DE102020203385A1

DE102020203385A1 - Bestimmung der Permeabilität einer perforierten Ruschelzone

Info

Publication number: DE102020203385A1
Application number: DE102020203385.4A
Authority: DE
Inventors: Jacob Andrew McGregor
Original assignee: Halliburton Energy Services Inc
Current assignee: Halliburton Energy Services Inc
Priority date: 2020-02-11
Filing date: 2020-03-17
Publication date: 2021-08-12
Also published as: US11846183B2; US20210246783A1

Abstract

Hierin offenbart sind Aspekte eines Verfahrens, einer 3D-Modelliervorrichtung und eines Computerprogrammproduktes zum Bestimmen von Parametern einer perforierten Kernprobe. In einer Ausführungsform umfasst ein Verfahren zum Bestimmen von Parametern einer perforierten Kernprobe das Bereitstellen einer 3D-Abbildung einer Ruschelzone einer perforierten Kernprobe; und das Bestimmen eines Permeabilitätswertes für die Ruschelzone der perforierten Kernprobe basierend auf einer Permeabilität einer repräsentativen nicht perforierten Kernprobe und der 3D-Abbildung der Ruschelzone der perforierten Kernprobe.

Description

STAND DER TECHNIK
Um die Produktion eines Bohrlochs vorherzusagen, die Bohrlochkonstruktion zu planen und unter anderem ein Perforationswerkzeug und/oder einen unterirdischen Perforationsvorgang zu gestalten, können ein oder mehrere Gesteinskernproben, die als repräsentativ für die unterirdische Formation angesehen werden, in einer Laborumgebung getestet werden. In einem solchen Test wird ein perforierter Kern geteilt, um Schieblehremessungen vorzunehmen, um die zweidimensionale Dicke einer Ruschelzone zu beurteilen. Ein solches Testen unterstützt das Bestimmen bestimmter Parameter der unterirdischen Formation und/oder von Interaktionen zwischen den explosiven Ladungen und der unterirdischen Formation. Die Testergebnisse können beim Gestalten des Bohrlochs, des Perforationswerkzeugs und/oder des unterirdischen Perforationsvorgangs verwendet werden.
Figurenliste
Nun wird auf die folgenden Beschreibungen in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, in denen:

1 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Abbilden eines Perforationstunnels und einer Ruschelzone einer perforierten Kernprobe ist;
2 eine perspektivische Ansicht einer Bürste ist, die verwendet werden kann, um permeabilitätsbeeinträchtigendes Material von der perforierten Kernprobe aus 1 zu entfernen;
3 eine repräsentative Zeichnung eines Drehwerkzeugs und einer Vielzahl von Bürsten ist, die austauschbar mit dem Drehwerkzeug verwendbar sind, das verwendet werden kann, um permeabilitätsbeeinträchtigendes Material aus dem Perforationstunnel zu entfernen;
4 eine Querschnittsansicht eines ersten Computertomographie-(CT-)Scans einer intakten perforierten Kernprobe mit permeabilitätsbeeinträchtigendem Material darin ist;
5 eine alternative Querschnittsansicht des ersten Computertomographie-(CT-)Scans der intakten perforierten Kernprobe durch die Linie 5-5 in 4 ist;
6 ein zweiter Computertomographie-(CT-)Scan im Querschnitt einer intakten perforierten Kernprobe ist, der einen gereinigten Perforationstunnel zeigt;
7 eine alternative Querschnittsansicht des zweiten Computertomographie-(CT-)Scans der intakten perforierten Kernprobe ist, der den gereinigten Perforationstunnel durch die Linie 7-7 in 6 zeigt;
8 eine 2-dimensionale (2D) Querschnittsdarstellung einer 3-dimensionalen (3D) Abbildung (die in einem Computermodell vorhanden sein kann) eines wahren 3D-Profils mit variabler Dicke des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials ist (z. B. Ruschelzonenmaterial und das Auskleidungsmaterial), das den Perforationstunnel auskleidet;
9 ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines 3D-Modelliersystems zum Bestimmen einer Permeabilität einer Ruschelzone einer perforierten Kernprobe ist; und
10 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Bestimmen einer Permeabilität einer Ruschelzone einer perforierten Kernprobe unter Verwendung einer 3D-Modelliervorrichtung gemäß der Offenbarung veranschaulicht.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Hierin in einer Ausführungsform offenbart ist ein Verfahren zum Abbilden eines Perforationstunnels und einer Ruschelzone einer Kernprobe, die eine 3D-Abbildung und -Geometrie der Ruschelzone bereitstellt, während die Kernprobe intakt gelassen wird (z. B. zumindest ohne die Kernprobe an der Perforation zu teilen). Computertomographie-(CT-)Scans können gemacht werden, um 3D-Abbildungen vor und nach dem Entfernen eines permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials von der Perforation zu erhalten, und die 3D-Abbildungen können ausgerichtet und verglichen werden, um das wahre 3D-Profil mit variabler Dicke der Ruschelzone der Perforation und der durch das permeabilitätsbeeinträchtigende Material beeinträchtigten Region zu erhalten. Das Verfahren zum Abbilden eines Perforationstunnels und einer Ruschelzone kann beim Bestimmen einer Permeabilität einer Ruschelzone einer perforierten Kernprobe verwendet werden, was hierin in einer weiteren Ausführungsform offenbart ist. Beide Verfahren sind äußerst nützlich beim Testen der Wirksamkeit einer Hohlladung und/oder Bestimmen von Eigenschaften, wie zum Beispiel Permeabilität, für eine unterirdische Formation. Die Verfahren gemäß der Offenbarung ermöglichen dem Anwender, die beeinträchtigte Permeabilität der Ruschelzone der unterirdischen Formation besser zu verstehen. Ein besseres Verständnis der beeinträchtigten Permeabilität der Ruschelzone kann wiederum verwendet werden, um die Ökonomien eines gegebenen Produktions-(oder Einspritzungs-)Bohrlochs besser zu beurteilen, da die Ruschelzone einen wesentlichen Einfluss auf die Druckflussbeziehung des Bohrlochs hat.
1 ist ein Ablaufdiagramm 100 eines Verfahrens zum Abbilden eines Perforationstunnels und einer Ruschelzone einer perforierten Kernprobe. In einem Schritt 110 wird eine perforierte Kernprobe erhalten, wie zum Beispiel durch Perforieren einer zuvor unveränderten Kernprobe, um die perforierte Kernprobe zu bilden. Die Kernprobe kann auf eine beliebige Weise perforiert werden, die für Testzwecke geeignet ist, wie zum Beispiel gemäß American Petroleum Institute (API) RP 19B, Abschnitt 2 und Abschnitt 4. In einem anschließenden Schritt 120 wird eine unveränderte und intakte (z. B. nicht aufgeschnittene oder aufgebrochene) perforierte Kernprobe in einer ersten Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung platziert. In einem Schritt 130 wird ein erster Scan der perforierten Kernprobe mit dem Perforationstunnel mit der ersten Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung gemacht. In der veranschaulichten Ausführungsform kann der erste Scan verwendet werden, um ein erstes 3D-Modell des Perforationstunnels zu erzeugen. In einigen Ausführungsformen muss, um eine Abbildung des Perforationstunnels als „offen“ zu erhalten (wobei z. B. der Perforationstunnel zumindest eine partielle Öffnung an seinem offenen perforierten Ende aufweist), das offene perforierte Ende des Tunnels gegebenenfalls leicht mit einem Fluid gespült werden, um jegliches lose Material zu entfernen, das von dem Perforationsvorgang vorhanden ist. In einer Ausführungsform kann das Fluid ein Gas oder eine Flüssigkeit sein, das/die ausreichend ist, um loses Material zu entfernen, das sich innerhalb des Perforationstunnels befindet, und kann vor dem ersten Scan verwendet werden.
In einem nächsten Schritt 140 wird die perforierte Kernprobe von der ersten Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung entfernt und wird permeabilitätsbeeinträchtigendes Material von innerhalb des Perforationstunnels entfernt, ohne die perforierte Kernprobe zu öffnen, zu verändern oder zu teilen. Das permeabilitätsbeeinträchtigende Material kann in einigen Beispielen ein beliebiges permeabilitätsbeeinträchtigendes Material beinhalten, das die Permeabilität der Ruschelzone beeinträchtigen würde, darunter ein beliebiges Auskleidungsmaterial, das von Hohlladungen ausgeht, die im Perforationsvorgang verwendet werden, und das Ruschelzonenmaterial, das den Perforationstunnel auskleidet. In einigen Ausführungsformen wird das permeabilitätsbeeinträchtigende Material mechanisch entfernt, indem das permeabilitätsbeeinträchtigende Material aus dem Perforationstunnel gekratzt oder geschrubbt wird.
In einigen Ausführungsformen wird das permeabilitätsbeeinträchtigende Material unter Verwendung einer Bürste entfernt, die an einem Bohrer oder einem Drehwerkzeug montiert ist, wobei die Bürste gedreht werden kann, während in den und aus dem Perforationstunnel gewischt wird. In einigen Ausführungsformen kann die Bürste eine zylindrische Bürste in variierenden Größen sein. Abhängig von der Gesteinsart oder porösem Medium, von der/dem die Kernprobe entnommen wurde, kann die Art der Bürste variieren. Zum Beispiel kann die Bürste für bestimmte Gesteinsarten eine Nylonbürste sein (z. B. wenn das Gestein von einer weicheren Gesteinsformation sein kann). Für Gesteinsformationen, die härteres Gestein sind, kann die Bürste eine Edelstahlbürste oder eine andere Art von strapazierfähiger Bürste sein. Die Größe, sowohl in der Länge als auch in der Breite (oder im Durchmesser) der Bürste kann ebenfalls variieren.
Es ergibt sich ein gereinigter Perforationstunnel, von dem zumindest ein Prozentsatz des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials entfernt wurde, sodass eine annehmbare 3D-Abbildung des Perforationstunnels erhalten werden kann. Der gereinigte Perforationstunnel muss nicht zu 100 % von dem permeabilitätsbeeinträchtigenden Material gereinigt sein, um eine annehmbare 3D-Abbildung des Perforationstunnels zu erhalten. Je mehr permeabilitätsbeeinträchtigendes Material jedoch aus dem Perforationstunnel entfernt wird, desto besser ist es typischerweise. In einem oder mehreren Beispielen wurden mehr als 50 Volumen-% des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials von dem gereinigten Perforationstunnel entfernt. In einem oder mehreren anderen Beispielen werden mehr als 75 Volumen-% des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials aus dem gereinigten Perforationstunnel entfernt, und in noch einem oder mehreren anderen Beispielen werden mehr als 90 Volumen-% des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials aus dem gereinigten Perforationstunnel entfernt.
