l'étape 2 décrite ci-dessus. During this step, the aim is to determine a quality indicator for each of the geological bodies identified in the previous step, from at least the values of at least at least one of the attributes of the cells belonging to these geological bodies determined in step 2 described above.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, pour chaque corps géologique, on détermine préalablement une valeur d'au moins un des attributs définis à l'étape 2 à l'échelle du corps géologique (et non pas à l'échelle de la maille, comme dans l'étape 2), c'est-à-dire que l'on détermine une valeur de cet attribut représentative des valeurs des attributs pour l'ensemble des mailles formant cet objet géologique. According to one implementation of the invention, for each geological body, a value of at least one of the attributes defined in step 2 is determined beforehand on the scale of the geological body (and not on the scale of the cell, as in step 2), ie a value of this attribute representative of the values of the attributes for all the cells forming this geological object is determined.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, on peut déterminer une valeur d'un attribut à l'échelle d'un corps géologique en réalisant par exemple : According to one implementation of the invention, it is possible to determine a value of an attribute on the scale of a geological body by carrying out for example:
- une moyenne des valeurs de cet attribut en chacune des mailles formant ce corps géologique, ou - an average of the values of this attribute at each of the cells forming this geological body, or
- en réalisant une somme des valeurs de cet attribut en chacune des mailles formant ce corps géologique (ce qui est adapté notamment pour un attribut de type hauteur d'huile, de manière à favoriser les geobodies ayant un maximum de mailles, c’est-à-dire avec potentiellement un volume d’huile plus important à drainer), ou - by carrying out a sum of the values of this attribute in each of the cells forming this geological body (which is suitable in particular for an attribute of the height of oil type, so as to favor geobodies having a maximum of cells, that is - i.e. with potentially a larger volume of oil to drain), or
- en prenant le maximum ou le minimum des valeurs de cet attribut en chacune des mailles formant ce corps géologique (la valeur minimale est adaptée notamment pour un attribut de type distance euclidienne aux puits existants). - by taking the maximum or the minimum of the values of this attribute in each of the cells forming this geological body (the minimum value is adapted in particular for an attribute of the Euclidean distance type to existing wells).
Selon une mise en oeuvre de l'invention, on détermine une valeur d'attribut pour chacun des objets géologiques et pour chacun des attributs définis à l'étape 2. According to one implementation of the invention, an attribute value is determined for each of the geological objects and for each of the attributes defined in step 2.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, on détermine un indice de qualité d'un corps géologique en normalisant le ou les attributs déterminés à l'échelle du corps géologique et en calculant une moyenne pondérée de ces attributs normalisés, par exemple de manière similaire au calcul d' indicateur de qualité pour une classe décrit à l'étape 3 ci-dessus. According to one implementation of the invention, a quality index of a geological body is determined by normalizing the attribute (s) determined to the scale of the geological body and by calculating a weighted average of these standardized attributes, for example in a manner similar to the quality indicator calculation for a class described in step 3 above.
La figure 2 présente à titre illustratif des valeurs d'indicateurs de qualité IQgbd déterminées pour chacun des geobodies délimités à l'étape 4. On peut observer sur cette figure que toutes les mailles d'un même geobody sont caractérisées par une même valeur d'indicateur de qualité. Un corps géologique ayant un indicateur de qualité élevé constitue potentiellement une zone du réservoir géologique qui pourrait être intéressante à drainer. Sur cette figure, sont également présentées à titre illustratif les mailles isolées (c'est-à-dire les mailles appartenant à la classe C1 mais n'appartenant pas à un geobody) avec un indicateur de qualité IQgbd=0. Figure 2 shows by way of illustration the values of quality indicators IQgbd determined for each of the geobodies delimited in step 4. It can be observed in this figure that all the cells of the same geobody are characterized by the same value of quality indicator. A geological body with a high quality indicator potentially constitutes an area of the geological reservoir that could be of interest to drain. In this figure, are also presented by way of illustration the isolated meshes (that is to say the meshes belonging to class C1 but not belonging to a geobody) with a quality indicator IQgbd = 0.
