CN105637178A - 回归关系法 - Google Patents
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Abstract
所公开的实施方案包括一种用于使用回归关系法来提高井产量的方法、设备和计算机程序产品。例如，一个公开的实施方案包括一种系统，所述系统包括至少一个处理器和至少一个存储器，所述至少一个存储器联接到所述至少一个处理器并且存储指令，所述指令在由所述至少一个处理器执行时执行用于以下的操作：分析来自至少一个先前钻探的井的第一组数据来预测裂缝取向，以便通过增加沿新井筒的裂缝密度来确定优化所述新井的钻探的钻探角度。
Description
发明背景
1.发明领域
本发明大体涉及烃类领域，并且更具体地说，涉及一种被配置来使用回归关系法来提高井产量的系统和方法。
2.相关技术讨论
存在影响井产量的许多因素。一个这种因素是储集岩的孔隙率和渗透性。如果孔的数目、孔的尺寸和所述孔是互连的以使得流体流动穿过它们(即岩石是可渗透的)，那么所述岩石是潜在的石油储层。然而，即使储集岩具有低孔隙率值，如果储层还是断裂的，那么所述储集岩仍可以是经济生产井。这些裂缝可被描述为地层内的开放裂纹或空隙，并且可以是天然出现的或从井筒人工生成的。所述裂缝形成管道，流体(诸如气体、石油和地下水)可沿所述管道迁移至井。
所公开的实施方案试图通过尤其提供一种系统和方法来提高井产量，所述系统和方法被配置来确定可能产生沿井筒出现的裂缝的数目的增加并从而提高井产量的井筒钻探角度。
附图简述
以下参考附加的附图详细描述本发明的说明性实施方案，所述附图以引用方式并入本文并且其中：
图1示出根据所公开的实施方案的用于使用回归分析来确定先前钻探的井的裂缝取向的过程的实例；
图2示出根据所公开的实施方案的用于钻探新井的过程的实例；
图3为根据所公开的实施方案的绘制井筒到裂缝密度的角度的图表；以及
图4为示出用于实现所公开的实施方案的系统的一个实施方案的框图。
详述
所公开的实施方案包括一种用于使用回归关系法来提高井产量的系统和方法。通常，回归分析使用数据来识别变量中的关系并使用这些关系来进行预测。所公开的实施方案使用回归分析来预测储集岩的裂缝取向以便确定产生高裂缝密度的钻探新井的钻探角度。所公开的实施方案的目标是更好地定向水平井筒，在所述井筒中可预期储层的断裂，因为成功的断裂部分基于裂缝相对于井筒的取向。
所公开的实施方案及其优点通过参考附图中的图1-4得到最好理解，相同的数字用于各个附图的相同和对应的部分。基于下面的附图及详述，对于本领域普通技术人员来说，所公开的实施方案的其他特征和优点将会更加明显。这意味着所有此类另外特征和优点被包括在所公开的实施方案的范围内。另外，所示出的图仅是示例性的并且不旨在断言或暗示对其中可实现不同实施方案的环境、体系结构、设计或过程的任何限制。
图1示出根据所公开的实施方案的用于使用回归关系法来提高井产量的过程100的实例，所述回归关系法用于基于裂缝密度来确定裂缝取向。在步骤102，所述过程通过接收关于至少一个先前钻探的井的一组数据以便执行裂缝取向分析来开始。所述组的数据可尤其包括测井或成像测井，所述成像测井反映储层的外周长以便识别先前钻探的井的裂缝取向。所述组的数据可存储在一个或多个数据库中。在一个实施方案中，所述过程可被配置来针对所期望的数据而自动查询一个或多个数据库。可替代地，所述过程可被配置来通过用户输入来接收所述组的数据。
基于来自至少一个先前钻探的井的所述组的数据，在步骤104，所述过程执行分析来识别沿先前钻探的水平井筒具有高裂缝密度的区域。在步骤106，所述过程确定井筒在所识别高裂缝密度区域的角度。在步骤108，所述过程被配置来假定所识别高裂缝密度区域内的大多数裂缝相对垂直于井筒在所识别高裂缝密度区域处的角度。在一个实施方案中，所述过程可被配置来从数据组中确定裂缝的平均取向。