In einem nächsten Schritt 150 kann, nachdem das permeabilitätsbeeinträchtigende Material von innerhalb des Perforationstunnels entfernt ist, die perforierte Kernprobe mit dem gereinigten Perforationstunnel in einer zweiten Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung platziert werden. In einer Ausführungsform sind die erste und die zweite Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung die gleiche Art, oder tatsächlich exakt dieselbe Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung. In einer weiteren Ausführungsform sind die erste und die zweite Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung die gleiche Art, aber unterschiedliche Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtungen. In noch einer weiteren Ausführungsform sind die erste und die zweite Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung unterschiedliche Arten von Computertomographie-(CT- )Scanvorrichtungen.
In einem Schritt 160 wird ein zweiter Scan der perforierten Kernprobe mit dem gereinigten Perforationstunnel mit der zweiten Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung gemacht. In dieser Ausführungsform kann der zweite Scan verwendet werden, um ein zweites 3D-Modell des gereinigten Perforationstunnels zu erzeugen. In einem nächsten Schritt 170 werden Daten von dem ersten und dem zweiten Computertomographie-(CT-)Scan erhalten. In einigen Ausführungsformen kann in einem Schritt 180 ein erstes 3D-Modell des Perforationstunnels anhand der Daten von dem ersten Scan gemacht werden. Das erste 3D-Modell kann Raumkoordinaten des ungereinigten Perforationstunnels beinhalten. Weiter zu Schritt 180 kann ein zweites 3D-Modell des gereinigten Perforationstunnels anhand der Daten des zweiten Scans gemacht werden. Das zweite 3D-Modell kann Raumkoordinaten des gereinigten Perforationstunnels beinhalten.
In einem nächsten Schritt 190 wird das erste 3D-Modell mit dem zweiten 3D-Modell verglichen, um eine 3D-Abbildung der Ruschelzone zu erhalten. In einer Ausführungsform ist die 3D-Abbildung ein 3D-Profil mit variabler Dicke einer Ruschelzonenregion und einer durch ein permeabilitätsbeeinträchtigendes Material beeinträchtigten Region des Perforationstunnels. In einigen Ausführungsformen wird das erste 3D-Modell mit dem zweiten 3D-Modell verglichen, indem das erste 3D-Modell und das zweite 3D-Modell unter Verwendung eines Fluiddynamikmodellierwerkzeugs überlagert werden. In einigen Ausführungsformen kann das Fluiddynamikmodellierwerkzeug ein Werkzeug der Software Computational Fluid Dynamics (CFD) sein (oder diesem ähnlich sein), wie in einem Beispiel ein Werkzeug der Software ANSYS Fluent.
Nun unter Bezugnahme auf 2 und 3 sind verschiedene Ausführungsformen von Reinigungswerkzeugen gezeigt, die in einigen Ausführungsformen verwendet werden können, zum Beispiel im vorstehend erörterten Schritt 140. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer Bürste 210, die verwendet werden kann, um permeabilitätsbeeinträchtigendes Material von der perforierten Kernprobe zu entfernen, wie zum Beispiel in 1 beschrieben. 3 ist eine repräsentative Zeichnung eines Drehwerkzeugs 380 und einer Vielzahl von Bürsten 310-360, die austauschbar mit dem Drehwerkzeug 380 verwendbar sind, das verwendet werden kann, um permeabilitätsbeeinträchtigendes Material von dem Perforationstunnel zu entfernen. Das Drehwerkzeug 380 ist in diesem Beispiel ein Handbohrer. Dennoch liegen andere Drehwerkzeuge im Umfang der Offenbarung. In einer Ausführungsform kann eine zylindrische Drahtbürste, wie zum Beispiel die Bürste 310, an dem Drehwerkzeug 380 angebracht und dadurch angetrieben werden. Die Bürste 310 kann in das offene planare Ende des perforierten Endes der Kernprobe eingefügt werden. Die Bürste 310 kann durch das Drehwerkzeug 380 gedreht und in den und aus dem Perforationstunnel gewischt werden, um jegliches permeabilitätsbeeinträchtigende Material zu entfernen. 3 veranschaulicht zusätzlich eine Handbürste 390, die in den Szenarien verwendet werden könnte, in denen es nicht erforderlich oder möglich ist, das Drehwerkzeug 380 zu verwenden.
4-7 zeigen Bilder eines Perforationstunnels entlang der Ruschelzone einer perforierten Kernprobe vor und nach dem Entfernen von permeabilitätsbeeinträchtigendem Material aus dem Tunnel gemäß der Offenbarung. 4 ist eine Querschnittsansicht eines ersten Computertomographie-(CT-)Scans einer intakten perforierten Kernprobe 400 mit permeabilitätsbeeinträchtigendem Material 450 darin. Die intakte perforierte Kernprobe 400 beinhaltet das Kernmaterial 405 (das getestete Material aus der Formation, z. B. Gestein) und eine Perforation 410, die sich von einem perforierten Ende (A) in Richtung eines nicht perforierten Endes (B) erstreckt, das sich etwas zentral innerhalb der Kernprobe mit einer Länge (L) und einem Durchmesser (D) befinden kann. In der veranschaulichten Ausführungsform erstreckt sich die Perforation nur entlang eines Abschnittes der Länge (L) der Kernprobe 400. Die Perforation 410 kann durch eine explosive Hohlladung gebildet worden sein, wie im Fach allgemein verstanden, sodass die perforierte Kernprobe 400 einen im Allgemeinen länglichen Perforationstunnel 415 definiert. Der Perforationstunnel 415 enthält das permeabilitätsbeeinträchtigende Material, wie bei 450 konzeptuell veranschaulicht und im Allgemeinen angegeben. Das permeabilitätsbeeinträchtigende Material 450 kann als Beispiel eines oder beides von einem Auskleidungsmaterial 460 und Ruschelzonenmaterial 465 beinhalten, das von dem Strahl der Hohlladung stammt, das den Perforationstunnel 415 auskleidet.
5 ist eine alternative Querschnittsansicht des ersten Computertomographie-(CT-)Scans der intakten perforierten Kernprobe 400 durch die Linie 5-5 in 4. Die in 4 und 5 gezeigten Ansichten können Computertomographie-(CT-)Scans darstellen, die während eines ersten Computertomographie-(CT-)Scans der perforierten Kernprobe 400 vor dem Reinigen des Perforationstunnels 415 gemacht wurden, wie zum Beispiel durch Schritt 130 in dem Verfahren aus 1. Obwohl konzeptuell und nicht maßstabsgetreu gezeigt, können sowohl das Auskleidungsmaterial 460 als auch das Ruschelzonenmaterial 465 die Permeabilität des Kernmaterials 405 an der Stelle der Perforation beeinträchtigen, wodurch der Fluss von Formationsfluiden in einem perforierten Bohrloch dargestellt durch die Kernprobe 400 unerwünscht behindert wird. Um die Wirksamkeit der Perforation und die Auswirkung dieses permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials zu beurteilen, kann das permeabilitätsbeeinträchtigende Material 450 entfernt werden, wie zum Beispiel in Schritt 140 aus 1 beispielhaft dargestellt, um den Perforationstunnel 415 gemäß dieser Offenbarung zu reinigen.
6 ist ein zweiter Computertomographie-(CT-)Scan im Querschnitt einer intakten perforierten Kernprobe 400, der einen gereinigten Perforationstunnel 415 zeigt. Der zweite Computertomographie-(CT-)Scan im Querschnitt befindet sich in der gleichen relativen Ausrichtung wie in 4, aber von dem gereinigten Perforationstunnel 415 gemäß Schritt 140 aus 1. Der effektive Durchmesser (D_e) wird im Allgemeinen entlang der Länge des Perforationstunnels 415 erhöht, indem das permeabilitätsbeeinträchtigende Material 450, veranschaulicht in 4 und 5, entfernt wird. 7 ist eine alternative Querschnittsansicht des zweiten Computertomographie-(CT-)Scans der intakten perforierten Kernprobe 400, die den gereinigten Perforationstunnel 415 durch die Linie 7-7 in 6 zeigt.
Es würde erwartet, dass die Fähigkeit von Formationsfluiden, die Außenwand des Perforationstunnels 415 in den Perforationstunnel 415 und aus der Perforation 410 zu durchdringen (somit Gesamtfluss) in dem Zustand aus 6 und 7 erhöht wird, verglichen mit einem Perforationstunnel 415, in dem das permeabilitätsbeeinträchtigende Material 450 wie in dem Zustand aus 4 und 5 vorhanden ist. Somit stellt eine 3D-Abbildung des gereinigten Tunnels einen nützlichen Vergleich mit einer 3D-Abbildung des Tunnels vor dem Reinigen in Bezug auf das Beurteilen des potentiellen Einflusses des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials in dem Perforationstunnel bereit. In einigen Ausführungsformen kann das zweite 3D-Modell (z. B. Schritt 180 aus 1) auch verwendet werden, um eine Geometrie des gereinigten Perforationstunnels zu bestimmen.
Insbesondere kann das Vergleichen des/der ersten und des/der zweiten 3D-Modells oder - Abbildung das Überlagern des ersten 3D-Modells (z. B. von dem ersten Scan vor dem Reinigen des Perforationstunnels 415) und eines zweiten 3D-Modells (z. B. von dem zweiten Scan nach dem Reinigen des Perforationstunnels 415) einschließen, wobei die zwei 3D-Modelle im Wesentlichen in der gleichen Ausrichtung sind. Um beispielhaft zu veranschaulichen, ist 8 eine 2D-Querschnittsdarstellung einer 3D-Abbildung 800 (die in einem Computermodell vorhanden sein kann) des wahren 3D-Profils 810 mit variabler Dicke des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials 450 (z. B. Auskleidungsmaterial 460 und Ruschelzonenmaterial 465), das den vorstehend beschriebenen Perforationstunnel auskleidet. Konzeptuell, wie durch ein analytisches Computermodell durchgeführt werden kann, sind das erste 3D-Modell dargestellt durch 4 und das zweite 3D-Modell dargestellt durch 6 in der gleichen Ausrichtung und können durch das analytische Modell überlagert werden, und das zweite 3D-Modell von dem ersten 3D-Modell subtrahiert werden, um eine 3D-Abbildung 800 von genau dem permeabilitätsbeeinträchtigenden Material 450 aus 4 wiederzugeben.
