確定開發(fā)貯藏和儲藏可壓縮流體的井生產(chǎn)率曲線的新方法
【專利說明】
[0001]技術(shù)領(lǐng)域和
【背景技術(shù)】
[0002]本發(fā)明涉及對可壓縮流體的地下貯藏進(jìn)行作業(yè)或者對碳?xì)浠衔锍练e層進(jìn)行作業(yè)的井的領(lǐng)域，其可以是多孔介質(zhì)中的自然沉積層或頁巖氣或者人工貯存。作為舉例，所考慮的貯藏可以涉及含水層或已耗盡沉積層中的貯存。
[0003]在這一領(lǐng)域中，有用的做法是盡可能好地表征碳?xì)浠衔锍练e層或井的性能(或生產(chǎn)率)，以便獲得更好的技術(shù)控制和更好的經(jīng)濟(jì)性作業(yè)。
[0004]在圖1中示出了一處貯藏。其包括儲層1，并且可以看到通過管道被用來測量沉積層壓力的沉積層井2并且還有作業(yè)井3，其中氣體沿著作業(yè)井3進(jìn)出。
[0005]在傳統(tǒng)上使用二維空間來表征貯藏的操作，并且在該空間中繪制出性能曲線。通常所使用的空間是(9;ΔΡ2)點(diǎn)的空間，其中Q是作業(yè)井的進(jìn)出流體流量，ΛΡ2是從作業(yè)井3的出口處測量的壓力Pm與由在沉積層井2中測量的壓力所代表的靜態(tài)貯藏的壓力Pg或沉積層壓力之間的平方差。
[0006]在不同的流量下在作業(yè)井3上取得測量，并且在該空間中繪制出相應(yīng)的點(diǎn)。在圖2中示出了這樣的一個空間，其中橫坐標(biāo)軸的刻度是立方米每小時(m3/h)，縱坐標(biāo)軸的刻度是巴的平方(bar2)。點(diǎn)云10構(gòu)成可供使用的測量集合。
[0007]在測量中通常觀察到特定數(shù)量的發(fā)散，這通常是由于測量誤差、井之間的干擾、井的水合、水的流入以及還有隨著時間進(jìn)程的性能改變。
[0008]這樣的發(fā)散的存在使得解釋所述測量成為復(fù)雜并且需要已定義的規(guī)程的操作，并且可能涉及到具有資格的人類操作員。
[0009]然而通常還是有可能確定用于把這些測量納入考慮的數(shù)學(xué)模型，并且能夠把貯藏的行為外推到其他情況。
[0010]通常所使用的數(shù)學(xué)模型是其中通過拋物線函數(shù)在(Q;AP2)空間中表示生產(chǎn)率曲線的模型，所述拋物線函數(shù)在原點(diǎn)處的縱坐標(biāo)等于0，并且在原點(diǎn)處的斜率為正，其函數(shù)通常被如下寫出:
[0011]ΔΡ2= IPa.Q+IPb.Q 2
[0012]其中使用了被寫作IPa和IPb的兩個(正)系數(shù)，其被稱作生產(chǎn)率系數(shù)。對于點(diǎn)云10為這樣的一個函數(shù)給出了附圖標(biāo)記15。
[0013]生產(chǎn)率系數(shù)在物理上是貯藏底土的特性的函數(shù)。其被用作用于控制貯藏和沉積層的輸入數(shù)據(jù)。
[0014]為了確定生產(chǎn)率系數(shù)，一種方法包括對于貯藏的每一口井，并且可選地對于貯藏的各種不同的填充水平，人工適配這些系數(shù)。
[0015]該方法涉及由具有高度資格的人類操作員定期實(shí)施復(fù)雜、難以評估并且可能依照操作員感覺的操作。
[0016]另一種方法是通過搜索AP2/Q與Q之間的線性關(guān)系，通過線性回歸來計(jì)算生產(chǎn)率系數(shù)。隨后所述模型通過一種算法在(Q;AP2)空間中被評估。
[0017]該方法受困于兩個缺陷:首先在對于系數(shù)的數(shù)值沒有約束的情況下，作為所測量的數(shù)值中的噪聲的結(jié)果，有可能獲得作為異常值的數(shù)值。此外，如果所測量的沉積層井的壓力Pg不具有代表性或者如果其由于井之間的干擾而受到污染，則對于系數(shù)IPa常常獲得負(fù)的數(shù)值。
[0018]總而言之，確定生產(chǎn)率系數(shù)較為困難、并不非常實(shí)際而且仍會受到誤差的污染。因此仍然需要一種易于實(shí)施并且可靠的方法。但是在所討論的領(lǐng)域內(nèi)，并不存在可能暗示著對于現(xiàn)有方法的任何具體改變的技術(shù)或科學(xué)趨勢。
[0019]在一個完全不同的領(lǐng)域內(nèi)，已經(jīng)知道雷登變換(Radon transform) (J.Radon的“雷登變換及其一些應(yīng)用(The Radon transform and some of its applicat1ns)”一書中的“關(guān)于從其沿著特定流形的積分確定函數(shù)1917年(On the determinat1n of funct1nsfrom their integrals along certain manifolds 1917)，，，附錄A，John ffiley&Sons, 1983年)，所述變換是特別被用來重建通過X射線斷層攝影獲得的醫(yī)學(xué)圖像的數(shù)學(xué)運(yùn)算。在圖3中示出了雷登變換的這樣一種應(yīng)用，其中可以看到剖面，具體來說是醫(yī)學(xué)圖像20中的結(jié)構(gòu)與斷層攝影裝置在不同觀察角度下做出的測量25(正弦圖)之間的雙射關(guān)聯(lián)。
[0020]雷登變換還有被稱作雷登逆變換的逆運(yùn)算被使用在醫(yī)學(xué)成像以及地震勘測或雷達(dá)檢測領(lǐng)域內(nèi)的某些具體技術(shù)中。因此，在地震勘測領(lǐng)域內(nèi)，雷登變換被用來把所觀察到的波場分解成平面波，從而便于信號分析。
