用于執(zhí)行增產(chǎn)作業(yè)的系統(tǒng)和方法
【專利摘要】提供了一種在井場(chǎng)處執(zhí)行增產(chǎn)作業(yè)的系統(tǒng)和方法，所述井場(chǎng)具有地下地層，地下地層具有儲(chǔ)層。該方法包括獲取綜合井場(chǎng)數(shù)據(jù)(例如，地層的巖土力學(xué)、地質(zhì)學(xué)和/或地球物理學(xué)特性，和/或地層中的機(jī)械斷面的幾何特性)。該方法還包括使用綜合井場(chǎng)數(shù)據(jù)生成力學(xué)地球模型，并且識(shí)別地層中誘導(dǎo)的水力裂縫和至少一個(gè)斷面之間的交叉行為。該方法還包括優(yōu)化增產(chǎn)規(guī)劃，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的交叉行為。增產(chǎn)規(guī)劃包括壓裂液的流體粘度、注入速率以及失水劑的濃度中的至少一個(gè)。優(yōu)化可以進(jìn)一步包括調(diào)整優(yōu)化規(guī)劃以實(shí)現(xiàn)地層中誘導(dǎo)的水力裂縫和斷面之間的優(yōu)化的交叉行為。
【專利說(shuō)明】有關(guān)的信息，而不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)，并且可能
力壓裂環(huán)繞這些井的地下地層。水力壓裂勺裂縫的有價(jià)值的技術(shù)。水力裂縫可以根據(jù)申數(shù)百英尺。在特定的環(huán)境中，它們可以形秀導(dǎo)的水力裂縫和自然裂縫，它們可能或可、區(qū)域交叉。
仁(被稱作“壓裂液”或“壓裂泥漿”)經(jīng)過(guò)丨服務(wù)公司開(kāi)發(fā)了多種不同的油基和水基流高產(chǎn)的壓裂。這些流體的組成變化很大，從勿。每種類型的壓裂液都具有獨(dú)特的特性，宇點(diǎn)。期望選擇性地修改壓裂液的特定的性度。
玉裂方向變化的高度復(fù)雜的壓裂網(wǎng)絡(luò)幾何百的，沒(méi)有在每一個(gè)附圖中對(duì)每一個(gè)部件進(jìn)
I的示意圖。
勺數(shù)據(jù)的示意圖。
的示意圖。
示意圖。圖。意圖。
丁能的交叉行為的示意圖；
0的正交交叉行為的示意圖。
勺傾斜的交叉行為的示意圖。
的水力壓裂與預(yù)先存在的自然裂縫的相互
電的潛在影響的示意圖；以及程圖。專感器來(lái)接收聲振動(dòng)112，并且地震檢波器I所接收的數(shù)據(jù)120。
者如幅度和/或頻率)的所接收的聲振動(dòng)I的數(shù)據(jù)的電輸出信號(hào)。可以提供所接收的的輸入數(shù)據(jù)，并且響應(yīng)于輸入數(shù)據(jù)，計(jì)算機(jī)對(duì)地震數(shù)據(jù)輸出124進(jìn)行存儲(chǔ)、發(fā)送、或根
1鉆井作業(yè)，其中鉆井工具106.2由鉆井架井眼136或其它通道?？梢允褂媚酀{坑130(使鉆井泥漿循環(huán)通過(guò)鉆井工具，上到井眼回泥漿坑?？梢允褂醚h(huán)系統(tǒng)來(lái)存儲(chǔ)、控制II被推進(jìn)到地下地層以到達(dá)儲(chǔ)層104。每一I于使用隨鉆測(cè)井工具來(lái)測(cè)量井下屬性。隨巖心樣本133，或者被移除以便可以使用其
06.2和/或場(chǎng)外作業(yè)進(jìn)行通信。地面單元收集在一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中和/或?qū)ζ溥M(jìn)行場(chǎng)內(nèi)或場(chǎng)外發(fā)送?？梢赃x擇性地使用數(shù)據(jù)的全部或選擇的部分來(lái)對(duì)當(dāng)前和/或其它井眼的操作進(jìn)行分析和/或預(yù)測(cè)。數(shù)據(jù)可以是歷史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或其組合?？梢詫?shí)時(shí)使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，或?qū)⑵浯鎯?chǔ)以備以后使用。還可以將數(shù)據(jù)與歷史數(shù)據(jù)或其它輸入組合以進(jìn)行進(jìn)一步的分析?？梢詫?shù)據(jù)存儲(chǔ)在不同的數(shù)據(jù)庫(kù)中，或者組合到單個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。
[0034]可以使用所收集的數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行分析，諸如建模操作。例如，可以使用地震數(shù)據(jù)輸出來(lái)執(zhí)行地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、和/或儲(chǔ)層工程分析?？梢允褂脙?chǔ)層數(shù)據(jù)、井眼數(shù)據(jù)、地面數(shù)據(jù)和/或處理后的數(shù)據(jù)來(lái)執(zhí)行儲(chǔ)層模擬、井眼模擬、地質(zhì)學(xué)模擬、以及地球物理學(xué)模擬或其它模擬。可以從傳感器直接生成，或在一些預(yù)處理或建模之后生成來(lái)自作業(yè)的數(shù)據(jù)輸出。這些數(shù)據(jù)輸出可以用作其它分析的輸入。
[0035]數(shù)據(jù)可以被收集并存儲(chǔ)在地面單元134處。一個(gè)或多個(gè)地面單元134可以位于井場(chǎng)處或者遠(yuǎn)程地連接到井場(chǎng)。地面單元134可以是單個(gè)單元或多個(gè)單元的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，用于執(zhí)行整個(gè)油田必要的數(shù)據(jù)管理功能。地面單元134可以是手動(dòng)或自動(dòng)系統(tǒng)。地面單元134可以由用戶操作和/或調(diào)整。
[0036]地面單元134可以設(shè)置有收發(fā)器137，以使得能夠在地面單元134與當(dāng)前油井的各個(gè)部分或其它位置之間進(jìn)行通信。地面單元134還可以設(shè)置有或者功能性地連接到一個(gè)或多個(gè)控制器，用于致動(dòng)井場(chǎng)100處的機(jī)械裝置。然后地面單元134可以響應(yīng)于所接收的數(shù)據(jù)向油田發(fā)送命令信號(hào)。地面單元134可以經(jīng)由收發(fā)器接收命令，或者可以自己實(shí)行給控制器的命令?？梢蕴峁┨幚砥饕苑治鰯?shù)據(jù)(本地地或遠(yuǎn)程地)，做出決定和/或致動(dòng)控制器。以這種方式，可以基于所收集的數(shù)據(jù)選擇性地調(diào)整作業(yè)?？梢曰谠撔畔?lái)優(yōu)化部分作業(yè)，諸如控制鉆井、鉆壓、泵送速率或其它參數(shù)。這些調(diào)整可以基于計(jì)算機(jī)協(xié)議自動(dòng)進(jìn)行，和/或由操作員手動(dòng)進(jìn)行。在一些情況下，可以調(diào)整井規(guī)劃以選擇最佳作業(yè)條件，或者避免問(wèn)題。