Weiter in der Offenbarung kann die Geometrie (z. B. das zweite 3D-Modell) des gereinigten Perforationstunnels in einigen Beispielen verwendet werden, um einen idealisierten Produktivitätsindex zu berechnen, der sowohl in Analysen der Ruschelzone als auch zum Bestimmen einer Flussrate des Perforationstunnels verwendet werden kann. In einer Ausführungsform kann die Geometrie des gereinigten Perforationstunnels verwendet werden, um eine Kernflusseffizienz-(CFE-)Metrik zu bestimmen. Die CFE-Metrik, wie hierin erörtert, ist das Verhältnis eines experimentell beobachteten Ratenindex der perforierten Kernprobe zu einem „idealen“ Ratenindex der gleichen perforierten Kernprobe nach der Aufnahme, wobei „ideal“ wie in diesem Absatz verwendet bedeutet, dass der Perforationstunnel frei von jeglichem permeabilitätsbeeinträchtigenden Material darin ist. CFE kann berechnet werden, indem der experimentell beobachtete Ratenindex der perforierten Kernprobe (RI_perf) durch einen theoretischen idealen Ratenindex (RI_th) geteilt wird, wobei RI_th der theoretische Ratenindex einer idealen perforierten Kernprobe ist. Zum Beispiel ist die CFE eines sauberen, unbeschädigten Perforationstunnels 1,0 und nimmt mit dem Grad der Beschädigung von 1,0 auf null für einen vollständig verstopften Zustand des Perforationstunnels ab.
In einigen Ausführungsformen kann die Geometrie des Perforationstunnels und der Ruschelzone verwendet werden, um einen Permeabilitätswert für die Ruschelzone zu bestimmen. Permeabilität (K) ist ein Maß der Fähigkeit eines porösen Materials, Fluiden zu ermöglichen, das poröse Material zu durchlaufen. Permeabilität (K) kann zum Beispiel in Darcy (d) oder Millidarcy (md) gemessen werden. Ein poröses Medium weist eine absolute Permeabilität von einem Darcy (d) auf, wenn ein Einzelphasenfluid von einem Centipoise Viskosität, das die Leerräume des Mediums vollständig füllt, unter Bedingungen von viskosem Fluss bei einer Rate von 1 cm³/s pro 1 cm² Massenquerschnittsbereich unter einem Druck- oder äquivalenten Fluidpotentialgradienten von einer Atmosphäre pro Zentimeter hindurchfließt. Permeabilität ist wichtig, um den Fluidfluss in einem Reservoir zu bestimmen; insbesondere direktionale Permeabilität, da der Fluidfluss im Reservoir 3D ist. Somit können Messungen der Permeabilität einer Gesteinskernprobe (z. B. in die Richtung des Druckgradienten) in verschiedenen Stufen der Bohrlochplanung und -vorbereitung nützlich sein, darunter unter anderem beim Vorhersagen der Bohrlochleistung und -konstruktion und der Abschlussplanung für ein Bohrloch. Hierin werden Ausführungsformen erörtert, die das Bestimmen einer Permeabilität einer Ruschelzone einer perforierten Kernprobe bereitstellen.
9 ist ein Blockdiagramm einer Ausführungsform eines 3D-Modelliersystems 900 zum Bestimmen einer Permeabilität einer Ruschelzone einer perforierten Kernprobe. Das 3D-Modelliersystem kann auch verwendet werden, um einen Perforationstunnel und eine Ruschelzone einer perforierten Kernprobe abzubilden, wie zum Beispiel vorstehend in Bezug auf 1-8 erörtert. Das 3D-Modelliersystem 900 kann verwendet werden, um einen Permeabilitätswert, k_c, für die Ruschelzone unter Verwendung von 3D-Abbildungseingaben und 3D-Modellierinformationen zu bestimmen. Der Permeabilitätswert k_c kann einen genaueren Permeabilitätswert als Ruschelzonenpermeabilitätswerte bereitstellen, die unter Verwendung von nur ein- oder zweidimensionalen Modellierinformationen bestimmt werden. Die ein- und zweidimensionalen Modellierberechnungen basierend auf manuellen Dickemessungen für die Geometrie der Ruschelzone und verwenden geschätzte oder angenommene Werte für nicht gemessene geometrische Parameter. Der resultierende Permeabilitätswert k_c für die Ruschelzone, der unter Verwendung von 3D-Abbildungseingaben erzeugt wird, kann für Bohrlochstellenplanung oder - vorgänge verwendet werden, wie zum Beispiel Produktionsplanung für eine Bohrlochstelle.
Das 3D-Modelliersystem 900 kann ein 3D-Abbildungssystem 910, eine Permeabilitätsmessvorrichtung 920, und eine 3D-Modelliervorrichtung 930 beinhalten. Das 3D-Abbildungssystem 910 ist konfiguriert, um eine 3D-Abbildung von zumindest einer Ruschelzone einer perforierten Kernprobe bereitzustellen. Das 3D-Abbildungssystem 910 kann eine oder mehrere Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtungen beinhalten, um eine perforierte Kernprobe zu scannen, um 3D-Modelle der perforierten Kernprobe zu erhalten, wie vorstehend in Bezug auf das Verfahren 100 und 1 erörtert. Die Permeabilitätsmessvorrichtung 920 ist konfiguriert, um die Permeabilität der Kernprobe vor der Perforation zu messen. Die Permeabilitätsmessvorrichtung 920 kann eine herkömmliche Vorrichtung sein, die verwendet wird, um die Permeabilität einer Kernprobe zu messen. In einigen Beispielen kann die Permeabilitätsmessvorrichtung 920 eine Vorrichtung sein, die konfiguriert ist, um die Permeabilität in der Richtung des Druckgradienten zu messen, wobei die Kernprobe unbegrenzt oder nicht isoliert zwischen einer Einlassflussplatte und einer Auslassflussplatte platziert wird, wobei danach Fluid durch die Einlassflussplatte in die Kernprobe gelenkt wird und eine Flussrate von Fluid, das aus der Auslassflussplatte austritt, gemessen wird.
Die 3D-Modelliervorrichtung 930 ist konfiguriert, um die Permeabilität der Ruschelzone zu schätzen (z. B. gestaltet, um eine bestimmte Anweisung, Aufgabe oder Funktion durchzuführen). Die 3D-Modelliervorrichtung 930, oder zumindest ein Teil davon, kann als eine Reihe von Betriebsausführungen ausgeführt sein, die auf einem nichtflüchtigen computerlesbaren Medium gespeichert ist, die den Betrieb des Prozessors lenken, wenn er initiiert wird. Die 3D-Modelliervorrichtung 930 kann auf einem einzelnen Computer oder auf mehreren Computern gespeichert sein. Ein Teil der 3D-Modelliervorrichtung 930 kann sich auf einem Server befinden und andere Teile der 3D-Modelliervorrichtung 930 können sich auf einer Rechenvorrichtung oder - vorrichtungen befinden, die über ein Netzwerk oder Netzwerke mit dem Server verbunden sind. In einigen Ausführungsformen kann die 3D-Modelliervorrichtung 930 in einem Netzwerk untergebracht sein oder kann in einer anderen Computerspeichereinrichtung gespeichert sein. In einer Ausführungsform ist die 3D-Modelliervorrichtung 930 auf einem Server implementiert, der die/den erforderliche(n) Logik und Speicher beinhaltet, um die hierin offenbarten Funktionen durchzuführen, z. B., um die Permeabilität der Ruschelzone zu schätzen. Entsprechend kann die 3D-Modelliervorrichtung 930 auch eine Website sein, die auf einem Webserver oder -servern gehostet wird, und die über das World Wide Web zugänglich ist, wobei ein Uniform Resource Locator (URL) verwendet werden kann, um auf verschiedene Aspekte der 3D-Modelliervorrichtung 930 zuzugreifen. Die verschiedenen Komponenten der 3D-Modelliervorrichtung 930 können über drahtlose oder verdrahtete Verbindungen kommunizieren.
Die 3D-Modelliervorrichtung 930 kann zumindest eine Schnittstelle 932, einen Speicher 934 und einen Prozessor 936 beinhalten. Die Schnittstelle 932 ist eine Komponenten- oder Vorrichtungsschnittstelle, die konfiguriert ist, um Eingaben entweder manuell von einem Benutzer oder als Eingaben von einer oder mehreren daran gekoppelten Vorrichtungen zu empfangen. Die Schnittstelle 932 kann konfiguriert sein, um Eingaben in Verbindung mit einer Kernprobe, wie zum Beispiel eine 3D-Abbildung einer Ruschelzone und einer Permeabilität der Kernprobe, von zumindest dem 3D-Abbildungssystem 910 und der Permeabilitätsmessvorrichtung 920 zu empfangen.
Der Speicher 934 ist konfiguriert, um die verschiedenen Softwareaspekte in Bezug auf die 3D-Modelliervorrichtung 930 zu speichern. Zusätzlich kann der Speicher 934 konfiguriert sein, um eine Reihe an Betriebsanweisungen zu speichern, die den Betrieb des Prozessors 936 lenken, wenn er initiiert wird. Der Speicher 934 kann ein nichtflüchtiges computerlesbares Medium sein und kann in einigen Ausführungsformen der Speicher eines Servers sein.
Der Prozessor 936 kann konfiguriert sein, um den Betrieb der 3D-Modelliervorrichtung 930 zu lenken und um die Permeabilität der Ruschelzone basierend auf der Permeabilität der Kernprobe und der 3D-Abbildung zu schätzen. Somit beinhaltet der Prozessor 936 die erforderliche Logik, um mit der Schnittstelle 932 und dem Speicher 934 zu kommunizieren, um die hierin beschriebenen Funktionen durchzuführen, um eine Ausgabe zu erzeugen. In einer Ausführungsform ist die Ausgabe eine Permeabilität für eine Ruschelzone (k_c) einer perforierten Kernprobe basierend auf Eingaben, darunter einer 3D-Abbildung der Ruschelzone, die durch die 3D-Modelliervorrichtung 930 empfangen wird. Der Prozessor 936 kann konfiguriert sein, um zumindest einige Schritte eines Verfahrens zum Bestimmen einer Permeabilität einer Ruschelzone unter Verwendung von 3D-Abbildungseingaben und 3D-Modellierinformationen durchzuführen, wie zum Beispiel des nachfolgend erörterten Verfahrens 1000. In einigen Ausführungsformen kann der Prozessor 936 Teil eines Servers sein.