6) Détermination d'un indicateur de qualité pour chacune des mailles de chacun des corps géologiques 6) Determination of a quality indicator for each cell of each of the geological bodies
Au cours de cette étape, il s'agit de déterminer un indicateur de qualité pour chacune des mailles de chacun des corps géologiques délimités à l'étape 4 précédente. Selon l'invention, l'indicateur de qualité d'une maille d'un corps géologique est déterminé à partir des valeurs d'au moins un des attributs déterminés pour cette maille à l'étape 2 (et préférentiellement de tous les attributs déterminés pour cette maille à l'étape 2) et des valeurs de cet attribut dans des mailles voisines de cette maille appartenant à un des corps géologiques délimités précédemment. During this step, it is a question of determining a quality indicator for each of the cells of each of the geological bodies delimited in step 4 above. According to the invention, the quality indicator of a cell of a geological body is determined from the values of at least one of the attributes determined for this cell in step 2 (and preferably of all the attributes determined for this cell in step 2) and the values of this attribute in cells close to this cell belonging to one of the geological bodies delimited previously.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, pour chaque maille d'un corps géologique identifié à l'étape 4 et pour au moins un attribut déterminé à l'étape 2 pour cette maille (appelé premier attribut par la suite), on détermine préalablement une valeur d'un nouvel attribut pour cette maille (appelé deuxième attribut par la suite) en réalisant une moyenne des valeurs du premier attribut des mailles se trouvant dans une fenêtre de dimension prédéfinie, centrée sur la maille considérée (autrement dit on réalise une moyenne dans une fenêtre glissante, ou encore une moyenne mobile), cette moyenne pouvant être pondérée par la distance de chacune des mailles comprises dans cette fenêtre à la maille considérée. Avantageusement, ce calcul de moyenne mobile, ou encore de moyenne glissante, est réalisé pour chaque attribut normalisé. Selon une mise en oeuvre de l'invention, la moyenne mobile est réalisée au moyen d'un filtre gaussien. Avantageusement, on peut aussi pondérer les valeurs des indices de qualité des mailles voisines de la maille considérée pour l'estimation de la moyenne mobile en utilisant un poids compris par exemple entre 0 et 0.2 dans le cas d'une maille voisine n'appartenant pas à un geobody. According to one implementation of the invention, for each cell of a geological body identified in step 4 and for at least one attribute determined in step 2 for this cell (called the first attribute hereinafter), one determines first a value of a new attribute for this cell (called second attribute hereafter) by carrying out an average of the values of the first attribute of the cells located in a window of predefined dimension, centered on the cell considered (in other words, a average in a sliding window, or even a moving average), this average being able to be weighted by the distance of each of the cells included in this window to the considered cell. Advantageously, this calculation of a moving average, or even of a sliding average, is carried out for each normalized attribute. According to one implementation of the invention, the moving average is produced by means of a Gaussian filter. Advantageously, it is also possible to weight the values of the quality indices of the neighboring cells of the cell considered for the estimation of the moving average by using a weight ranging for example between 0 and 0.2 in the case of a neighboring cell not belonging to to a geobody.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, on peut déterminer l'indicateur de qualité d'une maille d'un corps géologique à partir de la moyenne pondérée des deuxièmes attributs calculés pour cette maille tel que décrit précédemment, puis normalisée, par exemple de manière similaire au calcul d'indicateur de qualité pour une classe décrit à l'étape 3 ci- dessus. According to one implementation of the invention, the quality indicator of a cell of a geological body can be determined from the weighted average of the second attributes calculated for this cell as described above, then normalized, for example. similarly to the calculation of a quality indicator for a class described in step 3 above.
La figure 3 présente à titre illustratif un indicateur de qualité IQM déterminé tel que décrit ci-dessus pour chacune des mailles de chacun des corps géologiques identifiés à l'étape 4 ci-dessus. Un indicateur de qualité élevé pour une maille d'un corps géologique donné peut signifier qu'il pourrait être avantageux que le nouveau puits à forer passe au moins par cette maille. Comme décrit dans la prochaine étape, la valeur de l'indicateur de qualité du corps géologique peut être avantageusement prise en compte pour déterminer la trajectoire du nouveau puits à forer. FIG. 3 shows, by way of illustration, an IQM quality indicator determined as described above for each of the cells of each of the geological bodies identified in step 4 above. A high quality indicator for a cell of a given geological body can mean that it could be advantageous for the new well to be drilled to pass at least through this cell. As described in the next step, the value of the quality indicator of the geological body can advantageously be taken into account to determine the trajectory of the new well to be drilled.
7) Détermination de la trajectoire d'un nouveau puits à forer 7) Determination of the trajectory of a new well to be drilled
Au cours de cette étape, il s'agit de déterminer la trajectoire d'un nouveau puits à forer dans le réservoir géologique étudié, à partir au moins de l'indicateur de qualité des corps géologiques déterminé à l'étape 5, de l'indicateur de qualité des mailles de ces corps géologiques déterminé à l'étape 6, et à partir d'une longueur de la trajectoire du puits prédéfinie. During this step, it is a question of determining the trajectory of a new well to be drilled in the geological reservoir studied, from at least the quality indicator of the geological bodies determined in step 5, of the quality indicator of the meshes of these bodies geological determined in step 6, and from a length of the predefined path of the well.
Selon l'invention, la trajectoire d'un puits correspond à une courbe de dimension prédéfinie (égale à la longueur prédéfinie du puits) traversant un ensemble de mailles de la représentation maillée. Autrement dit, on peut définir la trajectoire d'un puits par une liste ordonnée de mailles au moins voisines deux à deux. La géométrie de la trajectoire du puits selon l'invention peut être quelconque : horizontale, verticale, ou déviée selon une forme quelconque dans les trois directions de l'espace. Ainsi, selon l'invention, la longueur de la trajectoire du nouveau puits à forer étant prédéfinie, on cherche à déterminer à la fois la géométrie (forme de la trajectoire) et l'emplacement de la trajectoire du puits (position d'au moins une maille le long de la trajectoire, par exemple la maille située à la surface du réservoir étudié). Encore dit autrement, on recherche une liste ordonnée de mailles au moins voisines deux à deux, la longueur d'une courbe traversant les mailles de ladite liste ordonnée étant égale à la longeur prédéfinie de ladite trajectoire. According to the invention, the trajectory of a well corresponds to a curve of predefined dimension (equal to the predefined length of the well) crossing a set of cells of the meshed representation. In other words, one can define the trajectory of a well by an ordered list of cells at least close to two by two. The geometry of the path of the well according to the invention can be any: horizontal, vertical, or deviated according to any shape in the three directions of space. Thus, according to the invention, the length of the trajectory of the new well to be drilled being predefined, it is sought to determine both the geometry (shape of the trajectory) and the location of the trajectory of the well (position of at least a mesh along the trajectory, for example the mesh located on the surface of the reservoir studied). In other words, a search is made for an ordered list of at least two neighboring cells, the length of a curve crossing the cells of said ordered list being equal to the predefined length of said trajectory.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, la longueur prédéfinie de la trajectoire du puits est comprise entre une centaine de mètres et dix kilomètres. L'ingénieur réservoir sait définir cette longueur maximale de la trajectoire du nouveau puits à forer, notamment en fonction des contraintes économiques et techniques liées à l'exploitation du réservoir pétrolier étudié. Par ailleurs, bien souvent, l'opérateur pétrolier a une connaissance précise de la longueur maximale du puits qu'il souhaite forer dans le réservoir étudié. According to one implementation of the invention, the predefined length of the path of the well is between a hundred meters and ten kilometers. The reservoir engineer knows how to define this maximum length of the trajectory of the new well to be drilled, in particular according to the economic and technical constraints linked to the exploitation of the oil reservoir studied. Moreover, very often, the oil operator has precise knowledge of the maximum length of the well that he wishes to drill in the reservoir studied.