[0037]圖1C圖示了由鉆井架128懸掛并進(jìn)入圖1B的井眼136的電纜測(cè)井(wireline)工具106.3執(zhí)行的電纜測(cè)井作業(yè)。電纜測(cè)井工具106.3可以適于部署到井眼136中，用來(lái)產(chǎn)生測(cè)井曲線，執(zhí)行井下測(cè)試和/或收集樣本。電纜測(cè)井工具106.3可以用來(lái)提供另一種執(zhí)行地震勘探作業(yè)的方法和設(shè)備。圖1C的電纜測(cè)井工具106.3可以例如具有爆炸性、放射性、電學(xué)或聲學(xué)能量源144，該能量源144向周圍的地下地層102及其中的流體發(fā)送電信號(hào)和/或從周圍的地下地層102及其中的流體接收電信號(hào)。
[0038]電纜測(cè)井工具106.3可以可操作地連接到例如圖1A的地震車106.1的地震檢波器118和計(jì)算機(jī)122.1。電纜測(cè)井工具106.3還可以向地面單元134提供數(shù)據(jù)。地面單元134可以收集在電纜測(cè)井作業(yè)期間生成的數(shù)據(jù)，并產(chǎn)生可以被存儲(chǔ)或發(fā)送的數(shù)據(jù)輸出135。電纜測(cè)井工具106.3可以位于井眼136中各種深度處，以提供勘探結(jié)果或與地下地層有關(guān)的其它信息。
[0039]可以在井場(chǎng)100周圍安置諸如計(jì)量器的傳感器(S)，以收集與先前描述的各種作業(yè)有關(guān)的數(shù)據(jù)。如所示，傳感器(S)安置在電纜測(cè)井工具106.3中，以測(cè)量包含例如孔隙率、滲透率、流體成分的井下參數(shù)和/或作業(yè)的其它參數(shù)。
[0040]圖1D圖示了由從開(kāi)采單元或采油樹129部署并進(jìn)入圖1C的完成的井眼136中的開(kāi)采工具106.4執(zhí)行的開(kāi)采作業(yè)，用于將流體從井下儲(chǔ)層抽吸到地面設(shè)施142。流體從儲(chǔ)層104流過(guò)套管(未示出)中的射孔并進(jìn)入井眼136中的開(kāi)采工具106.4，并經(jīng)由采集網(wǎng)絡(luò)146流到地面設(shè)施142。
[0041]可以在油田周圍安置諸如計(jì)量器的傳感器(S)，以收集與先前描述的各種作業(yè)有關(guān)數(shù)據(jù)。如所示，傳感器(S)可以安置在開(kāi)采工具106.4或相關(guān)設(shè)備中，諸如采油樹129、采集網(wǎng)絡(luò)、地面設(shè)施和/或開(kāi)采設(shè)施中，以測(cè)量流體參數(shù)，例如流體成分、流率、壓力、溫度和/或開(kāi)采作業(yè)的其它參數(shù)。
[0042]盡管僅示出了簡(jiǎn)化的井場(chǎng)配置，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到油田或井場(chǎng)100可以覆蓋具有一個(gè)或多個(gè)井場(chǎng)的陸地、海洋和/或水域的部分。為了增加的采收率或存儲(chǔ)例如油氣、二氧化碳或水，開(kāi)采也可以包括注入井(未示出)。一個(gè)或多個(gè)采集設(shè)備可以操作性地連接到一個(gè)或多個(gè)井場(chǎng)，以從井場(chǎng)選擇性地收集井下流體。
[0043]應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，圖1B-1D圖示了不但可以用于測(cè)量油田屬性而且可以測(cè)量非油田作業(yè)(諸如礦藏、含水層、儲(chǔ)藏以及其它地下設(shè)施)的屬性的工具。而且，盡管圖示了特定的數(shù)據(jù)獲取工具，但是應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，可以使用能夠感測(cè)諸如地下地層和/或其地質(zhì)建造的地震雙向行進(jìn)時(shí)間、密度、電阻率、開(kāi)采率等的參數(shù)的各種測(cè)量工具(例如電纜測(cè)井、隨鉆測(cè)量(MWD)、隨鉆測(cè)井(LWD)、巖心樣本等)。可以在沿著井眼和/或監(jiān)測(cè)工具的各種位置處設(shè)置各種傳感器(S)，以收集和/或監(jiān)測(cè)所期望的數(shù)據(jù)。還可以從場(chǎng)外位置處提供其它數(shù)據(jù)源。
[0044]圖1A-1D的油田配置圖示了井場(chǎng)100和利用這里提供的技術(shù)可以使用的各種作業(yè)的示例。油田的部分或全部可以在陸地上、水上和/或海上。而且盡管圖示了在單個(gè)位置處測(cè)量單個(gè)油田的情況，但是可以以一個(gè)或多個(gè)油田、一個(gè)或多個(gè)處理設(shè)施、以及一個(gè)或多個(gè)井場(chǎng)的任何組合來(lái)利用儲(chǔ)層工程。
[0045]圖2A-2D分別是由圖1A-1D的工具收集的數(shù)據(jù)的示例的圖形表示。圖2A表示由地震車106.1取得的圖1A的地下地層的地震道202。地震道202可以用于提供諸如在一段時(shí)間中的雙向響應(yīng)之類的數(shù)據(jù)。圖2B圖示了由鉆井工具106.2收取的巖心樣本133。巖心樣本可以用于提供諸如沿著巖心的長(zhǎng)度的巖心樣本的密度、孔隙率、滲透率或其它物理屬性的圖表之類的數(shù)據(jù)?？梢栽谧兓膲毫蜏囟认聦?duì)巖心中的流體執(zhí)行密度和粘度的測(cè)試。圖2C圖示了由電纜測(cè)井工具106.3取得的圖1C的地下地層的測(cè)井曲線204。測(cè)井曲線204可以提供各種深度處地層的電阻率或其它測(cè)量結(jié)果。圖2D圖示了在地面設(shè)施142處測(cè)量的流過(guò)圖1D的地下地層的流體的產(chǎn)量遞減曲線或圖表206。產(chǎn)量遞減曲線可以提供作為時(shí)間t的函數(shù)的開(kāi)采率Q。
[0046]圖2A、2C和2D的各個(gè)圖表圖示了可以描述或提供有關(guān)地層和其中所包含的儲(chǔ)層的物理特性的信息的靜態(tài)測(cè)量的示例?？梢苑治鲞@些測(cè)量結(jié)果以限定地層的屬性，確定測(cè)量結(jié)果的精確度和/或檢查錯(cuò)誤?？梢詫⒏鱾€(gè)測(cè)量結(jié)果中每一個(gè)的圖進(jìn)行對(duì)齊(align)和縮放(scale)，以進(jìn)行屬性的比較與核實(shí)。
[0047]圖2D圖示了通過(guò)井眼對(duì)流體屬性的動(dòng)態(tài)測(cè)量的示例。隨著流體流過(guò)井眼，對(duì)流體屬性，諸如流率、壓力、成分等，進(jìn)行測(cè)量。如下面所描述的，可以對(duì)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行分析，并使用它們來(lái)生成地下地層的模型，以確定其特性。也可以使用類似的測(cè)量來(lái)測(cè)量地層方面隨時(shí)間的變化。
[0048]增產(chǎn)作業(yè)
