РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ И ПРИТЯЗАНИЕ НА ПРИОРИТЕТ
[1] По данной заявке испрашивается приоритет заявки США № 15/334,074, поданной 25 октября 2016 г., по которой испрашивается приоритет заявки США 14/931,664, поданной 3 ноября 2015 г., которые включены в данное описание в порядке ссылки в полном объеме.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
[2] Раскрытое здесь изобретение относится к стимуляции углеводородных скважин с использованием отводных устройств и оцениванию и оптимизации эффективности такой стимуляции. Изобретение также относится к области отвода потока флюида с использованием механических блокирующих агентов, например, отводящих агентов на основе разрушимых твердых частиц. Одним конкретным примером продуктов в этой области является линейка продуктов TBLOCKSURE® от Weatherford International. На момент подачи заявки, TBLOCKSURE® является торговым наименованием, присвоенным комплексу саморазрушающихся, полимерных, временных отводящих материалов, полезных при эксплуатации нефтегазовых месторождений, прежде всего для облегчения притока флюидов в области коллектора, куда они не могут попасть сами собой на основании принципов гидродинамики. Флюиды, вводимые в коллектор, например, в целях стимуляции, обычно следуют путем наименьшего сопротивления и, таким образом, часто направляются в области с открытыми путями потока. Эти области наименьшего сопротивления не обязательно являются областями, намеченными для стимуляции и/или обработки (например, для увеличения отдачи или повреждения целевого пласта). Для противодействия этому явлению перетока флюида по пути наименьшего сопротивления можно применять механические методы отвода. Однако различные факторы, включающие в себя производственные нужды, требования законодательства или соображения охраны окружающей среды, могут приводить к необходимости физического удаления механических отводов. Этому явлению также можно противодействовать посредством использования временных разрушимых систем отвода, например, блокирующих агентов, которые разрушаются со временем, под действием тепла, давления или других природных или искусственных факторов. Эти временные разрушимые отводы хороши для зональной изоляции и не нуждаются в механическом удалении (например, из скважины) после вмешательства, поскольку они способны переходить (например, со временем) из твердого полимерного состояния в жидкое, например, чистый неповреждающий жидкий раствор мономера.
[3] Можно сконструировать химические составы, используемые для разрушимых отводов, например, химические составы продукта TBLOCKSURE®, демонстрирующие изменение свойств закупоривания, герметизации и разрушения. Например, отводящие агенты могут быть способны к разложению в широком диапазоне температур на мономеры, не повреждающие углеводородный пласт. Кроме того, можно сконструировать отводящие агенты, адаптированные к значительным изменениям температуры (например, от 80°F до 325°F) с переменными временами разложения (например, от нескольких часов до нескольких дней). Этого можно добиться, например, выбирая химический состав полимера, форму, размер или другой параметр частицы.
[4] Однако, несмотря на полезную конструкцию этих различных разрушимых полимеров, успешное развертывание и использование этой технологии в поле (например, в качестве временного отводного устройства) в значительной степени зависит от оптимизации с учетом конструирования и геомеханической конструкции, поскольку она относится к сведениям об окружении. Проще говоря, возможности современных разрушимых отводящих агентов крайне ограничены в отсутствие своевременно созданных последовательностей операций и процессов, которые опираются, в правильных пропорциях, на факторы, зависящие от операции, а также исторические полевые данные, экспериментальные данные, моделирование и особо полезный математический анализ.
[5] Кроме того, эффективность применения отвода может выражаться как повышение давления в скважине и эффективность соответствующей стимуляции с использованием эксплуатационных данных (в области, где отводимые флюиды перенаправляются). Однако эффективность отводных устройств в условиях забоя трудно точно оценивать с использованием этих способов в эксплуатационных окружениях.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[6] В любом варианте применения, где используются пути флюида, может возникать необходимость или желание отводить флюид от отверстий, которые могут нежелательно поглощать поток флюида. Эти варианты применения могут включать в себя операции добычи углеводородов, например, бурение, гидроразрыв пласта или стимулирование скважин, но они также могут включать в себя любые процессы, где полезно управлять потоком флюида. Таким образом, применения рассмотренных здесь вариантов осуществления могут достигать потока флюида в любом контексте, например, в естественных пластах, искусственных формированиях, искусственных установках (например, трубопроводах или обсадных трубах любого рода), или любой комбинации вышеперечисленных.
[7] Что касается отвода, в некоторых вариантах осуществления, основные механизмы, управляющие успехом процесса отвода, могут делиться на две основные подкатегории закупоривания и герметизации. В иллюстративном варианте осуществления, первая фаза процесса отвода может включать в себя формирование устойчивой закупоренной структуры. Эта структура может формировать основу для эффективного механизма герметизации. Во второй фазе иллюстративного варианта осуществления, уплотнение может формироваться поверх и/или внутри пробки для ограничения или ликвидации путей потока, существующих в закупоренной структуре. Таким образом, создается отвод флюида.
[8] Многие варианты осуществления настоящего изобретения относятся к специализированным процессам, использующим разработанные отводящие агенты (например, TBLOCKSURE®) для закупоривания и последующей герметизации отверстий, например, существующих перфораций, естественных трещин, разломов или отверстий в породе или геологических пластах любого рода. Среди многих возможных применений, эти варианты осуществления могут относиться к операциям добычи углеводородов, кислотной обработки, многоэтапного гидроразрыва, гидроразрыва и повторного гидроразрыва геологических пластов или искусственных формирований любого рода. В общем варианте осуществления изобретения, полевые данные; экспериментальные данные; аналитические функции или модели; и численные функции или модели могут использоваться для указания параметров отвода, например, оптимальной концентрации частиц, оптимального размера частицы, оптимального отношения типов частиц, повышения давления и их прогнозов и/или оптимальных форм частиц.
[9] Некоторые варианты осуществления изобретения предусматривают процессы или последовательности операций, которые объединяют специализированные пропорции аналитических и численных методов для оптимизации переменных составляющих закупоривания и герметизации, например, размера частицы, распределение размера частицы (в том числе, без ограничения, отношения частиц), формы частицы, концентрации частиц, расхода и вязкости флюида. В некоторых вариантах осуществления, эти и, возможно, другие переменные параметры можно адаптировать к целевому пласту и целей, зависящих от операции, для обеспечения эффективной и экономичной герметизации существующих отверстий. Например, иллюстративный предложенный процесс или последовательность операций может указывать переменные параметры ввиду множественных анализов, применяемых в специализированной последовательности и/или пропорциях, где анализы предусматривают доступные данные ввиду целевого пласта, и оптимизацию процесса или последовательности операций для применения отводящих агентов. В некоторых вариантах осуществления созданная последовательность операций или процесс может создаваться для наиболее эффективного целеполагания конкретной способности к повышению давления.
[10] В текущем и общем применении реализации отвода, заранее указанное отношение частиц может закачиваться в область обработки с указанным расходом, при этом повышение давления либо отслеживается, либо время от времени контролируется. Если давление растет желаемым образом, процесс не подлежит регулировке, и отвод завершается по достижении целевого давления. Если же давление не растет желаемым образом, типичное полевое поведение может состоять в простом изменении концентрации частиц путем закачки большего числа фунтов на галлон (для более высокого желаемого давления). В этих ситуациях, даже при желании изменить другие параметры, относящиеся к повышению давления, полевым операторам трудно принять решение, ввиду большого числа факторов и практически бесконечного количества возможных изменений, которые можно применять к операции отвода.
[11] Процесс или последовательность операций согласно одному или более предложенным здесь вариантам осуществления может учитывать, в надлежащих пропорциях, полевые данные или экспериментальные данные, определяющие свойства, зависящие от пласта, что позволяет адаптировать техническое проектирование на основании данных, уникальных для разных пластов. Например, иллюстративный вариант применения, касающийся конкретного пути флюида и удовлетворяющий конкретным требованиям к операции, может требовать наличия уплотнения поверх существующих путей потока, где уплотнение может выдерживать перепады давления до указанного числа psi (например, практически иногда превышающего 6000 psi). Кроме того, требования к операции также могут требовать, чтобы твердые частицы полностью разрушались в течение управляемого промежутка времени (например,.N часов) по завершении вмешательства. С использованием описанных здесь методов и предложений, может динамически создаваться прочное уплотнение отвода, в некоторых вариантах осуществления, с использованием размера частиц материала (например, 100 меш - 7 меш), которые меньше, чем герметизируемые отверстия (например, обычно до 10 мм, но, возможно, гораздо больше).
[12] Многие рассмотренные здесь варианты осуществления итерационно используют аналитические и численные функции и моделирование, например, для прогона моделей и получения их результатов. В частности, как рассмотрено более подробно ниже, целенаправленное использование связанных вычислительной динамики флюидов (CFD), методов дискретных элементов (DEM) и аналитических моделей может использоваться для создания специальной конструкции и критериев реализации и процессов для управления отводом и повышением давления флюида. В одном или более вариантах осуществления, аналитические модели можно калибровать как экспериментальными данными, так и полевыми данными для улучшения специализации применяемых методов отвода.
