JP2020537720A - 坑井間トレーサの統合による貯留層生産最適化の強化 - Google Patents
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Abstract
Description
この出願は、2017年10月17日に出願された米国特許出願第15/786,372号の優先権を主張し、その全内容は参照により本明細書に組み込まれる。
上式で、j=1,2,・・・,Ne、Neはアンサンブルメンバ(ensemble members)の数を示す。項CMD fは、モデルパラメータの以前のベクトルmfと予測データのベクトルdfとの間の相互共分散(cross-covariance)行列である。CDD fは、予測データのNd×Nd自動共分散(auto-covariance)行列であり、Ndは同化された測定の合計数を表す。duc〜N(dobs,CD)は摂動観測のベクトルであり、dobsは現地から観測された実際のデータを示し、CDは観測されたデータ測定誤差についてユーザ定義のNd×Nd自動共分散の行列を示す。項αi,i=1,2,・・・,Naは、
を満たす定義済みのインフレ係数(inflation coefficient)であり、Naは、データ同化の反復数を示す。
NSは、過去のデータの同化タイムステップの総数を示す。
ここで、wi,ni nとwp,np nは、それぞれタイムステップnでのni番目の注入井とnp番目の生産井の、注水レートと流体生産レートであり、Niは注入井の数、Npは生産井の数、Nは最適化ステップの総数である。最適化アルゴリズムの目標(ゴール)は、以下のような目的関数J(u)を最大化することである:
ここで、roは石油価格、rwは水処理コスト、bは割引率、qoは石油生産レート、qwは水の生産レート、Δtnはそれぞれの時間ステップのステップサイズ、tnは経過した生産時間である。最急上昇法のアルゴリズムを用いて制御パラメータを更新できる:
ここで、kは反復インデックス、αkは最急上昇法のアルゴリズムのステップサイズ、CUはパラメータを制御するための共分散行列、及びdkは、以下から計算できる近似勾配である:
ここで、Neはアンサンブルサイズであり、u^jは摂動制御パラメータのセットであり、以下のように設定できる:
ここで、Zjの要素は、独立した標準ランダム正規偏差である。制約付きの最適化目標の場合、最急上昇法のアルゴリズムを用いる前に、(式(3)などの)制御パラメータにさまざまな変換関数(対数変換など)を適用できる。
ここでro=$50(50ドル)は石油価格、rw=$5は水処理コスト、b=0.1は割引率、qoは石油生産レート、qwは水の生産レート、Nprodは生産井の総数、NはステップサイズΔtnでの総生産ステップ数、tnは生産時間である。
コンピュータ1102を含むコンピュータシステムに関連付けられた、又はそのコンピュータシステムの外部にある、任意の数のコンピュータ1102を有して、各コンピュータ1102はネットワーク1130を介して通信するようにしてもよい。さらに、用語「クライアント」、「ユーザ」、及び他の適切な用語は、本開示の範囲から逸脱することなく、必要に応じて交換可能に用いてもよい。さらに、本開示は、複数のユーザが1つのコンピュータ1102を用いることができること、又は、1人のユーザが複数のコンピュータ1102を用いることができることも想定している。
Claims (20)
- コンピュータで実施される方法であって:
貯留層での炭化水素生成物の生産に関連付けられた過去の生産データを取得するステップと;
前記生産に関連付けられた過去のトレーサテストデータを取得するステップと;
改善された地質モデルを生成するために、前記過去の生産データと前記過去のトレーサテストデータとを用いてヒストリーマッチングを実行するステップと;
最適化制御を予測するステップと、前記予測された最適化制御を用いて個々の注入井の注水レート及び生産井の流体生産レートを更新するステップとを含む、前記改善された地質モデルを用いて生産最適化を実行するステップと;
将来の生産を最適化するために、前記予測された最適化制御を前記貯留層に適用するステップと;を備える、
コンピュータで実施される方法。 - 過去のトレーサテストデータが利用できない場合には、前記過去のトレーサテストデータを生成するために、トレーサテストを実行するステップを更に備える、
請求項1に記載のコンピュータで実施される方法。 - 前記トレーサテストは、前記注入井に注入された化学物質を用いて、及び、生産井から生成された化学物質に基づいて、実行される、
請求項2に記載のコンピュータで実施される方法。 - 前記炭化水素生成物は、石油である、
請求項1に記載のコンピュータで実施される方法。 - 前記ヒストリーマッチングを実行するステップは、貯留層モデルが前記貯留層の過去の挙動をより綿密に再現するまで、前記貯留層モデルを調整するステップを含む、
