EA025473B1 - Способ и система для определения подходящих вариантов гидроразрыва формации - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к способу определения подходящих вариантов гидроразрыва формации. По меньшей мере, некоторые варианты осуществления изобретения включают выполнение программы планирования гидроразрыва и определение посредством этой программы множества схем, каждая из которых содержит данные об объеме жидкости для гидроразрыва, о количестве проппанта и о расходе потока жидкости для гидроразрыва; ввод каждой схемы из множества схем в программу анализа напряженного состояния; выполнение программы анализа напряженного состояния и определение посредством этой программы множества показателей, позволяющих установить, выходят ли параметры соответствующей схемы за рамки предельно допустимых значений для трубчатой колонны; ввод, по меньшей мере, некоторых схем в программу имитационного моделирования гидроразрыва; выполнение программы имитационного моделирования гидроразрыва и определение посредством этой программы множества геометрических структур гидроразрыва, каждая из которых относится к соответствующей схеме.

Description

(57) Изобретение относится к способу определения подходящих вариантов гидроразрыва формации. По меньшей мере, некоторые варианты осуществления изобретения включают выполнение программы планирования гидроразрыва и определение посредством этой программы множества схем, каждая из которых содержит данные об объеме жидкости для гидроразрыва, о количестве проппанта и о расходе потока жидкости для гидроразрыва; ввод каждой схемы из множества схем в программу анализа напряженного состояния; выполнение программы анализа напряженного состояния и определение посредством этой программы множества показателей, позволяющих установить, выходят ли параметры соответствующей схемы за рамки предельно допустимых значений для трубчатой колонны; ввод, по меньшей мере, некоторых схем в программу имитационного моделирования гидроразрыва; выполнение программы имитационного моделирования гидроразрыва и определение посредством этой программы множества геометрических структур гидроразрыва, каждая из которых относится к соответствующей схеме.

Перекрестные ссылки на родственные заявки

Отсутствуют.

Предшествующий уровень техники

Добыча углеводородов из подземных месторождений является весьма сложной задачей, решение которой охватывает целый комплекс операций - от проведения геологоразведочных работ с получением и анализом данных сейсмических измерений на начальных стадиях до принятия решения о применении конкретной методики осуществления гидроразрыва формации, окружающей ствол скважины, до начала добычи флюидов. Целью настоящего описания является рассмотрение последнего вопроса - разработка способа осуществления гидроразрыва формации (иногда называемого вариантом заканчивания (в единственном числе) или вариантами заканчивания (во множественном числе)).

Существует множество инструментальных программных средств, при помощи которых оператор может принимать решения о выборе вариантов заканчивания. Однако инструментальные программные средства являются своего рода обособленными блоками, каждый из которых выполняет конкретную задачу в общей последовательности этапов и стадий рабочего цикла, при этом не взаимодействуя или недостаточно хорошо взаимодействуя с инструментальными программными средствами, использованными до начала и/или по окончании данного рабочего цикла. По этой причине задача выбора подходящего варианта заканчивания скважины занимает у оператора много времени. В действительности, по оценкам некоторых специалистов около 70% своего времени оператор тратит на организацию потоков данных между инструментальными программными средствами (т.е. на сбор, форматирование и передачу данных для их использования инструментальными программными средствами).

Таким образом, любое усовершенствование, позволяющее сократить время, требуемое оператору для принятия решения о применении конкретного варианта заканчивания скважины, предоставит оператору фактическую информацию об организации взаимодействия между инструментальными программными средствами или предоставит ему на выбор расширенный набор вариантов заканчивания скважины, что обеспечит конкурентное преимущество применения способа и/или системы определения подходящих вариантов гидроразрыва формации в соответствующей нише рынка.

Перечень фигур, чертежей

Ниже приведено описание пояснительных вариантов осуществления изобретения со ссылками на соответствующие чертежи.

Фиг. 1 показывает графическое изображение приведенного для примера набора программ, используемых для определения подходящих вариантов гидроразрыва формации согласно, по меньшей мере, нескольким вариантам осуществления изобретения.

Фиг. 2 показывает график, иллюстрирующий, по меньшей мере, несколько вариантов осуществления изобретения.

Фиг. 3 показывает блок-схему алгоритма работы, по меньшей мере, некоторых вариантов осуществления изобретения.

Фиг. 4 иллюстрирует способ согласно, по меньшей мере, некоторым вариантам осуществления изобретения.

Фиг. 5 иллюстрирует способ согласно, по меньшей мере, некоторым вариантам осуществления изобретения.

Фиг. 6 показывает компьютерную систему согласно, по меньшей мере, некоторым вариантам осуществления изобретения.

Термины и условные обозначения

В описании и формуле настоящего изобретения для обозначения определенных компонентов использован ряд терминов. Специалисту понятно, что различные компании могут называть одни и те же компоненты или действия по-разному. В данном документе не проводится различий между компонентами или действиями, имеющими одинаковые функции, но отличающимися по названию.

В нижеприведенном описании и в формуле изобретения слова включает, содержит, имеет (с учетом их парадигм) подразумевают неограничивающее значение, т.е. могут трактоваться как фраза включает, но не ограничивается таковым (с учетом парадигмы слов). Кроме того, слово соединяется (с учетом его парадигмы) подразумевает как прямую, так и опосредованную связь между элементами. Таким образом, если первое устройство соединено со вторым устройством, значит, эти устройства могут быть связаны друг с другом как напрямую, так и опосредованно через другие устройства и соединители.

Слово программа и словосочетание программные средства (с учетом их парадигм), использованные в описании настоящего изобретения, относятся к выполняемому компьютерному коду, группе выполняемых компьютерных кодов или компьютерному коду, который может стать выполняемым компьютерным кодом или использоваться для создания выполняемого компьютерного кода. Упомянутые в настоящем описании элементы, называемые программами, в равной степени могут называться программными средствами. Аналогичным образом, упомянутые в настоящем описании элементы, называемые программными средствами, в равной степени могут называться программами. Принятая терминология предназначена только для удобства восприятия информации при разграничении различных компьютерных кодов (или групп компьютерных кодов).

- 1 025473

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения

Нижеприведенное описание относится к различным вариантам осуществления настоящего изобретения. Несмотря на то что некоторые варианты осуществления изобретения могут быть предпочтительными, описанные варианты осуществления изобретения не подразумевают ограничения сути изобретения, в том числе ее формулы, и не могут использоваться с такого рода ограничениями. Кроме того, специалисту понятно, что нижеприведенное описание имеет широкую область применения, и описание какого-либо из вариантов осуществления настоящего изобретения носит исключительно пояснительный характер и не ограничивает суть изобретения, в том числе его формулу.

Различные варианты осуществления изобретения относятся к инструментальным программным средствам, которые предназначены для помощи оператору в принятии решения о подходящем варианте заканчивания, который будет применен в отношении подземной формации или части подземной формации. В частности, различные варианты осуществления изобретения относятся к способам, системам и носителям считываемой компьютером информации, которые увеличивают количество вариантов заканчивания, рассчитанных для конкретной подземной формации, и которые могут помочь оператору определиться с выбором наиболее подходящего, а в некоторых случаях и экономически обоснованного варианта заканчивания.

На фиг. 1 показано графическое изображение приведенного для примера набора программ, используемых для определения подходящих вариантов заканчивания, согласно, по меньшей мере, нескольким вариантам осуществления изобретения. В частности, на фиг. 1 проиллюстрированы программа 100 планирования гидроразрыва, программа 102 анализа напряженного состояния, программа 104 имитационного моделирования гидроразрыва, программа 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии (от англ. ΙΡΚ - ίηΠο\ν регГогтапсе ге1айои8Ыр), программа 108 численного моделирования пласта, программа 110 финансового анализа и управляющая программа 112. Описания каждой из перечисленных программ приведены ниже.

Программа 100 планирования гидроразрыва представляет собой программное приложение, в котором при вводе входных данных учитываются принципы проектирования гидроразрыва, в результате чего формируется одна схема или несколько схем 114 предлагаемого варианта гидроразрыва. В программу 100 планирования гидроразрыва могут вводиться следующие входные данные: данные геофизического исследования скважины (например, данные геофизического исследования скважины в формате .1а§); сведения о компонентах предлагаемого варианта гидроразрыва (например, вид жидкости для гидроразрыва, вид проппанта); величина проницаемости формации, в которой осуществляется гидроразрыв; и/или величина диапазона эффективности действия жидкости для гидроразрыва (т.е. показатель объема жидкости, используемого для формирования гидроразрыва). Каждая схема 114 представляет собой предлагаемый набор параметров гидроразрыва (например, объем жидкости для гидроразрыва, количество проппанта и расход применяемой жидкости для гидроразрыва). В некоторых случаях на основе одного набора входных данных формируется одна схема, а в других случаях программа 100 планирования гидроразрыва на основе одного набора входных данных выдает несколько схем. Созданные схемы 114 могут иметь любой формат, например формат текстового файла; файла, созданного на языке разметки гипертекстов (НТМЬ, от англ. Нурег-1ех1 тагкир 1аидиаде); или файла, закодированного в виде модели, написанной на расширяемом языке разметки (ХМЬ, от англ. ех1еи81Ъ1е тагкир 1аидиаде).