[13] Изменяющиеся варианты осуществления изобретения могут использовать машины моделирования, которые могут включать в себя разные сценарии, что позволяет оптимизировать факторы, влияющие на эффективность отвода. Проектируя, в правильных и специализированных пропорциях, применение химических составов, формы и размеры частиц, а также давление, температуру и другие параметры, операцию отвода можно разработать и/или адаптировать для наилучшего результата на каждом пути флюида. Например, каждую операцию отвода можно адаптировать к конкретному углеводородному пласту, конкретной скважине, или даже к конкретному сегменту или конкретной ветви скважины. Эта адаптация данными, уникальными для каждого локального окружения (например, глубиной, механическими свойствами, давлениями разрыва пласта и т.д.) может обеспечивать экономичные и надежные процедуры и результаты герметизации и закупоривания. Например, разные параметры, например, размер частицы, форму, концентрацию, отношение, расход и т.д., можно оптимизировать для достижения желаемого отвода (например, в ходе процессов повторного гидроразрыва или других скважинных операций).
[14] Кроме того, в рассмотренных здесь вариантах осуществления раскрыты способы и механизмы, относящиеся к стимуляции углеводородных скважин и измерению эффективности такой стимуляции. В частности, в ходе стимуляции углеводородной скважины, в стимулирующие флюиды часто вводятся индикаторы. Индикаторы позволяют операторам наблюдать местоположение и накопление стимулирующих (или других) флюидов в скважине. Это наблюдение, в общем случае, обеспечивается графическими или численными выражениями, которые описывают местоположение разных индикаторов в скважине. Например, в операциях стимуляции можно использовать разные индикаторы для разных стадий стимуляции, и наблюдаемое выражение часто различается от индикатора к индикатору. Таким образом, с использованием этих наблюдаемых выражений, операторы способны грубо оценивать успех или неудачу операций стимуляции.
[15] В некоторых вариантах осуществления изобретения эффективность стимуляции измеряется путем сравнения реальных журналов индикатора с синтетическими журналами индикатора. Синтетические журналы индикатора создаются посредством сбора данных и процесса моделирования, который позволяет создавать множественные синтетические журналы индикатора, причем каждый журнал соответствует отдельной эффективности стимуляции. Когда синтетический журнал индикатора совпадает с реальным журналом индикатора, можно предположить, что эффективность стимуляции реальной скважины (стимуляция) является смоделированной эффективностью стимуляции. Получив эффективность стимуляции реальной скважины ее можно применять для улучшения дальнейших стимулирующих действий и процесса добычи углеводородов.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
[16] Фиг. 1 демонстрирует иллюстративный компьютерный узел, который можно использовать, например, в качестве машины конечного пользователя или машины разработчика.
[17] Фиг. 2 демонстрирует иллюстративное сетевое окружение, связанное с вариантами осуществления изобретения.
[18] Фиг. 3 демонстрирует иллюстративную схему уровней и архитектуры программного обеспечения.
[19] Фиг. 3A демонстрирует обзор аспектов эффективности проекта.
[20] Фиг. 4A и 4B демонстрируют иллюстрации закупоривания.
[21] Фиг. 4C демонстрирует процесс или последовательность операций в соответствии с одним или более вариантами осуществления.
[22] Фиг. 5A и 5B демонстрируют иллюстрации закупоривания и герметизации.
[23] Фиг. 6 демонстрирует иллюстративную конфигурацию участка скважины.
[24] Фиг. 7A, 7B, 7C, 7D, 7E и 7F демонстрируют процессы или последовательности операций в соответствии с одним или более вариантами осуществления.
[25] Фиг. 8 демонстрирует график, относящийся к размерам частиц.
[26] Фиг. 9 демонстрирует график, относящийся к размерам частиц и повышению давления.
[27] Фиг. 10 демонстрирует процессы или последовательности операций в соответствии с одним или более вариантами осуществления.
[28] Фиг. 11 демонстрирует другой обзор применения и конструкции отводных устройств.
[29] Фиг. 12 демонстрирует соотношение между ярусами и кластерами в иллюстративной скважине.
[30] Фиг. 13 демонстрирует фиг. 12 совместно с таблицей, демонстрирующей план инжекции индикатора и/или флюида гидроразрыва пласта.
[31] Фиг. 14-16 демонстрируют иллюстративные синтетические журналы индикатора.
[32] Фиг. 17 демонстрирует план инжекции индикатора и/или флюида гидроразрыва пласта.
[33] Фиг. 18 демонстрирует иллюстративный синтетический журнал индикатора.
[34] Фиг. 19-20 демонстрируют иллюстративные процессы, связанные с раскрытым изобретением.
[35] Фиг. 21 демонстрирует процесс, показанный на фиг. 7, совместно с процессом, показанным на фиг 19.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
[36] Это изобретение относится к системам, инструментам, оборудованию, способам и компьютерно-считываемым носителям, относящимся к интеллектуальной и многоступенчатой конструкции и применению отвода пути флюида в геологических структурах. В частности, многие варианты осуществления изобретения относятся к процессам и последовательностям операций, реализующим конструкцию оптимизации конструирования стимуляции. Кроме того, некоторые варианты осуществления относятся к использованию инструментов нефтяного месторождения, включающих в себя механические и гидродинамические инструменты совместно с анализом и потоком проектирования, которые осуществляются с помощью компьютера или реализованы на компьютере. В некоторых вариантах осуществления предусмотрена автоматизированная интеллектуальная последовательность операций или процесс с ограниченным участием человека, благодаря чему, оборудование и ресурсы нефтяного месторождения действуют под управлением интеллектуального компьютера, который использует динамически собранную на месте информации совместно с полевыми данными и указанными типами моделирования и анализа для направления или управления созданием и поддержанием систем отвода в каналах флюида, например, скважинах.
[37] В нижеследующем описании, в целях объяснения, многочисленные конкретные детали изложены для обеспечения полного понимания раскрытых принципов. Как часть этого описания, некоторые из чертежей этого изобретения представляют структуры и устройства в форме блок-схемы во избежание затемнения новых аспектов раскрытых принципов. Для наглядности описаны не все признаки фактической реализации. Кроме того, язык, используемый в этом изобретении выбран, в основном, в целях удобочитаемости и инструктивности и может не быть выбран для изображения или описания предмета изобретения, предоставляя возможность обращаться к формуле изобретения в качестве возможной необходимости в определении такого предмета изобретения. Ссылка в этом изобретении на ʺодин вариант осуществленияʺ, ʺвариант осуществленияʺ или ʺварианты осуществленияʺ означает, что конкретный признак, структура или характеристика, описанная в связи с вариантом осуществления, включена в, по меньшей мере, один вариант осуществления раскрытого предмета изобретения, и множественные ссылки на ʺодин вариант осуществленияʺ или ʺвариант осуществленияʺ не следует понимать как обязательно все, относящиеся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, если не указано обратное, используемое здесь слово ʺилиʺ призвано указывать варианты, которые можно применять по отдельности или совместно (т.е., если не указано обратное, ʺилиʺ здесь не указывает взаимоисключающий выбор).
[38] Очевидно, что в развитии любой фактической реализации (как в процессах, оборудовании, инструментах или любом проекте разработки программного обеспечения и/или оборудования), многочисленные решения нужно принимать для достижения конкретных целей разработчиков (например, соответствие с ограничениями системы и бизнеса), и что эти цели могут изменяться от реализации к реализации. Очевидно также, что такие действия по разработке могут быть сложными и занимать много времени, но, тем не менее, быть рутинным делом для тех, кто пользуется преимуществом этого изобретения и разбирается в конструкции и реализации систем отвода и соответствующих технологий.
[39] Иллюстративные оборудование и программное обеспечение
[40] Описанные здесь варианты осуществления изобретения могут предполагать и использовать все типы устройств, в том числе одно- и многопроцессорные вычислительные системы и вертикальные устройства, которые включают в себя одно- и многопроцессорные вычислительные системы. Приведенное здесь рассмотрение сделано со ссылкой на общую вычислительную конфигурацию, которая может рассматриваться как сервер, система разработки программного обеспечения или система конечного пользователя. Эта общая вычислительная конфигурация может иметь ресурс CPU, включающий в себя один или более микропроцессоров. Это рассмотрение служит только для иллюстрации иллюстративных вариантов осуществления и не призвано ограничивать применение изобретения к раскрытому оборудованию. Другие системы, имеющие другие известные или общие конфигурации оборудования (теперь или в будущем) полностью рассмотрены и ожидаемы. Благодаря этому предупреждению, ниже рассмотрено типичное эксплуатационное окружение оборудования и программного обеспечения. Аппаратную конфигурацию можно найти, например, на сервере, рабочей станции, портативном компьютере, планшете, настольном компьютере, игровой платформе (портативной или нет), телевизоре, увеселительной системе, смартфоне, телефоне, или любом другом вычислительном устройстве, мобильном или стационарном.