Selon une mise en oeuvre préférée de l'invention, on peut déterminer une trajectoire du nouveau puits à forer, par exemple au moyen d'un algorithme d'optimisation, selon les étapes suivantes : According to a preferred implementation of the invention, it is possible to determine a trajectory of the new well to be drilled, for example by means of an optimization algorithm, according to the following steps:
- on détermine au moins une première maille pour initier l'algorithme d'optimisation, aussi appelée maille initiale du puits par la suite. Selon cette mise en oeuvre de l'invention, on peut déterminer une maille initiale de l'algorithme d'optimisation en sélectionnant la maille de la représentation maillée appartenant à l'objet géologique ayant un indicateur de qualité satisfaisant à un deuxième critère prédéfini et, à la fois, ayant un indicateur de qualité de maille supérieur à un troisième critère prédéfini. Selon une mise en oeuvre de l'invention, ces deuxième et troisième critères peuvent être un seuil et/ou être définis par rapport à l'ensemble des valeurs prises par leur indicateur de qualité respectif (par exemple un maximum des valeurs de leur indice de qualité respectif). Selon un mode particulier de mise en oeuvre de l'invention, la première maille de la trajectoire du nouveau puits à forer correspond à la maille de la représentation maillée ayant l'indicateur de qualité le plus élevé et appartenant à l'objet géologique délimité ayant l'indice de qualité le plus élevé. Ainsi, la maille initiale de l'algorithme d'optimisation n’est pas nécessairement celle qui a l’indice de qualité le plus élevé sur l’ensemble du réservoir, mais celle qui a l’indice de qualité le plus élevé dans la zone qui serait la plus intéressante à drainer. - At least one first cell is determined to initiate the optimization algorithm, also called the initial cell of the well hereinafter. According to this implementation of the invention, it is possible to determine an initial mesh of the optimization algorithm by selecting the mesh of the meshed representation belonging to the geological object having a quality indicator satisfying a second predefined criterion and, at the same time, having a mesh quality indicator greater than a third predefined criterion. According to one implementation of the invention, these second and third criteria can be a threshold and / or be defined with respect to the set of values taken by their respective quality indicator (for example a maximum of the values of their index of respective quality). According to a particular embodiment of the invention, the first mesh of the trajectory of the new well to be drilled corresponds to the mesh of the meshed representation having the highest quality indicator and belonging to the delimited geological object having the highest quality index. Thus, the initial mesh of the optimization algorithm is not necessarily the one which has the index of highest quality over the entire reservoir, but the one with the highest quality index in the area that would be most interesting to drain.
- à partir de la maille initiale de la trajectoire ainsi déterminée, on recherche une liste ordonnée de mailles voisines deux à deux telle qu'une courbe passant par les mailles de cette liste ordonnée ait une longueur égale à la longueur de trajectoire prédéfinie et telle qu'un quatrième critère soit satisfait. Selon cette mise en oeuvre de l'invention, le quatrième critère peut porter sur une somme, réalisée pour toutes les mailles de la liste ordonnée, d'un paramètre déterminé pour chacune des mailles de la liste ordonnée, le paramètre d'une maille de la liste ordonnée étant fonction au moins de la distance euclidienne entre la maille courante et la maille précédente dans ladite liste ordonnée et d'au moins l'indice de qualité de la maille courante. Ainsi, la recherche des mailles de la représentation maillée appartenant à la trajectoire d'un nouveau puits à forer tient compte au moins de l'indice de qualité des mailles de la trajectoire. Ceci contribue à rechercher l'ensemble des mailles de longueur prédéfinie permettant une récupération optimale des hydrocarbures. Ce problème de chemins optimaux peut être résolu au moyen de tout algorithme de graphes, tel que l’algorithme de Dijkstra ou éventuellement au moyen de tout algorithme d'optimisation, tel que la méthode du gradient conjugué, pour optimiser de manière automatisée et selon un processus itératif la somme décrite ci-dessus. Selon cette mise en oeuvre de l'invention, la liste ordonnée de mailles telles que déterminées ci-dessus (et qui comprend la maille initiale) définit la trajectoire du nouveau puits à forer. La figure 4, qui est présentée à des fins purement illustratives, est une vue de dessus d'une représentation maillée de type maillage cartésien, montrant un exemple de 7 mailles voisines deux à deux correspondant à une liste ordonnée qui s'écrirait (MO, M1 , M2, M3 M4, M5, M6), MO étant la maille initiale. - from the initial mesh of the thus determined trajectory, one searches for an ordered list of neighboring meshes two by two such that a curve passing through the meshes of this ordered list has a length equal to the length of predefined trajectory and such that 'a fourth criterion is satisfied. According to this implementation of the invention, the fourth criterion can relate to a sum, carried out for all the cells of the ordered list, of a parameter determined for each of the cells of the ordered list, the parameter of a cell of the ordered list being a function at least of the Euclidean distance between the current cell and the preceding cell in said ordered list and of at least the quality index of the current cell. Thus, the search for the meshes of the meshed representation belonging to the trajectory of a new well to be drilled takes account at least of the quality index of the meshes of the trajectory. This helps to find all the meshes of predefined length allowing optimal recovery of the hydrocarbons. This problem of optimal paths can be solved by means of any graph algorithm, such as Dijkstra's algorithm or possibly by means of any optimization algorithm, such as the conjugate gradient method, to optimize in an automated manner and according to a iterative process the sum described above. According to this implementation of the invention, the ordered list of cells as determined above (and which includes the initial cell) defines the trajectory of the new well to be drilled. FIG. 4, which is presented for purely illustrative purposes, is a top view of a mesh representation of Cartesian mesh type, showing an example of 7 neighboring meshes two by two corresponding to an ordered list which would be written (MO, M1, M2, M3 M4, M5, M6), MO being the initial mesh.