В одном конкретном варианте осуществления изобретения программа 100 планирования гидроразрыва основывается на программных средствах, используемых в комплекте услуг РгасРас-Ы^8М, предоставляемых компанией НаШЪийои Епегду Зепзсех. 1ис. (США, шт. Техас, г. Хьюстон). При помощи программного кода, используемого в комплекте услуг РгасРас-Ы^8М, может создаваться множество схем 114, основанных на выбранных величинах эффективности действия жидкости для гидроразрыва, содержащихся во входных данных. Например, пользователь может дополнить входные данные диапазонами низкой эффективности и высокой эффективности. При помощи программного кода, используемого в комплекте услуг РгасРас-Ы^8М, получаются три результата или схемы 114 гидроразрывного воздействия касательно данного объема жидкости для гидроразрыва и проппанта в известном диапазоне эффективности: низкоэффективный вариант с уменьшенным количеством проппанта (характеризующийся уменьшенными геометрическими размерами разрыва с уменьшенным количеством используемого проппанта); низкоэффективный вариант с увеличенным количеством проппанта (характеризующийся уменьшенными геометрическими размерами разрыва с увеличенным количеством используемого проппанта) и высокоэффективный вариант с увеличенным количеством проппанта (характеризующийся увеличенными геометрическими размерами разрыва с увеличенным количеством используемого проппанта). В иных случаях при задании одинаковых диапазонов низкой и высокой эффективности на выходе получаются три идентичных схемы 114 (с точки зрения получения данных это фактически одна единственная схема). Кроме того, в равной степени могут использоваться другие программы планирования гидроразрыва.

Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения программа 100 планирования гидроразрыва также производит расчет данных перфорации обсадной колонны (например, длина перфорации, диаметр входных отверстий). Расчеты данных перфораций основываются на аналитических уравнениях перепада давлений. На основе параметров геофизического исследования скважины и свойств флюида в

- 2 025473 формации, а также с учетом скин-фактора при перфорации, выполняется расчет геометрических параметров перфорации, которые могут быть введены в программу 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии. В иных вариантах осуществления изобретения геометрические параметры перфорации могут рассчитываться другими, автономными программами оптимизации разработки.

Следующей программой, проиллюстрированной на фиг. 1, является программа 102 анализа напряженного состояния. Данная программа рассчитывает напряжение в трубчатых конструкциях, находящихся в скважине (например, рабочих трубчатых колонн, добывающих труб, обсадной трубы), на основе значений давления, температуры и расхода потока. В частности, программа 102 анализа напряженного состояния позволяет учитывать в качестве входных данных параметры трубчатых конструкций, через которые предполагается осуществлять гидроразрыв (например, количество труб, их общая длина и толщина стенок). Программа 102 анализа напряженного состояния для каждой предлагаемой схемы 114 гидроразрыва выдает показатель 116, позволяющий установить, выходят ли значения потоков и давления (совместно с другими данными, например прогнозируемыми уровнями температуры в скважине) касательно предлагаемой схемы 114 гидроразрыва за рамки предельно допустимых значений, установленных для трубчатой колонны. Другими словами, программа 102 анализа напряженного состояния позволяет определить, рассчитана ли трубчатая колонна на эксплуатацию при заданных значениях давления и/или расхода жидкости для гидроразрыва применительно к предлагаемой схеме 114 и не приведет ли применение этой трубчатой к возникновению аварийной ситуации. Если по результатам расчета в программе 102 анализа напряженного состояния касательно конкретной схемы 114 выдается неблагоприятный прогноз относительно прочности компонентов, данная схема признается неподходящим вариантом гидроразрыва. В некоторых случаях программа 102 анализа напряженного состояния в отношении единственной схемы 114 (с учетом других данных) выдает единственный показатель 116, позволяющий установить, выходят ли значения потоков и давления за рамки предельно допустимых значений. В таких случаях с целью создания множества показателей 116 для соответствующего множества схем 114 программа 102 анализа напряженного состояния может быть запущена несколько раз. В других случаях программа 102 анализа напряженного состояния может выдавать несколько схем 114 за один запуск, при этом множество показателей 116 будет соответствовать каждой отдельно взятой схеме из множества схем 114. Показатель 116 или множество показателей 116 может иметь любой подходящий вид и представляться в формате текстового файла, файла НТМЬ или файла ХМЬ. На фиг. 1 изображена определенная последовательность запуска программ, однако порядок запуска этих программ может быть в равной степени иным. Например, программа анализа напряженного состояния может запускаться после программы имитационного моделирования гидроразрыва.

В одном конкретном варианте осуществления изобретения программа 102 анализа напряженного состояния является программой ^ЕЬЬСАТ™ производства компании Ьаибшагк СгарЫек Согрогайои (США, шт. Техас, г. Хьюстон). Программа ^ЕЬЬСАТ™ представляет собой программный комплекс, который позволяет выполнять инженерный анализ различных стадий формирования скважины и добычи углеводородов из этой скважины. Одним приведенным для примера компонентом программы ^ЕЬЬСАТ™ является проектировочный модуль ΡΚΟΌ. Проектировочный модуль ΡΚΟΌ предназначен для имитационного моделирования процесса передачи флюида и тепла при заканчивании, эксплуатации, интенсификации притока, опробовании и техническом обслуживании скважины. Данные программные средства позволяют рассчитывать переходные процессы и процессы в установившемся режиме для однофазного потока и для многофазного потока. Другим компонентом в составе программы ^ЕЬЬСАТ™ является проектировочный модуль ТИВЕ, предназначенный для проведения анализа напряженного состояния трубчатых конструкций. Данный модуль обеспечивает создание стандартной и автоматической схем нагрузки и осуществляет комплексный анализ нагрузок, действующих на трубы, а также кинематических параметров, продольного изгиба и общей механической целостности спроектированных конструкций в сложных условиях физической среды с учетом давления флюида и тепловой нагрузки. Модель, составленная в программных средствах ТИВЕ, при проведении анализа взаимодействует с проектировочным модулем ΡΚΟΌ. Например, в проектировочном модуле ТИВЕ программы ^ЕЬЬСАТ™ учитывается предполагаемая температура в скважине, а также уровни давления в трубчатых конструкциях. Кроме того, данный модуль позволяет прогнозировать аварийные ситуации, такие как деформация труб вследствие оказываемого на них давления, продольный изгиб, деформация при трехмерном напряжении (формоизменение фон Мизеса), деформация при осевой нагрузке и деформация вследствие превышения предела текучести. Кроме того, в равной степени могут использоваться другие программы анализа напряженного состояния.

Следующей программой, проиллюстрированной на фиг. 1, является программа 104 имитационного моделирования гидроразрыва. В качестве входных данных для этой программы могут использоваться физические свойства пород формации, в отношении которой планируется гидроразрыв (например, модуль Юнга, кривая проницаемости); длина и ориентация скважины в зоне гидроразрыва и/или другие схемы 114, полученные при использовании программы 100 планирования гидроразрыва. На основе входных данных программа имитационного моделирования гидроразрыва рассчитывает физическую протя- 3 025473 женность и размеры каждого предлагаемого варианта гидроразрыва, которые называются геометрической структурой гидроразрыва. Таким образом, программа 104 имитационного моделирования гидроразрыва может рассчитывать длину, ширину и высоту гидроразрывов, создаваемых в условиях, предлагаемых каждой схемой 114, а также может выдавать данные, описывающие прогнозируемую трехмерную геометрическую структуру гидроразрыва. В некоторых случаях программа 104 имитационного моделирования гидроразрыва на основе единственной схемы 114 (совместно с другими данными) выдает одну геометрическую структуру 118 гидроразрыва. В таких случаях для создания множества показателей 116, касательно соответствующего множества схем 114, программа 102 анализа напряженного состояния может быть запущена несколько раз. В других случаях программа 102 анализа напряженного состояния на основе нескольких схем 114 может выдавать несколько показателей 116 касательно каждой соответствующей схемы из множества схем 114 за один запуск. Геометрическая структура гидроразрыва или множество геометрических структур гидроразрыва могут представляться в любой подходящей форме, например в виде текстового файла с табличными данными (например, электронной таблицы), файла НТМЬ или файла ХМЬ.