10 veranschaulicht ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1000 zum Bestimmen von Parametern einer perforierten Kernprobe unter Verwendung einer 3D-Modelliervorrichtung gemäß der Offenbarung. Zum Beispiel kann die 3D-Modelliervorrichtung 930 eine Schätzung der Permeabilität einer Ruschelzone bereitstellen, indem ein Algorithmus eingesetzt wird, der zumindest einigen der Schritte des Verfahrens 1000 entspricht. Die Permeabilität bestimmter Teile einer perforierten Kernprobe, darunter der Ruschelzone, kann dabei helfen, beim Planen und Vorhersagen der Bohrlochleistung, darunter der erwarteten Flussrate, Informationen bereitzustellen. In einigen Ausführungsformen können, um die Permeabilität der Ruschelzone zu modellieren, bestimmte Eingaben erforderlich sein, darunter ein Permeabilitätswert der Kernprobe gemessen vor dem Perforieren der Kernprobe. Die Permeabilität der Kernprobe kann durch herkömmliche Verfahren gemessen werden oder indem die Permeabilität in der Richtung des Druckgradienten wie vorstehend erörtert gemessen wird. Das Verfahren 1000 beginnt bei einem Anfangsschritt 1005.
In einem Schritt 1010 wird ein vollständiger 3D-Permeabilitätstensor einer nicht perforierten Kernprobe charakterisiert, bevor die Kernprobe perforiert wird, um bestimmte Werte zu berechnen, wenn die Permeabilität der Ruschelzone bestimmt wird. Einige Eigenschaften des Permeabilitätstensors beinhalten drei Hauptpermeabilitätskoeffizienten und ihre Ausrichtungen. Anisotrope Permeabilität wird als ein symmetrischer 2.-platzierter positiv-definiter Tensor angesehen. Der allgemeine absolute Darcy-Permeabilitätstensor ${\bar{\bar{k}}}_{d}$
ist durch eine 3x3-Matrix von Skalaren dargestellt, die in einem willkürlich ausgewählten kartesischen 3D-Koordinatensystem als Gleichung 1 geschrieben ist: ${\bar{\bar{k}}}_{d} = [\begin{matrix} \begin{matrix} k_{d, x x} & k_{d, x y} & k_{d, x z} \end{matrix} \\ \begin{matrix} k_{d, y x} & k_{d, y y} & k_{d, y z} \end{matrix} \\ \begin{matrix} k_{d, z x} & k_{d, z y} & k_{d, z z} \end{matrix} \end{matrix}]$
Der Permeabilitätstensor ist symmetrisch und somit k_d,ij = k_d,ji (i,j = x, y, z or 1, 2, 3, or x₁, x₂, x₃). Die diagonalen Koeffizienten werden im Allgemeinen als die normalen Permeabilitätskoeffizienten angesehen, und die nichtdiagonalen Koeffizienten werden als die Kreuzpermeabilitätskoeffizienten bezeichnet. Eine wichtige Eigenschaft eines symmetrischen Permeabilitätstensors ist, dass es durch eine geeignete Drehung der ausgewählten Koordinatensystemachsen möglich ist, den vollständigen Tensor in einen anderen Tensor umzuwandeln, der nur aus diagonalen Termen besteht. Die Achsen, die diese Transformation zulassen, werden als Hauptachsen bezeichnet (die Eigenvektoren des Tensors). Diese Hauptachsen enthalten die Höchst-, Zwischen- und Mindestwerte der direktionalen Permeabilitäten. Diese sind die diagonalen Terme des transformierten Tensors (die Eigenwerte des Tensors). Somit, wenn die x, y, z-Achsen des kartesischen 3D-Koordinatensystems kolinear mit den Hauptrichtungen der Permeabilitätsanisotropie sind, wird der 3D-Permeabilitätstensor in einer Ausführungsform gemäß der folgenden Gleichung berechnet, Gleichung 2: ${\bar{\bar{k}}}_{d}^{'} = [\begin{array}{l} \begin{matrix} k_{d, x}^{'} & 0 & 0 \end{matrix} \\ \begin{matrix} 0 & k_{d, y}^{'} & 0 \end{matrix} \\ \begin{matrix} 0 & 0 & k_{d, z}^{'} \end{matrix} \end{array}]$
In einem Schritt 1020 werden Abmessungen der nicht perforierten Kernprobe gemessen. Es werden zumindest zwei Abmessungen benötigt. In einigen Ausführungsformen kann die nicht perforierte Kernprobe eine Zylinderform aufweisen und können die Abmessungen eine Kernlänge (L) und einen Durchmesser (D) beinhalten, wie zum Beispiel vorstehend in Bezug auf 1 gezeigt. In anderen Ausführungsformen kann die nicht perforierte Kernprobe andere Formen und Abmessungen aufweisen, wie zum Beispiel Oberflächenbereich (SA) und Dicke (T). In diesem Beispiel beinhalten die erörterten Abmessungen eine Länge (L) und einen Durchmesser (D) einer nicht perforierten Kernprobe. In einem Schritt 1030 kann eine perforierte Kernprobe erhalten werden. Die perforierte Kernprobe kann gemäß herkömmlichen Perforationsverfahren, indem z. B. der empfohlenen Praxis (RP) 19B, Abschnitt 2 und Abschnitt 4 des American Petroleum Institute (API) gefolgt wird, oder anderen geeigneten Verfahren zur Perforation für Testzwecke wie vorstehend erörtert perforiert werden.
In einem Beispiel wird die perforierte Kernprobe erhalten, indem eine andere nicht perforierte Kernprobe als die nicht perforierte Kernprobe perforiert wird, die vorstehend in Bezug auf die Schritte 1010 und 1020 erhalten wird. In einem oder mehreren anderen Beispielen weisen die unterschiedlichen nicht perforierte Kernprobe und die nicht perforierten Kernproben, die vorstehend in Bezug auf Schritt 1010 und 1020 erörtert werden, ähnliche Permeabilitätseigenschaften auf und sind damit repräsentativ füreinander. In einem oder mehreren unterschiedlichen Beispielen wurden die unterschiedlichen Kernprobe und die nicht perforierten Kernproben, die vorstehend in Bezug auf Schritt 1010 und 1020 erörtert sind, ursprünglich von der gleichen Formation erhalten und weisen somit ähnliche Ausgangseigenschaften auf, die repräsentativ füreinander sind. Jedoch sind in einem oder mehreren Beispielen die perforierte Kernprobe und die nicht perforierte Kernprobe repräsentativ füreinander, da die perforierte Kernprobe erhalten wird, indem die nicht perforierte Kernprobe perforiert wird, die vorstehend in Bezug auf Schritt 1010 und 1020 erhalten wird.
In einem Schritt 1040 wird ein erster Ratenindex der perforierten Kernprobe bestimmt. Der erste Ratenindex kann ein experimentell beobachteter Ratenindex (Rl_perf) der perforierten Kernprobe sein. Der experimentell beobachtete Ratenindex ist ein experimentell beobachteter „wahrer“ Ratenindex der Perforation. In einer Ausführungsform kann der experimentell beobachtete Ratenindex der perforierten Kernprobe unter axialen Druckflussgrenzbedingungen experimentell bestimmt werden. Gemäß API 19B Abschnitt 2 und 4 kann die axiale Druckflussgrenzbedingung als einen einheitlich an dem nicht perforierten Ende (B) verteilten Porendruck (wie in 4 gezeigt) der perforierten Kernprobe aufweisend definiert werden, während die Flussrate, die das radiale und perforierte Ende (A) der perforierten Kernprobe kreuzt, etwa null ist.
In anderen Ausführungsformen kann der experimentell beobachtete Ratenindex der perforierten Kernprobe in halbradialen Druckflussgrenzbedingungen experimentell bestimmt werden. Eine halbradiale Druckflussgrenzbedingung kann als eine konstante Druckgrenzbedingung an der gesamten radialen Fläche der perforierten Kernprobe und keine Flussgrenzbedingungen an dem perforierten Ende (A) und dem nicht perforierten Ende (B) der perforierten Kernprobe aufweisend definiert werden.
In anderen Ausführungsformen kann der experimentell beobachtete Ratenindex der perforierten Kernprobe unter axi-radialen Druckflussgrenzbedingungen experimentell bestimmt werden. Eine axi-radiale Druckflussgrenzbedingung ist die Kombination aus der axialen und der halbradialen Druckflussgrenzbedingung, wobei eine konstante Druckgrenzbedingung sowohl auf die gesamte radiale Fläche der perforierten Kernprobe als auch ihr nicht perforiertes Ende (B) angewandt wird und eine Nichtflussgrenzbedingung auf ihr perforiertes Ende (A) angewandt wird.
In einem Beispiel kann das herkömmliche Verfahren zum Bestimmen des experimentell beobachteten Ratenindex die Testmethologie API RP 19B, Abschnitt 4 beinhalten. Wie hierin erörtert, kann der Begriff „Ratenindex“ („RI“) als ein allgemeiner Begriff verwendet werden, der anstelle der häufig verwendeten Begriffe „Produktivitätsindex“ und „Injektivitätsindex“ verwendet wird, die die Richtung des Flusses in Bezug auf die Ausrichtung der Perforation bezeichnen können. Mathematisch kann der Ratenindex (RI) als die volumetrische Flussrate (q) geteilt durch den Unterschied des Fluidpotentials (z. B. Druck), das den Fluss (ΔΦ) antreibt, definiert werden: [RI = q/Δϕ) ]. Allgemeiner, um variierende Flussviskositäten und -dichten zu berücksichtigen, kann der experimentell beobachtete Ratenindex (Rl_perf) ein in-situ viskositätskorrigierter Ratenindex sein und kann gemäß der folgenden Gleichung bestimmt werden: [Rl_perf = qµ/ΔΦ].