[0021]一般來說，雷登變換的目的是通過沿著在極坐標(biāo)中標(biāo)識出的直線進(jìn)行的曲線積分將數(shù)據(jù)從極坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換到笛卡爾坐標(biāo)系。
[0022]關(guān)于在優(yōu)化氣藏生產(chǎn)率的計(jì)算的領(lǐng)域內(nèi)使用這一數(shù)學(xué)運(yùn)算還沒有任何提議或建議，該領(lǐng)域非常不同于在其中應(yīng)用雷登變換的領(lǐng)域。特別應(yīng)當(dāng)觀察到，從來沒有通過使用極坐標(biāo)的方法來對貯藏生產(chǎn)率的計(jì)算實(shí)施優(yōu)化，并且在這一領(lǐng)域內(nèi)所處理的具有點(diǎn)云形式的離散數(shù)據(jù)，而不是出現(xiàn)在醫(yī)學(xué)成像或地震勘測中的連續(xù)數(shù)據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0023]在本上下文中，本發(fā)明在對于可壓縮流體的貯藏進(jìn)行作業(yè)方面實(shí)現(xiàn)了突破，這是因?yàn)楸景l(fā)明提供了一種表征可壓縮流體的貯藏的性能的方法，所述方法包括以下步驟:
[0024]-獲得多個操作點(diǎn)；
[0025]-定義一系列的操作模型；
[0026]-對于一個系列當(dāng)中的每一個模型，列舉所述多個操作點(diǎn)當(dāng)中的由所述模型再現(xiàn)的那些點(diǎn)；以及
[0027]-對于管理所述貯藏，基于所述列舉步驟的至少一個結(jié)果從所述模型系列當(dāng)中選擇至少一個模型。
[0028]所述方法在形成可用于管理貯藏的一個或更多模型方面是有效并且可再現(xiàn)的。所述方法是基于離散列舉，其在知識上上來說涉及在對連續(xù)數(shù)據(jù)應(yīng)用雷登變換時所實(shí)施的積分。所述方法不限于使用沿著直線的列舉(或者積分或求和)，也不限于使用極坐標(biāo)。所述方法在任何方面都不是來源于涉及表征貯藏性能的方法的現(xiàn)有技術(shù)，也不是來源于涉及雷登變換的現(xiàn)有技術(shù)，這是相隔非常遠(yuǎn)并且具有不同約束的兩個領(lǐng)域。此外還提出了具體的進(jìn)展。
[0029]舉例來說，在點(diǎn)空間內(nèi)查看各點(diǎn)，點(diǎn)的橫坐標(biāo)與作業(yè)流量成比例，點(diǎn)的縱坐標(biāo)與作業(yè)井壓力的平方與靜止沉積層或貯藏井壓力的平方之間的差成比例。這樣就構(gòu)成用于如前面所提到的對于專業(yè)人員來說是已知并且實(shí)際的表征操作的空間。
[0030]在某些實(shí)施例中，所述模型系列具有作為參數(shù)的兩個或者至少兩個實(shí)數(shù)數(shù)值。舉例來說，所述系列的各個模型是線性模型，或者所述定義和列舉步驟包括對所述多個點(diǎn)應(yīng)用雷登變換。在該后一種變型中，例如有可能通過對其進(jìn)行像素化來使得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的空間是連續(xù)的。
[0031]在其他實(shí)施例中，所述模型系列具有作為參數(shù)的三個實(shí)數(shù)數(shù)值。舉例來說，所述系列的各個模型是拋物線模型或雙曲線模型。
[0032]根據(jù)有利的特性，如果由模型再現(xiàn)的點(diǎn)沿著該模型是發(fā)散的，則對所述列舉結(jié)果進(jìn)行加權(quán)以使其更大。在實(shí)施選擇時，這就使得有可能優(yōu)選通過更大數(shù)值范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)確證的模型。舉例來說，可以按照與圍繞模型的各點(diǎn)的坐標(biāo)距離的方差之和成比例的方式對所述列舉結(jié)果進(jìn)行加權(quán)。
[0033]取決于所使用的方法，至少部分地按照自動方式或者至少部分地由人類操作員通過人工方式做出所述選擇?？蛇x地，所述選擇包括識別出所述列舉結(jié)果的至少一個最大值。
[0034]因此，本發(fā)明提出一種通過使用按照前面描述的表征方法所選擇的模型來控制可壓縮流體的貯藏的流量或壓力的方法。所述表征可以由專用于處理來自貯藏的數(shù)據(jù)的服務(wù)來實(shí)施，或者借助于專用軟件來實(shí)施。所述結(jié)果隨后可以被用于控制目的，其可以由第三方進(jìn)行，特別是由操作員進(jìn)行。
[0035]本發(fā)明還提供一種包括指令的計(jì)算機(jī)程序，所述指令在由處理器執(zhí)行時可以導(dǎo)致前面所描述的表征方法被實(shí)施。
[0036]后面將參照附圖來詳細(xì)描述本發(fā)明。
【附圖說明】
[0037]前面所提到的圖1示出了天然氣貯藏。
[0038]前面所提到的圖2示出了現(xiàn)有技術(shù)在對于在貯藏上采取的測量的處理。
[0039]前面所提到的圖3示出了雷登變換的應(yīng)用領(lǐng)域。