DE60131181T2

DE60131181T2 - Untersuchung von mehrschichtigen lagerstätten

Info

Publication number: DE60131181T2
Application number: DE60131181T
Authority: DE
Inventors: Bobby Houston POE
Original assignee: Gemalto Terminals Ltd; Schlumberger Holdings Ltd; Schlumberger Technology BV
Current assignee: Gemalto Terminals Ltd; Schlumberger Holdings Ltd; Schlumberger Technology BV
Priority date: 2000-09-12
Filing date: 2001-09-12
Publication date: 2008-08-07
Anticipated expiration: 2021-09-13
Also published as: EP1319116A1; EA200300363A1; MXPA03001910A; US20020043370A1; DE60131181D1; NO20031110D0; CA2421863C; US7089167B2; DZ3413A1; CA2421863A1; NO20031110L; ATE377137T1; AU2001293809A1; NO325069B1; EA004518B1; EP1319116B1; WO2002023011A1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung.
Die Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Verfahren und Prozesse zum Analysieren von Bohrlochförderdaten und zum Maximieren des Wirkungsgrades der Lagerstättenförderung daraus und richtet sich insbesondere auf die Auswertung von vermischten Mehrschicht-Lagerstätten unter Verwendung von vermischten Förderdaten und Förderprotokollinformationen.
Erörterung des Standes der Technik.
Es wurde festgestellt, dass Feldförderleistungsdaten und Mehrfachdruck-Momentantests über einen Zeitraum für Öl- und Gasbohrlöcher in unter Lagerstättendruck stehenden Lagerstätten häufig merkliche Änderungen der effektiven Lagerstättenpermeabilität über die Förderlebensdauer der Bohrlöcher aufweisen. Ebenso hat die Verwendung der quantitativen geteilten Bohrlochdiagnose zum Bewerten der Förderleistung von hydraulisch gebrochenen Bohrlöchern deutlich gezeigt, dass eine effektive Bruchhalblänge und -Leitfähigkeit über die Förderlebensdauer der Bohrlöcher drastisch verringert werden können. Eine gründliche Untersuchung dieses Themas ist in dem Dokument, das von Bobby D. Poe, dem Erfinder der vorliegenden Anmeldung, mit dem Titel "Evaluation of Reservoir and Hydraulic Fracture Properties in Geopressure Reservoir", Society of Petroleum Engineers, SPE 64732, präsentiert wurde, zu finden.
Einige der frühesten Hinweise auf die Tatsache, dass unterirdische Lagerstätten sich nicht immer als starre und unverformbare Körper von porösen Medien verhalten, sind in der Grundwasserliteratur zu finden, siehe beispielsweise "Compressibility and Elasticity of Artesian Aquifers", von O. E. Meinzer, Econ. Geol. (1928) 23, 263–271, und "Engineering Hydraulics", von C. E. Jacob, John Wiley and Sons, Inc., New York (1950) 321–386.
Die Beobachtungen von frühen experimentellen und numerischen Studien der Effekte von spannungsabhängigen Lagerstätteneigenschaften demonstrierten, dass Formationen mit geringer Permeabilität eine proportional größere Verringerung der Permeabilität als Formationen mit hoher Permeabilität aufweisen. Die Spannungsabhängigkeit der Lagerstättenpermeabilität und der Bruchleitfähigkeit über die praktische Förderlebensdauer von unter Lagerstättendruck stehenden Lagerstätten mit geringer Permeabilität hat zu den folgenden Beobachtungen geführt:

1. Die Klarheit der Verschlechterung der effektiven Lagerstättenpermeabilität vor Ort bei selbst kurzer Förderzeit kann häufig in unter Lagerstättendruck stehenden Lagerstätten beobachtet werden.
2. Die quantitative Bewertung der Feldförderleistung von hydraulischen Brüchen sowohl in normalen als auch unter Lagerstättendruck stehenden Lagerstätten hat zu der Beobachtung geführt, dass die Bruchleitfähigkeit von hydraulisch gebrochenen Bohrlöchern üblicherweise mit der Förderzeit abnimmt.
3. Es wurde demonstriert dass der Mehrphasen-Bruchfluss die effektive Leitfähigkeit von Brüchen drastisch verringert.
4. Abschätzungen der effektiven Formationspermeabilität vor dem Bruch, die von Druckmomentantests oder Förderanalysen abgeleitet werden, sind häufig nicht für die effektive Lagerstättenpermeabilität repräsentativ, die in der Förderleistung nach dem Bruch aufgezeigt wird.