Selon une variante de cette mise en oeuvre de l'invention, le paramètre d'une maille de la liste ordonnée peut s'exprimer comme étant le rapport entre : According to a variant of this implementation of the invention, the parameter of a cell of the ordered list can be expressed as being the ratio between:
- la distance euclidienne entre la maille considérée (ou maille courante) et la maille voisine précédant la maille considérée dans la liste ordonnée, - the Euclidean distance between the considered cell (or current cell) and the neighboring cell preceding the considered cell in the ordered list,
- et l'indicateur de qualité de la maille considérée. - and the quality indicator of the mesh considered.
Ainsi, selon cette mise en oeuvre de l'invention, plus l'indice de qualité de la maille est élevé, plus la valeur du paramètre pour cette maille est faible. Selon un mode de mise en oeuvre de la présente invention, on peut en outre pondérer l’indice de qualité de la maille courante (au moyen par exemple d'un facteur multiplicatif ou d'un exposant) par rapport à la distance euclidienne, de manière par exemple à mettre plus de poids sur l’indice de qualité que sur la distance euclidienne et ainsi à accentuer la recherche de la trajectoire du nouveau puits à forer en fonction d'un critère basé sur le potentiel de récupération. Thus, according to this implementation of the invention, the higher the quality index of the mesh, the lower the value of the parameter for this mesh. According to an embodiment of the present invention, it is also possible to weight the quality index of the current cell (by means for example of a multiplicative factor or of an exponent) with respect to the Euclidean distance, of for example so as to put more weight on the quality index than on the Euclidean distance and thus to accentuate the search for the trajectory of the new well to be drilled according to a criterion based on the recovery potential.
Avantageusement, le paramètre d'une maille de la liste ordonnée peut en outre être fonction de l'indicateur de qualité de la maille voisine précédant la maille considérée dans la liste ordonnée de mailles. Ainsi, la recherche des mailles de la représentation maillée appartenant à la trajectoire d'un nouveau puits à forer tient en outre compte, pour une maille donnée, de l'indice de qualité de la maille précédente dans la trajectoire, ce qui permet d'accentuer la recherche d'une trajectoire optimisant globalement la récupération des hydrocarbures. Selon une variante de cette mise en oeuvre de l'invention, le paramètre d'une maille de la liste ordonnée peut s'exprimer comme le rapport entre la distance euclidienne telle que définie ci-dessus et la moyenne des indices de qualité de la maille courante et de la maille précédente dans la liste ordonnée. Le calcul de moyenne peut être celui de tout type de moyenne, telle qu'une moyenne géométrique ou arithmétique, ou se restreindre au produit ou à la somme des deux valeurs. Ainsi, selon cette mise en oeuvre de l'invention, plus l'indice de qualité de la maille est élevé, plus la valeur du paramètre pour cette maille est faible. Advantageously, the parameter of a cell of the ordered list can also be a function of the quality indicator of the neighboring cell preceding the cell considered in the ordered list of meshes. Thus, the search for the meshes of the meshed representation belonging to the trajectory of a new well to be drilled also takes into account, for a given cell, the quality index of the previous cell in the trajectory, which makes it possible to step up the search for a trajectory that globally optimizes the recovery of hydrocarbons. According to a variant of this implementation of the invention, the parameter of a cell of the ordered list can be expressed as the ratio between the Euclidean distance as defined above and the average of the quality indices of the cell current and the previous mesh in the ordered list. The average calculation can be that of any type of average, such as a geometric or arithmetic average, or it can be restricted to the product or the sum of the two values. Thus, according to this implementation of the invention, the higher the quality index of the mesh, the lower the value of the parameter for this mesh.
Alternativement ou de manière cumulative, le paramètre d'une maille de la liste ordonnée peut en outre être fonction de l'indicateur de qualité de l'objet géologique auquel appartient la maille considérée. Ainsi, la recherche des mailles de la représentation maillée appartenant à la trajectoire d'un nouveau puits à forer tient en outre compte, pour une maille donnée, de l'indice de qualité de l'objet géologique auquel appartient cette maille, ce qui permet de privilégier les trajectoires passant par des objets géologiques ayant un fort potentiel pétrolier. Alternatively or cumulatively, the parameter of a cell of the ordered list can also be a function of the quality indicator of the geological object to which the cell considered belongs. Thus, the search for the meshes of the meshed representation belonging to the trajectory of a new well to be drilled also takes into account, for a given cell, the quality index of the geological object to which this cell belongs, which allows to favor trajectories passing through geological objects with a high petroleum potential.