請求項1に記載のコンピュータで実施される方法。 - 前記貯留層モデルは、貯留層の気孔率分布、浸透率分布、亀裂分布、帯水層との相互作用、並びに、石油、ガス、及び水の物理的特性を含む、
請求項5に記載のコンピュータで実施される方法。 - 前記炭化水素生成物は、ガスである、
請求項1に記載のコンピュータで実施される方法。 - 前記生産最適化は、最も高い総石油回収量、最も高い正味現在価値(NPV)、及び最も低い注水量からなるグループから選択された生産目標を達成するために生産管理パラメータを調整する工程を含む、
請求項1に記載のコンピュータで実施される方法。 - 前記化学物質は、イオン、小分子、高分子、及びナノ材料からなるグループから選択される、
請求項3に記載のコンピュータで実施される方法。 - 操作を実行するためにコンピュータシステムで実行可能な1つ又は複数の命令を格納する非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体であって、前記操作は:
貯留層での炭化水素生成物の生産に関連付けられた過去の生産データを取得する操作と;
前記生産に関連付けられた過去のトレーサテストデータを取得する操作と;
改善された地質モデルを生成するために、前記過去の生産データと前記過去のトレーサテストデータとを用いてヒストリーマッチングを実行する操作と;
最適化制御を予測する操作と、前記予測された最適化制御を用いて個々の注入井の注水レート及び生産井の流体生産レートを更新する操作とを含む、前記改善された地質モデルを用いて生産最適化を実行する操作と;
将来の生産を最適化するために、前記予測された最適化制御を前記貯留層に適用する操作と;を備える、
非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体。 - 前記操作は、過去のトレーサテストデータが利用できない場合には、前記過去のトレーサテストデータを生成するために、トレーサテストを実行する操作を更に備える、
請求項10に記載の非一時的なコンピュータ読み取り可能媒体。 - 前記トレーサテストは、前記注入井に注入された化学物質を用いて、及び、生産井から生成された化学物質に基づいて、実行される、
請求項11に記載の非一時なコンピュータ読み取り可能媒体。 - 前記炭化水素生成物は、石油である、
請求項10に記載の非一時なコンピュータ読み取り可能媒体。 - 前記ヒストリーマッチングを実行する操作は、貯留層モデルが前記貯留層の過去の挙動をより綿密に再現するまで、前記貯留層モデルを調整する操作を含む、
請求項10に記載の非一時なコンピュータ読み取り可能媒体。 - 前記貯留層モデルは、貯留層の気孔率分布、浸透率分布、亀裂分布、帯水層との相互作用、並びに、石油、ガス、及び水の物理的特性を含む、
請求項14に記載の非一時なコンピュータ読み取り可能媒体。 - コンピュータで実施されるシステムであって:
1つ又は複数のコンピュータと;
前記1つ又は複数のコンピュータと相互作動可能に結合された1つ又は複数以上のコンピュータメモリデバイスであって、前記1つ又は複数のコンピュータによって作動されると操作を実行する命令を格納する有形の非一時的なマシン読み取り可能媒体を有するコンピュータメモリデバイスと;を備え、
前記操作は:
貯留層での炭化水素生成物の生産に関連付けられた過去の生産データを取得する操作と;
前記生産に関連付けられた過去のトレーサテストデータを取得する操作と;
改善された地質モデルを生成するために、前記過去の生産データと前記過去のトレーサテストデータとを用いてヒストリーマッチングを実行する操作と;
最適化制御を予測する操作と、前記予測された最適化制御を用いて個々の注入井の注水レート及び生産井の流体生産レートを更新する操作とを含む、前記改善された地質モデルを用いて生産最適化を実行する操作と;
将来の生産を最適化するために、前記予測された最適化制御を前記貯留層に適用する操作と;を備える、
コンピュータで実施されるシステム。 - 前記操作は、過去のトレーサテストデータが利用できない場合には、前記過去のトレーサテストデータを生成するために、トレーサテストを実行する操作を更に備える、
請求項16に記載のコンピュータで実施されるシステム。 - 前記トレーサテストは、前記注入井に注入された化学物質を用いて、及び、生産井から生成された化学物質に基づいて、実行される、
請求項17に記載のコンピュータで実施されるシステム。 - 前記炭化水素生成物は、石油である、
請求項16に記載のコンピュータで実施されるシステム。 - 前記ヒストリーマッチングを実行する操作は、貯留層モデルが前記貯留層の過去の挙動をより綿密に再現するまで、前記貯留層モデルを調整する操作を含む、
請求項16に記載のコンピュータで実施されるシステム。
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