Nachdem der erste Ratenindex bestimmt ist, wird die 3D-Abbildung (z. B. Geometrien und Abmessungen) des Perforationstunnels und der Ruschelzone der perforierten Kernprobe in einem Schritt 1050 erhalten. In einigen Ausführungsformen kann die 3D-Abbildung des Perforationstunnels und der Ruschelzone gemäß dem Verfahren erhalten werden, das vorstehend in Verbindung mit 1-8 erörtert wird. In anderen Ausführungsformen kann die 3D-Abbildung des Perforationstunnels und der Ruschelzone gemäß einem anderen Verfahren oder einer anderen Quelle bereitgestellt oder erhalten werden oder kann durch einen Nutzer der 3D-Modelliervorrichtung bereitgestellt werden.
Nachdem Schritt 1010 bis 1050 abgeschlossen sind, können nun die folgenden fünf Parameter für die perforierte Kernprobe verfügbar sein: 1) die drei Hauptpermeabilitätskoeffizienten und ihre Ausrichtungen der nicht perforierten Kernprobe; 2) die Abmessungen der nicht perforierten Kernprobe; 3) der experimentell beobachtete Ratenindex der perforierten Kernprobe (RI_perf); 4) ein erstes 3D-Bild und ein Modell der Perforationstunnelwand (vor der Entfernung des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials der Ruschelzone); und 5) ein zweites 3D-Bild und Modell des gereinigten Perforationstunnels.
In einer nächsten Reihe an Schritten 1060a bis 1060e können zumindest einige der vorstehenden Parameter verwendet werden, um ein virtuelles Modell oder 3D-Modell der perforierten Kernprobe zu bestimmen und um die Permeabilität der Ruschelzone zu bestimmen. Andere Parameter zusätzlich zu den vorstehend genannten fünf Parametern können ebenfalls eingesetzt werden. In einigen Ausführungsformen können die Parameter in ein Fluiddynamikmodellierwerkzeug, wie zum Beispiel ein Computational-Fluid-Dynamics-(CFD-)Modellierwerkzeug, in einem Schritt 1060a eingegeben werden, um ein virtuelles 3D-Modell der perforierten Kernprobe zu bilden. Das virtuelle 3D-Modell der perforierten Kernprobe kann dann verwendet werden, um den simulierten Ratenindex von perforiertem Gestein unter verschiedenen Druckflussgrenzbedingungen zu bestimmen.
In einem Schritt 1060b wird ein anfänglicher Permeabilitätswert k_c für die Ruschelzone bestimmt. In einer Ausführungsform kann der anfängliche Permeabilitätswert k_c ein effektiv-isotroper Permeabilitätswert sein und kann gemäß einer anfänglichen fundierten Vermutung basierend auf den zuvor erhaltenen Parametern der Kernprobe bestimmt werden. Unabhängig davon, wie er bestimmt wird, muss der anfängliche Permeabilitätswert k_c für Schritt 1060b größer als null sein. In einigen Beispielen kann der anfängliche Permeabilitätswert auf dem Wissen des Benutzers über das ursprüngliche Gestein basieren, von dem die Kernprobe entnommen wird. In anderen Ausführungsformen kann der anfängliche Permeabilitätswert k_c ein geometrischer Durchschnitt von Permeabilitäten des ursprünglichen Gesteins mit der Kernprobe sein, genommen entlang der x-, y- und z-Achse, der durch die folgende Gleichung berechnet werden kann, Gleichung 3: ${\bar{k}}_{c} = {[k_{_{d x}}^{'} \cdot k_{_{d y}}^{'} \cdot k_{_{a z}}^{'}]}^{1 / 3}$
In einem Schritt 1060c wird ein zweiter Ratenindex bestimmt. Der zweite Ratenindex kann ein simulierter Ratenindex (RI_sim) sein, der berechnet wird, indem der gleiche Satz an Druckflussgrenzbedingungen wie in Schritt 1040 verwendet angewandt wird, um den experimentell beobachteten Ratenindex (RI_Perf) unter Verwendung des Computational-Fluid-Dynamics-Modellierwerkzeugs zu berechnen. Der simulierte Ratenindex (RI_sim) ist ein berechneter Ratenindex basierend auf den Modelliereingaben und dem virtuellen Modell, das vorstehend in Schritt 1060a und 1060b gebaut wurde.
In einem nächsten Schritt 1060d wird ein Unterschied oder Fehler zwischen dem ersten und dem zweiten Ratenindex berechnet. Zum Beispiel wird ein wahrer Fehler zwischen dem simulierten Ratenindex (RI_sim) und dem experimentell beobachteten Ratenindex (RI_Perf) berechnet. Der Wert eines Wahren Fehlers (Et) entspricht Wahrem Fehler (experimentell beobachteter Ratenindex) minus Annäherung (simulierter Ratenindex), was durch die folgende Gleichung, Gleichung 4, ausgedrückt ist: $E_{t} = Wehrer Wert (R I_{Perf}) - Ann \ddot{a} herung (R I_{sim}) .$
Um eine Größenordnung des geprüften Wahren Wertes zu berücksichtigen, kann der Wert des Wahren Fehlers normalisiert werden, wie durch die Gleichung 5 dargestellt: $Wahrer fraktionierter relativer Fahlr = (Wahrer Wert - Ann \ddot{a} herung) / Wahrer Wert$
Der Wahre fraktionierte relative Fehler kann dann zum Beispiel unter Verwendung von Gleichung 6 in einen Prozentsatz (e_t.) umgewandelt werden: $e_{t} = [(Wahrer Wert - Ann \ddot{a} herung) / Wahrer Wert] * 100 % .$
In einem nächsten Schritt 1060e wird bestimmt, ob der Wert, der der Ruschelzonenpermeabilität des Modells zugewiesen ist, angepasst werden muss. In einem Beispiel wird der Unterschied oder Fehler zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex mit einer spezifizierten Fehlertoleranz (es) verglichen (ausgedrückt als ein Fehlerprozent), um zu bestimmen, ob die Anpassung erforderlich ist. Ein Benutzer oder Ingenieur, der Untertageproduktionsanforderungen für ein Bohrloch plant, kann eine bestimmte Fehlertoleranz aufweisen, die für die Analyse gewünscht ist. Entsprechend kann die spezifizierte Fehlertoleranz (es) durch den Benutzer bestimmt werden. In einigen Ausführungsformen kann die annehmbare spezifizierte Fehlertoleranz (es) so niedrig wie oder weniger als 0,01 % sein. In anderen Ausführungsformen kann die annehmbare spezifizierte Fehlertoleranz (es) weniger als 1 % sein. Die annehmbare spezifizierte Fehlertoleranz (es) kann bis zu 5 % oder in einigen Fällen bis zu 10 % betragen. Andere Werte, darunter höhere Werte der annehmbaren spezifizierten Fehlertoleranz (es), können zum Beispiel gemäß Benutzerpräferenzen, Bohrlochstellen, Bohrlochbohr- und Produktionsplanungsstufen usw. angewandt werden. Zum Beispiel kann der Wert der annehmbaren spezifizierten Fehlertoleranz (es) basierend darauf bestimmt werden, ob es ein Umgebungsproblem an einer Bohrlochstelle oder ein Sicherheitsproblem an der Bohrlochstelle geben kann. In einem Beispiel ist die annehmbare spezifizierte Fehlertoleranz (es) desto niedriger, je höher das Sicherheitsrisiko ist.
Wenn der Permeabilitätswert angepasst werden muss, dann kehrt das Verfahren 1000 zu Schritt 1060c zurück. Wenn zum Beispiel e_t größer als es (et ≥ es) ist, dann kann der Permeabilitätswert k_c für die Ruschelzone angepasst werden (z. B., indem ein anschließender Permeabilitätswert der Ruschelzone ausgewählt wird), und die Schritte 1060c bis 1060d werden wiederholt. Wenn der Permeabilitätswert nicht angepasst werden muss, dann wird das Verfahren 1000 bei Schritt 1070 fortgesetzt. Wenn zum Beispiel der Unterschied oder Fehler zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex so ist, dass e_t weniger als es ist (et < es), dann wird der Unterschied oder Fehler als „unerheblich“ angesehen und der letzte Permeabilitätswert k_c ist der bestimmte Permeabilitätswert für die Ruschelzone.
In Schritt 1070 wird der bestimmte Permeabilitätswert k_c für die Ruschelzone für die Bohrlochstellenplanung verwendet. Der bestimmte Permeabilitätswert k_c kann einem Benutzer der 3D-Modelliervorrichtung bereitgestellt und zur Planung verwendet werden. Der Permeabilitätswert k_c kann in verschiedenen Aspekten des Bohrlochbohrens und der Produktionsplanung verwendet werden, darunter dem Schätzen einer genaueren erwarteten Ausgabe eines Bohrlochs. Das Verfahren kann dann bei einem Schritt 1075 enden.
Ein Teil der vorstehend beschriebenen Vorrichtung, Systeme oder Verfahren kann in verschiedenen analogen oder digitalen Datenprozessoren verkörpert oder dadurch durchgeführt werden, wobei die Prozessoren programmiert sind oder ausführbare Programme von Sequenzen von Softwareanweisungen speichern, um einen oder mehrere Schritte der Verfahren durchzuführen. Ein Prozessor kann zum Beispiel eine programmierbare Logikvorrichtung sein, wie zum Beispiel eine programmierbare Array-Logik (PAL), eine generische Array-Logik (GAL), feldprogrammierbare Gate-Arrays (FPGA) oder eine andere Art von Computerverarbeitungsvorrichtung (CPD). In einigen Anwendungen kann der Prozessor Teil eines Servers sein. Die Softwareanweisungen solcher Programme können Algorithmen darstellen und in maschinenausführbarer Form auf nichtflüchtigen digitalen Datenspeichermedien codiert sein, z. B. magnetischen oder optischen Disks, Direktzugriffsspeicher (RAM), magnetischen Hard-Disks, Flash-Speichern und/oder Nurlesespeicher (ROM), um verschiedenen Arten von digitalen Datenprozessoren oder Computern zu ermöglichen, einen, mehrere oder alle der Schritte von einem oder mehreren der vorstehend beschriebenen Verfahren oder Funktionen, Systeme oder Vorrichtungen, die hierin beschrieben sind, durchzuführen.