В одном конкретном варианте осуществления изобретения программа 104 имитационного моделирования гидроразрыва является программой δΤΙΜΡΤΑΝ™ производства компании N81 Тсс11по1ощс5. 1пс. (США, шт. Оклахома, г. Талса). К примерам других программ 104 имитационного моделирования гидроразрыва, которые в равной степени могут использоваться, относятся программы РКАСРКО РТ™ производства компании СатЬо Сетатюк (США, шт. Техас, г. Хьюстон), и программы ООНРЕК™ производства компании Ваггее & А88ос1а1е8, ТЬС (США, шт. Техас, г. Хьюстон).

Программа 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии (программа анализа индикаторной кривой) является программой, которая оценивает исходный расход потока углеводородов в поверхностных условиях в зависимости от депрессии - перепада давления во всей скважинной системе, от забоя в пласте до устьевого оборудования на поверхности грунта. На перепад давления и расход потока могут оказывать влияние различные факторы, например ограничители потока трубчатой колонны. Программа анализа зависимости дебита скважины от депрессии определяет исходный расход потока углеводородов или множество значений 120 исходного расхода потока углеводородов. В качестве входных данных для программы 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии могут использоваться геометрические параметры перфорации; геометрическая структура гидроразрыва; предварительные сведения о перфорации обсадной колонны; диаметр труб и/или длина труб. Каждое значение 120 расхода потока углеводородов является расчетным значением расхода потока углеводородов на поверхности (например, расходом потока нефти, расходом потока природного газа), коррелированным по характеристике подъемника (от англ. УЪР - Уетйса1 Ый РегГогтапсе). В некоторых случаях программа 104 имитационного моделирования гидроразрыва на основе единственной геометрической структуры 118 (совместно с другими данными) выдает единственное значение 120 исходного расхода потока углеводородов. В таких случаях для создания множества значений 120 исходного потока углеводородов касательно соответствующего множества геометрических структур 118 гидроразрыва программа 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии может быть запущена несколько раз. В других случаях в программу 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии может вводиться множество геометрических структур 118 гидроразрыва, в результате чего данная программа выдает несколько значений 120 исходного потока углеводородов касательно каждой геометрической структуры гидроразрыва из множества структур 118 гидроразрыва за один запуск. Множество значений 120 исходного потока углеводородов может представляться в любой подходящей форме, например в виде текстового файла, файла НТМЬ или файла ХМЬ. В отдельном случае программа 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии может иметь прямой доступ к множеству значений 120 исходного потока углеводородов посредством интерфейса программирования приложений (от англ. ΑΡΙ - аррйсабоп ргодгапиптд Ыейасе), который предоставляет другим программным средствам доступ непосредственно к программе 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии и к требуемым данным, например таблицам характеристик подъемника и рабочей точке (находящейся на пересечении индикаторной кривой и графика характеристики подъемника).

В одном конкретном варианте осуществления изобретения программа 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии является программой Ргокрег™ производства компании Ре1то1еит Е.хрегК Ыб. (Великобритания, Шотландия, г. Эдинбург). К примерам других программ анализа зависимости дебита скважины от депрессии, которые в равной степени могут использоваться, относятся программа Ле11 Еуа1иа1юп Мобе1 производства компании Р.Е. Моке1у & АккосЫек, 1пс. (США, шт. Техас, г. Хьюстон); программа Р1ре81т™ производства компании ЗсЫитЬетдет Ытйеб (США, шт. Техас, г. Хьюстон) и программа Ле11Г1о™ производства компании ЛеаЫейотб 1п1етиабопа1 Ыб. (Великобритания, Шотландия, г. Эдинбург).

Программа 108 численного моделирования пласта является программой, посредством которой моделируется и оценивается расход потока добываемых из подземной формации углеводородов, взятый в масштабе времени (т.е. моделируется или оценивается поток углеводородов за месяцы или годы), с уче- 4 025473 том значений исходного расхода многочисленных потоков углеводородов, в результате чего создается единственный расход потока добываемых углеводородов, взятый в масштабе времени, или множество расходов 122 потоков добываемых углеводородов, взятых в масштабе времени. В качестве входных данных для программы 108 моделирования пласта могут использоваться геометрические структуры гидроразрыва; значения исходного расхода потока углеводородов; а также модель пласта (например, ячеечная геологическая модель, структурное геологическое строение, данные геофизического исследования скважины с послойными характеристиками формации и/или данные о формации, полученные из других извлекающих углеводороды скважин, пробуренных в рассматриваемой формации). В некоторых случаях программа 108 моделирования пласта на основе одной структуры 118 гидроразрыва и соответствующего значения 120 исходного потока углеводородов выдает один расход 122 потока добываемых углеводородов, взятый в масштабе времени. В таких случаях для создания множества расходов 122 потока добываемых углеводородов, взятых в масштабе времени, касательно соответствующего множества геометрических структур 118 и соответствующих значений 120 исходного потока углеводородов программа 108 моделирования пласта быть запущена несколько раз. В других случаях программа 108 моделирования пласта на основе нескольких геометрических структур 118 и соответствующих значений 120 исходного потока углеводородов может выдавать несколько расходов 122 потока добываемых углеводородов, взятых в масштабе времени, касательно каждой соответствующей геометрических структуры и значения исходного потока углеводородов за один запуск. Множество расходов 122 потока добываемых углеводородов, взятых в масштабе времени, может представляться в любой подходящей форме, например в виде текстового файла, файла НТМЬ или файла ХМЬ.

В одном конкретном варианте осуществления изобретения программа 108 моделирования пласта является программой ЦшкВоок™ производства компании НаШЪийои Еиегду §егуюек. Кроме того, в равной степени могут использоваться другие программы моделирования пласта, такие как программа №хик® производства компании Ьаибтагк ОгарЫск Согрогайои или программа ЕСЬ1Р8Е™ производства компании ЗсЫитЪегдег Ытйей

Программа 110 финансового анализа осуществляет оценку финансовой целесообразности предлагаемого варианта заканчивания с учетом не только стоимости предлагаемого варианта заканчивания (затрат на осуществление предлагаемого варианта заканчивания), но и в некоторых случаях временных характеристик (т.е. стоимости денег во времени), в результате чего создается единственный показатель финансовой целесообразности или множество показателей 124 финансовой целесообразности. В качестве входных данных для программы 110 финансового анализа могут использоваться расходы 122 потока добываемых углеводородов, взятые в масштабе времени; схемы 114; показатели времени, требуемого для выполнения этапа каждой схемы; стоимость каждого этапа каждой схемы; суточные затраты на операции, сопутствующие варианту заканчивания (например, затраты на эксплуатацию буровой вышки, накладные расходы); и/или прогнозируемые рыночные цены на углеводороды на определенном временном интервале. В некоторых случаях программа 110 финансового анализа на основе оценки единственного предлагаемого варианта заканчивания (например, одной схемы вместе с одним значением исходного расхода потока углеводородов) выдает один показатель 124 финансовой целесообразности. В таких случаях для создания множества показателей 124 финансовой целесообразности касательно соответствующего множества схем 114 и соответствующих расходов 122 потока добываемых углеводородов, взятых в масштабе времени, программа 110 финансового анализа быть запущена несколько раз. В других случаях программа 110 финансового анализа на основе нескольких схем 114 и соответствующих расходов 122 потока добываемых углеводородов, взятых в масштабе времени, может выдавать несколько показателей финансовой целесообразности касательно каждого соответствующего варианта заканчивания за один запуск. Множество показателей 124 финансовой целесообразности может представляться в любой подходящей форме, например в виде текстового файла с табличными данными (например, электронной таблицы), файла НТМЬ или файла ХМЬ.

В одном конкретном варианте осуществления изобретения программа 110 финансового анализа является программой Ехсе1®, входящей в состав программного пакета Мюгокой® ОГПсе® производства компании Мюгокой Согрогайои (США, г. Редмонд, шт. Вашингтон). Примером другой подходящей программы финансового анализа является программа АК1Е8™ производства компании Ьаибтагк ОгарЫск Согрогайои. Кроме того, в равной степени могут использоваться другие программы финансового анализа.