Selon une variante de cette mise en oeuvre de l'invention, le paramètre d'une maille de la liste ordonnée peut s'exprimer comme le rapport entre : According to a variant of this implementation of the invention, the parameter of a cell of the ordered list can be expressed as the ratio between:
- la distance euclidienne telle que définie ci-dessus, et - the Euclidean distance as defined above, and
- une somme pondérée entre la moyenne précédemment décrite des indices de qualité de la maille courante et de la maille précédente dans la liste ordonnée, et l’indice de qualité du geobody auquel appartient la maille courante. Le paramètre selon cette variante correspond ainsi à une distance euclidienne pondérée par des indices de qualité, plus précisément les indices de qualité de la maille courante, de la maille précédente dans la liste ordonnée, et de l'indice de qualité du geobody auquel la maille courante appartient. Ainsi, le paramètre est d'autant plus petit que les indices de qualité qui le composent sont grands. Selon une variante de cette mise en oeuvre de l'invention, le paramètre P d'une maille de la liste ordonnée peut s'exprimer selon une formule du type : - a weighted sum between the previously described average of the quality indices of the current cell and of the previous cell in the ordered list, and the quality index of the geobody to which the current cell belongs. The parameter according to this variant thus corresponds to a Euclidean distance weighted by quality indices, more precisely the quality indices of the current mesh, of the previous mesh in the ordered list, and of the quality index of the geobody to which the mesh current belongs. Thus, the parameter is all the smaller as the quality indices which compose it are large. According to a variant of this implementation of the invention, the parameter P of a cell of the ordered list can be expressed according to a formula of the type:
[Math 2]
Figure imgf000023_0001
où Deu est la distance euclidienne entre la maille courante et la maille voisine précédant la maille courante dans la liste ordonnée, IQM est une moyenne (quelconque) des indices de qualité de la maille courante et de ladite maille voisine précédant la maille courante dans la liste ordonnée et IQG est l'indicateur de qualité de l'objet géologique auquel appartient la maille courante. Avantageusement, une pondération (via un facteur multiplicatif ou un exposant par exemple) peut être utilisée pour pondérer la distance euclidienne par rapport au dénominateur de l'équation ci-dessus, et/ou pour pondérer entre eux les deux termes du dénominateur de l'équation ci-dessus. [Math 2]
Figure imgf000023_0001
where D eu is the Euclidean distance between the current cell and the neighboring cell preceding the current cell in the ordered list, IQ M is an (arbitrary) average of the quality indices of the current cell and of said neighboring cell preceding the current cell in the ordered list and IQ G is the quality indicator of the geological object to which the current cell belongs. Advantageously, a weighting (via a multiplicative factor or an exponent for example) can be used to weight the Euclidean distance with respect to the denominator of the above equation, and / or to weight between them the two terms of the denominator of the equation above.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, le quatrième critère peut être un seuil et/ou correspondre à un extremum (un maximum ou un minimum) de la somme des paramètres déterminés tels que décrit ci-dessus pour chaque maille de la liste ordonnée. According to one implementation of the invention, the fourth criterion can be a threshold and / or correspond to an extremum (a maximum or a minimum) of the sum of the parameters determined as described above for each cell of the ordered list .
Dans le cas des mises en oeuvres de l'invention décrites ci-dessus , le quatrième critère peut consister à déterminer une liste ordonnée de mailles telle que la somme des paramètres, déterminés pour chaque maille de la liste ordonnée, soit minimale. Autrement dit, dans ces variantes, on recherche l'ensemble des mailles, à partir de la maille initiale définie ci-dessus, telles que la somme des distances euclidiennes pondérées par des indices de qualité soit minimale. Ce problème peut ainsi s'apparenter à un problème d'optimisation visant à rechercher le chemin le plus court, en considérant non pas une distance euclidienne mais une distance pondérée. In the case of the implementations of the invention described above, the fourth criterion may consist in determining an ordered list of cells such that the sum of the parameters, determined for each cell of the ordered list, is minimal. In other words, in these variants, the set of meshes is sought, from the initial mesh defined above, such that the sum of the Euclidean distances weighted by quality indices is minimal. This problem can thus be likened to an optimization problem aiming to find the shortest path, by considering not a Euclidean distance but a weighted distance.
Avantageusement, cette étape peut être répétée pour une pluralité de longueurs de puits distinctes. Etant donné que l'ensemble des mailles constituant la trajectoire d'un puits doit satisfaire à un critère (par exemple le minimum d'une distance euclidienne pondérée par des indices de qualité dans le cas des variantes décrites ci-dessus, il est fort possible que les trajectoires de puits déterminées tel que décrit ci-dessus soient différentes en fonction de la longueur prédéfinie de la trajectoire du puits. On peut alors choisir la trajectoire de puits la plus avantageuse, en fonction par exemple du coût pour forer chacun des puits rapporté à son potentiel de production. Advantageously, this step can be repeated for a plurality of distinct well lengths. Given that the set of cells constituting the trajectory of a well must satisfy a criterion (for example the minimum of a Euclidean distance weighted by quality indices in the case of the variants described above, it is quite possible that the well trajectories determined as described above are different depending on the predefined length of the well trajectory. We can then choose the most advantageous well trajectory, depending for example on the cost to drill each of the reported wells to its production potential.
La figure 5 illustre un exemple de trajectoires de puits (en vue de dessus) déterminées par le procédé selon l'invention, en spécifiant une longueur de trajectoire prédéfinie valant 700m (figure de gauche), 1500m (figure du milieu) et 3000m (figure de droite). On peut observer de nettes différences dans les directions des trajectoires de puits en fonction de la longueur maximale prédéfinie, ce qui s'explique par le fait que la trajectoire de puits est déterminée de manière à maximiser les indices de qualité sur l'ensemble des mailles, connaissant la maille initiale. FIG. 5 illustrates an example of well trajectories (in top view) determined by the method according to the invention, by specifying a predefined trajectory length of 700m (left figure), 1500m (middle figure) and 3000m (figure of right). We can observe clear differences in the directions of the well trajectories as a function of the predefined maximum length, which is explained by the fact that the well trajectory is determined in such a way as to maximize the quality indices over all the cells. , knowing the initial mesh.