Die Analyse von Förderdaten von Bohrlöchern, um die Produktivität zu bestimmen, wurde für fast fünfzig Jahre bei einer Anstrengung verwendet, im Voraus zu bestimmen, was die Reaktion eines Bohrlochs auf eine Förderstimulationsbehandlung ist. Eine Abhandlung über frühe Verfahren ist in dem Dokument, das von R. E. Gladfelter mit dem Titel "Selecting Wells Which Will Respond to Production-Simulation Treatment", Drilling and Production Procedures, API (American Petroleum Institute), Dallas, Texas, 117–129 (1955), dargestellt wurde, zu finden. Die Momentandrucklösung der Ausbreitungsvermögensgleichung, die den Öl- und Gasfluss in der Lagerstätte beschreibt, wird üblicherweise verwendet, wobei die auf die Durchflussmenge normierten Druckabfälle gegeben sind durch: (Pi – Pwf)/q0 und {Pp(Pi) – Pp(Pwf)}//qg für Öl- bzw. Gaslagerstättenanalysen, wobei:

P_i: der anfängliche Lagerstättendruck (psia) ist,
P_wf: der Sandflächen-Flussdruck (psia) ist,
q₀: die Öldurchflussmenge (STB/D) ist,
P_p: die Pseudodruckfunktion, psia²/cp ist, und
q_g: die Gasdurchflussmenge (Mcsf/D) ist.

Obwohl die Analyse von Förderdaten unter Verwendung von auf die Durchflussmenge normierten Drücken und die Momentandrucklösungen während des endlos wirkenden Radialflussbereichs von ungebrochenen Bohrlöchern angemessen gut funktionieren, haben Grenzflussergebnisse darauf hingedeutet, dass die Fördernormierung vielmehr einem Exponentialtrend als der logarithmischen Einheitssteigung folgt, die während des pseudostationären Flussbereichs der Druckmomentanlösung aufgezeigt wird.
Während der meisten Fördergeschichte eines Bohrlochs wird dem Betriebssystem ein Enddruck auferlegt, ob es sich um den Scheiderbetriebsdruck, den Verkaufsleitungsdruck oder sogar den Atmosphärendruck am Lagertank handelt. In jedem dieser Fälle ist die innere Grenzbedingung eine Dirichlet-Bedingung (spezifizierter Enddruck). Ob die innere Grenzbedingung des Enddrucks an einem gewissen Punkt in den Oberflächeneinrichtungen oder an der Sandfläche spezifiziert ist, ist die innere Grenzbedingung Dirichlet und die Momentanratenlösungen werden typischerweise verwendet. Es ist auch gut bekannt, dass zu späten Förderzeiten die innere Grenzbedingung an der Sohle des Bohrlochs im Allgemeinen genauer mit einem konstanten Bohrlochsohlenfließdruck als einer inneren Grenzbedingung mit konstanter Rate angenähert wird.
Ein zusätzliches Problem, das bei der Verwendung von Momentandrucklösungen als Basis für die Analyse von Förderdaten entsteht, ist die Menge an Rauschen, das den Daten innewohnt. Die Verwendung von Druckableitungsfunktionen, um die Eindeutigkeitsprobleme zu verringern, die der Förderdatenanalyse von gebrochenen Bohrlöchern während des frühen Momentanbruchverhaltens zugehörig sind, vergrößert die Effekte von Rauschen in den Daten noch weiter, was üblicherweise zumindest eine Glättung der notwendigen Ableitungen erfordert oder schlimmstenfalls die Daten uninterpretierbar macht.
Es gab zahlreiche Versuche, sinnvollere Förderdatenanalysen zu entwickeln, bei einer Anstrengung, das Förderniveau von gebrochenen Bohrlöchern zu maximieren. Ein solches Beispiel ist im US-Patent Nr. 5,960,369 , ausgegeben an B. H. Samaroo, gezeigt und beschrieben, das ein Förderprofilvorhersageverfahren für ein Bohrloch mit mehr als einer Komplettierung beschreibt, wobei der Prozess auf jede Komplettierung angewendet wird, vorausgesetzt, dass das Bohrloch aus irgendeiner von mehreren Zonen fördern kann, oder im Fall einer Förderung aus mehreren Zonen die Förderung vermischt wird.
Aus dem Vorangehenden kann bestimmt werden, dass die Förderung von gebrochenen Bohrlöchern verbessert werden könnte, wenn die Förderleistung korrekt verwendet werden könnte, um den Bruchwirkungsgrad zu bestimmen. Bisher wurde jedoch kein zuverlässiges Verfahren zum Erzeugen von sinnvollen Daten entwickelt. Die Beispiele des Standes der Technik sind bestenfalls spekulativ und haben unvorhersagbare und ungenaue Ergebnisse erzeugt.