[41] Согласно фиг. 1, раскрытые варианты осуществления могут осуществляться иллюстративной компьютерной системой 100. Например, иллюстративная компьютерная система может действовать как сервер, платформа разработки программного обеспечения или устройство конечного пользователя. Система 100 может быть реализована в устройстве любого типа, например, компьютерной системе общего назначения, телевизоре, телевизионной приставке, медиапроигрывателе, мультимедийной увеселительной системе, рабочей станции обработки изображений, карманном устройстве или любом устройстве, которое предоставляет программные услуги пользователям и/или другим компьютерам. Компьютерная система 100 может включать в себя один или более процессоров 105, память 110 (110A и 110B), одно или более запоминающих устройств 115 и графическое оборудование 120. Компьютерная система 100 также может иметь датчики 125 устройства или может быть соединена с ними, которые могут включать в себя один или более из: любого известного датчика участка скважины или нефтяного месторождения, датчиков глубины (например, камеры глубины), 3D датчика(ов) глубины, устройств формирования изображения (например, блока захвата неподвижных и/или видеоизображений), датчиков RGB, датчиков близости, датчиков внешнего света, акселерометров, гироскопов, фотоаппаратов или видеокамер любого типа, устройств LIDAR, устройств SONAR, микрофонов, CCD (или других датчиков изображения), инфракрасных датчиков, термометров и т.д. Эти и другие датчики могут работать совместно с одним или более GPU, DSP или традиционными микропроцессорами совместно с надлежащим программированием, позволяющим правильно интерпретировать и/или комбинировать и интерпретировать выходные сигналы датчиков.
[42] Возвращаясь к фиг. 1, система 100 также может включать в себя интерфейс 130 связи, адаптер 135 пользовательского интерфейса и адаптер 140 дисплея, которые могут соединяться между собой системной шиной или объединительной панелью 145. Память 110 может включать в себя один или более носителей разных типов (например, твердотельных, DRAM, оптических, магнитных и т.д.), используемых процессором 105 и/или графическим оборудованием 120. Например, память 110 может включать в себя кэш-память, постоянную память (ROM) и/или оперативную память (RAM). Хранилище 115 может включать в себя один или более нетранзиторных носителей данных, включающих в себя, например, магнитные диски (стационарные, флоппи и сменные) и ленту, оптические носители, например, CD-ROM и цифровые видеодиски (DVD), и полупроводниковые запоминающие устройства, например, электрически программируемую постоянную память (EPROM) и электрически стираемую программируемую постоянную память (EEPROM). Память 110 и хранилище 115 могут использоваться для хранения информационных материалов (например, файлов аудио, изображений и видео), информации о предпочтениях, информации о профиле устройства, инструкций компьютерной программы, организованных в один или более модулей и написанных на любом желаемом языке компьютерного программирования, и любых других подходящих данных. При выполнении процессором 105 и/или графическим оборудованием 120, такой компьютерный программный код может реализовать один или более из описанных здесь способов, последовательностей операций или процессов. Интерфейс 130 связи может включать в себя полупроводниковые схемы и может использоваться для подключения компьютерной системы 100 к одной или более сетям. Иллюстративные сети включают в себя, но без ограничения: локальную сеть, например, сеть USB; локальную сеть предприятия; и глобальную сеть, например, интернет; и могут использовать любую подходящую технологию (например, проводную или беспроводную). Технологии связи, которые могут быть реализованы, включают в себя сотовую связь (например, LTE, CDMA, GSM, HSDPA и т.д.) или другую связь (Ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, USB, Thunderbolt, Firewire и т.д.). Адаптер 135 пользовательского интерфейса может использоваться для подключения клавиатуры 150, микрофона 155, указательного устройства 160, громкоговорителя 165 и других устройств пользовательского интерфейса, например, сенсорной панели и/или сенсорного экрана (не показан). Адаптер 140 дисплея может использоваться для подключения одного или более блоков 170 отображение. Интерфейс 130 связи также может использоваться для применения внешнего управления внешними предметами, например, насосами, клапанами, транспортерами, двигателями, системами оповещения, другими компьютерами, контейнерами для хранения и чем-либо еще, чем может управлять компьютер на участке скважины или на нефтяном месторождении.
[43] Процессор 105 может выполнять инструкции необходимые для осуществления или управления работой многих функций, осуществляемых системой 100 (например, выполнением формул и программного обеспечения моделирования). Процессор 105 может, например, возбуждать дисплей 170 и принимать пользовательский ввод от адаптера 135 пользовательского интерфейса или любых других пользовательских интерфейсов, реализованных в системе, например, интерфейсов датчиков или сетевого соединения. Адаптер 135 пользовательского интерфейса, например, может принимать различные формы, например, кнопки, клавишной панели, поворотного переключателя, колесика-кнопки, клавиатуры, отображающего экрана и/или сенсорного экрана. Процессор 105 может быть вычислительным устройством любого типа, например, одним или более микропроцессорами, работающими самостоятельно или совместно с GPU, DSP и/или устройствами типа однокристальной системы, например, присутствующими в мобильных устройствах. Процессор 105 может включать в себя один или более специализированных GPU или графических подсистем, которые следуют программным инструкциям для создания или изменения отображаемой информации, например, пикселей. Кроме того, процессор 105 может базироваться на архитектурах компьютера с сокращенным набором команд (RISC) или компьютера со сложным набором команд (CISC) или любой другой подходящей архитектуре и может включать в себя одно или более ядер обработки. Графическое оборудование 120 может быть вычислительным оборудованием специального назначения для обработки графики и/или помощи процессору 105 в осуществлении вычислительных задач. В некоторых вариантах осуществления, графическое оборудование 120 может включать в себя графику, встроенную в CPU и/или один или более программируемых GPU. Система 100 (реализующая один или более рассмотренных здесь вариантов осуществления) может обеспечивать средство, позволяющее одному или более пользователям управлять той же системой (например, системой 100) или другой системой (например, другим компьютером или увеселительной системой) посредством пользовательской активности, которая может включать в себя естественную активность и/или заранее определенные жесты, например, жесты рукой. Например, система может использовать датчики, например, камеры, для отслеживания участка скважины и интерпретации в качестве ввода обнаруженных действий человека или машины.
[44] В различных вариантах осуществления изобретения могут использоваться датчики, например, камеры. Камеры и подобные системы датчиков могут включать в себя системы автофокусировки для точного захвата данных видео или изображения, окончательно используемых для интерпретации намерений или команд пользователя. Поскольку движение пользователя может базироваться на едва различимой активности на малых участках захваченных изображений (например, рук, пальцев, лица, рта, брови и т.д.), система автофокусировки может использоваться для фокусировки по отдельности на множественных участках изображения для осуществления доступа к лучшей информации.
[45] Возвращаясь к фиг. 1, датчики 125 могут захватывать явления контекста и/или окружающей среды, например, время; информацию местоположения; состояние устройства в отношении света, силы тяжести и ориентации относительно северного магнитного полюса; и даже неподвижных и видеоизображений. Кроме того, информация, доступная по сети, например, информация о погоде, также может использоваться как часть контекста. Все захваченные явления контекста и окружающей среды могут использоваться для обеспечения контекста регистрируемой активности или пользовательской активности или информации о регистрируемой активности или пользовательской активности.
[46] Выходные сигналы датчиков 125 могут обрабатываться, по меньшей мере, частично, процессором 105 и/или графическим оборудованием 120 и/или специализированным графическим процессором, встроенным или не встроенным в систему 100. Захваченная таким образом информация может храниться в памяти 110 и/или хранилище 115 и/или любом хранилище, доступном в подключенной сети. Память 110 может включать в себя один или более носителей разных типов, используемых процессором 105, графическим оборудованием 120 и датчиками 125 для осуществления функций устройства. В хранилище 115 могут храниться данные, например, информационные материалы (например, файлы аудио, изображений и видео); данные датчика; инструкции компьютерной программы; и другое программное обеспечение, включающее в себя приложения базы данных (например, база данных, где хранятся полевые данные или исторические данные), информация о предпочтениях, информация о профиле устройства и любые другие подходящие данные. Память 110 и хранилище 115 могут использоваться для хранения инструкций или кода компьютерной программы, организованных в один или более модулей либо в скомпилированной форме, либо написанные на любом желаемом языке компьютерного программирования. При выполнении, например, процессором 105, такой компьютерный программный код может реализовать одно или более из описанный здесь действий, функций или моделей (например, анализ DEM или CFD).
[47] На фиг. 2 изображена иллюстративная сетевая архитектура 200, в которой могут быть реализованы раскрытые методы и может располагаться раскрытое оборудование. Эта иллюстративная сеть 200 может включать в себя множество сетей 205, (т.е. 205A, 205B и 205C), каждая из которых может принимать любую форму, в том числе, но без ограничения, локальной сети (LAN) или глобальной сети (WAN), например, интернета. Кроме того, в сетях 205 может использоваться любая желаемая технология (проводная, беспроводная, или их комбинация) и протокол (например, протокол управления передачей, TCP). К сетям 205 подключены серверы 210 данных (т.е. 210A и 210B), которые способны исполнять серверные приложения, например, базы данных, и также способные осуществлять связь по сетям 205. Один вариант осуществления, где используются компьютеры-серверы, может предусматривать работу одной или более центральных систем, чтобы модели процесса распределяли обработанную информацию по узлам сети.
[48] Компьютеры-клиенты 215 (т.е. 215A, 215B и 215C), которые могут принимать форму любой интеллектуальной машины, также могут быть подключены к сети 205 и/или серверам 210 данных. В некоторых вариантах осуществления, сетевая архитектура 200 также может включать в себя сетевые принтеры, например, принтер 220, и системы хранения, например, 225, которые могут использоваться для хранения мультимедийные элементы или другие данные, упомянутые здесь. Для облегчения связи между разными сетевыми устройствами (например, серверами 210 данных, компьютерами 215 конечного пользователя, сетевым принтером 220 и системой 225 хранения), по меньшей мере, один шлюз или маршрутизатор 230, в необязательном порядке, могут быть связаны между собой. Кроме того, для облегчения такой связи, каждое устройство, использующее сеть, может содержать схему сетевого адаптера и соответствующее программное обеспечение. Например, если для связи желательно использовать сеть Ethernet, каждое участвующее устройство может иметь адаптер Ethernet или встроенные IC с возможностью Ethernet. Кроме того, устройства могут нести сетевые адаптеры для любой сети, в которой они могут участвовать (в том числе, но без ограничения, PAN, LAN, WAN и сотовых сетей).