如图2所示，所述信息随后在钻探新的水平井筒中由过程200利用。过程200通过接收关于先前钻探的井的所确定裂缝取向的信息来开始。另外，所述过程可被配置来检索(即，查询)数据存储在其中的一个或多个数据库，和/或可被配置来通过用户输入来接收所述信息。在某些实施方案中，所述过程可被配置来检索和/或接收仅来自与新井位于相同的地区内的先前钻探的井的所确定裂缝取向。例如，如将进一步讨论的，所述裂缝取向在美国的东北地区与西南地区中的先前钻探的井之间可大致上不同。
基于所接收的信息，在步骤204，所述过程被配置来假定新井的裂缝取向与先前钻探的井的所确定裂缝取向一致，并且自动设置/控制用于钻探新井的井筒角度以使得井筒的角度相对垂直于储层的所假定的/预测的裂缝取向。
一旦完成新井筒的钻探，在步骤206，所述过程被配置来接收和分析井数据，诸如但不限于来自新井钻探的成像测井。可替代地，在某些实施方案中，所述过程可被配置来实时(即，在新井的钻探正在进行时)接收并执行来自新井钻探的井数据的分析。从所述分析，在步骤208，所述过程确定沿新井筒的裂缝密度(即，每英尺裂缝数目)，以便确定先前确定的/预测的裂缝取向的准确性。例如，如果所述过程确定在裂缝密度与井筒取向之间存在良好的相关性，那么所述过程确定先前确定的裂缝取向是准确的。否则，所述过程确定先前确定的裂缝取向是不准确的。
作为示例性说明，图3描述根据所公开的实施方案的绘制关于与一个或多个井相关联的钻探数据的裂缝密度的图表300。在所描述的实施方案中，x轴代表水平井筒的取向与裂缝的取向之间的从0°到90°的角度。在y轴上，图表300绘制每英尺遇到的裂缝数目(即，裂缝密度)。如在图表300中描述的，随着水平井筒的取向与裂缝的取向之间的角度接近90°，井筒的裂缝密度增加。因此，在理想情景中，过程200将精确垂直于裂缝钻探，如同遇到储集岩中的大多数裂缝。
如先前所提及的，在某个区域的不同区或象限中的井的裂缝密度可在裂缝取向上变化。例如，图300为第一地区310和第二地区320提供裂缝密度与井筒到裂缝取向的角度之间的可能线性关系的示例性说明。在一个实施方案中，第一地区310对应于美国的西南地区，而第二地区320对应于美国的东北地区。在这个情景中，如图3所示，美国的西南地区中的井具有比美国的东北地区中的井更高的裂缝密度。
图4为示出用于实现所公开的实施方案的特征和功能的系统400的一个实施方案的框图。除其他部件外，系统400包括处理器400、主存储器402、辅助存储单元404、输入/输出接口模块406以及通信接口模块408。处理器400可以是能够执行用于执行所公开的实施方案的特征和功能的指令的任何类型或任何数目的单核处理器或多核处理器。
输入/输出接口模块406使系统400能够接收用户输入(例如，从键盘和鼠标)并向诸如但不限于打印机、外部数据存储装置和音频扬声器的一个或多个装置输出信息。系统400可任选地包括能够在集成或外部显示装置上显示信息的单独显示模块410。例如，显示模块410可包括用于提供增强的图形、触摸屏和/或与一个或多个显示装置相关联的多触摸功能的指令或硬件(例如，图形卡或芯片)。
主存储器402是存储当前执行的指令/数据或被预取用于执行的指令/数据的易失性存储器。辅助存储单元404是用于存储持久性数据的非易失性存储器。辅助存储单元404可以是或包括诸如硬盘驱动器、闪存驱动器或存储器卡的任何类型的数据存储部件。在一个实施方案中，辅助存储单元404存储计算机可执行代码/指令和用于使得用户能够执行所公开的实施方案的特征和功能的其他相关数据。
例如，根据所公开的实施方案，辅助存储单元404可永久性地存储以上描述的回归关系法算法420的可执行代码/指令。与回归关系法算法420相关联的指令随后在由处理器400执行期间从辅助存储单元404加载到主存储器402，以用于执行所公开的实施方案。
通信接口模块408使得系统400能够与通信网络430通信。例如，网络接口模块408可包括用于使系统400能够通过通信网络430和/或直接用其他装置发送和接收数据的网络接口卡和/或无线收发器。