Andere Verfahren des Standes der Technik sind in XP 009056899, US-A-5,829,520 , GB-A-2,235,540 , US-A-4,742,459 zu finden.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren und ein Prozess zum Bewerten von intrinsischen Lagerstätteneigenschaften, wie z. B. der effektiven Lagerstättenpermeabilität, des stationären Radialflusshauteffekts, des Lagerstättendrainagebereichs und der dualen Porositätslagerstätten-Parameter Omega (dimensionslose Lagerfähigkeit von Spalten zum Gesamtsystem) und Lambda (Matrix-Spaltquerfluss-Parameter) der individuellen ungebrochenen Lagerstättenschichten in einem vermischten Mehrschicht-Lagerstättensystem unter Verwendung von vermischten Lagerstättenförderdaten, wie z. B. Bohrlochkopffließdrücke, Temperaturen und Durchflussmengen und/oder Summen der Öl-, Gas- und Wasserphasen und Förderprotokollinformationen (oder Druckmessgerät- und Drehvermessungsmessungen). Das Verfahren und der Prozess der Erfindung ermöglichen auch die Bewertung der hydraulischen Brucheigenschaften der gebrochenen Lagerstättenschichten in dem vermischten Mehrschichtsystem, d. h. der effektiven Bruchhalblänge, der effektiven Bruchleitfähigkeit, der Permeabilitätsanisotropie, des Lagerstättendrainagebereichs und der dualen Porositätslagerstätten-Parameter Omega und Lambda. Die Effekte des mehrphasigen und Nicht-Darcy-Bruchflusses werden bei der Analyse von gebrochenen Lagerstättenschichten auch berücksichtigt.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren und einen Prozess zur Diagnose von gebrochenen Bohrlöchern für die Förderdatenanalyse zum Schaffen einer Förderoptimierung von Lagerstättenkomplettierungen über verfügbare Förderanalyse- und Förderprotokolldaten. Das Verfahren der Erfindung ist eine quantitative Analyseprozedur für Lagerstätten- und Brucheigenschaften unter Verwendung von vermischten Lagerstättenproduktionsdaten, Produktionsprotokollen und Radialfluss- und Bruchintervallanalysen. Dies ermöglicht die Bestimmung von Lagerstätten- und Brucheigenschaften vor Ort (in situ), um eine zweckmäßige und optimale Behandlungsanordnung und -konstruktion der Lagerstätte zu ermöglichen. Die Erfindung schafft eine rigorose Analyseprozedur für die Förderleistung von vermischten Mehrschicht-Lagerstätten. Förderprotokolldaten werden verwendet, um die Förderung jedem komplettierten Intervall und jeder definierten Lagerstättenzone korrekt zuzuordnen. Dies verbessert die Stimulations- und Komplettierungskonstruktion und identifiziert Zonen zum Verbessern der Stimulation.
Die vorliegende Erfindung ist ein Rechenverfahren und eine Rechenprozedur zum Berechnen der individuellen Zonenfördergeschichten einer vermischten Mehrschicht-Lagerstätte. Die bei der Analyse verwendeten Daten sind die vermischten Bohrlochförderdaten, die Bohrlochkopf-Fließtemperaturen und -drücke, die vollständige Beschreibung von Bohrloch und Röhrengütern und Förderprotokollinformationen. Diese Daten werden verwendet, um die äquivalenten individuellen Schichtfördergeschichten zu konstruieren. Die berechneten individuellen Fördergeschichten von komplettierten Intervallen, die erzeugt werden, sind die individuellen Schicht-Kohlenwasserstoff-Flüssigkeits-, -Gas- und -Wasserdurchflussmengen und kumulative Förderwerte und die Bohrlochfließdrücke im mittelkomplettierten Intervall als Funktion der Zeit. Diese individuellen Fördergeschichten von komplettierten Intervallen können dann als einfache Sinkgeschwindigkeitsübergänge bewertet werden, um zuverlässige Abschätzungen der effektiven Lagerstättenpermeabilität, des Drainagebereichs, des scheinbaren stationären Radialflusshauteffekts und der effektiven hydraulischen Brucheigenschaften, nämlich Halblänge und Leitfähigkeit, vor Ort zu erhalten.
Typischerweise wird ein anfängliches Förderprotokoll durchgeführt, bald nachdem ein Bohrloch in die Förderung genommen wird und die Komplettierungsfluide aus der Formation wieder gefördert wurden. In Abhängigkeit von der Formation, von den am Bohrloch durchgeführten Stimulations-/Komplettierungs-Vorgängen und der Größe und Förderkapazität der Lagerstätte wird ein zweites Förderprotokoll durchgeführt, nachdem eine messbare Menge an stabilisierter Förderung aus dem Bohrloch erhalten wurde. Gewöhnlich werden zusätzliche Förderprotokolle in periodischen Intervallen durchgeführt, um zu überwachen, wie die Schichtflussbeiträge und Bohrlochdrücke weiterhin in Bezug auf die Förderzeit variieren. Die Verwendung der Förderprotokolle in dieser Weise schafft das einzige brauchbare Mittel zum Interpretieren der Förderleistung von vermischten Lagerstätten ohne die Verwendung einer dauerhaften Instrumentierung im Bohrloch.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf die Entwicklung eines Rechenmodells, das die Förderzuordnung der individuellen komplettierten Intervalle in einem vermischten Lagerstättensystem unter Verwendung der Bruchdurchflussmengen der individuellen komplettierten Intervalle durchführt, die aus Förderprotokollen und den gesamten Bohrlochdurchflussmengen der Fluidphase des vermischten Systems bestimmt werden. Die erzeugten individuellen Durchflussmengengschichten von komplettierten Intervallen umfassen die individuellen Durchflussmengen der Fluidphase von komplettierten Intervallen und kumulative Förderwerte als Funktion der Förderzeit sowie die Mittenzonen-Bohrlochfließdrücke. Die berechneten Mittenzonen-Bohrlochfließdrücke auf den Förderzeitniveaus der Förderprotokolldurchläufe werden dann mit den tatsächlichen gemessenen Bohrlochdrücken bei jenen Tiefen und jenem Zeitniveau verglichen, um festzustellen, welches Bohrloch-Querdruckmodell am engsten den gemessenen Drücken entspricht.