Касательно известного уровня техники, оператор, ответственный за принятие решений относительно выбора конкретного варианта заканчивания, в процессе выбора одного конкретного варианта заканчивания взаимодействует с каждой из приведенных для примера вышеописанных программ по отдельности. Однако это взаимодействие и, в частности, передача данных между программами, занимают много времени. Например, каждая из программ 100-110 может выдавать не только искомую информацию, но и огромное количество дополнительной информации, которая, являясь в некоторой степени полезной, не обязательно используется следующей программой, участвующей в рабочем цикле. Например, программа 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии может выдавать значительно большее количест- 5 025473 во информации, нежели только данные о значениях исходного расхода потока углеводородов на поверхности. Программа анализа зависимости дебита скважины от депрессии может выдавать дополнительные данные, например сведения о перепаде давлений в каждой точке или в каждом узле проточной системы, а также показатели относительной концентрации жидкости и увлекаемого газа в каждом узле проточной системы и др. Подобная информация может быть в общем случае полезной для определения или выбора варианта заканчивания, но такого рода информация необязательно вводится, например, в программу 110 финансового анализа. Таким образом, согласно известному уровню техники оператору приходится решать задачи получения и преобразования информации для ее дальнейшей передачи на следующий этап рабочего цикла, что отнимает большое количество времени. Решение задачи получения и преобразования информации для ее распределения между этапами анализа в рамках известного уровня техники характеризуется большими трудозатратами, ввиду чего оператору, осуществляющему подобного рода рабочий цикл, удается проанализировать лишь малое количество возможных вариантов заканчивания (например, три).

Согласно различным вариантам осуществления изобретения организация решения задач, обрабатываемых каждой из программ 100-110, и передачи данных между этими программами обеспечивается управляющей программой 112. В одном конкретном варианте осуществления изобретения оператор вводит в программы 100-110 определенные статические данные или делает эти данные доступными для обращения к ним программ 100-110, после чего управляющая программа 112 осуществляет последовательный запуск каждой из программ 100-110, выполняет синтаксический анализ данных, передает разбитые на синтаксические элементы данные в эти программы и автоматически запускает следующую программу. В частности, оператор может вводить (показано стрелкой 126) в программу 100 планирования гидроразрыва данные геофизического исследования скважины (например, данные геофизического исследования скважины в формате .1аз) и параметры гидроразрыва (например, вид жидкости для гидроразрыва, вид проппанта). Оператор может вводить (показано стрелкой 128) в программу 102 анализа напряженного состояния информацию о трубчатой колонне, через которую планируется осуществление гидроразрыва. Оператор может вводить (показано стрелкой 130) в программу 104 имитационного моделирования гидроразрыва данные геофизического исследования скважины. Оператор может вводить (показано стрелкой 132) в программу 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии данные о подземной формации (например, вид породы, проницаемость, насыщенность углеводородами). Оператор может вводить (показано стрелкой 134) в программу 108 моделирования пласта данные укрупненной ячеечной геологической модели пласта, после чего программа 108 моделирования пласта выполняет имитационное моделирование движения углеводородов через пласт. Оператор может вводить (показано стрелкой 136) в программу 110 финансового анализа данные касательно прогнозируемых цен за единицу объема углеводородов (например, цена за баррель, учетная ставка банковского процента). Указанные блоки статических данных, вводимые оператором, приведены для примера - оператором в равной степени могут вводиться другие статические данные. Например, к другим статическим данным, которые может вводить оператор, относятся следующие параметры: проницаемость формации; показатель анизотропии проницаемости в формации; пористость формации, в которой осуществляется гидроразрыв; показатель водонасыщенности формации; модуль Юнга формации, в которой осуществляется гидроразрыв; показатель горизонтального напряжения в формации; забойное давление; забойная температура; критическая депрессия (т.е. предельное значение разности гидростатического давления в пласте и гидродинамического давления в пласте при перепаде давлений на границе раздела между стволом скважины и пласта, обусловленном потоком флюидов); площадь дренирования скважины и/или характеристики жидкости для гидроразрыва (например, характеристики неньютоновской жидкости).

После ввода статических данных оператор может запустить управляющую программу 112. Данная программа предназначена для организации рабочего цикла оценки предлагаемых вариантов заканчивания посредством запуска программ 100-110 в требуемой последовательности, выполнения синтаксического анализа данных программами 100-110 и передачи разбитых на синтаксические элементы данных в следующую программу, участвующую в рабочем цикле. На фиг. 1 показано, что управляющая программа 112 может запускать программу 100 планирования гидроразрыва для получения множества схем 114. В некоторых случаях схемы 114 выдаются сразу, но в иных случаях управляющая программа 112 обеспечивает выполнение синтаксического анализа данных, выдаваемых программой 100 планирования гидроразрыва, с целью извлечения информации для выдачи схем 114. В случаях, когда программа 100 планирования гидроразрыва выдает одну схему или выдает данные, из которых может быть извлечена одна схема 114, для получения множества схем 114 управляющая программа 112 может запускать программу 100 планирования гидроразрыва несколько раз.

Управляющая программа 112 далее может предоставлять множество схем 114 или открывать доступ к этим схемам программе 102 анализа напряженного состояния и затем автоматически запускать программу 102 анализа напряженного состояния для выдачи показателей или параметров 116. В некоторых случаях показатели 116 выдаются напрямую, но в иных случаях управляющая программа 112 обеспечивает выполнение синтаксического анализа данных, выдаваемых программой 102 анализа напряженного состояния, с целью извлечения информации для выдачи показателей 116. В случаях, когда про- 6 025473 грамма 102 анализа напряженного состояния выдает один показатель или выдает данные, из которых может быть извлечен один показатель, для получения множества показателей 116 управляющая программа 112 может запускать программу 102 анализа напряженного состояния несколько раз.

Управляющая программа 112 далее может предоставлять множество показателей 116 или открывать доступ к этим показателям программе 104 имитационного моделирования гидроразрыва, и затем запускать программу 104 имитационного моделирования гидроразрыва для выдачи геометрических структур 118 гидроразрыва. В одном конкретном варианте осуществления управляющая программа 112 может отбирать из множества схем 114 схемы, характеризующиеся объемом, расходом потока и/или давлением, превышающими предельно допустимые значения, установленные для трубчатой колонны, через которую планируется осуществлять гидроразрыв. В некоторых случаях геометрические структуры 118 гидроразрыва выдаются программой 104 имитационного моделирования гидроразрыва напрямую, но в иных случаях управляющая программа 112 обеспечивает выполнение синтаксического анализа данных, выдаваемых программой 104 имитационного моделирования гидроразрыва, с целью извлечения информации для выдачи геометрических структур 118 гидроразрыва. В случаях, когда программа 104 имитационного моделирования гидроразрыва выдает одну геометрическую структуру гидроразрыва или выдает данные, из которых может быть извлечена одна геометрическая структура гидроразрыва, для получения множества геометрических структур 118 гидроразрыва управляющая программа 112 может запускать программу 104 имитационного моделирования гидроразрыва несколько раз.

Управляющая программа 112 далее может предоставлять множество геометрических структур 118 гидроразрыва или открывать доступ к этим структурам программе 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии, и затем автоматически запускать программу 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии для выдачи значений 120 исходного расхода потока углеводородов. В некоторых случаях значения 120 исходного расхода потока углеводородов выдаются напрямую, но в иных случаях управляющая программа 112 обеспечивает выполнение синтаксического анализа данных, выдаваемых программой 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии, с целью извлечения информации для выдачи значений 120 исходного расхода потока углеводородов. В случаях, когда программа 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии выдает одно значение исходного расхода потока углеводородов или выдает данные, из которых может быть извлечено одно значение 120 исходного расхода потока углеводородов, для получения множества значений 120 исходного расхода потока углеводородов управляющая программа 112 может запускать программу 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии несколько раз.

Управляющая программа 112 далее может предоставлять множество значений 120 исходного расхода потока углеводородов и множество геометрических структур 118 гидроразрыва или открывать доступ к этим значениям и структурам программе 108 моделирования пласта, и затем запускать программу 108 моделирования пласта для выдачи прогнозируемых расходов 122 потока добываемых углеводородов, взятых в масштабе времени. В некоторых случаях прогнозируемые расходы 122 потока добываемых углеводородов, взятые в масштабе времени, выдаются программой 108 моделирования пласта напрямую, но в иных случаях управляющая программа 112 обеспечивает выполнение синтаксического анализа данных, выдаваемых программой 108 моделирования пласта, с целью извлечения информации для выдачи расходов 122 потока добываемых углеводородов, взятых в масштабе времени. В случаях, когда программа 108 моделирования пласта выдает один расход потока добываемых углеводородов, взятый в масштабе времени, или выдает данные, из которых может быть извлечен один расход потока добываемых углеводородов, взятый в масштабе времени, для получения множества расходов 122 потока добываемых углеводородов, взятых в масштабе времени, управляющая программа 112 может запускать программу 108 моделирования пласта несколько раз.

Управляющая программа 112 далее может предоставлять множество прогнозируемых расходов 122 потока добываемых углеводородов, взятых в масштабе времени, или открывать доступ к этим потокам программе 110 финансового анализа и затем запускать программу 110 финансового анализа для выдачи показателей или параметров 124 финансовой целесообразности. В некоторых случаях параметры 124 финансовой целесообразности выдаются программой 110 финансового анализа напрямую, но в иных случаях управляющая программа 112 обеспечивает выполнение синтаксического анализа данных, выдаваемых программой 110 финансового анализа, с целью извлечения информации для выдачи показателей или параметров 124 финансовой целесообразности. В случаях, когда программа 110 финансового анализа выдает один показатель или параметр финансовой целесообразности или выдает данные, из которых может быть извлечен один показатель или параметр финансовой целесообразности, для получения множества параметров 124 финансовой целесообразности управляющая программа 112 может запускать программу 110 финансового анализа несколько раз.