通信网络430可以是包括以下网络中的一个或多个的组合的任何类型的网络：广域网络、局域网络、一个或多个专用网络、因特网、诸如公共交换电话网(PSTN)的电话网络、一个或多个蜂窝网络以及无线数据网络。通信网络430可包括多个网络节点(未描绘)，诸如路由器、网络访问点/网关、开关、DNS服务器、代理服务器以及用于协助装置之间的数据/通信的路由的其他网络节点。
例如，在一个实施方案中，系统400可与一个或多个服务器434或数据库432交互，以用于执行本发明的特征。例如，系统400可根据所公开的实施方案查询数据库432以便识别先前钻探的井的裂缝的取向。另外，在某些实施方案中，系统400可充当用于一个或多个客户端装置的服务器系统，或者用于对等通信或与一个或多个装置/计算系统(例如，集群、网格)并行处理的对等系统。
因此，所公开的实施方案提供用于使用回归关系法来提高井产量的过程。所公开的实施方案的优点包括但不限于，提供对井的裂缝取向的预测的验证过程，以及增加井的产量，这增加利润。
尽管关于以上的实施方案的具体细节已被描述，但以上的硬件和软件描述仅旨在作为示例性实施方案，并且并不旨在限制所公开的实施方案的结构或实现。例如，尽管系统400的许多其他内部部件未被示出，但本领域的普通技术人员将理解此类部件及其互连是众所周知的。
此外，如以上概述的，所公开的实施方案的某些方面可实施在使用一个或多个处理单元/部件来执行的软件中。所述技术的程序方面可以被看作通常以在某一类型的机器可读介质中进行或实施的可执行代码和/或关联数据的形式的“产品”或“制品”。有形的非暂态“存储”类型介质包括用于计算机、处理器等的存储器或其他存储装置中的任一或所有，或者其相关联的模块，诸如各种半导体存储器、磁带驱动器、磁盘驱动器、光盘或磁盘等，其可在任何时候提供对于软件编程的存储。
另外，附图中的流程图和方框图示出根据本发明的各种实施方案的系统、方法和计算机程序产品的可能实现方案的体系结构、功能性和操作。也应注意到，在一些替代实现方案中，方框中提到的功能可以不按附图中提到的顺序出现。例如，连续展示的两个方框实际上可以大致上同时执行，或者这些方框有时可以按相反的顺序执行，这取决于所涉及的功能性。也应指出的是，方框图和/或流程图图解的每个方框以及方框图和/或流程图图解中的方框的组合可以由执行指定功能或动作的、基于专用硬件的系统或者专用硬件和计算机指令的组合来实现。
概括地说，所公开的实施方案包括用于使用回归关系法来提高井产量的方法、设备和计算机程序产品。例如，一个实施方案是一种计算机实现的方法，其包括分析来自至少一个先前钻探的井的第一组数据来预测裂缝取向以便确定用于钻探新井的钻探角度的步骤。在一个实施方案中，以上步骤包括：从第一组数据确定其中沿水平井筒出现最高裂缝密度的区域，确定井筒在所确定区域处的角度，以及将裂缝取向估计为垂直于井筒在所确定区域处的所确定角度。
在某些实施方案中，计算机实现的方法还可包括接收来自新井钻探的第二组数据的步骤。根据所公开的实施方案，新井以垂直于从与至少一个先前钻探的井相关联的第一组数据确定的估计的裂缝取向的预测角度来钻探。在一些实施方案中，第一组数据仅限制于与先前钻探的井相关联的数据，所述先前钻探的井与新井处在相同的地区中。
另外，在一些实施方案中，所述计算机实现的方法还可包括确定所估计的裂缝取向是否是新井裂缝取向的准确预测。在执行所述确定中，在一个实施方案中，所述方法可将沿新井的裂缝密度与指示准确预测的预先确定的裂缝密度阈值作比较。
在另一个实施方案中，非暂态计算机可读介质包括用于分析来自至少一个先前钻探的井的第一组数据来预测裂缝取向以便确定优化新井的钻探的钻探角度的计算机可执行指令。计算机可执行指令在被执行时致使一个或多个机器执行包括以下的操作：接收关于至少一个先前钻探的井的一组数据来执行裂缝取向分析，以及识别沿水平井筒具有高裂缝密度的区域。计算机可执行指令还包括用于确定井筒在所识别区域处的角度以及将裂缝取向估计为垂直于井筒在所确定区域处的所确定角度的指令。