[49] Как упомянуто выше, варианты осуществления раскрытого здесь изобретения включают в себя программное обеспечение. Таким образом, общее описание общей архитектуры вычислительного программного обеспечения обеспечено со ссылкой на схемы уровней, приведенные на фиг. 3. Как и примеры оборудования, рассмотренная здесь архитектура программного обеспечения не притязает на полноту, но служит лишь для иллюстрации. Это особенно справедливо для многоуровневых схем, которые разработчики программного обеспечения представляют несколько по-разному. В этом случае, описание начинается с уровней, начинающихся с ядра O/S, поэтому программное обеспечение более низкого уровня и программно-аппаратное обеспечение исключено из иллюстрации, но не из предполагаемых вариантов осуществления. Применяемая здесь система обозначений, в общем случае, призвана указывать, что элементы программного обеспечения, показанные в уровне, используют ресурсы нижележащих уровней и предоставляют услуги вышерасположенным уровням. Однако, на практике, не все компоненты конкретного элемента программного обеспечения ведут себя таким образом.
[50] С этими предупреждениями, касающимися программного обеспечения, согласно фиг. 3, уровень 31 является ядром O/S, которое обеспечивает базовые функции O/S в защищенном окружении. Над ядром O/S располагается уровень 32 базовых служб O/S, который расширяет на вышерасположенные уровни такие функциональные службы, как доступ к диску и системе связи. Уровень 33 вставлен для демонстрации общего относительного расположения служб более низкого уровня, например, библиотеки открытого GL и аналогичных ресурсов приложений и инфраструктуры. Уровень 34 является объединением функций, обычно выраженных в виде множественных уровней: инфраструктур приложений и служб приложений. В целях данного рассмотрения, эти уровни обеспечивают высокоуровневую и часто функциональную поддержку прикладных программ, которые располагаются на самом высоком показанном здесь уровне как элемент 35. Элемент C100 призван демонстрировать общее относительное расположение прикладного программного обеспечения, включающего в себя любое геонаучное прикладное программное обеспечение или программное обеспечение моделирования и прогона модели, описанное для некоторых вариантов осуществления настоящего изобретения. В частности, в некоторых вариантах осуществления, геонаучное программное приложение используется для взаимодействия с пользователем через пользовательские интерфейсы, обеспеченные главным устройством. Геонаучное прикладное программное обеспечение позволяет пользователю обеспечивать или задавать входные параметры или настройки и принимать выходной сигнал, помогающий с методологиями, материалами или методами отвода. Вывод может быть реализован любым из трех способов: автоматически, путем компьютерного управления инструментами и оборудованием; вручную, когда пользователь или посредник пользователя получает инструкции для реализации отвода или одного или более его аспектов; или комбинацией вышеперечисленных, когда компьютер управляет некоторыми функциями и/или инструментами или оборудованием и предоставляет пользователю инструкции или указания, которые облегчают процесс.
[51] В некоторых вариантах осуществления, геонаучное программное обеспечение уровня приложений может опираться на инфраструктуры и ресурсы одного или более из уровней обозначенных 34 или 33. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, изобретение или его части и варианты осуществления может быть реализовано как ресурс и/или инфраструктура для использования с прикладными программами, которые используют API или интерфейс, предусмотренный изобретением. Например, любое приложение, обеспечивающее геонаучные функциональные возможности, может использовать инфраструктуру и API для осуществления доступа к методам, методологиям, моделированию, моделям, функциям отвода или содействию ему.
[52] Хотя любой конкретный разработчик программного обеспечения может по своему вкусу помещать функции программного обеспечения описанный в любом месте стека программного обеспечения, описанное ниже программное обеспечение, в общем случае, рассматривается как любое из: (i) пользовательской оболочки, например, позволяющей пользователю пользоваться геонаучными функциональными возможностями; (ii) утилиты, или набора функций или утилит, ниже уровня приложений, предоставляющей ресурсы геонауки или отвода прикладным программам или другим программам; и (iii) одного или более серверных приложений для предоставления одних и тех же функций и/или услуг клиентским устройствам по сети. Кроме того, на стороне сервера, некоторые описанные здесь варианты осуществления могут быть реализованы с использованием комбинации серверного программного обеспечения уровня приложений и программного обеспечения базы данных, с возможным включением инфраструктур и различных ресурсных модулей.
[53] Эти описания аппаратного и программного обеспечения не налагают никаких ограничений, и разнообразные представленные здесь варианты осуществления изобретения могут применяться к любым вычислительным устройствам, например, Mac, PC, PDA, телефонам, серверам или даже встроенным системам.
[54] Аспекты эффективности проекта
[55] На фиг. 3A показана блок-схема, иллюстрирующая четыре аспекта эффективности в отношении проектов отвода флюида. Эффективность перемещения суспензии, обозначенная 3A1, относится к оптимизации параметров, управляющих целостностью суспензии при транспортировке с поверхности в забой. Эффективность 3A2 закупоривания и герметизации относится к отводу (или его отсутствию) потока флюидов, например, флюидов гидроразрыва пласта от малых апертур в скважине, что позволяет стимулировать и эксплуатировать (или нет) разные части скважины без потери потока или давление вследствие нежелательных путей флюида. Эффективность 3A3 стимуляции относится к эффективности операций отвода при изоляции участки скважины и распределении флюидов гидроразрыва пласта к нетронутому участку для улучшения отдачи. Наконец, эффективность 3A4 эксплуатации относится к эффективности проекта при извлечении углеводородов из скважины или ее участка. Нижеследующее рассмотрение относится, прежде всего, к эффективности 3A2 закупоривания и герметизации и затем переходит к эффективности 3A3 стимуляции. Однако сосредоточенность на этих вопросах не предполагает исключение или отказ от идей или принципов изобретения, выдвинутых в отношении эффективности 3A4 эксплуатации, эффективности 3A1 перемещения суспензии или любого другого рассмотренного здесь вопроса.
[56] Отвод
[57] В некоторых вариантах осуществления изобретения, успешный отвод можно создавать с учетом механизмов закупоривания и герметизации, которые происходят на входе пути флюида. С учетом физики потока флюида и окружения, модели можно использовать для оптимизации операций переработки для использования минимума времени и материала, создавая при этом уплотнение, которое может выдерживать высокие перепады давления даже на отверстиях пути потока существенно превышающих средний размер частицы для наибольшей частицы. В одном варианте осуществления, средний размер наибольшего размера частицы может быть в 3-7 раз меньше отверстия. Существует много сложных факторов, которые влияют на эффективность отвода, и всех их можно регулировать или адаптировать для достижения минимального притока в хорошо пропускающие пути потока.
[58] Численные модели для анализа путей флюида, отвечающие уровню техники, основаны на связанных вычислительной динамике флюидов (CFD) и методах дискретных элементов (DEM). CFD это раздел гидромеханики, где используются алгоритмы, а также численный анализ для анализа (или решения) вопросов или проблем потоков флюида. CFD это компьютеризированный механизм для осуществления вычислений для моделирования взаимодействий с участием жидкостей, газов, поверхностей и граничных условий. DEM принадлежит общеизвестному семейству численных методов, используемых для вычисления движения и взаимодействия частиц. Рассмотренные здесь модели можно использовать для улучшения конструкции и реализации процессов управления отводом и повышением давления флюида. Во многих вариантах осуществления, связанные анализы CFD и DEM используются для понимания и оценивания механизмов закупоривания и герметизации. Например, связанные CFD и DEM могут использоваться в некоторых вариантах осуществления для вероятностного анализа, касающегося закупоривания и герметизации в конкретной операции отвода.
[59] Изменяющиеся варианты осуществления изобретения могут использовать машины моделирования, которые могут включать в себя разные сценарии, что позволяет оптимизировать факторы, влияющие на эффективность отвода. Проектируя применение химических составов, форм частиц, размеров, концентраций и отношений, а также давления, температуры и других параметров, операцию отвода можно разработать и/или адаптировать для наилучшего результата для каждого конкретная операция отвода.
[60] Закупоривание и герметизация
[61] Как рассмотрено выше, в некоторых вариантах осуществления, значимыми механизмами, управляющими процессом отвода, являются закупоривание и герметизация. Закупоривание означает формирование устойчивой закупоренной структуры, которая в некоторых вариантах осуществления может формировать основу для эффективного механизма герметизации. Стадия закупоривания, в одном или более вариантах осуществления, формирует начальную ʺустойчивуюʺ структуру в отверстии, которое может, например, представлять наружную или внутреннюю сторону перфорации, створки, проема, щели, естественной трещины, устья гидроразрывной трещины и т.д. Устойчивая структура или закупоренное состояние относится к конфигурации, где сравнительно большие частицы обеспечивают поддержку друг другу, остаются устойчивыми, и не проходят через существующее отверстие.