[0049]圖3A圖示了在井場(chǎng)300.1和300.2處執(zhí)行的增產(chǎn)作業(yè)。井場(chǎng)300.1包括鉆井架:參見(jiàn)例如圖10)來(lái)執(zhí)行。如圖3八所示，井1-338.5以便于開(kāi)采。
諸層304.1安置井下工具306.1，以進(jìn)行井507,以隔離其鄰接鄰近射孔338.2的部分。、流體到地層中，以創(chuàng)建和/或擴(kuò)大其中的
'射孔，并且已安置封隔器307以在射孔欠平井眼336.2中，在井眼的級(jí)義1和3七2以是延伸通過(guò)地層302.2到達(dá)儲(chǔ)層304.4-一個(gè)或多個(gè)井場(chǎng)處?？梢园雌谕O(shè)置多個(gè)
4.4，以便于從中開(kāi)采流體。圖38-30中在9示例。如圖38-3(3所示，機(jī)械斷面340(例3層中延伸。可以在井眼304周圍形成射孔[本344和/或混合有支撐劑346的流體。如撮大應(yīng)力面0化狀創(chuàng)建裂縫，以及打開(kāi)和[0058]然后如實(shí)線343所示那樣壓裂液344從攪拌機(jī)135被泵入到具有柱塞泵的處理車320。每個(gè)處理車320接收處于低壓的壓裂液，并且如虛線341所示以高壓將其排放到公共歧管339中(有時(shí)被稱作投射物拖車或投射物)。然后如實(shí)線315所示，投射物339引導(dǎo)壓裂液從處理車320到井眼304?？梢允褂靡粋€(gè)或多個(gè)處理車320以期望的速率提供壓裂液。
[0059]每個(gè)處理車320可以以任何速率正常運(yùn)行，例如剛好以其最大運(yùn)行能力運(yùn)行。在其運(yùn)行能力下運(yùn)行處理車320可以允許一臺(tái)泵失效而剩下的泵以更高的速度運(yùn)轉(zhuǎn)以彌補(bǔ)失效的泵的缺失。如圖所示，可以采用計(jì)算機(jī)化的控制系統(tǒng)345以在壓裂作業(yè)期間引導(dǎo)整個(gè)泵系統(tǒng)329。
[0060]圖3D示出了井眼304周圍的壓裂作業(yè)的另一個(gè)視圖。在這個(gè)視圖中，誘導(dǎo)的裂縫348在井眼304周圍徑向延伸?？梢允褂谜T導(dǎo)的裂縫來(lái)到達(dá)井眼304周圍的微震事件的囊(pocket of seismic event) 351 (示意性地示為點(diǎn))。可以使用壓裂作業(yè)作為增產(chǎn)作業(yè)的一部分，以便提供便于油氣移動(dòng)到井眼304以進(jìn)行開(kāi)采的通路。
[0061]返回參考圖3A，可以在油井周圍安置諸如計(jì)量器的傳感器(S)，以收集與先前描述的各種作業(yè)有關(guān)的數(shù)據(jù)。在壓裂期間，可以在地層周圍安置諸如地震檢波器的一些傳感器，用來(lái)測(cè)量微震波，并執(zhí)行微震映射(mapping)?？梢杂傻孛鎲卧?34和/或其它數(shù)據(jù)收集源來(lái)收集由傳感器采集的數(shù)據(jù)，以進(jìn)行先前所描述的分析或其它處理(參見(jiàn)例如地面單元134)。如所示，將地面單元334鏈接到網(wǎng)絡(luò)352和其它計(jì)算機(jī)354。
[0062]可以提供增產(chǎn)工具350作為地面單元334的部分或井場(chǎng)的其它部分，用于執(zhí)行增產(chǎn)作業(yè)。例如，可以在用于一個(gè)或多個(gè)井、一個(gè)或多個(gè)井場(chǎng)和/或一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)層的井規(guī)劃中，使用在一個(gè)或多個(gè)增產(chǎn)作業(yè)期間生成的信息。增產(chǎn)工具350可以操作性地鏈接到一個(gè)或多個(gè)鉆井架和/或井場(chǎng)，并且如將在下文中進(jìn)一步描述的用于接收數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)、發(fā)送控制信號(hào)等，。增產(chǎn)工具350可以包括:儲(chǔ)層表征單元363，用來(lái)生成力學(xué)地球模型(MEM)；增產(chǎn)規(guī)劃單元365，用于生成增產(chǎn)規(guī)劃；優(yōu)化器367，用于優(yōu)化增產(chǎn)規(guī)劃；實(shí)時(shí)單元369，用于對(duì)優(yōu)化的增產(chǎn)規(guī)劃進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化；控制單元368，用于基于實(shí)時(shí)優(yōu)化的增產(chǎn)規(guī)劃來(lái)選擇性地調(diào)整增產(chǎn)作業(yè)；更新器370，用于基于實(shí)時(shí)優(yōu)化的增產(chǎn)規(guī)劃和后期評(píng)估數(shù)據(jù)來(lái)更新儲(chǔ)層表征模型；以及校準(zhǔn)儀372，用于如下文中將進(jìn)一步描述的那樣校準(zhǔn)優(yōu)化的增產(chǎn)規(guī)劃。增產(chǎn)規(guī)劃單元365可以包括:階段設(shè)計(jì)工具381，用于執(zhí)行階段設(shè)計(jì)；增產(chǎn)設(shè)計(jì)工具383，用于執(zhí)行增產(chǎn)設(shè)計(jì)；產(chǎn)量預(yù)測(cè)工具(product1n predict1n tool) 385,用于預(yù)測(cè)產(chǎn)量；以及井規(guī)劃工具387，用于產(chǎn)生井規(guī)劃。
[0063]，增產(chǎn)作業(yè)中使用的井場(chǎng)數(shù)據(jù)的范圍可以為從例如巖心樣本到基于測(cè)井曲線到三維地震數(shù)據(jù)的巖石物理解析(參見(jiàn)例如圖2A-2D)。增產(chǎn)設(shè)計(jì)可以利用例如油田巖石技術(shù)專家來(lái)進(jìn)行手動(dòng)處理，以校勘多條不同的信息。信息的綜合可以包含斷開(kāi)的工作流程(workflow)和輸出的手動(dòng)操作，諸如儲(chǔ)層區(qū)的勾畫、期望的完井區(qū)的識(shí)別、對(duì)給定的完井設(shè)備配置的預(yù)期水力壓裂生長(zhǎng)的估計(jì)、是否及在何處布置另一個(gè)井或多個(gè)井以用于地層更好地增產(chǎn)的決定等。這一增產(chǎn)設(shè)計(jì)還可以包含半自動(dòng)或自動(dòng)綜合、反饋以及控制，以便于增產(chǎn)作業(yè)。
[0064]可以基于對(duì)儲(chǔ)層的了解來(lái)執(zhí)行對(duì)常規(guī)或非常規(guī)儲(chǔ)層的增產(chǎn)作業(yè)。例如在井規(guī)劃、識(shí)別用于射孔和分級(jí)的最佳目標(biāo)區(qū)、多個(gè)井的設(shè)計(jì)(例如間距和取向)以及力學(xué)地球模型中，可以使用儲(chǔ)層表征?？梢曰谒玫降漠a(chǎn)量預(yù)測(cè)來(lái)對(duì)增產(chǎn)設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。這些增產(chǎn)設(shè)計(jì)可以包含綜合的儲(chǔ)層中心工作流程，其包括設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)(RT)以及后處理評(píng)估部件(component)?？梢栽谑褂枚鄬W(xué)科井眼和儲(chǔ)層數(shù)據(jù)的同時(shí)執(zhí)行完井和增產(chǎn)設(shè)計(jì)。