在某些实施方案中，计算机可执行指令还包括用于检索或接收所确定裂缝取向信息以及在新井的钻探期间设置和/或控制钻探角度以使得新井筒大致上垂直于所预测的裂缝取向的指令。
在一个实施方案中，计算机可执行指令还可包括用以接收和/或检索与新井钻探相关联的数据并确定所估计的裂缝取向的准确性的指令。在某些实施方案中，可在钻探过程期间实时执行所述指令。可替代地和/或另外，可在钻探新井之后执行所述指令。
本公开发明的另一个实施方案是一种系统，所述系统包括至少一个处理器和至少一个存储器，所述至少一个存储器联接到所述至少一个处理器并且存储指令，所述指令在由所述至少一个处理器执行时执行用于以下的操作：分析来自至少一个先前钻探的井的第一组数据来预测裂缝取向，以便通过增加沿新井筒的裂缝密度来确定优化新井的钻探的钻探角度，如以上公开中描述的。例如，在一个实施方案中，所述操作包括以下步骤：接收关于至少一个先前钻探的井的一组数据来执行裂缝取向分析，识别沿水平井筒具有高裂缝密度的区域，确定井筒在所识别区域处的角度，以及将裂缝取向估计为垂直于井筒在所确定区域处的所确定角度。
以上的系统实施方案还可包括操作，所述操作包括但不限于，接收来自新井钻探的第二组数据以及确定所估计的裂缝取向的准确性。
除非上下文明确地指出，否则本文所用的单数形式“一个”、“一种”和“所述”意欲同样包括复数形式。将进一步理解，术语“包括(comprise)”和/或“包括(comprising)”在用于本说明书和/或权利要求中时，规定存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或其群组。以上权利要求书中的所有装置或步骤的相应结构、材料、操作以及同等物加上功能要素意图包括用于执行所述功能的任何结构、材料或操作以及具体要求保护的其他要求保护的要素。本发明的描述已经出于说明和描述的目的来提供，但是并非意图为详尽的或者使本发明限于所公开的形式。在不背离本发明的范围和精神的情况下，许多修改和变化对于本领域普通技术人员来说将是显而易见的。选择并且描述实施方案以便解释本发明原理和实际应用，并且使得其他本领域普通技术人员了解本发明的各种实施方案以及各种修改方案适合于所涵盖的具体用途。所述权利要求的范围旨在广义地覆盖所公开的实施方案和任何此类修改。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种用于提高井产量的计算机实现的方法，所述方法包括：
使用处理器分析来自至少一个先前钻探的水平井筒的第一组数据；
基于对所述第一组数据的分析来识别沿所述先前钻探的水平井筒具有相对高的裂缝密度的区域；
确定所述先前钻探的水平井筒在所识别区域处的角度；以及
相对于所述先前钻探的水平井筒在所识别区域处的所确定角度估计裂缝取向；以及
基于所述先前钻探的水平井筒在所识别区域处的所估计裂缝取向来确定将要钻探的新的水平井筒的钻探角度。
2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中所估计的裂缝取向垂直于所述先前钻探的水平井筒在所识别区域处的所确定角度。
3.如权利要求2所述的计算机实现的方法，其还包括：
接收来自所述新的水平井筒的钻探的第二组数据，其中所述新的水平井筒的钻探以垂直于所估计裂缝取向的预测角度执行；以及
确定所估计裂缝取向是否是所述新的水平井筒的裂缝取向的准确预测。
4.如权利要求3所述的计算机实现的方法，其中响应于确定沿所述新的水平井筒的裂缝密度高于预先确定的裂缝密度阈值，确定所估计裂缝取向是所述新的水平井筒的所述裂缝取向的准确预测。
5.如权利要求3所述的计算机实现的方法，其中所述第一组数据包括来自多个先前钻探的井的数据。
6.如权利要求5所述的计算机实现的方法，其中所述多个先前钻探的井与所述新的水平井筒位于相同地区区域中。
7.如权利要求6所述的计算机实现的方法，其中所述相同地区区域是美国的东北地区。