[62] На фиг. 4A показано отверстие 401, имеющее диаметр D, где отверстие закупорено сферическими частицами 402, имеющими диаметр D', где D' существенно меньше, чем D. Конечно, формы отверстия и частиц могут изменяться и не обязаны иметь правильную форму. Например, отверстия в геологических пластах могут принимать любую форму независимо от того, возникли отверстия естественным путем или в результате человеческой деятельности. Аналогично, можно конструировать частицы любой формы, в том числе, воплощающей аспект случайности, например, в форме снежинки. На фиг. 4B показано другое отверстие 405 диаметром D, где отверстие 405 закупорено частицами в форме, напоминающей звезду или снежинку, диаметром D'. Согласно фиг. 4A и 4B, отверстия 401 и 405 выглядят стабильно закупоренными, в том смысле, что частицы, имеющие диаметр D', больше не могут двигаться через или вокруг отверстия (хотя из чертежа не удается установить способность развивать давление). Аналогично, частицы, имеющие даже несколько меньшие размеры (например, на порядок или более в зависимости от конкретной конфигурации) аналогично могут не проходить через отверстия 401 и 405. Однако флюиды и существенно меньшие частицы (например, на несколько порядков меньшие в зависимости от конфигурации) все же могут проходить в малых открытых пространствах между частицами размера D'. Таким образом устойчивое закупоривание не обязательно в достаточной степени ограничивает передачу давления для многих вариантов осуществления изобретения или практических применений. Например, в некоторых вариантах осуществления, повышение давления необходимое для успешного практического применения (например, операция повторного гидроразрыва) может не достигаться путем закупоривания.
[63] Согласно фиг. 4C, эффективный отвод на данной апертуре или отверстии может быть реализован в показанном двухфазном процессе. На фазе 401 апертура или отверстие закупоривается, и на фазе 402 апертура или отверстие герметизируется. Процесс, показанный на фиг. 4C, не требует, чтобы фазы осуществлялись совместно, с перекрыванием или в разные периоды времени. Варианты осуществления изобретения допускают любую из этих возможностей.
[64] Для создания уплотнения на стабильно закупоренном отверстии или для обеспечения увеличенного повышения давления, в некоторых вариантах осуществления, операция герметизации может быть реализована таким образом, что путь флюида между закупоривающими частицами (например, частицами 402 и 406) либо сужается, либо устраняется при желаемых уровнях давления. В одном варианте осуществления, меньшие частицы 510 (например, меньшие, чем D') могут использоваться для эффективного заполнения оставшегося пути флюида, как показано на фиг. 5A и 5B. Например, как показано на фиг. 5A и 5B, меньшие частицы могут формировать слоеный пирог между и/или поверх более крупных частиц и могут ʺгерметизироватьʺ все или большинство оставшейся пористости/ пути флюида. Таким образом, передача давления на перепаде давления, показанном на фиг. 4A и 4B снижается, и происходит повышение давления. Возможность более точно создавать и/или указывать повышение давления позволяет более точно и экономично реализовать отвод. Например, флюид гидроразрыва пласта можно отводить от существующих перфораций; разломов; естественных трещин; или любого участка пласта, например, геологических пластов. На фиг. 5A и 5B в порядке примера проиллюстрированы малые герметизирующие частицы 510, тогда как в остальном фиг. 5A и 5B аналогичны, соответственно, фиг. 4A и 4B.
[65] Иллюстративная конфигурация месторождения
[66] На фиг. 6 показан вариант осуществления конфигурации месторождения для реализации при добыче углеводородов. Буровая вышка 604 связана с модулями 610 оборудования, которые могут включать в себя общее оборудование нефтяного месторождения, используемое для ручной или автоматической подготовки материала для введения в скважину и для введения материала в скважину. Оборудование 610 может включать в себя насосы, клапаны, смесители, и любое другое снаряжение или оборудование, известное в технике, для использования на участке скважины или в другом местоположении операции отвода. Оборудование 610 также может включать в себя устройства для облегчения удаления из скважины флюидов и других материалов, которые могут включать в себя линии откачки, сепараторы, устройства для задержки пробки, штуцеры, резервуарные парки, эксплуатационное оборудование и другое снаряжение или оборудование известное в технике. Скважина 607 показана как направленная скважина, но рассмотренные здесь варианты осуществления можно применять к вертикальной, горизонтальной или любой скважине или отверстию в пласте, куда могут вводиться разрушимые полимеры. Скважина 607 имеет перпендикулярные апертуры (например, разломы) 608 и 609, которые проиллюстрированы для представления областей флюидосодержащей пористости, ориентированных наружу ствола скважины. На поверхности, контейнеры 601, 602 и 603, соответственно представляют хранилище для частиц отвода, флюидов (например, флюидов для гидроразрыва пласта и носителей частиц отвода), и любых других материалов, которые могут понадобиться для использования на участке скважины. Использование только трех контейнеров 601-603 является лишь иллюстративным, поскольку многие варианты осуществления изобретения предусматривают столько контейнеров, сколько может потребоваться для хранения любого количества различных материалов, включающих в себя множественные частицы (например, отличающиеся размерами, формой, твердостью и характеристиками разрушения), множественных флюидов (например, различных типов флюидов, отличающихся вязкостью), и многих других материалов. Транспортер 611 обеспечивает путь из хранилища материалов к модулю 610 оборудования, позволяющий автоматически или вручную переносить материалы для ввода в скважину. Транспортер 611 может включать в себя любое количество труб, насосов, клапанов или других приспособлений для облегчения перемещения материалов. Вычислительное устройство 605 предназначено для представления вычислительной мощности на участке скважины и может принимать любую известную форму, в том числе, рассмотренные выше вычислительные варианты осуществления. Вычислительное устройство 605 может включать в себя архитектуру программного обеспечения, описанную со ссылкой на фиг. 3, которая может работать совместно с компьютерным оборудованием для осуществления рассмотренных здесь вычислительных задач, например, анализа, моделирования и регистрации. Сеть 606 представляет возможность осуществления связи с внешним миром и доступа к вычислительным мощностям (например, серверам), а также сетевой информации (например, через интернет или специализированную сеть). Сеть 606 также может принимать любую известную форму и также может быть сочетанием рассмотренных выше сетей. Транспортер 612 и 612a могут быть средами электрической или радиосвязи, например, проводами или беспроводными сетевыми системами, например, PAN или WAN; включающими в себя сотовыми сетями, например, LTE, 3G, EDGE или GPRS; но может принимать любую известную форму или любую рассмотренную выше форму для осуществления связи. Транспортер 612 и 612a может использоваться для передачи управления от компьютера 605 или сетевых ресурсов для управления модулем 610 оборудования или любым другим оборудованием на площадке. Дополнительно или альтернативно, может переноситься только инструктивная информация. Кроме того, транспортер 612 и 612a может использоваться для передачи из скважины или оборудования на компьютер 605 или сетевой ресурс, информации, которая может включать в себя, например, информацию каротажа скважины, информацию любых датчиков (например, давления), состояние оборудования, эксплуатационные данные и любую другую информацию, доступную от скважины или обслуживающего ее персонала и/или оборудования.
[67] Параметры, рассматриваемые и/или управляемые для отводов с помощью закупоривания и герметизации
[68] Многие варианты осуществления изобретения предусматривают использование и обработку всех возможных параметров, относящихся к созданию и поддержанию одного или более отводов в системе флюидных каналов, например, скважине. В одном или более вариантах осуществления следующие параметры учитываются и/или обрабатываются следующим образом:
[69] Размер частицы. Частица может оцениваться любым известным образом, например, по диаметру или периметру или средним значениям этих и других мер по совокупности частиц. В некоторых вариантах осуществления, размер частицы оценивается как отношение отверстия, подлежащего закупориванию или герметизации. Например, фиг. 8 демонстрирует вероятность закупоривания по мере того, как отношение размера частицы к размеру отверстия возрастает, как показано на фиг. 8, по мере того, как размер частицы возрастает относительно размера отверстия, вероятность устойчивого закупоривания также возрастает. Таким образом, некоторые варианты осуществления изобретения предусматривают применение более крупных частиц для увеличения вероятности закупоривания. Кроме того, некоторые реализации варианта осуществления используют только два размера частиц, большой размер частицы для закупоривания и малый размер частицы для герметизации. В одном конкретном варианте осуществления малый размер равен 100 меш, и большой размер равен 7 меш.
[70] Размер отверстия. Размер отверстия представляет размер отверстия, подлежащего закупориванию и/или герметизации. Это может применяться к отверстиям в любом контексте, где желателен отвод, не только в области добычи углеводородов. Однако, во многих вариантах осуществления изобретения, отверстия могут означать перфорации, разломы, естественные пласты или любую апертуру, подлежащую герметизации. Как рассмотрено выше, когда отношение размера частицы к размеру отверстия возрастает, вероятность закупоривания также возрастает. Таким образом, для некоторых вариантов осуществления изобретения, возможно снижение вероятности устойчивого закупоривания с увеличением размера отверстия.