Das identifizierte Bohrloch-Querdruckmodell wird dann verwendet, um die Bohrlochsohlen-Fließdrücke für den ganzen Rest der Förderzeitniveaus, für die keine Förderprotokollmessungen zur Verfügung stehen, zu modellieren. Diese Verwendung des identifizierten Querdruckmodells zum Erzeugen des ungemessenen Bohrlochfließdrucks ist die einzige bei der ganzen Analyse erforderliche Annahme. Sie ist grundsätzlich korrekt, wenn keine drastischen Änderungen im Charakter der geförderten Bohrlochfluide oder in der Stimulation/Beschädigung der komplettierten Intervalle bestehen, die nicht in der zusammengesetzten Förderprotokollgeschichte widergespiegelt ist, hauptsächlich aufgrund einer ungeeigneten Abtastung der Änderungen in den Förderbruchdurchflussmengen von komplettierten Intervallen. Mit einer geeigneten Abtastung der sich ändernden Bruchdurchflussmengenbeiträge der individuellen komplettierten Intervalle in einer vermischten Lagerstätte ist dieses Analyseverfahren gegenüber anderen Mehrschicht-Test und -Analyseprozeduren überlegen.
Das Verfahren und der Prozess der vorliegenden Erfindung schaffen ein vollständig gekoppeltes Analysemodell für vermischte Lagerstättensysteme zum Zuordnen der Förderdaten des vermischten Systems zu den individuellen komplettierten Intervallen im Bohrloch und zum Konstruieren von Bohrlochfließdruckgeschichten für die individuellen komplettierten Intervalle im Bohrloch. Es müssen keine Annahmen hinsichtlich des stationären Stimulations-/Beschädigungs-Hauteffekts, der effektiven Permeabilität (oder Formationsleitfähigkeit) des anfänglichen Porendruckpegels, der Drainagebereichausdehnung oder der intrinsischen Formationseigenschaften der komplettierten Intervalle in einem vermischten Lagerstättensystem gemacht werden. Das Verfahren der Erfindung berücksichtigt nur die tatsächliche gemessene Reaktion des vermischten Systems unter Verwendung von Förderprotokollen und von in der Industrie akzeptierten Bohrloch-Querdruck-Rechenmodellen.
Die grundlegende Basis für die Erfindung ist ein rechnerisch rigoroses Verfahren zum Berechnen der Bohrlochquerdrücke zu den Mittelpunkten (oder anderen gewünschten Punkten) jedes komplettierten Intervalls unter Verwendung von einem oder einer Anzahl von in der Erdölindustrie akzeptierten Bohrloch-Querdruck-Rechenverfahren in Kombination mit der Bohrloch-Röhrenkonfiguration und -geometrie, Bohrloch-Abweichungsvermessungsinformationen, Tiefen- und Perforationsinformationen von komplettierten Intervallen, gemessenen Bohrlochkopfförderraten (oder Summen) und den Bohrlochkopfdrücken und -temperaturen der Leistung des vermischten Mehrschicht-Lagerstättensystems. Die berechneten Querdruck-Bohrlochdrücke werden mit den gemessenen Bohrlochdrücken entweder eines Förderprotokolls oder einer Bohrlochdruckvermessung verglichen. Dies ermöglicht die Identifikation des Querdruckrechenverfahrens, das die beste Übereinstimmung mit den durchgeführten physikalischen Messungen ergibt.