[0065]圖4A是圖示諸如圖3A所示的增產(chǎn)作業(yè)的增產(chǎn)作業(yè)的示意流程圖400。流程圖400是使用綜合信息和分析來(lái)設(shè)計(jì)、實(shí)施和更新增產(chǎn)作業(yè)的迭代過(guò)程。該方法包含預(yù)處理/預(yù)增產(chǎn)評(píng)估445、增產(chǎn)規(guī)劃447、實(shí)時(shí)處理優(yōu)化451、和/或設(shè)計(jì)/模型更新453?？梢缘鞒虉D400的部分或全部，以在現(xiàn)有的或者附加的井中調(diào)整增產(chǎn)作業(yè)和/或設(shè)計(jì)附加的增產(chǎn)作業(yè)。
[0066]預(yù)增產(chǎn)評(píng)估445包含儲(chǔ)層表征460和生成三維力學(xué)地球模型(MEM)462?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)信息，例如在圖1A-1D中采集的信息進(jìn)行綜合，來(lái)生成儲(chǔ)層表征460，以使用來(lái)自歷史上的獨(dú)立技術(shù)規(guī)范或?qū)W科(例如巖石學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家、地質(zhì)力學(xué)家和地球物理學(xué)家，以及先前的裂縫處理結(jié)果)的信息的統(tǒng)一組合來(lái)執(zhí)行建模?？梢允褂镁C合的靜態(tài)建模技術(shù)來(lái)生成這樣的儲(chǔ)層表征460，以生成MEM462，如在例如美國(guó)專利申請(qǐng)N0.2009/0187391和2011/060572中所描述的(其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此)。作為示例，可以使用諸如從SCHLUMBERGER? 商業(yè)可得的諸如 PETREL?、VISAGE?、TECHL0G?、以及 GE0FRAME? 的軟件來(lái)執(zhí)行預(yù)處理評(píng)估445。
[0067]儲(chǔ)層表征460可以包含捕獲例如與地下地層關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)的各種信息，以及開(kāi)發(fā)一個(gè)或多個(gè)儲(chǔ)層模型。所捕獲的信息可以包括例如地層中的儲(chǔ)層(產(chǎn)油)區(qū)、地質(zhì)力學(xué)(應(yīng)力、彈性等)區(qū)、機(jī)械斷面(自然裂縫)的幾何(裂縫方向和尺寸)分布以及斷面的機(jī)械(滲透率、傳導(dǎo)率、應(yīng)力、裂縫強(qiáng)度、抗張強(qiáng)度等等)。可以執(zhí)行儲(chǔ)層表征460以使得在預(yù)增產(chǎn)評(píng)估中包括有關(guān)增產(chǎn)作業(yè)的信息。生成MEM462可以模擬正在開(kāi)發(fā)的地下地層(例如生成油田或盆地中給定地層剖面的應(yīng)力狀態(tài)和地層力學(xué)屬性的數(shù)值表示)。
[0068]可以使用常規(guī)地質(zhì)力學(xué)建模來(lái)生成MEM462。美國(guó)專利申請(qǐng)N0.2009/0187391中提供了 MEM技術(shù)的示例(其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此)?？梢酝ㄟ^(guò)使用例如圖1A-1D、2A-2D和3A-3D的油田作業(yè)采集的信息來(lái)生成MEM462。例如，三維MEM可以考慮事先收集的各種儲(chǔ)層數(shù)據(jù)，包括在對(duì)地層的早期勘探期間收集的地震數(shù)據(jù)、以及在開(kāi)采之前通過(guò)對(duì)一個(gè)或多個(gè)勘探井的鉆井而收集的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)(參見(jiàn)例如圖1A-1D)。MEM462可以用于提供例如用于各種油田作業(yè)的地質(zhì)力學(xué)信息，諸如套管點(diǎn)選擇、套管柱數(shù)量的優(yōu)化、鉆出穩(wěn)定的井眼、設(shè)計(jì)完井、執(zhí)行壓裂增產(chǎn)等。
[0069]所生成的MEM462可以用作在執(zhí)行增產(chǎn)規(guī)劃447中的輸入?？梢詷?gòu)建三維MEM以識(shí)別潛在的鉆井井場(chǎng)。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)?shù)貙踊旧暇鶆颍⑶一旧蠜](méi)有大的自然裂縫和/或高應(yīng)力屏障時(shí)，可以假定在給定時(shí)間段內(nèi)以給定速率泵送的給定量的壓裂流體將在地層中生成基本上相同的裂縫網(wǎng)絡(luò)。在另一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)?shù)貙影C(jī)械斷面的復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)和/或高應(yīng)力屏障時(shí)，通過(guò)調(diào)整流體粘度、注入速率和失水劑中的至少一個(gè)可以得到期望的增產(chǎn)面積、體積和/或體積的形狀，從而優(yōu)化誘導(dǎo)的裂縫和地層中存在的斷面之間的交叉行為。地震數(shù)據(jù)202 (例如圖1A和2A中所示的)可以提供在分析地層的裂縫屬性時(shí)有用的信息。
[0070]增產(chǎn)規(guī)劃447可以包含井規(guī)劃465、階段設(shè)計(jì)466、增產(chǎn)設(shè)計(jì)468以及產(chǎn)量預(yù)測(cè)470。具體說(shuō)來(lái)，MEM462可以是對(duì)井規(guī)劃465和/或階段設(shè)計(jì)466以及增產(chǎn)設(shè)計(jì)468的輸入。一些實(shí)施例可以包括半自動(dòng)化的方法，以識(shí)別例如井間距和取向、多級(jí)射孔設(shè)計(jì)以及水力裂縫設(shè)計(jì)。為了處理油氣儲(chǔ)層中大量不同的特性，一些實(shí)施例可以包含根據(jù)目標(biāo)儲(chǔ)層環(huán)境的專用方法，目標(biāo)儲(chǔ)層環(huán)境諸如是，但不限于，致密氣地層、砂巖儲(chǔ)層、自然裂縫頁(yè)巖儲(chǔ)層或其它非常規(guī)儲(chǔ)層。