[71] Форма частицы. Частицы могут принимать любую геометрическую форму или негеометрическую форму, например, снежинки. Многие варианты осуществления изобретения предусматривают оптимизацию использования разных форм частиц на основании комбинации числовых, аналитических, полевых и экспериментальных данных. Кроме того, некоторые варианты осуществления изобретения могут базироваться на эмпирических данных, собранных из ограниченного испытания. С использованием сферической формы в качестве опорной, ограниченное испытание может обеспечивать указание, касающееся свойств закупоривания и герметизации разных форм. Например, при сравнении закупоривающих свойств трех частиц, авторы изобретения установили, что сферические частицы обеспечивают самую низкую вероятность закупоривания, тогда как квазисферические частицы обеспечивают более высокую, и несферические хлопья обеспечивают самую высокую. Кроме того, ограниченное испытание показало, что, чем менее сферична частица, тем больше устойчивый мостик, который можно построить с помощью частицы. Аналогично, чем менее сферична частица, тем ниже вероятность того, что построение мостика невозможно. Согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, менее сферические формы могут приводить к увеличению повышения давления. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления, менее сферические формы коррелируют с как с большей вероятностью устойчивого закупоривания, так и более эффективной герметизацией. Конечно, хотя результаты этого ограниченного испытания и любого будущего испытания могут опираться на любой конкретный вариант осуществления, никакое испытание не принижает значимость вариантов осуществления, которые опираются на оптимизацию формы на основании комбинации числовых, аналитических, полевых и экспериментальных данных. С использованием этих методов, любой тип конкретной формы можно испытывать и моделировать для определения особо полезных форм для данного пласта или операции отвода. Наконец, в некоторых вариантах осуществления, частицу можно измерять или определять как большую на основании либо ее форматного соотношения, либо ее наибольшего размера в одном измерении.
[72] Коэффициент трения частиц: коэффициент трения частиц означает коэффициент трения между частицами. Авторы изобретения показали, что более высокие коэффициенты трения коррелируют с более высокой вероятностью устойчивого закупоривания и более высокой вероятностью герметизации. Таким образом, некоторые рассмотренные здесь варианты осуществления применяют частицы с более высоким трением для увеличения любой или обоих из вероятности устойчивого закупоривания или эффективности герметизации и повышения давления.
[73] Плотность частицы. По большей части, плотность частицы означает плотность частицы относительно несущего флюида. Если частица плотнее несущего флюида, она с большой степенью вероятности отклоняется от потока флюида и с меньшей степенью вероятности достигает отверстия, поглощающего поток флюида, которое желательно закупорить. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления изобретения, более низкая плотность частицы (отношение к несущему флюиду, например, приближающееся к 1) коррелирует с более высокой вероятностью устойчивого закупоривания.
[74] Концентрация частиц. Концентрация частиц означает массовое или весовое содержание частиц в объеме флюида (например, число фунтов на галлон или килограммов на литр). Во многих вариантах осуществления, уровни концентрации частиц можно оптимизировать путем определения минимальной концентрации, необходимой для герметизации указанного отверстия. В других вариантах осуществления, уровни концентрации частиц можно оптимизировать путем определения минимальной концентрации, необходимой для герметизации указанного отверстия, с учетом ограничений по одном или более других переменных, например, времени. В одном или более вариантах осуществления изобретения, более высокая концентрация частиц коррелирует с более высокой вероятностью устойчивого закупоривания.
[75] Отношение частиц. Отношение частиц означает весовое или объемное процентное отношение между разными частицами, содержащимися в одном и том же несущем флюиде. Таким образом, например, в двухчастичной смеси, имеющей один тип большой частицы (приблизительно 7 меш) и тип малой частицы (приблизительно 100 меш), отношение частиц означает весовое или объемное процентное отношение между малыми и большими частицами. Авторы изобретения установили, что преобладание малых частиц снижает вероятность устойчивого закупоривания, но повышает эффективность герметизации и повышения давления. Таким образом, в некоторых вариантах осуществления, более высокие отношения меньших частиц коррелируют с более низкой вероятностью устойчивого закупоривания и более высокими вероятностями герметизации. Кроме того, в одном или более вариантах осуществления, численно взвешенный средний размер коррелирует с вероятностью устойчивого закупоривания и обратно коррелирует с герметизацией, благодаря чему, численно взвешенный средний размер всех типов частиц в несущем флюиде связан с вероятностью устойчивого закупоривания (т.е. более высокое среднее=более высокая вероятность устойчивого закупоривания) и обратно коррелирует с герметизацией (т.е. более высокое среднее=более низкая вероятность герметизации). Кроме того, авторы изобретения определили, что диапазон отношений малых частиц может облегчать использование той же смеси для герметизации и закупоривания (например, где малая частица имеет размер 100 меш, и большая частица имеет размер 7 меш). Например, отношения в диапазоне от X% малых частиц до (X+Y)% малых частиц могут наилучшим образом облегчать закупоривание и герметизацию той же смесью. В некоторых вариантах осуществления, значения X и Y можно найти из экспериментов и моделей.
[76] Расход. Расход означает количество или объем материалов, перемещаемых за указанный период времени. Например, массовый расход может выражаться в килограммах в минуту, а объемный расход может выражаться в литрах в минуту. Расход является параметром, который может быть полезен при проектировании систем отвода и, в частности, в отношении анализа закупоривания и/или герметизации.
[77] Вязкость флюида: вязкость относится к толщине флюида и, в частности, к свойству флюидов, которое противодействует силам, заставляющим флюид течь. Вязкость является параметром, который может быть полезен при проектировании системы отвода и, в частности, в отношении анализа закупоривания и/или герметизации.
[78] Помимо вышеописанных параметров и вариантов осуществления, изменяющиеся варианты осуществления изобретения предусматривают возможность измерять, учитывать и/или обрабатывать один или более из следующих параметров отвода:
[79] размера частицы (для закупоривания или герметизации);
[80] размера перфорации герметизируемых отверстий;
[81] размера пути флюида на ближней стороне нужной рабочей области;
[82] размера пути флюида на дальней стороне нужной рабочей области;
[83] формы частицы (например, разных форм или цилиндрического аспекта формы частицы);
[84] коэффициентов трения между однотипными частицами;
[85] коэффициентов трения в каждой доступной паре частиц разных типов;
[86] коэффициентов трения между частицами каждого типа и каждым доступным несущим флюидом (или наличия таблиц/уравнений для вычисления этих коэффициентов при изменении вязкости);
[87] коэффициентов трения между частицами каждого типа, которые могут вводиться, и целевым пластом;
[88] отношения плотностей частицы/флюида;
[89] отношения концентраций одновременно вводимых частиц разных типов;
[90] концентрации частиц каждого типа;
[91] общей концентрации (всех типов частиц вместе) или отношения инжекции (например, в фунтах на галлон)
[92] расхода флюида или производительности насоса (например, объемного расхода);
[93] вязкости флюида (т.е. несущего флюида);
[94] отношения размеров частиц;
[95] отношения частиц разной формы (например, по массе);
[96] отношения частиц по твердости (свойству упругости, измеренному в МПа);
[97] смесительной характеристики;
[98] отношения частиц разных типов;
[99] геометрии перфорации (известной или измеренной);
[100] свойств частиц (для каждого типа частицы), включающих в себя без ограничения, химический состав частицы/полимера, упругие свойства, прочность на разрыв, прочность на сжатие и вышеупомянутые коэффициенты трения;
[101] свойств флюида, включающих в себя плотность, вязкость, тип флюида (например, на водной основе, на нефтяной основе, эмульсии) и PH;
[102] присадок и свойств присадок (например, поверхностно-активных веществ и ингибиторов коррозии); и
[103] данных пласта, включающих в себя тип пласта (например, сланец и т.д.), механические и коллекторные свойства, глубину, геологические факторы, геометрические факторы, эксплуатационные данные (например, количество добываемых углеводородов) и промышленный масштаб.
[104] Последовательности операций или процессы
[105] Последовательность операций или процесс может предназначаться для оптимизации конструкции отводящего агента и, в частности, закупоривающих и герметизирующих частиц. В некоторых вариантах осуществления, общая предложенная последовательность операций начинается с возможного процесса сортировки для определения скважин, в отношении которых целесообразно проводить анализ и капитальный ремонт. После идентификации подходящей возможной скважины, необходимое давление гидравлического разрыва и производительная конструкция может определяться на основании факторов для конкретной скважины. Ускоренный анализ сортировки может осуществляться для проверки степени осуществимости возможного набора начальных типов частиц (возможно, включающих в себя размер, форму и химический состав) и отводящего агента. Ускоренный анализ экономит конструкторские и вычислительные ресурсы путем оценивания размера частицы относительно диаметра отверстия, которое необходимо закупорить. Если ускоренный анализ обеспечивает осуществимые возможные типы частиц, то углубленный анализ можно применять глубже в последовательности операций. Например, поисковые таблицы на основании углубленного анализа можно использовать для оптимизации конструкции и моделирования ʺгерметизацииʺ. Это предусматривает транспортные модели полностью связанных потока - полидисперсных частиц для регулировки концентрации, отношения, формы и расходов частиц. С использованием этих модельных прогнозов повышение давления (т.е. способность использовать возможный набор параметров) можно оценивать в отношении давления гидравлического разрыва пласта. Если давление гидравлического разрыва больше или равно прогнозируемому повышению давления вследствие герметизации, конструкция может быть осуществимой. Если давление гидравлического разрыва меньше прогнозируемого повышения давления вследствие герметизации, параметры модели можно точно настраивать, и новый возможный набор параметров можно создавать с большей чувствительностью к ограничениям по давлению. Последовательность операций можно использовать в реальном времени или применять время от времени с полевой реализацией, чтобы полевые параметры конструкции можно было соответственно обновлять.