В некоторых вариантах осуществления изобретения управляющая программа 112 далее может предоставлять параметры 124 финансовой целесообразности оператору, на основе чего оператор может выбрать подходящий вариант заканчивания. Благодаря экономии времени при использовании управляющей программы 112, координирующей функционирование программ 100-110 в рабочем цикле, оператор может оценить значительно большее количество возможных вариантов заканчивания, нежели в случае, ко- 7 025473 гда часть рабочего цикла или весь рабочий цикл контролируется оператором вручную. Например, за интервал времени, в течение которого без использования управляющей программы 112 можно было успеть проанализировать только три варианта заканчивания, оператор сможет рассмотреть 3000 и более вариантов заканчивания. Следует отметить, что в процессе анализа могут рассматриваться не только предлагаемые варианты заканчивания, характеризующихся показателем финансовой целесообразности, но и схемы, характеризующиеся параметрами гидроразрыва, значения которых выходят за рамки предельно допустимых значений, установленных для трубчатой колонны (т.е. схемы, отбракованные на основе параметров 116, выданных программой 102 анализа напряженного состояния).

В некоторых вариантах осуществления изобретения параметры финансовой целесообразности могут представлять собой показатели чистой приведенной стоимости (ЧПС, от англ. ие1 ргсхсШ уа1ие - ΝΡν или ие1 ргехеШ νοΓίΙι - ΝΡΑ). Чистая приведенная стоимость - это числовая величина, рассчитываемая по приведенным к текущему моменту времени размеру прогнозируемых капиталовложений с учетом их временных характеристик и размеру прогнозируемого дохода с учетом его временных характеристик (т.е. с учетом стоимости денег во времени, хотя текущий момент времени может относиться и к будущему времени). Таким образом, на основе множества показателей финансовой целесообразности, представленных чистой приведенной стоимостью, оператор может выбрать вариант заканчивания, характеризующийся оптимальной чистой приведенной стоимостью, или вариант заканчивания, характеризующийся чистой приведенной стоимостью, которая раньше примет положительное значение в течение срока эксплуатации скважины. В некоторых вариантах осуществления изобретения выбирается предлагаемый вариант осуществления изобретения с максимальной чистой приведенной стоимостью или с чистой приведенной стоимостью, которая раньше примет положительное значение, но в других случаях может быть выбран вариант заканчивания, характеризующийся меньшим значением подходящей чистой приведенной стоимости (например, наибольшая чистая приведенная стоимость может относиться к варианту заканчивания, характеризующемуся большим финансовым риском, как в случае воздействия на формацию с осуществлением обширного гидроразрыва, требующего применения фирменных скважинных инструментов с высокими авансовыми затратами).

На фиг. 2 показан график, отображающий параметры финансовой целесообразности, а также данные, на основе которых могут быть рассчитаны параметры финансовой целесообразности. В частности, на фиг. 2 показана гистограмма движения денежных средств (значения по левой вертикальной оси), сопровождающего процессы бурения и добычи касательно гипотетической скважины. Например, на протяжении первых шести месяцев движение денежных средств характеризуется отрицательными значениями, причем наибольшие денежные расходы 200, 202 наблюдаются в первом и в шестом месяцах. Наиболее вероятно, что денежные расходы 200 в первом месяце обусловлены затратами на монтаж буровой установки и необходимого оборудования, а денежные расходы 202 в шестом месяце обусловлены затратами на заканчивание скважины. После начала добычи углеводородов через гипотетическую скважину в седьмом месяце движение денежных средств характеризуется уже положительным значением, что указывает на начало поступления 206 денежных средств. Далее, поступление денежных средств (линия 204) прямо пропорционально объему добычи углеводородов. На фиг. 2 также приведены несколько показателей чистой приведенной стоимости (каждое значение имеет форму треугольника), которые в совокупности образуют график 208 показателей чистой приведенной стоимости. Каждый приведенный для примера показатель чистой приведенной стоимости выражает текущее значение для соответствующего интервала времени. На интервалах времени, характеризующихся денежными расходами, график показателей чистой приведенной стоимости идет вниз (участок 210), а на интервалах времени, следующих за моментом начала добычи углеводородов, график показателей чистой приведенной стоимости идет вверх (участок 212). В приведенной для примера ситуации, проиллюстрированной на фиг. 2, чистая приведенная стоимость становится положительной в 27-м месяце, после чего, с течением времени, асимптотически приближается к своему максимальному значению в более поздние месяцы.

Таким образом, одним из приведенных для примера оцениваемых параметров финансовой целесообразности является месяц, по наступлении которого чистая приведенная стоимость становится положительной, причем предпочтительнее варианты заканчивания, характеризующиеся более ранним выходом чистой приведенной стоимости из минуса. В других случаях оцениваемым параметром финансовой целесообразности является наибольшая чистая приведенная стоимость за все время оценки. Таким образом, хотя конкретный вариант заканчивания может характеризоваться более поздним выходом чистой приведенной стоимости из минуса, такой вариант заканчивания может характеризоваться большим значением совокупной чистой приведенной стоимости и, следовательно, именно он может быть выбран в качестве подходящего варианта заканчивания.

В других вариантах осуществления изобретения параметром финансовой целесообразности может являться показатель окупаемости инвестиций (от англ. КО1 - ге1иги οί шуе81теи1 или КОК - га1е οί ге1ит). Окупаемость инвестиций - это числовая величина, являющаяся отношением прибыли или убытков к сумме инвестиций. Таким образом, на основе множества показателей финансовой целесообразности, представленных окупаемостью инвестиций, оператор может выбрать вариант заканчивания, характеризующийся более подходящей окупаемостью инвестиций. В некоторых случаях выбирается предлагаемый

- 8 025473 вариант заканчивания, характеризующийся максимальной окупаемостью инвестиций, но в других случаях может выбираться вариант заканчивания, характеризующийся менее подходящей окупаемостью инвестиций с учетом прочих, зачастую не денежных, факторов.

К настоящему моменту были описаны различные варианты осуществления изобретения, в которых управляющая программа 112 выполняет рабочий цикл в разомкнутом режиме, т.е. после своего начала рабочий цикл выполнялся до самого конца, в результате чего выдавался результат. Однако в иных вариантах осуществления управляющая программа 112 может повторять некоторые этапы рабочего цикла или весь рабочий цикл для анализа соответствия критерию выбора.

Например, в одном конкретном варианте осуществления изобретения управляющая программа 112 выполняет рабочий цикл несколько раз, пока множество параметров финансовой целесообразности не удовлетворит определенному критерию. Таким образом, управляющая программа может самостоятельно проводить анализ параметров 124 финансовой целесообразности и соответствие критерию выбора, и если эти параметры не удовлетворяют определенному критерию или недостаточное количество параметров удовлетворяет определенному критерию, управляющая программа 112 может повторно выполнять некоторые этапы рабочего цикла или весь рабочий цикл. В некоторых случаях управляющая программа может повторять выполнение рабочего цикла, начиная с программы 100 планирования гидроразрыва, но уже с измененными параметрами (например, другими данными о жидкости для гидроразрыва, другими значениями эффективности). В других случаях управляющая программа 112 может возобновлять выполнение рабочего цикла с любой подходящей точки, например с программы 102 анализа напряженного состояния (скажем, на основе изменившихся параметров трубчатой колонны, через которые планируется нагнетание жидкости для гидроразрыва в ствол скважины). В таких случаях управляющая программа 112 на основе эффективного анализа нескольких тысяч возможных вариантов заканчивания может выдавать показатель одного наиболее подходящего варианта заканчивания или небольшое количество подходящих вариантов заканчивания. В одном конкретном варианте осуществления изобретения управляющая программа 112 является программой ЛккеЮоииес!™ производства компании Ьапбшагк ОгарЫск Согрогайоп. В программе Лк5е1Соппес1™ для создания и/или оценки вариантов заканчивания на основе одного или нескольких критериев выбора с целью получения одного подходящего варианта заканчивания или небольшого количества подходящих вариантов заканчивания могут использоваться такие процедуры оптимизации, как выборка на основе латинского гиперкуба, оптимальная выборка на основе латинского гиперкуба, выборка на основе ортогонального массива и/или выборка на основе параметрического анализа. Кроме того, в равной степени могут использоваться другие программные средства, которые могут выполнять аналогичные функции и работать в соответствии с вышеприведенным описанием.