8) Exploitation des hydrocarbures du réservoir 8) Exploitation of hydrocarbons from the reservoir
A l'issue de l'étape précédente, on a déterminé la trajectoire d'au moins un nouveau puits à forer au temps t2. Au cours de cette étape, on exploite alors les hydrocarbures piégés dans le réservoir pétrolier en forant les puits (injecteurs et/ou producteurs) dont les trajectoires ont été précédemment déterminés, et on installe les infrastructures de production nécessaires au développement de ce réservoir. At the end of the previous step, the trajectory of at least one new well to be drilled at time t2 has been determined. During this step, the hydrocarbons are then exploited trapped in the oil reservoir by drilling the wells (injectors and / or producers) whose trajectories have been previously determined, and the production infrastructure necessary for the development of this reservoir is installed.
Selon une mise en oeuvre de l'invention, les nouveaux puits sont forés de manière à passer par le barycentre des mailles définissant leur trajectoire telles que déterminées à l'étape ci-dessus. Mais le forage peut passer par tout autre point de chacune de ces mailles. According to one implementation of the invention, the new wells are drilled so as to pass through the barycenter of the meshes defining their trajectory as determined in the above step. But the drilling can go through any other point of each of these meshes.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, les puits ajoutés sont perforés au-dessus du contact eau-huile. Avantageusement, la visualisation des valeurs des attributs le long de la trajectoire déterminée telle que décrit ci-dessus permet de préciser le niveau de perforation des puits. According to one embodiment of the present invention, the added wells are perforated above the water-oil contact. Advantageously, the visualization of the values of the attributes along the determined trajectory as described above makes it possible to specify the level of perforation of the wells.
L'exploitation des hydrocarbures piégés dans le réservoir peut être réalisée par une récupération assistée des hydrocarbures contenus dans le réservoir, telle qu'une récupération au moyen de l'injection d'une solution comprenant un ou des polymères, de la mousse de C02, etc. The exploitation of the hydrocarbons trapped in the tank can be carried out by an enhanced recovery of the hydrocarbons contained in the tank, such as a recovery by means of the injection of a solution comprising one or more polymers, of the C0 2 foam. , etc.
Variantes Variants
Il est bien entendu que le schéma d’exploitation d'un réservoir géologique peut être évolutif sur la durée d’une exploitation des hydrocarbures, en fonction des connaissances relatives au gisement acquises pendant l’exploitation, des améliorations dans les différents domaines techniques intervenant lors d’une exploitation d’un gisement d’hydrocarbures (améliorations dans le domaine du forage, de la récupération assistée par exemple). Avantageusement, on peut répéter (ou encore réitérer) les étapes 1) à 8) décrites ci-dessus pour différents temps t2 futurs, afin de prédire, tout au long de la durée de vie du gisement, l'emplacement optimal des puits à forer pour produire de manière optimale ce gisement. Avantageusement, pour une réitération donnée des étapes 1) à 8), l'étape 1) est appliquée en tenant compte de la position des nouveaux puits ajoutés à l'itération précédente. It is of course understood that the operating diagram of a geological reservoir can evolve over the duration of a hydrocarbon exploitation, according to the knowledge relating to the deposit acquired during the exploitation, improvements in the various technical fields intervening during the operation. exploitation of a hydrocarbon deposit (improvements in the field of drilling, assisted recovery, for example). Advantageously, it is possible to repeat (or even reiterate) steps 1) to 8) described above for different future times t2, in order to predict, throughout the lifetime of the deposit, the optimal location of the wells to be drilled. to optimally produce this deposit. Advantageously, for a given reiteration of steps 1) to 8), step 1) is applied taking into account the position of the new wells added to the previous iteration.
Il est bien clair que le procédé selon l’invention comprend des étapes mises en oeuvre au moyen d’un équipement (par exemple un poste de travail informatique) comprenant des moyens de traitement des données (un processeur) et des moyens de stockage de données (une mémoire, en particulier un disque dur), ainsi qu’une interface d’entrée et de sortie pour saisir des données et restituer les résultats du procédé. It is quite clear that the method according to the invention comprises steps implemented by means of equipment (for example a computer workstation) comprising data processing means (a processor) and data storage means. (a memory, in particular a hard disk), as well as an input and output interface for entering data and restoring the results of the process.
En particulier, les moyens de traitement de données sont configurés pour mettre en oeuvre la simulation des écoulements au sein du gisement étudié, au moyen d'un simulateur d'écoulement selon l'invention tel que décrit ci-dessus. En outre, l’invention concerne un produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, comprenant des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre du procédé tel que décrit précédemment, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. In particular, the data processing means are configured to implement the simulation of the flows within the deposit studied, by means of a flow simulator according to the invention as described above. Furthermore, the invention relates to a computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a medium readable by a computer and / or executable by a processor, comprising program code instructions for the implementation of the program. method as described above, when said program is executed on a computer.
Ainsi, le procédé selon l'invention permet de déterminer une trajectoire tridimensionnelle d'un nouveau puits à forer dans un réservoir pétrolier, à partir de critères objectifs visant à satisfaire des contraintes d'exploitation de ce réservoir, et sans avoir à prédéfinir une géométrie de la trajectoire ni une position de référence sur une carte bidimensionnelle. Thus, the method according to the invention makes it possible to determine a three-dimensional trajectory of a new well to be drilled in an oil reservoir, on the basis of objective criteria aimed at satisfying the operating constraints of this reservoir, and without having to predefine a geometry. of the trajectory nor a reference position on a two-dimensional map.