Teile der offenbarten Ausführungsformen können Computerspeicherprodukte mit einem nichtflüchtigen computerlesbaren Medium betreffen, die Programmcode darauf aufweisen, um verschiedene computerimplementierte Vorgänge durchzuführen, die einen Teil einer Vorrichtung, eines Geräts verkörpern oder die Schritte eines hierin dargelegten Verfahrens durchführen. Nichtflüchtig hierin verwendet bezieht sich auf alle computerlesbaren Medien mit Ausnahme von flüchtigen, propagierenden Signalen. Beispiele für nichtflüchtige computerlesbare Medien beinhalten unter anderem: magnetische Medien wie zum Beispiel Hard Disks, Floppy Disks, und Magnetband; optische Medien wie zum Beispiel CD-ROM-Disks; magnetooptische Medien wie zum Beispiel optische Disks; und Hardware-Vorrichtungen, die speziell konfiguriert sind, um Programmcode zu speichern und auszuführen, wie zum Beispiel ROM- und RAM-Vorrichtungen. Beispiele für Programmcode beinhalten Maschinencode, wie zum Beispiel durch einen Compiler erzeugt, und übergeordneten Code enthaltende Dateien, die mittels eines Zuordners durch den Computer ausgeführt werden können.
Beim Interpretieren der Offenbarung sind alle Begriffe auf die breitestmögliche Weise zu interpretieren, die mit dem Kontext übereinstimmt. Insbesondere sind die Begriffe „umfasst“ und „umfassend“ so zu interpretieren, dass sie sich auf nicht ausschließende Weise auf Elemente, Komponenten oder Schritte beziehen, wodurch angegeben wird, dass die referenzierten Elemente, Komponenten oder Schritte mit anderen Elementen, Komponenten oder Schritten, die nicht ausdrücklich referenziert sind, vorhanden oder verwendet oder kombiniert sein können.
Ein Fachmann auf dem Gebiet, auf das sich diese Anmeldung bezieht, erkennt, dass andere und weitere Hinzufügungen, Löschungen, Substitutionen und Modifikationen an den beschriebenen Ausführungsformen vorgenommen werden können. Zudem versteht sich, dass die hierin verwendete Terminologie lediglich der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen dient und nicht einschränkend sein soll, da der Umfang der vorliegenden Offenbarung ausschließlich durch die Ansprüche eingegrenzt wird. Sofern nicht anders definiert, weisen sämtliche hierin verwendeten fachlichen und wissenschaftlichen Begriffe die gleiche Bedeutung auf, wie sie gemeinhin vom Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, zu dem diese Offenbarung angehört, verstanden wird. Obwohl beliebige Verfahren und Materialien, die zu den hierin beschriebenen ähnlich oder äquivalent sind, beim Praktizieren oder beim Testen der vorliegenden Offenbarung ebenfalls verwendet werden können, wird hierin eine begrenzte Anzahl der beispielhaften Verfahren und Materialien beschrieben.
Es wird angemerkt, dass, wie hierin verwendet und in den beigefügten Ansprüchen, die Singularformen „ein“, „eine“ und „der/die/das“ Pluralbezüge mit einschließen, sofern der Kontext nicht eindeutig etwas anderes vorgibt.
Zu hierin offenbarten Aspekten gehören:

A. Ein Verfahren zum Bestimmen von Parametern einer perforierten Kernprobe, wobei das Verfahren Folgendes beinhaltet: 1) Bereitstellen einer 3D-Abbildung einer Ruschelzone einer perforierten Kernprobe; und 2) Bestimmen eines Permeabilitätswertes für die Ruschelzone der perforierten Kernprobe basierend auf einer Permeabilität einer repräsentativen nicht perforierten Kernprobe und der 3D-Abbildung der Ruschelzone der perforierten Kernprobe.
B. Eine 3D-Modelliervorrichtung zum Bestimmen von Parametern einer perforierten Kernprobe, wobei die 3D-Modelliervorrichtung Folgendes beinhaltet: 1) eine Schnittstelle, die konfiguriert ist, um Eingaben zu empfangen, wobei die Eingaben Folgendes beinhalten: a) eine 3D-Abbildung einer Ruschelzone einer perforierten Kernprobe; und b) eine Permeabilität einer repräsentativen Kernprobe; und 2) einen Prozessor, der konfiguriert ist, um die Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe basierend auf der Permeabilität der repräsentativen Kernprobe und der 3D-Abbildung zu schätzen.
C. ein Computerprogrammprodukt, das eine Reihe von Betriebsanweisungen auf einem nichtflüchtigen computerlesbaren Medium gespeichert aufweist, das eine Modelliervorrichtung lenkt, wenn es dadurch ausgeführt wird, um Vorgänge durchzuführen, um Parameter einer perforierten Kernprobe zu bestimmen, wobei die Vorgänge Folgendes beinhalten: 1) Empfangen von Eingaben in Verbindung mit einer Kernprobe, wobei die Eingaben Folgendes beinhalten: a) eine 3D-Abbildung einer Ruschelzone der perforierten Kernprobe der Kernprobe; und b) eine Permeabilität der Kernprobe, die vor der Perforation bestimmt wird; und 2) Schätzen der Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe basierend auf der Permeabilität der Kernprobe, die vor der Perforation bestimmt wird, und der 3D-Abbildung.

Die Aspekte A, B und C können eines oder mehrere der folgenden zusätzlichen Elemente in Kombination aufweisen: Element 1: wobei das Bestimmen des Permeabilitätswertes für die Ruschelzone der perforierten Kernprobe Folgendes beinhaltet: 1) Berechnen eines experimentell beobachteten Ratenindex unter Verwendung der Permeabilität der repräsentativen nicht perforierten Kernprobe und der 3D-Abbildung der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; 2) Auswählen eines anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; 3) Berechnen eines simulierten Ratenindex der perforierten Kernprobe unter Verwendung des anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; 4) Berechnen eines Fehlerwertes zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex; und 5) Vergleichen des Fehlerwertes mit einer spezifizierten Fehlertoleranz. Element 2: wobei das Bestimmen des Permeabilitätswertes für die Ruschelzone der perforierten Kernprobe ferner Folgendes beinhaltet: 1) Auswählen eines anschließenden Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; 2) erneutes Berechnen des simulierten Ratenindex der perforierten Kernprobe unter Verwendung des anschließenden Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; und 3) erneutes Berechnen des Fehlerwertes, bis der Fehlerwert zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex weniger als die spezifizierte Fehlertoleranz ist. Element 3: wobei der experimentell beobachtete Ratenindex und der simulierte Ratenindex unter einer Druckflussgrenzbedingung berechnet werden. Element 4: wobei die Druckflussgrenzbedingung eine von einer axialen Druckflussgrenzbedingung, einer halbradialen Druckflussgrenzbedingung oder einer axi-radialen Druckflussgrenzbedingung ist. Element 5: wobei der anfängliche Permeabilitätswert der Ruschelzone der perforierten Kernprobe ein effektiv-isotroper Permeabilitätswert ist. Element 6: wobei das Berechnen des experimentell beobachteten Ratenindex und des simulierten Ratenindex das Verwenden eines Fluiddynamikmodellierwerkzeugs beinhaltet. Element 7: wobei die spezifizierte Fehlertoleranz basierend auf einem Sicherheitsproblem oder einem Umgebungsproblem an einer Bohrlochstelle ausgewählt wird. Element 8: wobei das Bereitstellen einer 3D-Abbildung der Ruschelzone der perforierten Kernprobe Folgendes beinhaltet: 1) Scannen einer perforierten Kernprobe mit einem Perforationstunnel, der ein permeabilitätsbeeinträchtigendes Material enthält, mit einer ersten Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung, um ein erstes 3D-Modell des Perforationstunnels zu erzeugen; 2) Bilden eines gereinigten Perforationstunnels, indem zumindest ein Teil des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials von innerhalb des Perforationstunnels entfernt wird, ohne die Kernprobe an dem Perforationstunnel zu teilen; 3) Scannen der perforierten Kernprobe mit dem gereinigten Perforationstunnel mit einer zweiten Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung, um ein zweites 3D-Modell des gereinigten Perforationstunnels zu erzeugen; und 4) Vergleichen des ersten 3D-Modells und des zweiten 3D-Modells, um eine 3D-Abbildung des Perforationstunnels oder der Ruschelzone der perforierten Kernprobe zu erhalten. Element 9: ferner beinhaltend das Bestimmen einer Geometrie des Perforationstunnels unter Verwendung des zweiten 3D-Modells und das Berechnen einer Kernflusseffizienz der perforierten Kernprobe unter Verwendung der Geometrie des Perforationstunnels. Element 10: wobei die Permeabilität der repräsentativen Kernprobe eine Permeabilität der Kernprobe ist, die vor der Perforation bestimmt wird, und wobei ferner der Prozessor konfiguriert ist, um die Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe durch Folgendes zu schätzen: 1) Berechnen eines experimentell beobachteten Ratenindex unter Verwendung der Permeabilität der Kernprobe, die vor der Perforation bestimmt wird, und der 3D-Abbildung der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; 2) Auswählen eines anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; 3) Berechnen eines simulierten Ratenindex der perforierten Kernprobe unter Verwendung des anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; 4) Berechnen eines Fehlerwertes zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex; und 5) Vergleichen des Fehlerwertes mit einer spezifizierten Fehlertoleranz. Element 11: wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um die Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe durch Folgendes zu schätzen: 1) Auswählen eines anschließenden Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; 2) erneutes Berechnen des simulierten Ratenindex unter Verwendung des anschließenden Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; und 3) erneutes Berechnen des Fehlerwertes, bis der Fehlerwert zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex weniger als die spezifizierte Fehlertoleranz ist. Element 12: wobei der anfängliche Permeabilitätswert der Ruschelzone der perforierten Kernprobe ein effektiv-isotroper Permeabilitätswert ist. Element 13: wobei das Berechnen des experimentell beobachteten Ratenindex und des simulierten Ratenindex das Verwenden eines Fluiddynamikmodellierwerkzeugs beinhaltet. Element 14: wobei das Schätzen der Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe Folgendes beinhaltet: 1) Berechnen eines experimentell beobachteten Ratenindex unter Verwendung der Permeabilität der Kernprobe, die vor der Perforation bestimmt wird, und der 3D-Abbildung der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; 2) Auswählen eines anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; und 3) Berechnen eines simulierten Ratenindex der perforierten Kernprobe unter Verwendung des anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe. Element 15: wobei das Schätzen der Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe ferner Folgendes beinhaltet: 1) Berechnen eines Fehlerwertes zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex; 2) Vergleichen des Fehlerwertes mit einer spezifizierten Fehlertoleranz; und 3) Auswählen eines anschließenden Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe. Element 16: wobei das Schätzen der Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe ferner