На фиг. 1 показаны пример рабочего цикла, приведенные для примера варианты взаимодействия оператора с различными программами и варианты взаимодействия различных программ 100-110 с управляющей программой 112, причем на фиг. 1 проиллюстрирован рабочий цикл, относящийся к одной зоне гидроразрыва в скважине. При этом следует отметить, что приведенная на фиг. 1 информация не является исчерпывающей и не ограничивает функциональность других вариантов осуществления изобретения. В одном конкретном варианте осуществления изобретения рабочий цикл, контролируемый управляющей программой 112, включает анализ вариантов заканчивания одной и той же скважины не только в одной, но и в нескольких зонах гидроразрыва.

На фиг. 3 показана блок-схема рабочего цикла, контролируемого управляющей программой 112, согласно вариантом осуществления изобретения, относящимся к гидроразрыву в нескольких зонах (в данном примере в трех). В частности, на фиг. 3 проиллюстрированы данные 300 геофизического исследования скважины, выражающие приведенный для примера набор параметров, которые могут вводиться в программу 100 планирования гидроразрыва. Кроме того, в данную программу также могут вводиться другие параметры. На основе данных геофизического исследования скважины и другой информации программа 100 планирования гидроразрыва может выдавать схемы, например схемы 302, 304 и 306 для различных зон. На основе схем 302, 304 и 306 управляющая программа 112 запускает программу 104 имитационного моделирования гидроразрыва для получения соответствующих геометрических структур 308, 310 и 312 гидроразрыва. Если схема для конкретной зоны или конкретных зон характеризуется превышением предельно допустимых значений, установленных для трубчатой колонны (например, по результатам исследования в программе 102 анализа напряженного состояния), такие схемы могут не передаваться в программу 104 имитационного моделирования гидроразрыва (несмотря на то, что данная ситуация не отражена на фиг. 3).

Далее, на основе геометрических структур 308, 310, 312 гидроразрыва управляющая программа 112 запускает программу 106 анализа зависимости дебита скважины от депрессии для получения исходного расхода 314 потока углеводородов, который в некоторых случаях включает значения расхода потоков нефти, воды и газа. В приведенной для примера ситуации, проиллюстрированной на фиг. 3, полагается, что исходные потоки углеводородов в каждой соответствующей зоне гидроразрыва оказывают друг на друга влияние (например, при увеличении давления текучей среды в одной зоне уменьшается давления текучей среды в другой зоне), и, таким образом, в полученном значении одного исходного расхода 314

- 9 025473 потока углеводородов учитываются характеристики всех трех приведенных для примера зон. Далее, управляющая программа 112 запускает программу 108 моделирования пласта для получения расхода 316 потока добываемых углеводородов за некоторый интервал времени. Кроме того, полагается, что потоки добываемых углеводородов в каждой соответствующей зоне гидроразрыва оказывают друг на друга влияние, и, таким образом, в полученном значении одного расхода 316 потока добываемых углеводородов за некоторый интервал времени учитываются характеристики всех трех приведенных для примера зон. Далее, управляющая программа 112 запускает программу 110 финансового анализа для получения показателей 318 финансовой целесообразности.

На фиг. 3 проиллюстрирован процесс анализа нескольких зон и показано (линией 320), что данный процесс повторяется частично или полностью. Таким образом, анализ нескольких зон может выполняться за несколько итераций с изменением параметров каждой конкретной зоны. Множество наиболее экономически выгодных вариантов заканчивания в отношении всей скважины может охватывать разные виды гидроразрывов в различных зонах. Например, вследствие взаимосвязи между давлениями в различных зонах, из которых углеводороды поступают в продуктивную трубчатую колонну, множество наиболее экономически выгодных вариантов заканчивания может подразумевать более агрессивное воздействие на зоны гидроразрыва, характеризующиеся большей высотой пласта, что может быть установлено при выполнении анализа посредством управляющей программы 112. При использовании технологий известного уровня техники у оператора могло не хватать времени на выявление различных взаимосвязей между зонами гидроразрыва для проведения такого сравнения.

Согласно вышеприведенному описанию, некоторые программы 100 планирования гидроразрыва могут выдавать несколько схем. Таким образом, варианты осуществления изобретения, соответствующие информации, приведенной на фиг. 3, могут характеризоваться несколькими (например, тремя) схемами для каждой зоны гидроразрыва. Например, схема(ы) 302 для зоны 1 может(гут) быть представлена(ы) тремя схемами, схема(ы) 304 для зоны 2 может(гут) быть представлена(ы) тремя схемами и схема(ы) 306 для зоны 3 может(гут) быть представлена(ы) тремя схемами (итого девять схем для трех приведенных для примера зон). Каждая схема характеризуется геометрической структурой гидроразрыва и, следовательно, управляющей программой 112 за один цикл могут анализироваться различные сочетания геометрических структур гидроразрыва, причем количество этих сочетаний при повторном анализе будет увеличиваться приблизительно по экспоненте. Таким образом, количество возможных вариантов, подлежащих анализу за определенный промежуток времени, получается огромным и выходит за рамки человеческих возможностей ручной обработки. В результате, указанная программа позволяет проанализировать все возможные варианты заканчивания, которые оператор при ручной обработке данных физически не в состоянии рассмотреть в условиях ограниченного времени.

В рамках различных вариантов осуществления изобретения имеются несколько программных средств и пакетов программ. В некоторых случаях каждая программа и/или каждый программный пакет выполняются в собственной компьютерной системе, например в серверной компьютерной системе, и взаимодействуют друг с другом по компьютерной сети (например, по локальной компьютерной сети (от англ. ΤΛΝ - 1оса1 агеа пс1\уогк). по глобальной компьютерной сети (от англ. νΑΝ - \\з4е агеа пс1\уогк). через Интернет). Таким образом, компьютерные системы, выполняющие различные задачи, могут быть удалены друг от друга на значительные расстояния. Другими словами, несколько программ и/или программных пакетов могут выполняться в одной и тоже компьютерной системе. Кроме того, некоторые или все программы и/или программные пакеты могут выполняться в среде облачных вычислений, причем в данную среду может входить группа удаленных серверных систем с динамическим распределением рабочей нагрузки.

На фиг. 4 показан способ согласно, по меньшей мере, некоторым вариантам осуществления изобретения. В частности, после начального этапа 400 следует этап 402 определения множества подходящих вариантов гидроразрыва для подземной формации. В некоторых случаях данный этап может включать следующие стадии: ввод данных геофизического исследования и параметров гидроразрыва в программу планирования гидроразрыва (стадия 404); ввод указанных данных геофизического исследования в программу имитационного моделирования гидроразрыва (стадия 406); ввод информации о трубчатой колонне в программу анализа напряженного состояния (стадия 408) и запуск пользователем управляющей программы, осуществляющей автоматическое выполнение программы планирования гидроразрыва, программы имитационного моделирования гидроразрыва, программы анализа напряженного состояния с последующей выдачей множества вариантов гидроразрыва и определением множества подходящих вариантов гидроразрыва (стадия 410). Далее следует заключительный этап 412 способа.

На фиг. 5 показан способ (который может быть реализован программно) согласно, по меньшей мере, некоторым вариантам осуществления изобретения. В частности, после начального этапа 500 следует этап 502, на котором выполняется программа планирования гидроразрыва и посредством этой программы автоматически определяется множество схем, каждая из которых содержит данные об объеме жидкости для гидроразрыва, о количестве проппанта и о расходе потока жидкости для гидроразрыва. Далее следует этап 504, на котором каждая схема из множества схем вводится в программу анализа напряженного состояния трубчатой колонны, осуществляется выполнение программы анализа напряженного со- 10 025473 стояния и посредством этой программы определяется множество показателей, позволяющих установить, выходят ли параметры соответствующей схемы за рамки предельно допустимых значений для трубчатой колонны. Далее следует этап 506, на котором, по меньшей мере, некоторые схемы вводятся в программу имитационного моделирования гидроразрыва, осуществляется выполнение этой программы и определяется множество геометрических структур гидроразрыва, каждая из которых относится к соответствующей схеме. Далее автоматически следует заключительный этап 508 способа.

Алгоритмы оптимизации выбираются пользователем в зависимости от количества параметров. Процесс оптимизации гидроразрыва осуществляется за несколько итераций, и в то же время задаются один или несколько критериев выбора, например максимальная чистая приведенная стоимость при минимальных затратах на осуществление гидроразрыва. Для формирования ограничений процесса оптимизации добавляются параметры штрафных отклонений и поправочные коэффициенты. Управляющая программа автоматически завершает свою работу по достижении максимальных (минимальных) значений критериев выбора, находящихся в рамках ограничений, при минимальных штрафных отклонениях.