Claims

Revendications Claims
1. Procédé pour exploiter les hydrocarbures d'un réservoir géologique traversé par au moins un puits, lesdits hydrocarbures ayant été produits entre un temps tO et un temps t1 , dans lequel on construit une représentation maillée dudit réservoir à partir de mesures de propriétés relatives audit réservoir géologique, caractérisé en ce qu'on détermine une trajectoire d'au moins un nouveau puits à forer dans ledit réservoir à un temps t2 postérieur au temps t1 , ladite trajectoire ayant une longueur prédéfinie, en mettant en oeuvre au moins les étapes suivantes : a) on réalise une simulation de réservoir entre ledit temps tO et ledit temps t2, à partir de ladite représentation maillée et d’un simulateur de réservoir ; b) à partir d’au moins les résultats de ladite simulation de réservoir, on détermine une valeur d'au moins un attribut pour chacune des mailles de ladite représentation maillée et on applique une méthode de classification auxdites valeurs desdits attributs pour les regrouper en classes ; c) pour chacune desdites classes, on détermine un indicateur de qualité de ladite classe à partir des valeurs desdits attributs appartenant à ladite classe et on sélectionne au moins une classe telle que ledit indicateur de qualité de ladite classe satisfait à un premier critère prédéfini ; d) on délimite au moins un corps géologique en recherchant, parmi les mailles de ladite représentation maillée appartenant à ladite classe sélectionnée, un ensemble d'au moins deux mailles voisines entre elles ; e) pour chacun desdits corps géologiques délimités, on détermine un indicateur de qualité dudit corps géologique à partir au moins des valeurs d'au moins un desdits attributs des mailles appartenant audit corps géologique ; f) pour chacune des mailles de chacun desdits corps géologiques, on détermine un indicateur de qualité de ladite maille dudit corps géologique à partir desdites valeurs d'au moins un desdits attributs déterminés pour ladite maille et pour des mailles voisines de ladite maille ; g) On détermine ladite trajectoire dudit nouveau puits à forer audit temps t2, à partir au moins desdits indicateurs de qualité desdits corps géologiques, desdits indicateurs de qualité desdites mailles desdites corps géologiques, et de ladite longueur de ladite trajectoire dudit nouveau puits à forer ; h) On fore au moins ledit nouveau puits selon ladite trajectoire déterminée et on exploite lesdits hydrocarbures dudit réservoir géologique au moyen au moins dudit nouveau puits foré. 1. Method for exploiting the hydrocarbons from a geological reservoir crossed by at least one well, said hydrocarbons having been produced between a time t0 and a time t1, in which a meshed representation of said reservoir is constructed from measurements of properties relating to said geological reservoir, characterized in that a trajectory of at least one new well to be drilled in said reservoir is determined at a time t2 subsequent to time t1, said trajectory having a predefined length, by implementing at least the following steps: a) a reservoir simulation is carried out between said time t0 and said time t2, from said meshed representation and from a reservoir simulator; b) from at least the results of said reservoir simulation, a value of at least one attribute is determined for each of the cells of said meshed representation and a classification method is applied to said values of said attributes to group them into classes ; c) for each of said classes, a quality indicator of said class is determined from the values of said attributes belonging to said class and at least one class is selected such that said quality indicator of said class satisfies a first predefined criterion; d) at least one geological body is delimited by searching, among the meshes of said meshed representation belonging to said selected class, a set of at least two neighboring meshes; e) for each of said delimited geological bodies, a quality indicator of said geological body is determined from at least the values of at least one of said attributes of the cells belonging to said geological body; f) for each of the cells of each of said geological bodies, a quality indicator of said cell of said geological body is determined from said values of at least one of said attributes determined for said cell and for cells close to said cell; g) said trajectory of said new well to be drilled at said time t2 is determined from at least said indicators of quality of said geological bodies, of said indicators of quality of said meshes of said geological bodies, and of said length of said trajectory of said new well to be drilled; h) At least said new well is drilled along said determined trajectory and said hydrocarbons from said geological reservoir are exploited by means of at least said new drilled well.
2. Procédé selon la revendication 1 , dans lequel on détermine ladite trajectoire dudit nouveau puits à forer audit temps t2 de la manière suivante : 2. The method of claim 1, wherein said trajectory of said new well to be drilled at said time t2 is determined as follows:
- on détermine au moins une première maille de ladite trajectoire en sélectionnant ladite maille de ladite représentation maillée vérifiant au moins les conditions suivantes : ladite maille appartient audit objet géologique ayant un indicateur de qualité de corps géologique satisfaisant à un deuxième critère prédéfini et ladite maille a un indicateur de qualité de maille satisfaisant à un troisième critère prédéfini ;- At least a first cell of said trajectory is determined by selecting said cell of said meshed representation satisfying at least the following conditions: said cell belongs to said geological object having a quality indicator of a geological body satisfying a second predefined criterion and said cell has a mesh quality indicator satisfying a third predefined criterion;
- à partir de ladite première maille, on recherche une liste ordonnée de mailles voisines deux à deux telle qu'une courbe passant par les mailles de ladite liste ordonnée ait une longueur égale à ladite longueur prédéfinie de ladite trajectoire et de manière à satisfaire un quatrième critère relatif à une somme, réalisée pour toutes les mailles de ladite liste ordonnée, d'un paramètre déterminé pour chacune des mailles de ladite liste ordonnée, ledit paramètre d'une maille de ladite liste ordonnée étant fonction de la distance euclidienne entre ladite maille et la maille précédente dans ladite liste ordonnée et d'au moins ledit indicateur de qualité de ladite maille.- From said first cell, we search for an ordered list of neighboring cells two by two such that a curve passing through the cells of said ordered list has a length equal to said predefined length of said trajectory and so as to satisfy a fourth criterion relating to a sum, carried out for all the cells of said ordered list, of a parameter determined for each of the cells of said ordered list, said parameter of a cell of said ordered list being a function of the Euclidean distance between said cell and the preceding cell in said ordered list and at least said quality indicator of said cell.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel ledit paramètre d'une maille de ladite liste ordonnée est en outre fonction de l'indicateur de qualité de la maille voisine précédant ladite maille dans ladite liste ordonnée. 3. Method according to claim 2, wherein said parameter of a cell of said ordered list is also a function of the quality indicator of the neighboring cell preceding said cell in said ordered list.