Folgendes beinhaltet: 1) erneutes Berechnen des simulierten Ratenindex, und 2) erneutes Berechnen des Fehlerwertes, bis der Fehlerwert zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex weniger als die spezifizierte Fehlertoleranz ist. Element 17: wobei der anfängliche Permeabilitätswert der Ruschelzone der perforierten Kernprobe ein effektiv-isotroper Permeabilitätswert ist. Element 18: wobei das Vergleichen des ersten 3D-Modells und des zweiten 3D-Modells das Überlagern des ersten und des zweiten 3D-Modells unter Verwendung der gleichen Ausrichtung umfasst. Element 19: ferner umfassend das Subtrahieren von einem der 3D-Modelle von dem anderen der 3D-Modelle, um ein Profil mit variabler Dicke des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials zu erhalten. Element 20: wobei das Entfernen des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials das Entfernen von einem oder beidem von einem Auskleidungsmaterial, das von einem Strahl einer Hohlladung ausgeht, das verwendet wird, um den Perforationstunnel zu bilden, und einem Ruschelzonenmaterial beinhaltet, das den Perforationstunnel auskleidet. Element 21: wobei das Entfernen des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials das Entfernen des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials unter Verwendung eines Drehwerkzeugs beinhaltet, an dem eine Bürste angebracht ist. Element 22: wobei das Entfernen des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials unter Verwendung eines Drehwerkzeugs, an dem eine Bürste angebracht ist, das Wischen der Bürste in den und aus dem Perforationstunnel beinhaltet, während das Drehwerkzeug die Bürste dreht. Element 23: ferner beinhaltend das Erhalten einer unveränderten Kernprobe, das Bestimmen einer Permeabilität der unveränderten Kernprobe und dann das Perforieren der unveränderten Kernprobe, um die perforierte Kernprobe zu bilden, die den Perforationstunnel aufweist. Element 24: wobei ferner beinhaltend das Spülen der perforierten Kernprobe mit dem Perforationstunnel mit einem Fluid vor dem Scannen der perforierten Kernprobe mit der ersten Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung. Element 25: wobei das Spülen der perforierten Kernprobe mit dem Perforationstunnel mit einem Fluid das Spülen der perforierten Kernprobe mit dem Perforationstunnel mit einem Gas oder einer Flüssigkeit beinhaltet, das/die ausreichend ist, um loses permeabilitätsbeeinträchtigendes Material zu entfernen, das sich innerhalb des Perforationstunnels befindet. Element 26: wobei das Scannen der perforierten Kernprobe mit dem Perforationstunnel, der das permeabilitätsbeeinträchtigende Material beinhaltet, mit der ersten Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung und das Scannen der perforierten Kernprobe mit dem gereinigten Perforationstunnel mit der zweiten Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung das Scannen der perforierten Kernprobe mit dem Perforationstunnel und das Scannen der perforierten Kernprobe mit dem gereinigten Perforationstunnel unter Verwendung einer gleichen Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung beinhaltet. Element 27: wobei das Bilden eines gereinigten Perforationstunnels das Bilden eines gereinigten Perforationstunnels beinhaltet, von dem mehr als 75 Volumen-% des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials entfernt sind. Element 28: wobei das Bilden eines gereinigten Perforationstunnels das Bilden eines gereinigten Perforationstunnels beinhaltet, von dem mehr als 75 Volumen-% des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials entfernt sind. Element 29: ferner beinhaltend das Bestimmen einer Geometrie des Perforationstunnels unter Verwendung von einem oder beidem von dem ersten und dem zweiten 3D-Modell. Element 30: wobei das Bestimmen einer Geometrie des Perforationstunnels unter Verwendung von einem oder beidem von dem ersten und dem zweiten 3D-Modell das Bestimmen einer Geometrie des gereinigten Perforationstunnels unter Verwendung des zweiten 3D-Modells beinhaltet. Element 31: ferner beinhaltend das Berechnen eines idealisierten Produktivitätsindex anhand der Geometrie des gereinigten Perforationstunnels. Element 32: ferner beinhaltend das Berechnen einer Kernflusseffizienz-(CFE-)Metrik des gereinigten Perforationstunnels. Element 33: wobei das Berechnen der Kernflusseffizienz-(CFE-)Metrik das Teilen eines experimentell beobachteten Ratenindex der perforierten Kernprobe (RI_perf) durch einen theoretischen idealen Ratenindex (RI_th) einer idealen perforierten Kernprobe beinhaltet. Element 34: wobei das Bestimmen des Permeabilitätswertes für die Ruschelzone Folgendes beinhaltet: Berechnen eines experimentell beobachteten Ratenindex unter Verwendung der Permeabilität der nicht perforierten Kernprobe und der 3D-Abbildung der Ruschelzone; Auswählen eines anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone; Berechnen eines simulierten Ratenindex der perforierten Kernprobe unter Verwendung des anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone; Berechnen eines Fehlerwertes zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex; und Vergleichen des Fehlerwertes mit einer spezifizierten Fehlertoleranz. Element 35: ferner beinhaltend das Bestimmen einer Geometrie des Perforationstunnels unter Verwendung des zweiten 3D-Modells und das Berechnen einer Kernflusseffizienz der perforierten Kernprobe unter Verwendung der Geometrie des Perforationstunnels.
An den beschriebenen Ausführungsformen können weitere Hinzufügungen, Löschungen, Substitutionen und Modifikationen vorgenommen werden.
Die folgenden nummerierten Punkten bilden weiteren Offenbarungsgehalt:

1. Verfahren zum Bestimmen von Parametern einer perforierten Kernprobe, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
- Bereitstellen einer 3D-Abbildung einer Ruschelzone einer perforierten Kernprobe; und
- Bestimmen eines Permeabilitätswertes für die Ruschelzone der perforierten Kernprobe basierend auf einer Permeabilität einer repräsentativen nicht perforierten Kernprobe und der 3D-Abbildung der Ruschelzone der perforierten Kernprobe.
2. Verfahren nach Nummer 1, wobei das Bestimmen des Permeabilitätswertes für die Ruschelzone der perforierten Kernprobe Folgendes beinhaltet:
- Berechnen eines experimentell beobachteten Ratenindex unter Verwendung der Permeabilität der repräsentativen nicht perforierten Kernprobe und der 3D-Abbildung der Ruschelzone der perforierten Kernprobe;
- Auswählen eines anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe;
- Berechnen eines simulierten Ratenindex der perforierten Kernprobe unter Verwendung des anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe;
- Berechnen eines Fehlerwertes zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex; und
- Vergleichen des Fehlerwertes mit einer spezifizierten Fehlertoleranz.
3. Verfahren nach Nummer 2, wobei das Bestimmen des Permeabilitätswertes für die Ruschelzone der perforierten Kernprobe ferner Folgendes beinhaltet:
- Auswählen eines anschließenden Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe, erneutes Berechnen des simulierten Ratenindex der perforierten Kernprobe unter Verwendung des anschließenden Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; und erneutes Berechnen des Fehlerwertes, bis der Fehlerwert zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex weniger als die spezifizierte Fehlertoleranz ist.
4. Verfahren nach Nummer 2, wobei der experimentell beobachtete Ratenindex und der simulierte Ratenindex unter einer Druckflussgrenzbedingung berechnet werden.
5. Verfahren nach Nummer 4, wobei die Druckflussgrenzbedingung eine von einer axialen Druckflussgrenzbedingung, einer halbradialen Druckflussgrenzbedingung oder einer axi-radialen Druckflussgrenzbedingung ist.
6. Verfahren nach Nummer 2, wobei der anfängliche Permeabilitätswert der Ruschelzone der perforierten Kernprobe ein effektiv-isotroper Permeabilitätswert ist.
7. Verfahren nach Nummer 2, wobei das Berechnen des experimentell beobachteten Ratenindex und des simulierten Ratenindex das Verwenden eines Fluiddynamikmodellierwerkzeugs beinhaltet.
8. Verfahren nach Nummer 2, wobei die spezifizierte Fehlertoleranz basierend auf einem Sicherheitsproblem oder einem Umgebungsproblem an einer Bohrlochstelle ausgewählt wird.
9. Verfahren nach Nummer 1, wobei das Bereitstellen einer 3D-Abbildung der Ruschelzone der perforierten Kernprobe Folgendes beinhaltet:
- Scannen einer perforierten Kernprobe mit einem Perforationstunnel, der ein permeabilitätsbeeinträchtigendes Material enthält, mit einer ersten Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung, um ein erstes 3D-Modell des Perforationstunnels zu erzeugen;
- Bilden eines gereinigten Perforationstunnels, indem zumindest ein Teil des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials von innerhalb des Perforationstunnels entfernt wird, ohne die Kernprobe an dem Perforationstunnel zu teilen;
- Scannen der perforierten Kernprobe mit dem gereinigten Perforationstunnel mit einer zweiten Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung, um ein zweites 3D-Modell des gereinigten Perforationstunnels zu erzeugen; und
- Vergleichen des ersten 3D-Modells und des zweiten 3D-Modells, um eine 3D-Abbildung des Perforationstunnels oder der Ruschelzone der perforierten Kernprobe zu erhalten.
10. Verfahren nach Nummer 9, ferner beinhaltend das Bestimmen einer Geometrie des Perforationstunnels unter Verwendung des zweiten 3D-Modells und das Berechnen einer Kernflusseffizienz der perforierten Kernprobe unter Verwendung der Geometrie des Perforationstunnels.
11. 3D-Modelliervorrichtung zum Bestimmen von Parametern einer perforierten Kernprobe, umfassend:
- eine Schnittstelle, die konfiguriert ist, um Eingaben zu empfangen, wobei die Eingaben Folgendes beinhalten:
  - eine 3D-Abbildung einer Ruschelzone einer perforierten Kernprobe; und
  - eine Permeabilität einer repräsentativen Kernprobe; und
  - einen Prozessor, der konfiguriert ist, um die Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe basierend auf der Permeabilität der repräsentativen Kernprobe und der 3D-Abbildung zu schätzen.
12. 3D-Modelliervorrichtung nach Nummer 11, wobei die Permeabilität der repräsentativen Kernprobe eine Permeabilität der Kernprobe ist, die vor der Perforation bestimmt wird, und wobei ferner der Prozessor konfiguriert ist, um die Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe durch Folgendes zu schätzen:
- Berechnen eines experimentell beobachteten Ratenindex unter Verwendung der Permeabilität der Kernprobe, die vor der Perforation bestimmt wird, und der 3D-Abbildung der Ruschelzone der perforierten Kernprobe;
- Auswählen eines anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe;
- Berechnen eines simulierten Ratenindex der perforierten Kernprobe unter Verwendung des anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe;
- Berechnen eines Fehlerwertes zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex; und
- Vergleichen des Fehlerwertes mit einer spezifizierten Fehlertoleranz.