На фиг. 6 показана компьютерная система 600, согласно, по меньшей мере, некоторым вариантам осуществления изобретения, в отношении которой могут применяться, по меньшей мере, некоторые программно реализованные способы. Другими словами, некоторые или все варианты осуществления изобретения могут выполняться компьютерной системой, например компьютерной системой, показанной на фиг. 6, несколькими компьютерными системами, например компьютерными системами, одна из которых показана на фиг. 6, и/или одной или несколькими компьютерными системами, эквивалентными компьютерной системе, показанной на фиг. 6, в том числе компьютерными системами, которые будут разработаны впоследствии. В частности, компьютерная система 600 содержит главный процессор 610, соединенный с главным запоминающим устройством 612 и другими периферийными компонентами компьютерной системы через интегрированный главный мост 614. Главный процессор 610 может быть одноядерным устройством или многоядерным. Кроме того, в компьютерной системе 600 может использоваться несколько главных процессоров 610. Главный процессор 610 соединен с главным мостом 614 через главную шину 616, кроме того, главный мост 614 может быть интегрирован в главный процессор 610. Таким образом, в компьютерной системе 600 могут использоваться другие конфигурации шин или мостов для передачи данных между шинами - в дополнение к показанным на фиг. 6 или вместо них.

Главное запоминающее устройство 612 соединено с главным мостом 614 через шину 618 памяти. Таким образом, главный мост 614 содержит блок управления запоминающим устройством, который управляет групповыми операциями обмена данными с главным запоминающим устройством 612 путем распределения сигналов управления для доступа к памяти. В других вариантах осуществления изобретения блок управления запоминающим устройством реализован непосредственно в главном процессоре 610, и главное запоминающее устройство 612 может соединяться с главным процессором 610 напрямую. Главное запоминающее устройство 612 функционирует в качестве рабочей памяти главного процессора 610 и состоит из одного запоминающего устройства или из матрицы запоминающих устройств, в которых хранятся программы, инструкции и данные. Главное запоминающее устройство 612 может представлять собой запоминающее устройство любого типа, например динамическое оперативное запоминающее устройство (динамическое ОЗУ, от англ. йупапис таийот ассе88 тетогу - ΌΚΑΜ) или динамическое ОЗУ любого подвида, в том числе синхронное динамическое ОЗУ (δΌΚΑΜ, от англ. 8упсЬтопои8 ΌΚΑΜ) (включая синхронное динамическое ОЗУ с удвоенной скоростью передачи данных ΌΌΚ δΌΚΑΜ (от англ. йоиЬ1е йа!а га!е δΌΚΑΜ), синхронное динамическое ОЗУ с удвоенной скоростью передачи данных второго поколения ΌΌΚ2 δΌΚΑΜ (от англ. йоиЬ1е йа!а га!е 1\\о δΌΚΑΜ), синхронное динамическое ОЗУ с удвоенной скоростью передачи данных третьего поколения ΌΌΚ3 δΌΚΑΜ (от англ. йоиЫе йа!а га!е 1Ьгее δΌΚΑΜ)), динамическое ОЗУ с увеличенным временем доступности выходных буферов данных (ΕΌΟΌΚΑΜ, от англ. ех!еийей йа!а ои1ри1 ΌΚΑΜ) или динамическое ОЗУ стандарта компании ИатЬи8 (ΚΌΚΑΜ, от англ. РатЬи8 ΌΚΑΜ). Главное запоминающее устройство 612 является примером носителя считываемой компьютером информации для длительного хранения данных, в том числе программ и инструкций. Кроме того, главное запоминающее устройство 612 может представлять собой жесткий диск (ΗΌ, от англ. Ьатй Й18к) или устройство флэш-памяти.

В приведенном примере компьютерная система 600 также содержит второй мост 628, соединяющий первичную шину 626 расширения с различными вторичными шинами расширения, например с шиной 630 ЬРС (от англ. 1ο\ν ρίη соий - малое количество контактов) и с шиной 632 РС1 (от англ. репрНега1 сотропей8 ш1етсоппес1 - взаимосвязь периферийных компонентов). Мост 628 может быть совместим с другими вторичными шинами расширения. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения мост 628 содержит контроллер-концентратор ввода-вывода (от англ. щрй/ойрй сойто11ет 1шЬ - 1СН) производства компании 1йе1 Сотротайои, и, следовательно, первичная шина 626 расширения представляет собой шину связи с концентратором (от англ. НиЬ-йпк Ьи8), являющуюся интеллектуальной собственностью компании 1йе1 Сотротайоп. Однако компьютерная система 600 не ограничивается продукцией какого-либо конкретного производителя набора микросхем, и, следовательно, кроме данной продукции, могут эквивалентно использоваться мосты и протоколы шин расширения, поставляемые разными производителями.

- 11 025473

Шина 630 ЬРС соединяет мост 628 и запоминающее устройство 636 с блоком со встроенными программными средствами, который представляет собой постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, от англ. геай-ои1у тетогу - КОМ), содержащее встроенные программы, выполняемые главным процессором 610. В программных средствах содержатся программы, выполняемые только во время и по окончании процедур самотестирования при включении питания (от англ. ро\\ег оп 5е1Г 1е815 - РО8Т).

Компьютерная система 600 далее содержит плату 638 сетевого интерфейса (от англ. пе1\уогк 1п1егГасе сагй - ΝΙΟ), соединенную с шиной 1102 РС1. Плата 638 сетевого интерфейса предназначена для соединения компьютерной системы 600 с сетью передачи данных, например с Интернетом.

Изображенная на фиг. 6 компьютерная система 600 далее может содержать суперконтроллер 640 ввода-вывода, соединенный с мостом 628 через шину 630 ЬРС. Суперконтроллер 640 ввода-вывода управляет различными функциями компьютерной системы, например обеспечивает взаимодействие с различными устройствами ввода и вывода, в том числе с клавиатурой 642, манипулятором 644 (например, мышью), игровым контроллером 646, различными последовательными портами, дисководами для гибких дисков и жесткими дисками 641. Жесткий диск 641 является еще одним примером носителя считываемой компьютером информации. В других случаях жесткий диск 641 может соединяться с отдельным контроллером жесткого диска, соединенным с более производительной шиной расширения, например с шиной 632 РС1. В частности, такое соединение применяется в случаях, когда жесткий диск используется в качестве массива жестких дисков (например, избыточного массива независимых (или недорогих) дисков (КЛГО, от англ. гейипйап! аггау оГ шйерепйеп! Фзкз)). В случаях, когда компьютерная система 600 представляет собой серверную компьютерную систему, клавиатура 642, манипулятор 644 и игровой контроллер 646 могут не использоваться.

Компьютерная система 600 далее содержит графический процессор 650 (от англ. дгарЫсз ргосеззтд ипй- ОРИ), соединенный с главным мостом 614 через шину 652, например шину повышенной производительности РС1-Ехрге88 (также называемую шиной РС1-Е) или шину АОР (от англ. айуапсей дгарйсз ргосе88шд -усовершенствованная графическая обработка). Кроме данных видов шин могут эквивалентно использоваться другие шинные системы, в том числе разработанные позднее даты разработки указанных видов шин. Кроме того, графический процессор 650 может соединяться с первичной шиной 626 расширения или с одной из вторичных шин расширения (например, с шиной 632 РС1). Графический процессор 650 соединен с устройством 654 отображения, которое может представлять собой одно или несколько любых подходящих устройств отображения информации, предназначенных для визуализации изображения или текста. Графический процессор 650 содержит встроенный процессор 656, а также встроенное запоминающее устройство 658. Таким образом, при получении сигналов от главного процессора 610 процессор 656 может производить графическую обработку. Кроме того, запоминающее устройство 658 может иметь значительно больший объем памяти, порядка нескольких сотен мегабайтов и выше. Таким образом, после получения соответствующей команды от главного процессора 610 графический процессор 650 может выполнять расчеты для формирования графического изображения, выводящегося системой отображения, и, в конечном итоге, выводить на экран необходимые графические данные без дальнейшего участия главного процессора 610 или не получая от него данные. В некоторых случаях, например когда компьютерная система 600 работает в качестве серверной компьютерной системы, графический процессор 650 и устройство 654 отображения могут не использоваться.

На основе приведенного в данном документе описания изобретения специалист может реализовать программные средства, созданные согласно приведенному описанию, на базе соответствующих компьютерных аппаратных средств общего назначения или особого назначения, в результате чего могут быть созданы компьютерная система и/или компьютерные компоненты согласно вариантам осуществления настоящего изобретения; могут быть созданы компьютерная система и/или компьютерные компоненты для реализации предложенного способа в рамках вариантов осуществления настоящего изобретения и/или может быть создан носитель считываемой компьютером информации для длительного хранения данных (т.е. отличный от сигнала, передаваемого по проводникам или при помощи беспроводных средств связи), в том числе программных средств, посредством которых могут быть реализованы аспекты вариантов осуществления предложенного способа.