[0071]增產(chǎn)規(guī)劃447可以包含用于通過(guò)將地下地層劃分為多組離散的層段(interval)，基于諸如地層的地球物理學(xué)屬性及其與自然裂縫的鄰近的信息對(duì)每一個(gè)層段進(jìn)行表征，然后將多個(gè)層段重新分組為一個(gè)或多個(gè)鉆井井場(chǎng)，每一個(gè)井場(chǎng)容納井或井的分支，來(lái)識(shí)別潛在鉆井井場(chǎng)的半自動(dòng)化的方法?？梢栽趦?yōu)化儲(chǔ)層的開(kāi)采時(shí)確定和使用多個(gè)井的間距和取向。可以分析每一個(gè)井的特性用于級(jí)規(guī)劃和增產(chǎn)規(guī)劃。在一些情況下，可以提供完井顧問(wèn)(advisor)，例如用于在遞歸的細(xì)化工作流程之后分析致密氣砂巖儲(chǔ)層中豎直或幾乎豎直的井。
[0072]可以在井場(chǎng)執(zhí)行這樣的油田作業(yè)之前，執(zhí)行井規(guī)劃465以設(shè)計(jì)油田作業(yè)?？梢允褂镁?guī)劃465來(lái)限定例如用于執(zhí)行油田作業(yè)的設(shè)備和作業(yè)參數(shù)。一些這樣的作業(yè)參數(shù)可以包括例如射孔位置、注入速率、作業(yè)壓力、增產(chǎn)流體、以及在增產(chǎn)中所使用的其它參數(shù)。在設(shè)計(jì)井規(guī)劃時(shí)，可以使用從各種源采集的信息，采集的信息諸如是歷史數(shù)據(jù)、已知數(shù)據(jù)、油田測(cè)量結(jié)果(例如在圖1A-1D中所取得的)。在一些情況下，可以使用建模來(lái)分析在形成井規(guī)劃時(shí)使用的數(shù)據(jù)。在增產(chǎn)規(guī)劃中生成的井規(guī)劃可以接收來(lái)自階段設(shè)計(jì)466、增產(chǎn)設(shè)計(jì)468、以及產(chǎn)量預(yù)測(cè)(product1n predict1n)470的輸入，以便在井規(guī)劃中評(píng)估有關(guān)增產(chǎn)和/或影響增產(chǎn)的信息。
[0073]還可以使用井規(guī)劃465和/或MEM462作為對(duì)階段設(shè)計(jì)466的輸入。在階段設(shè)計(jì)466中可以使用儲(chǔ)層和其它數(shù)據(jù)，以限定用于增產(chǎn)的特定作業(yè)參數(shù)。例如，階段設(shè)計(jì)466可以包含在井眼中限定范圍，以執(zhí)行這里進(jìn)一步描述的增產(chǎn)作業(yè)。美國(guó)專利申請(qǐng)N0.2011/0247824中描述了階段設(shè)計(jì)的示例(其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此)。階段設(shè)計(jì)可以是用于執(zhí)行增產(chǎn)設(shè)計(jì)468的輸入。
[0074]增產(chǎn)設(shè)計(jì)限定了用于執(zhí)行增產(chǎn)作業(yè)的各種增產(chǎn)參數(shù)(例如射孔布置)?？梢允褂迷霎a(chǎn)設(shè)計(jì)468來(lái)進(jìn)行例如裂縫建模。美國(guó)專利申請(qǐng)N0.2008/0183451,2006/0015310以及PCT公開(kāi)N0.W02011/077227 (其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用合并于此)中描述了裂縫建模的示例。增產(chǎn)設(shè)計(jì)可以包含使用各種模型來(lái)限定增產(chǎn)規(guī)劃和/或井規(guī)劃的增產(chǎn)部分。在SPE論文140185中提供了復(fù)雜裂縫建模的附加示例，通過(guò)引用將該論文全部?jī)?nèi)容合并于此。這一復(fù)雜裂縫建模闡明了兩種復(fù)雜裂縫建模技術(shù)結(jié)合微震映射的應(yīng)用，以表征裂縫復(fù)雜度，并評(píng)估完井性能。第一種復(fù)雜裂縫建模技術(shù)是用于評(píng)估裂縫復(fù)雜度和正交裂縫之間的距離的分析模型。第二種技術(shù)使用網(wǎng)格數(shù)值模型，該網(wǎng)格數(shù)值模型允許復(fù)雜地質(zhì)描述和對(duì)復(fù)雜裂縫傳播的評(píng)估。這些示例闡明了可以如何利用實(shí)施例來(lái)評(píng)估裂縫復(fù)雜度如何受每一個(gè)地質(zhì)環(huán)境中裂縫處理設(shè)計(jì)的改變的影響。為了使用復(fù)雜裂縫模型來(lái)量化裂縫處理設(shè)計(jì)中的改變的影響，而不管MEM和“實(shí)際”裂縫生長(zhǎng)中的內(nèi)在不確定性，可以綜合微震映射和復(fù)雜裂縫建模以解析微震測(cè)量結(jié)果，同時(shí)還校準(zhǔn)復(fù)雜增產(chǎn)模型。這樣的示例顯示裂縫復(fù)雜程度可以隨地質(zhì)條件而改變。
[0075]增產(chǎn)設(shè)計(jì)可以綜合三維儲(chǔ)層模型(地層模型)作為完井設(shè)計(jì)的起始點(diǎn)(區(qū)模型)，該三維儲(chǔ)層模型可以是地震解析、鉆井地質(zhì)導(dǎo)向解析、地質(zhì)學(xué)或地質(zhì)力學(xué)地球模型的結(jié)果。I供對(duì)實(shí)際誘導(dǎo)的裂縫的傳播的控制，并且3、的形狀、產(chǎn)油區(qū)位置和范圍以及儲(chǔ)層尺寸-模擬的結(jié)果，受特定的交叉行為影響的具整或優(yōu)化井規(guī)劃465、階段設(shè)計(jì)466以及增\速率的運(yùn)行參數(shù)，以致誘導(dǎo)的裂縫將會(huì)穿1:裂縫進(jìn)一步在地層中傳播，并且可能繼續(xù)垃流體粘度之類的流體特征，以致誘導(dǎo)的裂1:裂縫進(jìn)一步在地層中傳播，并且可以繼續(xù)
士以理解復(fù)雜的裂縫生長(zhǎng)。一些工作流程可三維畫布中綜合這些預(yù)測(cè)的裂縫模型，其可貢和程度可以使用微震映射來(lái)評(píng)估，然后以
過(guò)華最佳增產(chǎn)設(shè)計(jì)和完井策略。可以使用裂二實(shí)時(shí)微震映射和評(píng)估來(lái)優(yōu)化的設(shè)計(jì)。可以化，以反饋來(lái)自增產(chǎn)規(guī)劃447的部分或全部的結(jié)果，并根據(jù)需要迭代到增產(chǎn)規(guī)劃過(guò)程的各個(gè)部分，并實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的結(jié)果?？梢允謩?dòng)執(zhí)行增產(chǎn)規(guī)劃447，或者使用自動(dòng)優(yōu)化處理來(lái)綜合增產(chǎn)規(guī)劃447，如反饋環(huán)473中的優(yōu)化472所示意性地示出的那樣。