8.如权利要求6所述的计算机实现的方法，其中所述相同地区区域是美国的西南地区。
9.一种系统，其包括：
至少一个处理器；以及
至少一个存储器，其联接到所述至少一个处理器并且存储用于提高井产量的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在由所述处理器执行时致使所述处理器执行用于以下各项的操作：
分析来自至少一个先前钻探的水平井筒的第一组数据；
基于对所述第一组数据的分析来识别沿所述先前钻探的水平井筒具有相对高的裂缝密度的区域；
确定所述先前钻探的水平井筒在所识别区域处的角度；以及
相对于所述先前钻探的水平井筒在所识别区域处的所确定角度估计裂缝取向；以及
基于所述先前钻探的水平井筒在所识别区域处的所估计裂缝取向来确定将要钻探的新的水平井筒的钻探角度。
10.如权利要求9所述的系统，其中所估计裂缝取向垂直于所述先前钻探的水平井筒在所识别区域处的所确定角度。
11.如权利要求10所述的系统，其中由所述处理器执行的所述操作还包括用于以下各项的操作：
接收来自所述新的水平井筒的钻探的第二组数据，其中所述新的水平井筒的钻探以垂直于所估计裂缝取向的预测角度执行；以及
确定所估计裂缝取向是否是所述新的水平井筒的裂缝取向的准确预测。
12.如权利要求11所述的系统，其中响应于确定沿所述新的水平井筒的裂缝密度高于预先确定的裂缝密度阈值，确定所估计裂缝取向是所述新的水平井筒的所述裂缝取向的准确预测。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述第一组数据包括来自多个先前钻探的井的数据。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述多个先前钻探的井与所述新的水平井筒位于相同地区区域中。
15.一种非暂态计算机可读介质，其包括用于使用回归分析来提高井产量的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时致使一个或多个处理器执行包括以下各项的操作：
分析来自至少一个先前钻探的水平井筒的第一组数据；
基于对所述第一组数据的分析来识别沿所述先前钻探的水平井筒具有相对高的裂缝密度的区域；
确定所述先前钻探的水平井筒在所识别区域处的角度；以及
相对于所述先前钻探的水平井筒在所识别区域处的所确定角度估计裂缝取向；以及
基于所述先前钻探的水平井筒在所识别区域处的所估计裂缝取向来确定将要钻探的新的水平井筒的钻探角度。
16.如权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中所估计裂缝取向垂直于所述先前钻探的水平井筒在所识别区域处的所确定角度。
17.如权利要求16所述的非暂态计算机可读介质，其中由所述一个或多个处理器执行的所述操作还包括用于以下各项的操作：
接收来自所述新的水平井筒的钻探的第二组数据，其中所述新的水平井筒的钻探以垂直于所估计裂缝取向的预测角度执行；以及
确定所估计裂缝取向是否是所述新的水平井筒的裂缝取向的准确预测。
18.如权利要求17所述的非暂态计算机可读介质，其中响应于确定沿所述新的水平井筒的裂缝密度高于预先确定的裂缝密度阈值，确定所估计裂缝取向是所述新的水平井筒的所述裂缝取向的准确预测。
19.如权利要求17所述的非暂态计算机可读介质，其中所述第一组数据包括来自多个先前钻探的井的数据。
20.如权利要求19所述的非暂态计算机可读介质，其中所述多个先前钻探的井与所述新的水平井筒位于相同地区区域中。
Claims (20)
1.一种用于提高井产量的计算机实现的方法，所述方法包括：使用处理器分析来自至少一个先前钻探的井的第一组数据来预测裂缝取向以便确定用于钻探新井的钻探角度。
2.如权利要求1所述的计算机实现的方法，其中分析来自所述先前钻探的井的所述第一组数据来预测裂缝取向以便确定用于钻探所述新井的所述钻探角度包括：
从所述第一组数据确定其中沿水平井筒出现最高裂缝密度的区域，