Die Erfindung ermöglicht die Verwendung von Informationen von mehreren Förderprotokolldurchläufen in verschiedenen Zeiträumen über die Förderlebensdauer des Bohrlochs. Die Erfindung ermöglicht auch die Spezifikation der Querströmung zwischen den Schichten der vermischten Systemlagerstätten im Bohrloch. Die Erfindung bewertet den Querdruck in jedem Bohrlochsegment unter Verwendung der Fluiddurchflussmengen in diesem Bohrlochabschnitt, des Bohrlochdrucks am Kopf dieses Bohrlochabschnitts und den Temperatur- und Fluiddichteverteilungen in diesem Abschnitt der Bohrlochtransversale. Das Verfahren und der Prozess der Erfindung verwenden tatsächlich physikalische Messungen der Bohrlochfließdrücke, der Temperaturen, der Fluiddichten und der individuellen Lagerstättenschicht-Flussbeiträge im Bohrloch, um die Fördergeschichten von jeder der individuellen Schichten in einem vermischten Mehrschicht-Lagerstättensystem genau zu bestimmen. Die Ergebnisse der Analyse der individuellen Lagerstättenschichten können beim Algorithmus für die vermischte Lagerstätte verwendet werden, um ein synthetisches Förderprotokoll zu rekonstruieren, um es mit den tatsächlichen aufgezeichneten Förderprotokollen abzugleichen, die im Bohrloch gemessen werden. Die Erfindung besitzt eine automatische nicht lineare Levenberg-Marquardt-Minimierungsprozedur, die verwendet werden kann, um diese Fördergeschichtsdatensätze zu invertieren, um die Bruch- und Lagerstätteneigenschaften individueller komplettierter Intervalle zu bestimmen. Die Erfindung hat auch die Option, die anfänglich spezifizierten ungebrochenen komplettierten Intervalle, die negative stationäre Radialflusshauteffekte angeben, als vertikal gebrochene komplettierte Intervalle mit endlicher Leitfähigkeit automatisch erneut zu bewerten.
Das Verfahren und der Prozess der vorliegenden Erfindung ermöglichen an erster Stelle eine zuverlässige, genaue, überprüfbare, rechnerisch rigorose Analyse der Förderleistung eines komplettierten Bohrlochs in einem vermischten Mehrschicht-Lagerstättensystem unter Verwendung von physikalisch gemessenen Bohrloch-Durchflussmengen, Drücken, Temperaturen und Fluiddichten aus den Förderprotokollen oder Drehvermessungen und Druckmessgeräten, um die Zuordnung der Durchflussmengen in jedem der komplettierten Lagerstättenintervalle durchzuführen. Die Kombination der Förderprotokollinformationen und der Bohrloch-Traversen-Berechnungsprozeduren ergibt eine zuverlässige, genaue, kontinuierliche Darstellung der Bohrlochdruckgeschichten von jedem der komplettierten Intervalle in einem vermischten Mehrschicht-Lagerstättensystem. Die Ergebnisse können dann in quantitativen Analysen verwendet werden, um unstimulierte, unterstimulierte oder einfach schlecht arbeitende komplettierte Intervalle im Bohrloch zu identifizieren, die stimuliert oder anderweitig nachbearbeitet werden können, um die Produktivität zu verbessern. Die Erfindung kann ein vollständiges Lagerstätten- und Bohrloch-Fluid-PVT-(Druck-Volumen-Temperatur)Analysemodul umfassen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Ablaufplan des Prozesses der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Darstellung der systematischen und sequentiellen Rechenprozedur gemäß der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Rechenmodell zum Berechnen der Bohrlochquerdrücke und der individuellen Schichtförderbeiträge der individuellen komplettierten Intervalle in einer vermischten Lagerstätte. Direkte physikalische Messungen der individuellen Schichtflussbeiträge zur gesamten Bohrlochförderung und die tatsächlichen Bohrlochfließdrücke werden aufgezeichnet und in die Analyse aufgenommen. Es gibt zahlreiche Bohrloch-Querdruckmodelle, die zum Berechnen der Bohrlochsohlen-Fließ- und statischen Bohrlochdrücke aus Oberflächendrücken, Temperaturen und Durchflussmengen zur Verfügung stehen, wie Fachleuten gut bekannt ist. Die Auswahl des geeigneten Querdruckmodells wird durch Vergleich mit den tatsächlichen Bohrlochdruckmessungen bestimmt. In einer vermischten Lagerstätte variiert der Schichtbruchflussbeitrag zur gesamten Bohrlochförderrate auch üblicherweise in Bezug auf die Zeit. Es gibt viele Faktoren, die die individuellen Schichtbeiträge zur gesamten Bohrlochförderrate in Bezug auf die Zeit steuern. Unter diesen befinden sich Differenzen der anfänglichen Schichtdrücke, der effektiven Permeabilität, des stationären Stimulations- oder Beschädigungshauteffekts, des Drainagebereichs, der Nettodicke von ölhaltigen Schichten und des Ausbreitungsvermögens und der Lagerfähigkeit der verschiedenen Schichten. Andere Faktoren, die nicht direkt von der Lagerstätte gesteuert werden und die den Beitrag von jeder der Schichten auf die Bohrlochförderung der vermischten Lagerstätte beeinflussen, sind die sich ändernden Bohrlochdrücke, Komplettierungsverluste und sich ändernde geförderte Gas- und Flüssigkeits-Fluidverhältnisse in Bezug auf die Zeit.