[0083]圖4B示意性地圖示了增產(chǎn)規(guī)劃作業(yè)447的部分。如此圖所示，可以在反饋環(huán)473中迭代并且優(yōu)化472階段設(shè)計(jì)446、增產(chǎn)設(shè)計(jì)468和產(chǎn)量預(yù)測(cè)470以生成優(yōu)化的結(jié)果480，例如具有優(yōu)化的交叉行為的優(yōu)化的增產(chǎn)規(guī)劃。這一迭代方法使得輸入和由階段設(shè)計(jì)466和增產(chǎn)設(shè)計(jì)468生成的結(jié)果能夠‘相互學(xué)習(xí)’，并且與產(chǎn)量預(yù)測(cè)迭代以獲得它們之間的優(yōu)化。
[0084]可以設(shè)計(jì)和/或優(yōu)化增產(chǎn)作業(yè)的各個(gè)部分。在例如美國(guó)專利N0.6508307 (通過(guò)引用將其全部?jī)?nèi)容合并于此)中描述了優(yōu)化壓裂的示例。在另一個(gè)示例中，還可以在增產(chǎn)規(guī)劃447中提供財(cái)務(wù)輸入，財(cái)務(wù)輸入例如是每個(gè)可能影響作業(yè)的壓裂作業(yè)成本(固定的和變化的)、油和天然氣性質(zhì)以及邊際收益?？梢酝ㄟ^(guò)在考慮財(cái)務(wù)輸入的同時(shí)針對(duì)預(yù)測(cè)的產(chǎn)量?jī)?yōu)化增產(chǎn)設(shè)計(jì)466，來(lái)執(zhí)行優(yōu)化。這樣的財(cái)務(wù)輸入可以包含井眼中各個(gè)級(jí)處各種增產(chǎn)作業(yè)的成本。
[0085]返回參考圖4A，在增產(chǎn)規(guī)劃447中可以包括各種可選特征。例如，可以使用多井規(guī)劃顧問(wèn)來(lái)確定是否需要在地層中構(gòu)建多個(gè)井。如果要形成多個(gè)井，多井規(guī)劃顧問(wèn)可以提供多個(gè)井的間距和取向，以及在每一個(gè)井內(nèi)用于對(duì)地層進(jìn)行射孔和處理的最佳位置。如這里所使用的，術(shù)語(yǔ)“多井”可以指分別獨(dú)立地從地球表面鉆到地下地層的多個(gè)井；術(shù)語(yǔ)“多井”也可以指從單個(gè)從地球表面鉆出的井起始(kick off)的多個(gè)分支(參見(jiàn)例如圖3A)。井和分支的方向可以是豎直的、水平的、或者豎直與水平之間的任何方向。
[0086]當(dāng)規(guī)劃或鉆多個(gè)井時(shí)，可以針對(duì)每一個(gè)井重復(fù)模擬，以使每一個(gè)井具有階段規(guī)劃、射孔規(guī)劃和/或增產(chǎn)規(guī)劃。之后，如果需要，可以調(diào)整多井規(guī)劃。例如，如果一個(gè)井中的裂縫增產(chǎn)指示增產(chǎn)結(jié)果將與具有規(guī)劃的射孔區(qū)的鄰近的井重疊，那么可以消除或重新設(shè)計(jì)該鄰近的井和/或該鄰近的井中該規(guī)劃的射孔區(qū)。與此相反，如果因?yàn)楫a(chǎn)油區(qū)對(duì)于第一裂縫井而言只是太遠(yuǎn)以致于不能對(duì)該產(chǎn)油區(qū)進(jìn)行有效增產(chǎn)，或者因?yàn)樽匀涣芽p或高應(yīng)力屏障的存在使得第一裂縫井不能對(duì)該產(chǎn)油區(qū)進(jìn)行有效增產(chǎn)，而導(dǎo)致模擬的裂縫處理不能穿透地層的特定區(qū)域，那么可以包括第二井/分支或新的射孔區(qū)，以提供至未處理的區(qū)域的通路。三維儲(chǔ)層模型可以考慮模擬模型，并指示用于鉆第二井/分支或增加附加射孔區(qū)的候選位置。為了油田作業(yè)者的容易處理，可以提供空間X’ -Y’ -V位置。
[0087]交叉行為:設(shè)計(jì)水力裂縫與機(jī)械斷面的相互作用
[0088]返回參考圖4A和5，在已知誘導(dǎo)的水力裂縫穿過(guò)地層中觀測(cè)到的機(jī)械斷面的區(qū)域，可以提高儲(chǔ)集層產(chǎn)能。例如，通過(guò)調(diào)整壓裂液的運(yùn)行參數(shù)和流體特性，傳播的水力裂縫可以穿過(guò)多個(gè)斷面，并且位移(凹凸不齊尺寸)會(huì)盡可能的小(參考520)。如本文中所討論的，可以在力學(xué)地球模型(MEM)462中識(shí)別關(guān)于機(jī)械斷面的信息。這樣的信息可以是對(duì)井設(shè)計(jì)465和/或階段設(shè)計(jì)466以及增產(chǎn)設(shè)計(jì)468的輸入。增產(chǎn)設(shè)計(jì)468可以用于生成裂縫模型，裂縫模型可以識(shí)別可以基于特定的井設(shè)計(jì)465和/或階段設(shè)計(jì)466以及增產(chǎn)設(shè)計(jì)468預(yù)測(cè)的裂縫復(fù)雜度的本質(zhì)和程度。交叉行為可以在裂縫模型中識(shí)別，并且用于選擇優(yōu)化的增產(chǎn)設(shè)計(jì)和完井策略。一旦優(yōu)化，這些信息可以用于更新進(jìn)程，并且反饋到預(yù)先處理評(píng)估445 (例如，MEM462)。
[0089]可以在獲取各個(gè)井場(chǎng)數(shù)據(jù)之后生成穿過(guò)遇到的斷面所需的壓裂液的運(yùn)行參數(shù)和流體特征(例如，注入速率、流體粘度和/或壓裂液中失水劑的濃度)。例如，包含諸如彈性和脆性地層屬性、機(jī)械斷面的幾何和水力特性，以及地下地層的原位應(yīng)力條件之類的地質(zhì)力學(xué)屬性的井場(chǎng)數(shù)據(jù)。在確定交叉行為中可能有用的裂縫的力學(xué)屬性還可以包括應(yīng)力場(chǎng)(例如，最大和最小水平應(yīng)力，至少對(duì)于豎直水力壓裂和自然裂縫的情況)；斷面(例如，mu，韌性模式I和II，自然裂縫的滲透率等等)；以及地層屬性(例如，楊氏模量、泊松比、拉伸強(qiáng)度和韌性)。
[0090]達(dá)到地層中的期望水力壓裂交叉行為所需的閥值可以通過(guò)調(diào)整壓裂液的運(yùn)行參數(shù)和流體特征獲得。如圖5所示，相互作用的裂縫的二維幾何可以用于確定裂縫的相互作用。裂縫500中的一個(gè)是水力導(dǎo)致的裂縫，其由于從井眼向第二裂縫510的連續(xù)的泵入速率Q傳播，第二裂縫是斷面，例如自然裂縫(NF)。裂縫500和510兩者都經(jīng)由常見(jiàn)的彈性應(yīng)力場(chǎng)機(jī)械地相互作用。在裂縫彼此接觸之后，由于在閉合狀態(tài)下NF510的固有滲透率，或者由于NF510的機(jī)械的開(kāi)口，流體穿過(guò)NF510。相互作用的裂縫周圍的應(yīng)力場(chǎng)可以在裂縫相互作用的過(guò)程期間變化(即，在相互作用的裂縫之間的直接接觸之前和之后)。如果抗拉應(yīng)力場(chǎng)達(dá)到空間中的臨界值和范圍，它可以導(dǎo)致產(chǎn)生穿過(guò)NF510的新裂縫520/540，其可以是在地層的剩余物中生長(zhǎng)的次級(jí)水力裂縫的形核。如果裂縫進(jìn)一步產(chǎn)生和生長(zhǎng)，這意味著水力裂縫已經(jīng)穿過(guò)NF510。如果沒(méi)有產(chǎn)生新的裂縫，或出現(xiàn)的裂縫沒(méi)有生長(zhǎng)，這意味著裂縫500已經(jīng)在NF510處停止(被稱為530)。
[0091]要達(dá)到期望的基于特定的增產(chǎn)設(shè)計(jì)465的水力裂縫交叉行為，可以解下面具有邊界條件的方程。