4. Procédé selon l'une des revendication 2 à 3, dans lequel ledit paramètre d'une maille de ladite liste ordonnée est en outre fonction dudit indicateur de qualité dudit objet géologique auquel appartient ladite maille. 4. Method according to one of claims 2 to 3, wherein said parameter of a cell of said ordered list is also a function of said quality indicator of said geological object to which said cell belongs.
5. Procédé selon la revendication 4, dans lequel ledit paramètre d'une maille de ladite liste ordonnée s'exprime selon une formule du type : 5. The method of claim 4, wherein said parameter of a cell of said ordered list is expressed according to a formula of the type:
[Math 3]
Figure imgf000028_0001
où Deu est ladite distance euclidienne entre ladite maille et ladite maille voisine précédant ladite maille dans ladite liste ordonnée, ÏQ^ est une moyenne des indicateurs de qualité de ladite maille et de ladite maille voisine précédant ladite maille dans ladite liste ordonnée et IQG est ledit indicateur de qualité dudit objet géologique auquel appartient ladite maille. [Math 3]
Figure imgf000028_0001
where D eu is said Euclidean distance between said cell and said neighboring cell preceding said cell in said ordered list, ÏQ ^ is an average of the quality indicators of said cell and of said neighboring cell preceding said cell in said ordered list and IQ G is said quality indicator of said geological object to which said cell belongs.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit attribut est choisi parmi : la hauteur d’huile et/ou de gaz, la perméabilité relative à l’huile et/ou au gaz et ou/ à l’eau, la perméabilité horizontale, la pression de fluide, la saturation en huile et/ou en gaz et/ou en eau, la distance au puits le plus proche. 6. Method according to one of the preceding claims, wherein said attribute is chosen from: the height of oil and / or gas, the relative permeability to oil and / or gas and / or water, horizontal permeability, fluid pressure, oil and / or gas and / or water saturation, distance to the nearest well.
7. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit indicateur de qualité d’une classe est calculé à partir des valeurs moyennes des valeurs desdits attributs associés à ladite classe. 7. Method according to any one of the preceding claims, wherein said quality indicator of a class is calculated from the average values of the values of said attributes associated with said class.
8. Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit indicateur de qualité d’une classe correspond à une somme pondérée des valeurs moyennes normalisées desdits attributs de ladite classe. 8. Method according to any one of the preceding claims, wherein said quality indicator of a class corresponds to a weighted sum of the normalized average values of said attributes of said class.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite méthode de classification est l'algorithme du K-means. 9. Method according to one of the preceding claims, wherein said classification method is the K-means algorithm.
10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit indicateur de qualité dudit objet géologique est déterminé en réalisant une moyenne pondérée des valeurs desdits attributs déterminées à l'échelle dudit objet géologique, et dans lequel on détermine une valeur d'un attribut à l'échelle dudit objet géologique : 10. Method according to one of the preceding claims, wherein said quality indicator of said geological object is determined by performing a weighted average of the values of said attributes determined at the scale of said geological object, and in which a value of one is determined. attribute at the scale of said geological object:
- en réalisant une moyenne desdites valeurs dudit attribut en chacune des mailles dudit corps géologique, ou - by taking an average of said values of said attribute at each of the cells of said geological body, or
- en réalisant une somme desdites valeurs dudit attribut en chacune des mailles dudit corps, ou - by performing a sum of said values of said attribute in each of the cells of said body, or
- en prenant le maximum ou le minimum desdites valeurs dudit attribut en chacune des mailles dudit corps géologique. - by taking the maximum or the minimum of said values of said attribute at each of the cells of said geological body.
11 . Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit indicateur de qualité de ladite maille dudit objet géologique est déterminé au moyen d'une moyenne glissante appliquée dans une fenêtre incluant des mailles voisines de ladite maille. 11. Method according to one of the preceding claims, wherein said quality indicator of said cell of said geological object is determined by means of a sliding average applied in a window including cells neighboring said cell.
12. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel on réitère les étapes a) à h), l’étape a) à une itération donnée supérieure ou égale à 2 étant réalisée en tenant compte de la position desdits nouveaux puits ajoutés à l’itération précédente. 12. Method according to any one of the preceding claims, in which steps a) to h) are reiterated, step a) at a given iteration greater than or equal to 2 being carried out taking into account the position of said new added wells. in the previous iteration.
13. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou enregistré sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un processeur, dans lequel il comprend des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, lorsque ledit programme est exécuté sur un ordinateur. 13. Computer program product downloadable from a communication network and / or recorded on a medium readable by computer and / or executable by a processor, in which it comprises program code instructions for the implementation of the method according to 1. any one of the preceding claims, when said program is executed on a computer.
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