Förderprotokolle (PLs) schaffen ein direktes Mittel zum Messen der Bohrlochfließdrücke, der Temperaturen und der tatsächlichen Lagerstättenschicht-Flussbeiträge zu speziellen Zeitpunkten, mit denen die berechneten Querdruckmodelle kalibriert werden sollen. Es ist bevorzugt, mehrere Förderprotokolle an Bohrlöchern durchzuführen, die vermischte Lagerstätten erzeugen, um die Variation der individuellen Beiträge von komplettierten Intervallen in Bezug auf die Förderzeit zu verfolgen.
Es ist bekannt, dass die gesamte Förderrate des vermischten Systems üblicherweise der Gleichsetzung der Summe der isolierten Durchflussmengen der individuellen komplettierten Intervalle nicht gleich ist oder nicht einmal nahe kommt, wenn jedes Intervall isoliert von den anderen komplettierten Intervallen im Bohrloch getestet wird. Es gibt mehrere Faktoren, die dies verursachen, einschließlich, jedoch nicht begrenzt auf (1) unveränderlich höhere Bohrlochfließdrücke, die im vermischten System über jedem der komplettierten Intervalle vorhanden sind, als wenn sie individuell gemessen werden, und (2) eine mögliche Querströmung zwischen den komplettierten Intervallen.
Wie spezieller im Ablaufplan von 1 gezeigt, richtet sich die vorliegende Erfindung auf ein Rechenmodell, das die Förderzuordnung der individuellen komplettierten Intervalle in einem vermischten Lagerstättensystem unter Verwendung der Bruchdurchflussmengen der individuellen komplettierten Intervalle durchführt, die aus den Förderprotokollen und den gesamten Bohrlochdurchflussmengen der Fluidphase des vermischten Systems bestimmt werden. Dies stellt den Analyseprozess für eine Lagerstätte mit drei komplettierten Lagerstättenschichten dar, wobei die oberen und unteren Lagerstättenschichten hydraulisch gebrochen wurden. Das mittlere komplettierte Lagerstättenintervall wurde nicht bruchsimuliert. Der Bohrlochquerdruck wird unter Verwendung der gesamten vermischten Bohrlochförderdurchflussmengen bis zum Mittelpunkt des oberen komplettierten Intervalls berechnet. Dann werden die Fluiddurchflussmengen im Bohrloch zwischen dem Mittelpunkt des oberen und des mittleren komplettierten Intervalls unter Verwendung der gesamten Durchflussmengen der Fluidphase des vermischten Systems minus der Durchflussmengen vom oberen komplettierten Intervall bewertet. Der Querdruck im Bohrloch zwischen den Mittelpunkten des mittleren und des unteren komplettierten Intervalls wird unter Verwendung der Durchflussmengen der Fluidphase bewertet, die die Differenz zwischen den gesamten Durchflussmengen der Fluidphase des vermischten Systems und der Summe der Phasendurchflussmengen vom oberen und mittleren komplettierten Intervall sind. Die Durchflussmengengeschichten der individuellen komplettierten Intervalle, die in dieser Analyse erzeugt werden, umfassen die Fluiddurchflussmengen der individuellen komplettierten Intervalle und die kumulativen Förderwerte als Funktion der Förderzeit sowie die Mittenzonen-Bohrloch-Fließdrücke. Die berechneten Mittenzonen-Bohrloch-Fließdrücke bei den Förderzeitniveaus der Förderprotokolldurchläufe werden dann mit den tatsächlichen gemessenen Bohrlochdrücken in jenen Tiefen und bei jenem Zeitniveau verglichen, um festzustellen, welches Bohrloch-Querdruckmodell den gemessenen Drücken am engsten entspricht.
Das identifizierte Bohrloch-Querdruckmodell wird dann verwendet, um den Bohrlochsohlen-Fließdruck für den ganzen Rest der Förderzeitniveaus, für die keine Förderprotokollmessungen zur Verfügung stehen, zu modellieren. Diese Verwendung des identifizierten Querdruckmodells zum Erzeugen der ungemessenen Bohrloch-Fließdrücke ist die einzige Hauptannahme, die in dem Prozess gemacht wird. Sie ist grundsätzlich korrekt, wenn keine drastischen Änderungen im Charakter der geförderten Bohrlochfluide oder in der Stimulation/Beschädigung der komplettierten Intervalle besteht, die nicht in der zusammengesetzten Förderprotokollgeschichte widergespiegelt ist, hauptsächlich aufgrund einer ungeeigneten Abtastung der Änderungen in den komplettierten Intervallen, die Bruchdurchflussmengen erzeugen. Mit einer geeigneten Abtastung der sich ändernden Bruchdurchflussmengenbeiträge der individuellen komplettierten Intervalle in einer vermischten Lagerstätte erzeugt dieses Analyseverfahren genaue Ergebnisse.