[106] Конкретная(ые) иллюстративная(ые) последовательность операций или процессы
[107] На фиг. 7A показан(а) иллюстративный(ая) процесс или последовательность операций для создания отвода на пути потока флюида путем закупоривания и/или герметизации отверстия, например, перфорации. На этапе 710 осуществляется анализ закупоривания. Во многих вариантах осуществления, анализ закупоривания включает в себя оптимизацию разных параметров, которые определяют устойчивость закупоренной структуры и вероятность успеха. В одном или более вариантах осуществления, оптимизированные параметры включают в себя, без ограничения, размер, отношение и концентрацию частиц. В некоторых вариантах осуществления, анализ 710 закупоривания может использоваться для сужения выбора типов частиц (например, размера, формы и химического состава частицы), подлежащих рассмотрению при дальнейшем моделировании/анализе в ходе анализа 730 герметизации или даже последующих участков процесса/последовательности операций, показанных на фиг. 7A (например, ограничения дальнейшего рассмотрения 3-5 частицами). В других вариантах осуществления, анализ 710 закупоривания дает набор выбранных параметров для рассмотрения в последующих операциях, например, анализе 730 герметизации и участках фиг. 7A за пределами анализа герметизации.
[108] Во многих вариантах осуществления изобретения, подходы связанных вычислительной динамики флюидов (CFD) и метода или модели дискретных элементов (DEM) используются для получения кривых вероятности (или таблиц, например LUT) для помощи в анализе ʺзакупориванияʺ. В большинстве вариантов осуществления, связанные анализы CFD и DEM включают в себя обширные численные модели. В случае моделирования большого количества частиц, связанные анализы CFD и DEM трудно осуществлять без компьютеров, поэтому рассмотренные здесь варианты осуществления могут использовать связанную CFD и DEM посредством программного обеспечения, как рассмотрено выше с использованием рассмотренной выше вычислительной технологии. Кроме того, специальные приложения, предназначенные для обеспечения всех или части функциональных возможностей, показанных на фиг. 7A, могут использовать служебное программное обеспечение для обеспечения связанных функциональных возможностей CFD и DEM. Служебное программное обеспечение может располагаться на уровне приложений или уровне инфраструктуры, как указано здесь со ссылкой на фиг. 3.
[109] В одном или более вариантах осуществления, кривую или LUT, созданные методами связанных CFD и DEM, можно применять для исследования влияния разных параметров на вероятность закупоривания. В некоторых вариантах осуществления, исследуемые параметры представляют собой один или более из размера частицы, отношения частиц, наличия малых частиц (т.е. более чем величина, меньшая, чем размер закупоривающих частиц), геометрии перфорации целевого пласта и форм частиц. Конечно, в зависимости от доступных временных и вычислительных ресурсов, можно смоделировать и оценить любое количество идентифицированных выше параметров. Благодаря использованию моделирования связанных CFD и DEM, выбранные параметры можно оптимизировать для увеличения вероятности закупоривания в конкретных условиях эксплуатации. Иллюстративный вероятностный анализ, полученный методами связанных CFD и DEM, представлен на фиг. 8, где изображена зависимость вероятности закупоривания (ось Y) от отношения размер частицы/щелевое отверстие (ось X). Кривая, которую можно легко представить в LUT для упрощения доступности через компьютер, помогает выбирать размер частицы, поскольку показывает, с какой вероятностью разные размеры частиц будут закупоривать отверстия в пласте, имеющие указанные размеры.
[110] В некоторых вариантах осуществления, анализ 710 закупоривания также может включать в себя детерминистические/аналитические модели, которые используются для проверки устойчивости закупоренной структуры. Детерминистический подход или модель исключает фактор случайности, благодаря чему, один и тот же набор входов всегда приводит к одному и тому же выходу. С помощью детерминистической модели или подхода, или посредством фактических экспериментов, рассмотренные выше свойства частиц можно модифицировать для достижения более высокой устойчивости уплотнения, которая может потребоваться для успешного закупоривания в конкретном смоделированном применении. В одном варианте осуществления, с этой целью используется одно или более из следующих свойств частиц: размера частицы; отношения частиц разных типов; коэффициентов трения, в том числе, между частицами, между частицей и флюидом и между частицей и пластом; и упругих свойств частицы. В одном или более вариантах осуществления, детерминистический подход можно применять для определения конфигураций и/или геометрий устойчивого уплотнения и для проверки или вычисления предельного давления, которое может выдержать закупоренная структура. В некоторых вариантах осуществления, устойчивость заглушки может оцениваться на основании размера частицы, формы частицы, размера отверстия и формы отверстия.
[111] Фиг. 9 демонстрирует пример детерминистического оценивания при анализе закупоривания. На фиг. 9 показан график, где разные закупоренные структуры, соответствующие комбинациям параметров, показаны на оси X, и индекс устойчивости показан на оси Y. График, изображенный на фиг. 9, разделен на участки, указывающие конфигурации 905 неустойчивого закупоривания и конфигурации 901 устойчивого закупоривания. Вертикальные линии, обозначенные, соответственно, ʺзакупоренная структура 1ʺ - ʺзакупоренная структура 3ʺ, демонстрируют, что, для данной закупоренной структуры, можно добиться разных диапазонов устойчивого закупоривания. Например, для конкретной комбинации параметров, закупоренная структура 1 имеет высокий диапазон устойчивости, тогда как закупоренная структура 3 имеет относительно низкий диапазон. Некоторые варианты осуществления изобретения могут использовать аналитическую машину для исследования устойчивости закупоренной структуры. С использованием этого моделирования можно исследовать и оптимизировать разные параметры, влияющие на данную или гипотетическую устойчивость закупоренной структуры. Например, моделирование можно применять для определения надлежащих значений параметров (например, размера, механических свойств и т.д. частицы), которые приводят к закупориванию в устойчивом участке 901. Таким образом, можно достичь целевого давления или давления гидравлического разрыва для более эффективного закупоривания. Тот же анализ также можно применять для герметизации.
[112] Теперь обратимся к фиг. 7B, где показана версия фиг. 7A, в которой изображены подоперации варианта осуществления для анализа 710 закупоривания. На этапе 711a может осуществляться анализ производительности. Анализ производительности осуществляется согласно FracAdvisor от Weatherford International. В общем случае, анализ производительности (т.е. производительности) обеспечивает объективную и/или субъективную информацию для определения выгод, достигаемых (или нет) благодаря стимуляции скважины, например, посредством гидроразрыва пласта. На этапе 711b, который может осуществляться в любом порядке (в том числе, одновременно) относительно анализа 711a производительности, анализируется необходимое давление гидравлического разрыва. Анализ BDP также известен в технике и связан с: определением желательного (и приемлемого благодаря отводу) повышения давления; или определением, может ли выдержать необязательная конфигурация закупоривания желаемое повышение давления. BDP можно вычислять на основании методов, известных в промышленности. Его также можно получать из одного или всех из кривых закачки, кривых давления или полевых наблюдений. На этапе 712, предложенные размеры, формы и свойства частиц можно оптимизировать и, в одном варианте осуществления возможный, оптимизированный частицы можно выбирать. В некоторых вариантах осуществления, эти факторы получаются применением рассмотренных выше вероятностных и детерминистических методов. В одном или более вариантах осуществления, для частиц получается от трех до пяти вариантов, включающих в себя размер частицы; форму; и, по меньшей мере, одно другое свойство частицы, например, химический состав. В другом варианте осуществления, получается только один вариант частицы, также включающий в себя один или более из размера частицы, формы и, по меньшей мере, одного другого свойства частицы, например, химического состава. Конечно, специалисту в данной области техники очевидно, что любой вариант осуществления может использовать любое количество свойств или параметров частиц, например, рассмотренных выше.
[113] Возвращаясь к фиг. 7A, после этапа 710 (возможно, включающего в себя этапы 711a, 711b и 712), управление переходит к блоку 720 принятия решения, где производится определение, оптимизирован ли анализ закупоривания. В одном или более вариантах осуществления, оптимизация анализа закупоривания определяет, достаточно ли оптимизированы параметры размера, формы и химического состава частицы для закупоривания. В других вариантах осуществления, оптимизация анализа закупоривания может означать достаточную оптимизацию одного или более параметров любой природы (например, любого из рассмотренных выше параметров). Например, в некоторых вариантах осуществления, чтобы считаться оптимизированным, доступный результат анализа закупоривания должен отвечать одному или более заранее определенным критериям. Каждый критерий может иметь свой собственный порог или условие опрокидывания, и критерии могут включать в себя одно или более из следующих: обеспечения сокращенного набора возможных частиц для закупоривания (т.е. сокращенного из всех возможностей); обеспечения 5 или менее возможных частиц для закупоривания (или ниже любого заранее определенного порога); обеспечения ранжированного набора возможностей частиц для закупоривания; обеспечения ранжированного набора, причем длина ранжированного набора равна, по меньшей мере, 5 или превышает заранее определенный порог; и обеспечения набора возможных типов частиц, причем предполагается, что каждый тип частицы удовлетворяет минимальному требованию устойчивости, и требование устойчивости может зависеть или не зависеть от операции.