[0092]彈性方程定義在點(diǎn)? = (X> 的應(yīng)力張量:?⑦的分量，作為第k條裂縫的裂縫開(kāi)口和沿整個(gè)輪廓的滑移成)的函數(shù):
【權(quán)利要求】
1.一種在穿透地下地層的井眼周圍執(zhí)行壓裂作業(yè)的方法，所述地下地層周圍具有機(jī)械斷面，所述方法包括: 獲取綜合的井場(chǎng)數(shù)據(jù)，所述綜合的井場(chǎng)數(shù)據(jù)包括所述地下地層的巖土力學(xué)特性以及所述機(jī)械斷面的幾何特性； 使用所述綜合的井場(chǎng)數(shù)據(jù)生成力學(xué)地球模型； 在所述力學(xué)地球模型中識(shí)別所述地層中的至少一個(gè)誘導(dǎo)的水力裂縫與至少一個(gè)斷面之間的交叉行為； 使用所述力學(xué)地球模型生成增產(chǎn)規(guī)劃，所述增產(chǎn)規(guī)劃包括壓裂液的流體粘度和注入速率；以及 調(diào)整所述增產(chǎn)規(guī)劃的所述注入速率和所述流體粘度中的至少一個(gè)，以實(shí)現(xiàn)所述地層中的至少一個(gè)誘導(dǎo)的水 力壓裂與至少一個(gè)斷面之間的優(yōu)化的交叉行為。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，進(jìn)一步包括: 使用所述增產(chǎn)規(guī)劃來(lái)執(zhí)行所述壓裂作業(yè)以生成包括所述優(yōu)化的交叉行為的所述地層中的壓裂網(wǎng)絡(luò)。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述綜合的井場(chǎng)數(shù)據(jù)進(jìn)一步包括所述地下地層的地質(zhì)學(xué)特性和地球物理學(xué)特性，以及所述至少一個(gè)斷面的力學(xué)特性中的一個(gè)或多個(gè)特性。
4.如權(quán)利要求3所述的方法，進(jìn)一步包括測(cè)量所述地下地層的巖土力學(xué)特性、地質(zhì)學(xué)特性和地球物理學(xué)特性以及所述至少一個(gè)斷面的力學(xué)特性的組合中的至少一部分。
5.如權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述調(diào)整包括選擇性地影響所述誘導(dǎo)的水力裂縫與所述至少一個(gè)斷面之間的所述交叉行為。
6.如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述調(diào)整進(jìn)一步包括調(diào)整所述壓裂液中的失水劑的濃度，以實(shí)現(xiàn)所述優(yōu)化的交叉行為。
7.一種針對(duì)具有位于地下地層中的儲(chǔ)層的井場(chǎng)執(zhí)行增產(chǎn)作業(yè)的方法，所述方法包括: 基于綜合的井場(chǎng)數(shù)據(jù)，使用力學(xué)地球模型執(zhí)行增產(chǎn)作業(yè)； 使用所述力學(xué)地球模型生成增產(chǎn)規(guī)劃，所述增產(chǎn)規(guī)劃包括壓裂液的流體粘度和注入速率；以及 調(diào)整所述流體粘度和所述注入速率中的至少一個(gè)，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的增產(chǎn)作業(yè)。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述綜合的井場(chǎng)數(shù)據(jù)包括所述地下地層的巖土力學(xué)特性、地質(zhì)學(xué)特性和地球物理學(xué)特性以及至少一個(gè)斷面的力學(xué)特性和幾何特性中的至少部分、一個(gè)或多個(gè)特性。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述力學(xué)地球模型包括所述地下地層中的誘導(dǎo)的水力裂縫和機(jī)械斷面之間的交叉行為。
10.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述調(diào)整包括選擇性地影響所述誘導(dǎo)的水力裂縫和所述機(jī)械斷面之間的所述交叉行為。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其中，選擇性地影響所述交叉行為包括選擇性地影響所述誘導(dǎo)的水力裂縫是否穿過(guò)所述機(jī)械斷面，所述誘導(dǎo)的水力裂縫是否沿所述機(jī)械斷面?zhèn)鞑?，以及所述誘導(dǎo)的水力裂縫是否沿所述機(jī)械斷面?zhèn)鞑ゲ⒋┻^(guò)所述機(jī)械斷面。
12.如權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述地下地層中的所述機(jī)械斷面是自然裂縫、層平面、斷層以及弱面中的一個(gè)。
13.如權(quán)利要求7所述的方法，其中，所述增產(chǎn)規(guī)劃進(jìn)一步包括失水劑，并且所述調(diào)整進(jìn)一步包括調(diào)整所述壓裂液中的所述失水劑的濃度以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的壓裂作業(yè)。
14.一種針對(duì)具有位于地下地層中的儲(chǔ)層的井場(chǎng)執(zhí)行增產(chǎn)作業(yè)的方法，包括: 使用儲(chǔ)層表征模型來(lái)執(zhí)行儲(chǔ)層表征，以基于綜合的井場(chǎng)數(shù)據(jù)生成力學(xué)地球模型； 通過(guò)基于所述力學(xué)地球模型執(zhí)行井規(guī)劃、階段設(shè)計(jì)、增產(chǎn)設(shè)計(jì)以及產(chǎn)量預(yù)測(cè)來(lái)生成增產(chǎn)規(guī)劃； 在所述力學(xué)地球模型中識(shí)別所述地層中的至少一個(gè)誘導(dǎo)的水力裂縫與至少一個(gè)斷面之間的交叉行為；以及 通過(guò)在反饋回路中重復(fù)所述增產(chǎn)設(shè)計(jì)和所述產(chǎn)量預(yù)測(cè)來(lái)優(yōu)化所述增產(chǎn)規(guī)劃，直到在所述地層中的所述至少一個(gè)誘導(dǎo)的水力裂縫和所述至少一個(gè)斷面之間生成優(yōu)化的交叉行為。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述綜合的井場(chǎng)數(shù)據(jù)包括所述地下地層的巖土力學(xué)特性、地質(zhì)學(xué)特性和地球 物理學(xué)特性以及所述至少一個(gè)斷面的力學(xué)特性和幾何特性中的至少部分、一個(gè)或多個(gè)特性。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括測(cè)量所述地下地層的巖土力學(xué)特性、地質(zhì)學(xué)特性和地球物理學(xué)特性以及所述地下地層中的所述至少一個(gè)斷面的力學(xué)特性和幾何特性中的至少一部分。