2 ist eine Darstellung der systematischen und sequentiellen Rechenprozedur gemäß der vorliegenden Erfindung. Beginnend am Bohrlochkopf 10 werden die Querdrücke bis zum Mittelpunkt jedes komplettierten Intervalls in sequentieller Weise berechnet. Die Fluiddurchflussmengen in jedem fortlaufend tieferen Segment des Bohrlochs werden von dem vorherigen Bohrlochsegment durch die Erzeugung von den komplettierten Intervallen über diesem Segment des Bohrlochs verringert. Die mathematischen Beziehungen, die die Durchflussmengen der Fluidphase (in oder aus) jedem der komplettierten Intervalle im Bohrloch beschreiben, sind wie folgt für die Öl-, Gas- bzw. Wasserförderung des j-ten komplettierten Intervalls gegeben: qoj(t) = qot(t)foj(t), qgfj(t) = qgt(t)fgj(t), qwj(t) = qwt(t)fwj(t),wobei:

q_oj: die Kohlenwasserstoff-Flüssigkeitsdurchflussmenge des j-ten kom plettierten Intervalls ist, STB/D
q_ot: die Kohlenwasserstoff-Flüssigkeitsdurchflussmenge des zusammen gesetzten Systems ist, STB/D
f_oj: der Kohlenwasserstoff-Flüssigkeitsdurchflussmengen-Flüssigkeits beitrag der gesamten Bohrloch-Kohlenwasserstoff-Flüssigkeitsdurchflussmenge des j-ten komplettierten Intervalls ist, Bruch,
q_gf: die Durchflussmenge des j-ten Intervalls ist, Mcsf/D
j: der Index der komplettierten Intervalle ist,
q_gt: die gesamte Bohrloch-Gasdurchflussmenge des zusammengesetzten Systems ist, Mscf/D,
f_gj: der Gasdurchflussmengenbruch der gesamten Bohrloch-Gasdurchfluss menge des j-ten komplettierten Intervalls ist, Bruch
q_wj: die Wasserdurchflussmenge des j-ten Intervalls ist, STB/D
q_wt: die gesamte Bohrloch-Wasserdurchflussmenge des zusammen gesetzten Systems ist, STB/D
f_wj: der Wasserdurchflussmengenbruch der gesamten Bohrloch-Wasser durchflussmenge des j-ten komplettierten Intervalls ist, Bruch.

Die entsprechenden Durchflussmengen der Fluidphase in jedem Segment des Bohrlochs werden auch mathematisch mit den folgenden Beziehungen für Öl, Gas bzw. Wasser für das n-te Bohrloch-Querdrucksegment definiert.
Die Durchflussmengen- und Querdruckberechnungen werden in einer sequentiellen Weise für jedes Bohrlochsegment beginnend an der Oberfläche oder am Bohrlochkopf 10 und endend mit dem tiefsten komplettierten Intervall im Bohrloch für sowohl Förder- als auch Injektionsszenarios durchgeführt. Die verwendeten Bohrloch-Durchflussmengen- und Querdruckberechnungsprozeduren ermöglichen die Bewertung der Förderung, Injektion oder Abschaltung in Bohrlöchern.
Die grundlegenden Einströmungsbeziehungen, die die Momentanleistung einer vermischten Mehrschicht-Lagerstätte steuern, werden in der durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung geschaffenen Analyse vollständig erfüllt. Unter der Annahme, dass genaue Förderprotokolle in einem Bohrloch durchgeführt werden, wenn eine Dreheinrichtung ein komplettiertes Intervall ohne Verringerung der Bohrlochdurchflussmenge passiert (Vergleich der Bohrlochdurchflussmengen an der Oberseite und der Unterseite des komplettierten Intervalls, höhere oder gleiche Durchflussmenge an der Oberseite als an der Unterseite), tritt kein Fluid in das Intervall vom Bohrloch ein (kein Verlust an das komplettierte Intervall, d. h. keine Querströmung). Sobald die minimale Schwellenwert-Bohrloch-Fluiddurchflussmenge erreicht ist, um einen stabilen und genauen Drehbetrieb zu erhalten, sind zweitens alle höheren Durchflussmengenmessungen auch genau. Schließlich ist die Summe aller Beiträge der komplettierten Intervalle gleich den Förderdurchflussmengen des vermischten Systems für sowohl Förder- als auch Injektionsbohrlöcher.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden zwei ASCII-Eingangsdateien für die Analyse verwendet. Eine Datei ist die Analysesteuerdatei, die die Variablenwerte zum Definieren, wie die Analyse durchgeführt werden soll, enthält (welche Fluideigenschafts- und Querdruckkorrelationen verwendet werden, sowie die Bohrlochgeometrie- und Förderprotokollinformationen). Die andere Datei enthält Bohrloch-Fließdrücke und -Temperaturen des vermischten Systems und entweder die individuellen Durchflussmengen der Fluidphase oder kumulative Förderwerte als Funktion der Förderzeit.