13. 3D-Modelliervorrichtung nach Nummer 12, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um die Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe durch Folgendes zu schätzen:
- Auswählen eines anschließenden Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe, erneutes Berechnen des simulierten Ratenindex unter Verwendung des anschließenden Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; und erneutes Berechnen des Fehlerwertes, bis der Fehlerwert zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex weniger als die spezifizierte Fehlertoleranz ist.
14. 3D-Modelliervorrichtung nach Nummer 12, wobei der anfängliche Permeabilitätswert der Ruschelzone der perforierten Kernprobe ein effektiv-isotroper Permeabilitätswert ist.
15. 3D-Modelliervorrichtung nach Nummer 12, wobei das Berechnen des experimentell beobachteten Ratenindex und des simulierten Ratenindex das Verwenden eines Fluiddynamikmodellierwerkzeugs beinhaltet.
16. Computerprogrammprodukt, das eine Reihe von Betriebsanweisungen auf einem nichtflüchtigen computerlesbaren Medium gespeichert aufweist, das eine Modelliervorrichtung lenkt, wenn es dadurch ausgeführt wird, um Vorgänge durchzuführen, um Parameter einer perforierten Kernprobe zu bestimmen, wobei die Vorgänge Folgendes umfassen:
- Empfangen von Eingaben in Verbindung mit einer Kernprobe, wobei die Eingaben Folgendes beinhalten:
  - eine 3D-Abbildung einer Ruschelzone der perforierten Kernprobe der Kernprobe; und
  - eine Permeabilität der Kernprobe, die vor der Perforation bestimmt wird; und
  - Schätzen der Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe basierend auf der Permeabilität der Kernprobe, die vor der Perforation bestimmt wird, und der 3D-Abbildung.
17. Computerprogrammprodukt nach Nummer 16, wobei das Schätzen der Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe Folgendes beinhaltet:
- Berechnen eines experimentell beobachteten Ratenindex unter Verwendung der Permeabilität der Kernprobe, die vor der Perforation bestimmt wird, und der 3D-Abbildung der Ruschelzone der perforierten Kernprobe;
- Auswählen eines anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; und
- Berechnen eines simulierten Ratenindex der perforierten Kernprobe unter Verwendung des anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe.
18. Computerprogrammprodukt nach Nummer 17, wobei das Schätzen der Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe ferner Folgendes beinhaltet:
- Berechnen eines Fehlerwertes zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex;
- Vergleichen des Fehlerwertes mit einer spezifizierten Fehlertoleranz; und
- Auswählen eines anschließenden Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe.
19. Computerprogrammprodukt nach Nummer 18, wobei das Schätzen der Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe ferner Folgendes beinhaltet:
- erneutes Berechnen des simulierten Ratenindex, und erneutes Berechnen des Fehlerwertes, bis der Fehlerwert zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex weniger als die spezifizierte Fehlertoleranz ist.
20. Computerprogrammprodukt nach Nummer 17, wobei der anfängliche Permeabilitätswert der Ruschelzone der perforierten Kernprobe ein effektiv-isotroper Permeabilitätswert ist.

Claims

Verfahren zum Bestimmen von Parametern einer perforierten Kernprobe, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen einer 3D-Abbildung einer Ruschelzone einer perforierten Kernprobe; und Bestimmen eines Permeabilitätswertes für die Ruschelzone der perforierten Kernprobe basierend auf einer Permeabilität einer repräsentativen nicht perforierten Kernprobe und der 3D-Abbildung der Ruschelzone der perforierten Kernprobe.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bestimmen des Permeabilitätswertes für die Ruschelzone der perforierten Kernprobe Folgendes beinhaltet: Berechnen eines experimentell beobachteten Ratenindex unter Verwendung der Permeabilität der repräsentativen nicht perforierten Kernprobe und der 3D-Abbildung der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; Auswählen eines anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; Berechnen eines simulierten Ratenindex der perforierten Kernprobe unter Verwendung des anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; Berechnen eines Fehlerwertes zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex; und Vergleichen des Fehlerwertes mit einer spezifizierten Fehlertoleranz.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Bestimmen des Permeabilitätswertes für die Ruschelzone der perforierten Kernprobe ferner Folgendes beinhaltet: Auswählen eines anschließenden Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe, erneutes Berechnen des simulierten Ratenindex der perforierten Kernprobe unter Verwendung des anschließenden Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; und erneutes Berechnen des Fehlerwertes, bis der Fehlerwert zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex weniger als die spezifizierte Fehlertoleranz ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der experimentell beobachtete Ratenindex und der simulierte Ratenindex unter einer Druckflussgrenzbedingung berechnet werden, oder wobei optional die Druckflussgrenzbedingung eine von einer axialen Druckflussgrenzbedingung, einer halbradialen Druckflussgrenzbedingung oder einer axi-radialen Druckflussgrenzbedingung ist.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei der anfängliche Permeabilitätswert der Ruschelzone der perforierten Kernprobe ein effektiv-isotroper Permeabilitätswert ist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Bereitstellen einer 3D-Abbildung der Ruschelzone der perforierten Kernprobe Folgendes beinhaltet: Scannen einer perforierten Kernprobe mit einem Perforationstunnel, der ein permeabilitätsbeeinträchtigendes Material enthält, mit einer ersten Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung, um ein erstes 3D-Modell des Perforationstunnels zu erzeugen; Bilden eines gereinigten Perforationstunnels, indem zumindest ein Teil des permeabilitätsbeeinträchtigenden Materials von innerhalb des Perforationstunnels entfernt wird, ohne die Kernprobe an dem Perforationstunnel zu teilen; Scannen der perforierten Kernprobe mit dem gereinigten Perforationstunnel mit einer zweiten Computertomographie-(CT-)Scanvorrichtung, um ein zweites 3D-Modell des gereinigten Perforationstunnels zu erzeugen; und Vergleichen des ersten 3D-Modells und des zweiten 3D-Modells, um eine 3D-Abbildung des Perforationstunnels oder der Ruschelzone der perforierten Kernprobe zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 6, ferner beinhaltend das Bestimmen einer Geometrie des Perforationstunnels unter Verwendung des zweiten 3D-Modells und das Berechnen einer Kernflusseffizienz der perforierten Kernprobe unter Verwendung der Geometrie des Perforationstunnels.
3D-Modelliervorrichtung zum Bestimmen von Parametern einer perforierten Kernprobe, umfassend: eine Schnittstelle, die konfiguriert ist, um Eingaben zu empfangen, wobei die Eingaben Folgendes beinhalten: eine 3D-Abbildung einer Ruschelzone einer perforierten Kernprobe; und eine Permeabilität einer repräsentativen Kernprobe; und einen Prozessor, der konfiguriert ist, um die Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe basierend auf der Permeabilität der repräsentativen Kernprobe und der 3D-Abbildung zu schätzen.
3D-Modelliervorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Permeabilität der repräsentativen Kernprobe eine Permeabilität der Kernprobe ist, die vor der Perforation bestimmt wird, und wobei ferner der Prozessor konfiguriert ist, um die Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe durch Folgendes zu schätzen: Berechnen eines experimentell beobachteten Ratenindex unter Verwendung der Permeabilität der Kernprobe, die vor der Perforation bestimmt wird, und der 3D-Abbildung der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; Auswählen eines anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; Berechnen eines simulierten Ratenindex der perforierten Kernprobe unter Verwendung des anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; Berechnen eines Fehlerwertes zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex; und Vergleichen des Fehlerwertes mit einer spezifizierten Fehlertoleranz.
3D-Modelliervorrichtung nach Anspruch 9, wobei der Prozessor ferner konfiguriert ist, um die Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe durch Folgendes zu schätzen: Auswählen eines anschließenden Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe, erneutes Berechnen des simulierten Ratenindex unter Verwendung des anschließenden Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; und erneutes Berechnen des Fehlerwertes, bis der Fehlerwert zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex weniger als die spezifizierte Fehlertoleranz ist.
Computerprogrammprodukt, das eine Reihe von Betriebsanweisungen auf einem nichtflüchtigen computerlesbaren Medium gespeichert aufweist, das eine Modelliervorrichtung lenkt, wenn es dadurch ausgeführt wird, um Vorgänge durchzuführen, um Parameter einer perforierten Kernprobe zu bestimmen, wobei die Vorgänge Folgendes umfassen: Empfangen von Eingaben in Verbindung mit einer Kernprobe, wobei die Eingaben Folgendes beinhalten: eine 3D-Abbildung einer Ruschelzone der perforierten Kernprobe der Kernprobe; und eine Permeabilität der Kernprobe, die vor der Perforation bestimmt wird, und Schätzen der Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe basierend auf der Permeabilität der Kernprobe, die vor der Perforation bestimmt wird, und der 3D-Abbildung.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 11, wobei das Schätzen der Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe Folgendes beinhaltet: Berechnen eines experimentell beobachteten Ratenindex unter Verwendung der Permeabilität der Kernprobe, die vor der Perforation bestimmt wird, und der 3D-Abbildung der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; Auswählen eines anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe; und Berechnen eines simulierten Ratenindex der perforierten Kernprobe unter Verwendung des anfänglichen Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 12, wobei das Schätzen der Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe ferner Folgendes beinhaltet: Berechnen eines Fehlerwertes zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex; Vergleichen des Fehlerwertes mit einer spezifizierten Fehlertoleranz; und Auswählen eines anschließenden Permeabilitätswertes der Ruschelzone der perforierten Kernprobe.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 13, wobei das Schätzen der Permeabilität der Ruschelzone der perforierten Kernprobe ferner Folgendes beinhaltet: erneutes Berechnen des simulierten Ratenindex, und erneutes Berechnen des Fehlerwertes, bis der Fehlerwert zwischen dem simulierten Ratenindex und dem experimentell beobachteten Ratenindex weniger als die spezifizierte Fehlertoleranz ist.
Computerprogrammprodukt nach Anspruch 12, wobei der anfängliche Permeabilitätswert der Ruschelzone der perforierten Kernprobe ein effektiv-isotroper Permeabilitätswert ist.