Вышеприведенное описание предназначено для пояснения принципов и различных вариантов осуществления настоящего изобретения. Настоящее изобретение может подвергаться различным изменениям и модификациям, понятным специалисту на основе прочтения вышеприведенного описания. Например, в данном описании упомянут ряд имеющихся в продаже программ, однако различные варианты осуществления изобретения не ограничиваются только имеющимися в продаже программами. Многие компании имеют программы внутреннего пользования или патентованные программы, выполняющие особую задачу или особые задачи, и возможно применение такого рода патентованных программ в производственном процессе. Ниже приведена формула изобретения, охватывающая все эти изменения и модификации.

Claims (8)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Способ определения подходящих вариантов гидроразрыва формации, включающий определение с помощью компьютерной системы набора подходящих вариантов гидроразрыва для множества зон гидроразрыва, запланированных для одной скважины в подземной формации, причем указанное определение осуществляют на следующих стадиях:

   вводят данные геофизического исследования и параметры гидроразрыва в программу планирования гидроразрыва;

   вводят указанные данные геофизического исследования в программу имитационного моделирования гидроразрыва;

   вводят информацию о трубчатой колонне в программу анализа напряженного состояния;

   вводят информацию о подземной формации в программу анализа зависимости дебита скважины от депрессии;

   вводят данные о подземной формации в программу моделирования пласта;

   вводят данные о прогнозируемых ценах за единицу объема углеводородов в программу финансового анализа;

   запускают пользователем управляющую программу, осуществляющую выполнение программы планирования гидроразрыва, программы имитационного моделирования гидроразрыва, программы анализа напряженного состояния, программы анализа зависимости дебита скважины от депрессии и программы моделирования пласта с последующим определением набора подходящих вариантов гидроразрыва из множества вариантов гидроразрыва и выдачей подходящих вариантов гидроразрыва, причем управляющая программа выдает набор прогнозируемых исходных расходов потока добываемых углеводородов, каждый из которых относится к соответствующему варианту гидроразрыва из набора подходящих вариантов гидроразрыва; набор прогнозируемых расходов потока добываемых углеводородов за некоторый интервал времени, каждый из которых относится к соответствующему исходному расходу потока добываемых углеводородов из набора прогнозируемых исходных расходов потока добываемых углеводородов; и набор показателей финансовой целесообразности, каждый из которых относится к соответствующему прогнозируемому расходу потока добываемых углеводородов из набора прогнозируемых расходов потока добываемых углеводородов за некоторый интервал времени.
2. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что каждый из показателей финансовой целесообразности из набора показателей финансовой целесообразности представляет собой по меньшей мере один из числа следующих: чистая приведенная стоимость, окупаемость инвестиций.
3. 3. Компьютерная система для определения подходящих вариантов гидроразрыва формации, содержащая процессор и запоминающее устройство, соединенное с процессором, причем в запоминающем устройстве хранится программа, которая при выполнении процессором обеспечивает выполнение программы планирования гидроразрыва и определение для множества зон гидроразрыва, запланированных для одной скважины, посредством этой программы набора схем, каждая из которых содержит данные об объеме жидкости для гидроразрыва, о количестве проппанта и о расходе потока жидкости для гидроразрыва;

   ввод каждой схемы из набора схем в программу анализа напряженного состояния трубчатой колонны, выполнение программы анализа напряженного состояния и определение посредством этой программы набора показателей, позволяющих установить, выходят ли параметры соответствующей схемы за рамки предельно допустимых значений для трубчатой колонны;

   ввод по меньшей мере части схем в программу имитационного моделирования гидроразрыва, выполнение этой программы и определение набора геометрических структур гидроразрыва, каждая из которых относится к соответствующей схеме;

   ввод по меньшей мере части геометрических структур гидроразрыва из набора геометрических структур гидроразрыва в программу анализа зависимости дебита скважины от депрессии;

   выполнение программы анализа зависимости дебита скважины от депрессии;

   определение посредством программы анализа зависимости дебита скважины от депрессии набора исходных расходов потока углеводородов, причем каждый исходный расход потока углеводородов относится к соответствующей геометрической структуре гидроразрыва;

   ввод по меньшей мере части исходных расходов потока углеводородов из набора исходных расходов потока углеводородов в программу моделирования пласта;

   выполнение программы моделирования пласта;

   определение посредством программы моделирования пласта набора прогнозируемых расходов потока добываемых углеводородов за некоторый интервал времени, причем каждый расход потока добываемых углеводородов за некоторый интервал времени относится к соответствующему исходному расходу потока углеводородов из набора исходных расходов потока углеводородов;

   ввод по меньшей мере части прогнозируемых расходов потока добываемых углеводородов за некоторый интервал времени из набора прогнозируемых расходов потока добываемых углеводородов за некоторый интервал времени в программу финансового анализа;

   - 13 025473 выполнение программы финансового анализа;

   определение посредством программы финансового анализа набора показателей финансовой целесообразности, причем каждый показатель финансовой целесообразности относится к соответствующему прогнозируемому расходу потока добываемых углеводородов за некоторый интервал времени из набора прогнозируемых расходов потока добываемых углеводородов за некоторый интервал времени.
4. 4. Компьютерная система по п.3, отличающаяся тем, что процессор вводит, по меньшей мере, некоторые схемы в программу имитационного моделирования гидроразрыва, выполнение которой процессором обеспечивает получение схем, характеризующихся соответствующими показателями, указывающими на то, что при осуществлении гидроразрыва параметры гидроразрыва не выходят за рамки предельно допустимых значений, установленных для трубчатой колонны.
5. 5. Компьютерная система по п.3, отличающаяся тем, что при выдаче процессором набора показателей финансовой целесообразности посредством выполняемой процессором программы показатель финансовой целесообразности представляет собой по меньшей мере один из числа следующих: чистая приведенная стоимость, окупаемость инвестиций.
6. 6. Машиночитаемый носитель данных с записанной на нем программой, которая при выполнении процессором обеспечивает выполнение программы планирования гидроразрыва и определение для множества зон гидроразрыва, запланированных для одной скважины, посредством этой программы набора схем, каждая из которых содержит данные об объеме жидкости для гидроразрыва, о количестве проппанта и о расходе потока жидкости для гидроразрыва;

   ввод каждой схемы из набора схем в программу анализа напряженного состояния, выполнение программы анализа напряженного состояния и определение посредством этой программы набора показателей, позволяющих установить, выходят ли параметры соответствующей схемы за рамки предельно допустимых значений для трубчатой колонны;

   ввод по меньшей мере части схем в программу имитационного моделирования гидроразрыва, выполнение этой программы и определение набора геометрических структур гидроразрыва, каждая из которых относится к соответствующей схеме;

   ввод по меньшей мере части геометрических структур гидроразрыва из набора геометрических структур гидроразрыва в программу анализа зависимости дебита скважины от депрессии;

   выполнение программы анализа зависимости дебита скважины от депрессии;

   определение посредством программы анализа зависимости дебита скважины от депрессии набора исходных расходов потока углеводородов, причем каждый исходный расход потока углеводородов относится к соответствующей геометрической структуре гидроразрыва;

   ввод по меньшей мере части исходных расходов потока углеводородов из набора исходных расходов потока углеводородов в программу моделирования пласта;

   выполнение программы моделирования пласта;

   определение посредством программы моделирования пласта набора прогнозируемых расходов потока добываемых углеводородов за некоторый интервал времени, причем каждый расход потока добываемых углеводородов за некоторый интервал времени относится к соответствующему исходному расходу потока углеводородов из набора исходных расходов потока углеводородов;

   ввод по меньшей мере части прогнозируемых расходов потока добываемых углеводородов за некоторый интервал времени из набора прогнозируемых расходов потока добываемых углеводородов за некоторый интервал времени в программу финансового анализа;

   выполнение программы финансового анализа и определение посредством программы финансового анализа набора показателей финансовой целесообразности, причем каждый показатель финансовой целесообразности относится к соответствующему прогнозируемому расходу потока добываемых углеводородов за некоторый интервал времени из набора прогнозируемых расходов потока добываемых углеводородов за некоторый интервал времени.
7. 7. Носитель по п.6, отличающийся тем, что при вводе процессором по меньшей мере части схем выполняемая процессором программа выдает схемы, характеризующиеся соответствующими показателями, указывающими на отсутствие выхода за указанные рамки предельно допустимых значений.
8. 8. Носитель по п.6, отличающийся тем, что при определении процессором набора показателей финансовой целесообразности показатель финансовой целесообразности представляет собой по меньшей мере один из числа следующих: чистая приведенная стоимость, окупаемость инвестиций.