17.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，優(yōu)化所述增產(chǎn)規(guī)劃包括在反饋回路中重復(fù)井規(guī)劃、階段設(shè)計(jì)、增產(chǎn)設(shè)計(jì)以及產(chǎn)量預(yù)測(cè)，直到生成所述優(yōu)化的交叉行為。
18.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述井規(guī)劃、階段設(shè)計(jì)、增產(chǎn)設(shè)計(jì)以及產(chǎn)量預(yù)測(cè)中的至少一個(gè)包括壓裂液的流體粘度、注入速率，以及所述壓裂液中的失水劑的濃度；并且其中，優(yōu)化所述增產(chǎn)規(guī)劃進(jìn)一步包括調(diào)整所述壓裂液的所述流體粘度、注入速率以及所述壓裂液中的失水劑的濃度中的至少一個(gè)，直到生成所述優(yōu)化的交叉行為。
19.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括在所述井場(chǎng)處執(zhí)行所述優(yōu)化的增產(chǎn)規(guī)劃。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步在所述執(zhí)行所述優(yōu)化的增產(chǎn)規(guī)劃期間從所述井場(chǎng)測(cè)量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。
21.如權(quán)利要求20所述的方法，進(jìn)一步包括基于所測(cè)量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)執(zhí)行實(shí)時(shí)解析。
22.如權(quán)利要求21所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述實(shí)時(shí)解析來(lái)執(zhí)行實(shí)時(shí)增產(chǎn)設(shè)計(jì)和產(chǎn)量預(yù)測(cè)。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，進(jìn)一步包括通過(guò)在反饋回路中重復(fù)實(shí)時(shí)所述增產(chǎn)設(shè)計(jì)以及所述產(chǎn)量預(yù)測(cè)，來(lái)實(shí)時(shí)優(yōu)化所述優(yōu)化的增產(chǎn)規(guī)劃，直至生成實(shí)時(shí)優(yōu)化的增產(chǎn)規(guī)劃。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述實(shí)時(shí)優(yōu)化的增產(chǎn)規(guī)劃來(lái)控制所述增產(chǎn)作業(yè)。
25.如權(quán)利要求19所述的方法，進(jìn)一步包括在執(zhí)行所述優(yōu)化的增產(chǎn)規(guī)劃之后評(píng)估所述井場(chǎng)。
26.如權(quán)利要求25所述的方法，進(jìn)一步包括基于所述評(píng)估來(lái)更新所述儲(chǔ)層表征模型和所述力學(xué)地球模型中的至少一個(gè)模型。
27.如權(quán)利要求14所述的方法，進(jìn)一步包括基于對(duì)在執(zhí)行所述優(yōu)化的增產(chǎn)規(guī)劃期間收集的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的評(píng)估，來(lái)更新所述儲(chǔ)層表征模型和所述力學(xué)地球模型中的至少一個(gè)模型。
28.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，使用壓裂模型執(zhí)行所述增產(chǎn)設(shè)計(jì)。
29.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，使用財(cái)務(wù)輸入執(zhí)行所述產(chǎn)量預(yù)測(cè)。
30.如權(quán)利要求14所述的方法，其中，所述儲(chǔ)層包括至少一個(gè)致密氣砂巖儲(chǔ)層和頁(yè)巖儲(chǔ)層中的一個(gè)。
31.一種用于執(zhí)行針對(duì)具有穿透地下地層的井眼的井場(chǎng)的增產(chǎn)作業(yè)的系統(tǒng)，所述地下地層周圍具有機(jī)械斷面，所述系統(tǒng)包括: 增產(chǎn)工具，包括: 儲(chǔ)層表征單元，其使用儲(chǔ)層表征模型執(zhí)行儲(chǔ)層表征，以基于綜合的井場(chǎng)數(shù)據(jù)生成力學(xué)地球模型； 增產(chǎn)規(guī)劃單元，其使用所述力學(xué)地球模型生成增產(chǎn)規(guī)劃，所述增產(chǎn)規(guī)劃包括壓裂液的流體粘度和注入速率；以及 優(yōu)化器，其通過(guò)調(diào)整所述流體粘度和所述注入速率中的至少一個(gè)來(lái)優(yōu)化所述增產(chǎn)規(guī)劃， 以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的增產(chǎn)規(guī)劃，所述優(yōu)化的增產(chǎn)規(guī)劃具有在所述地層中的至少一個(gè)誘導(dǎo)的水力壓裂和至少一個(gè)斷面之間的優(yōu)化的交叉行為。
32.如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括能夠操作性地連接到所述增產(chǎn)工具的井場(chǎng)設(shè)備單元。
33.如權(quán)利要求32所述的系統(tǒng)，進(jìn)一步包括位于所述井場(chǎng)處的所述井眼中的至少一個(gè)井下工具，所述至少一個(gè)井下工具能夠操作性地連接到所述增產(chǎn)工具。
34.如權(quán)利要求33所述的系統(tǒng)，其中，所述至少一個(gè)井下工具包括測(cè)井電纜工具、鉆井工具、射孔工具、注入工具及其組合中的至少一個(gè)。
35.如權(quán)利要求31所述的系統(tǒng)，其中，所述綜合的井場(chǎng)數(shù)據(jù)包括所述地下地層的巖土力學(xué)特性、地質(zhì)學(xué)特性和地球物理學(xué)特性，以及所述地下地層中的所述至少一個(gè)斷面的力學(xué)特性和幾何特性。
【文檔編號(hào)】G06F19/00GK104040376SQ201280060848
【公開(kāi)日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2012年10月11日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月11日
【發(fā)明者】D·A·丘普羅夫, R·C·A·普里烏, X·翁, O·克雷斯, H·古 申請(qǐng)人:普拉德研究及開(kāi)發(fā)股份有限公司