Bei der Ausführung der Analyse werden zwei Ausgangsdateien erzeugt. Die allgemeine Ausgangsdatei enthält alle für die Analyse spezifizierten Eingangsdaten, die Rechenzwischenergebnisse und die Fördergeschichten von individuellen komplettierten Intervallen und definierten Lagerstätteneinheiten. Die Auszugsdatei enthält nur die tabellarischen Ausgangsergebnisse für die definierten Lagerstätteneinheiten, die bereit sind, in die quantitativen Analysemodelle importiert und in diesen verwendet zu werden.
Die Analysesteuerdatei enthält eine große Anzahl von Analysesteuerparametern, die verwendet werden können, um die Förderzuordnungsanalyse zuzuschneiden, um sie an am üblichsten angetroffene Bohrloch- und Lagerstättenbedingungen anzupassen.

Claims

Verfahren zum Schaffen einer Förderoptimierung für Lagerstättenkomplettierung mit mehreren von komplettierten Intervallen über verfügbare Förderanalyse und Förderprotokolldaten liefert eine quantitative Analyseprozedur für Lagerstätten- und Brucheigenschaften eines vermischten Lagerstättensystems, wobei das Verfahren die Schritte umfasst: (a) Messen eines Drucks für bestimmte komplettierte Intervalle in der vermischten Lagerstätte; (b) Auswählen eines Querdruckmodells; (c) Berechnen von Drücken für Mittenzonen unter Verwendung des Quermodells; (d) Vergleichen der berechneten Drücke für Mittenzonen mit den gemessenen Drücken; und (e) Modellieren des Drucks der Bohrlochsohle der Lagerstätte basierend auf dem Quermodell; wobei der Vergleichsschritt ein Akzeptieren des Vergleichs, wenn die berechneten Drücke für Mittenzonen innerhalb einer vorbestimmten Toleranz der gemessenen Drücke sind, und ein Ablehnen des Vergleichs, wenn die berechneten Drücke für Mittenzonen außerhalb der vorbestimmten Toleranz liegen, umfasst, und bei Ablehnung der Auswählschritt, der Berechnungsschritt und der Vergleichsschritt wiederholt werden, bis ein Akzeptieren erreicht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die vermischte Lagerstätte unterteilt wird, um mindestens drei komplettierte Intervalle von oben bis unten zu definieren, umfassend mindestens ein oberes komplettiertes Intervall, ein zweites komplettiertes Intervall und ein unteres komplettiertes Intervall, wobei jedes komplettierte Intervall einen oberen Punkt, einen Mittelpunkt und einen unteren Punkt besitzt, und bei dem der Druck der Mittenzone unter Verwendung der Gesamtförderdurchflussmenge der vermischten Lagerstätte auf den Mittelpunkt des oberen komplettierten Intervalls berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, ferner umfassend den Schritt des Messens von Durchflussmengen der Fluidphase für bestimmte komplettierte Intervalle in der vermischten Lagerstätte, wobei die Durchflussmengen der Fluidphase zwischen dem Mittelpunkt des oberen und des zweiten komplettierten Intervalls berechnet werden unter Verwendung der Gesamtdurchflussmenge der Fluidphase der Lagerstätte minus der Durchflussmengen des oberen komplettierten Intervalls.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem der Querdruck in dem Bohrloch zwischen den Mittelpunkten der zweiten und unteren komplettierten Intervalle unter Verwendung der Durchflussmengen der Fluidphase, die die Differenz zwischen den Gesamtdurchflussmengen der Fluidphase der Lagerstätte und der Summen der Durchflussmengen der Fluidphase von den zweiten oberen komplettierten Intervallen sind, berechnet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die Berechnung der Durchflussmenge der Fluidphase und des Querdrucks im Berechnungsschritt in einer sequentiellen Weise für jedes Intervall durchgeführt werden, beginnend beim Bohrlochkopf und fortschreitend zum tiefsten komplettierten Intervall.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die gemessenen Drücke von Schritt (a) aus Förderprotokollen oder aus Druckmessgerätaufzeichnungen erhalten werden.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die in Schritt (a) gemessenen Durchflussmengen der Fluidphase aus Drehmessungen oder aus Förderprotokollen erhalten werden.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die in Schritt (a) gemessenen Drücke ständige Messgerätmessungen im Bohrloch sind.
Verfahren nach Anspruch 3, bei dem die gemessenen Durchflussraten der Fluidphase in Schritt (a) aus ständigen Mengenmessgerätmessungen im Bohrloch oder ständigen Drehvermessungsmessungen im Bohrloch erhalten werden.