确定所述井筒在所确定区域处的角度；以及
将裂缝取向估计为垂直于所述井筒在所确定区域处的所确定角度。
3.如权利要求2所述的计算机实现的方法，其还包括：
接收来自所述新井的钻探的第二组数据，其中所述新井的钻探以垂直于所估计裂缝取向的预测角度执行；以及
确定所估计裂缝取向是否是所述新井的裂缝取向的准确预测。
4.如权利要求3所述的计算机实现的方法，其中响应于确定沿所述新井的裂缝密度高于预先确定的裂缝密度阈值，确定所估计裂缝取向是所述新井的所述裂缝取向的准确预测。
5.如权利要求3所述的计算机实现的方法，其中所述第一组数据包括来自多个先前钻探的井的数据。
6.如权利要求5所述的计算机实现的方法，其中所述多个先前钻探的井与所述新井位于相同地区区域中。
7.如权利要求6所述的计算机实现的方法，其中所述相同地区区域是美国的东北地区。
8.如权利要求6所述的计算机实现的方法，其中所述相同地区区域是美国的西南地区。
9.一种系统，其包括：
至少一个处理器；以及
至少一个存储器，其联接到所述至少一个处理器并且存储用于提高井产量的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令包括用于分析来自至少一个先前钻探的井的第一组数据来预测裂缝取向以便确定用于钻探新井的钻探角度的指令。
10.如权利要求9所述的系统，其中用于分析来自所述先前钻探的井的所述第一组数据来预测所述裂缝取向以便确定用于钻探所述新井的所述钻探角度的所述计算机可执行指令包括用于以下各项的指令：
从所述第一组数据确定其中沿水平井筒出现最高裂缝密度的区域；
确定所述井筒在所确定区域处的角度；以及
将裂缝取向估计为垂直于所述井筒在所确定区域处的所确定角度。
11.如权利要求10所述的系统，其还包括用于以下各项的计算机可执行指令：
接收来自所述新井的钻探的第二组数据，其中所述新井的钻探以垂直于所估计裂缝取向的预测角度执行；以及
确定所估计裂缝取向是否是所述新井的裂缝取向的准确预测。
12.如权利要求11所述的系统，其中响应于确定沿所述新井的裂缝密度高于预先确定的裂缝密度阈值，确定所估计裂缝取向是所述新井的所述裂缝取向的准确预测。
13.如权利要求12所述的系统，其中所述第一组数据包括来自多个先前钻探的井的数据。
14.如权利要求13所述的系统，其中所述多个先前钻探的井与所述新井位于相同地区区域中。
15.一种非暂态计算机可读介质，其包括用于使用回归分析来提高井产量的计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时致使一个或多个机器执行包括以下的操作：分析来自至少一个先前钻探的井的第一组数据来预测裂缝取向以便确定用于钻探新井的钻探角度。
16.如权利要求15所述的非暂态计算机可读介质，其中分析来自所述先前钻探的井的所述第一组数据来预测所述裂缝取向以便确定用于钻探所述新井的所述钻探角度包括：
从所述第一组数据确定其中沿水平井筒出现最高裂缝密度的区域；
确定所述井筒在所确定区域处的角度；以及
将裂缝取向估计为垂直于所述井筒在所确定区域处的所确定角度。
17.如权利要求16所述的非暂态计算机可读介质，其还包括用于以下各项的计算机可执行指令：
接收来自所述新井的钻探的第二组数据，其中所述新井的钻探以垂直于所估计裂缝取向的预测角度执行；以及
确定所估计裂缝取向是否是所述新井的裂缝取向的准确预测。
18.如权利要求17所述的非暂态计算机可读介质，其中响应于确定沿所述新井的裂缝密度高于预先确定的裂缝密度阈值，确定所估计裂缝取向是所述新井的所述裂缝取向的准确预测。
19.如权利要求17所述的非暂态计算机可读介质，其中所述第一组数据包括来自多个先前钻探的井的数据。
20.如权利要求19所述的非暂态计算机可读介质，其中所述多个先前钻探的井与所述新井位于相同地区区域中。
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