[114] Возвращаясь к фиг. 7A, если решение 720 об оптимизации не принято, управление возвращается к анализу 710 закупоривания в попытке еще раз найти возможные частицы для надлежащей структуры закупоривания. В одном или более вариантах осуществления, после возврата к этапу 710 анализа закупоривания в случае отрицательного решения на любом блоке принятия решения в процессе, показанном на фиг. 7A, анализ закупоривания изменяется для учета или компенсации факторов, приводящих к отрицательному решению. Например, если отрицательное решение на оптимизированном блоке 720 обусловлено тем, что возможные типы частиц не удовлетворяют минимальному требованию устойчивости или прогнозу, то анализ 710 закупоривания может повышать чувствительность к устойчивости для следующего набора возможных точек.
[115] В случае положительного решения 720 об оптимизации, управление переходит к анализу 730 герметизации. Теперь обратимся к фиг. 7C, где, в одном или более вариантах осуществления, представлен третий вариант для блока 720 принятия решения. Для этих вариантов осуществления, оптимизированный блок 720 оценивает (на этапе 721) одно или оба из полевых данных рассматриваемой операции и исторических данных, касающихся других операций, и определяет, оправдан ли дальнейший анализ на фиг. 7A. Например, на основании полевых данных и/или исторических данных, вероятность успешной герметизации может быть достаточно высокой, из-за чего дополнительные затраты денег и времени на анализ становятся неоправданными или экономически нецелесообразными. В этом случае используются одна или более возможных частиц, выбранных при анализе 710 закупоривания, и на этом процесс, показанный на фиг. 7A, заканчивается. В этих вариантах осуществления, если обзор 721 полевых/исторических данных не указывает окончание анализа 722, то управление возвращается к блоку 720 принятия решения для определения, достигнута ли оптимизация. В еще одной возможной альтернативе, анализ 710 закупоривания может приводить к решению полностью прекратить процесс ввиду недостаточной осуществимости или чрезмерно высокой стоимости.
[116] Возвращаясь к фиг. 7A, как указано выше, в случае положительного решения 720 по оптимизации, управление переходит к анализу 730 герметизации. В одном или более вариантах осуществления, анализ 730 герметизации, оценивает некоторые или все из возможных частиц, полученных из анализа 710 закупоривания и, пытается оптимизировать любой один или более из параметров, относящихся к мокрому состоянию системы, например, концентрацию частиц, отношение частиц (разных используемых типов) и расход. Для выполнения этого оценивания, анализ 730 герметизации может использовать один или оба из анализа DEM (рассмотренного выше) и вычислительной динамики флюидов (CFD). Оба метода известны в технике и рассмотрены в этом описании изобретения. Анализ 730 герметизации, в некоторых вариантах осуществления, может осуществляться на основании информации, известной из анализа 710 закупоривания. Например, с использованием возможной частицы, определенной из анализа 710 закупоривания, природа пласта, требующего герметизации может сужаться, что упрощает и фокусирует анализ 730 герметизации.
[117] С DEM и CFD без них, многие варианты осуществления анализа 730 герметизации сосредоточены на мокром и полном физическом анализе перемещения частиц в смоделированной системе, которая может включать в себя один или более смоделированных сценариев. Этот физический анализ может исследовать силы сопротивления, свойства флюида, взаимодействия между частицами, взаимодействия между частицами и перфорацией и взаимодействия между частицами и стенкой, для разных типов (размеров, форм и т.д.) и различные комбинации частиц в разных концентрациях.
[118] В одном или более практически ограниченных вариантах осуществления, выбор малых частиц (т.е. герметизирующих частиц по сравнению с закупоривающими частицами) ограничивается одним или несколькими типами частиц. Таким образом, анализ и моделирование в этих ограниченных вариантах осуществления могут ограничиваться оцениванием каждой возможной закупоривающей частицы с единой герметизирующей частицей, приводящим к анализу, сосредоточенному на оптимизации концентрации, расхода и отношения частиц. Изменение расхода, отношения и концентрации можно применять для облегчения или оптимизации герметизации в любом варианте осуществления.
[119] На фиг. 7D показан расширенный вид анализа 730 герметизации, включающий в себя подэтапы 731 и 732. Согласно вариантам осуществления фиг. 7D, анализ 730 герметизации может включать в себя совместный анализ CFD и DEM 731. Анализы CFD и DEM описаны выше. В некоторых вариантах осуществления, анализы CFD и DEM применяются для моделирования изменяющихся комбинаций частиц при наличии конкретных условий работы.
[120] На блоке 732 показано, что анализ 730 герметизации также может включать в себя оптимизацию концентрации, отношения и расхода частиц. В одном или более вариантах осуществления, после успешного размещения закупоренной структуры, ее можно эффективно герметизировать для эффективного повышения давления и отвода флюида. На основании данных, относящихся к операции, параметры технического проектирования можно выбирать и оптимизировать для достижения желаемого повышения давления, необходимого для создания новых трещин. Во многих вариантах осуществления, параметры конструкции включают в себя, без ограничения, концентрацию частиц, отношение типов частиц (например, распределение размера или формы) и расход. Другие параметры могут выражать механические свойства и свойства флюида. Выбор этих параметров можно производить, выполняя модели связанных CFD-DEM для сценариев реальных случаев или с использованием руководства по эксплуатации, сгенерированного на основании разных подходов. Эти модели могут захватывать оба взаимодействие и перенос между частицами, а также отвод и повышение давления флюида, необходимые для проектирования успешного процесса отвода. С использованием наилучших результатов из моделей можно оптимизировать такие параметры, как концентрация, отношение и расход частиц. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, ранжирование результатов может поддерживаться и сохраняться в памяти для обращения в дальнейшем, если, например, более поздний в процессе блок принятия решения по оптимизации дает отрицательный результат.
[121] Возвращаясь к фиг. 7A, после анализа герметизации, может существовать второй блок 740 принятия решения по оптимизации, где принимается решение, оптимизирован ли анализ герметизации. В некоторых вариантах осуществления, оптимизация анализа герметизации определяет, в достаточной ли степени оптимизированы параметры концентрации, отношения и расхода частиц. В других вариантах осуществления, можно рассматривать меньшие или большие количества параметров. Для получения положительного результата по оптимизации на блоке 740, доступный результат анализа герметизации должен удовлетворять одному или более заранее определенным критериям. Каждый критерий может иметь свой собственный порог или условие опрокидывания, и критерии могут включать в себя одно или более из следующих: обеспечения набора параметров, прогнозируемого для обеспечения эффективной герметизации и отвода при указанном уровне давления; обеспечения ранжированного набора параметров для герметизации, где, по меньшей мере, параметры самого высокого ранга прогнозируются для обеспечения эффективной герметизации и отвода при указанном уровне давления; и обеспечения одного или более типов частиц (которые могут включать в себя размер, форму и/или химический состав), отношения типов частиц, расхода и уровня концентрации, где комбинация прогнозируется для обеспечения эффективной герметизации и отвода при указанном уровне давления.
[122] Возвращаясь к фиг. 7A, если решение об оптимизации 740 не принято, управление возвращается к анализу 730 герметизации, в попытке еще раз найти, по меньшей мере, один возможный набор параметров расхода, отношения и концентрации. В одном или более вариантах осуществления, после возврата к этапу 730 анализа герметизации в случае отрицательного решения на блоке 740 принятия решения, анализ 730 герметизации изменяется для учета или компенсации факторов, приводящих к отрицательному решению на этапе 740. Например, если отрицательное решение на оптимизированном блоке 740 обусловлено тем, что возможный набор параметров не удовлетворяет ограничению давления, то анализ закупоривания 730 может повышать чувствительность к давлению для следующего набора возможных параметров.
[123] Если решение 740 по оптимизации положительно, управление переходит к анализу 750 повышения давления, где один или более возможных наборов параметров оцениваются на предмет соответствия с давлением гидравлического разрыва для конкретной операции. Оценивание может производиться в любой рассмотренной здесь форме или иным образом известным в технике. На фиг. 7E показан вариант осуществления, предусматривающий конкретные действия 751a, 751b и 752 как подэтапы анализа 750 повышения давления. В частности, на этапе 751a показан рассмотренный выше анализ связанных DEM и CFD. Кроме того, на блоке 751b структурного анализа, полный структурный анализ закупоренной и герметизированной структуры оценивается посредством моделирования. Наконец, на блоке 752 принятия решения производится окончательная проверка для определения, отвечает ли BDP выбранный набор параметров для использования в условиях эксплуатации. При положительном ответе управление переходит к завершению процесса. В случае отрицательного ответа, управление возвращается к блоку 750 анализа повышения давления, где анализ может повторяться с более высокой чувствительностью в отношении давления. Как и в вышеописанных случаях отрицательного решения, в некоторых вариантах осуществления, анализ повышения давления может изменяться в качестве конкретного ответа на отрицательный результат на блоке 752 принятия решения.
[124] Анализ разрушения частиц
[125] Как рассмотрено выше, многие варианты осуществления изобретения предусматривают использование разрушающихся частиц, благодаря чему, закупоренные и герметизированные пласты будут, в конце концов, самоочищаться и снова допускают поток флюида. Это свойство особенно полезно в ситуациях, когда оператор желает добывать углеводороды из ранее герметизированной области. В одном конкретном примере, иногда в ходе буровых работ операторы могут испытывать нежелательную потерю бурового раствора. Флюид может утекать в незапланированные или непредвиденные отверстия, например, слабый, трещиноватый или кавернозный пласт. Разрушимые частицы могут использоваться описанным здесь образом для герметизации незапланированных или непредвиденных отверстий, чтобы буровые работы проходили нормально. В некоторых ситуациях, герметизированная скважина может использоваться для добычи углеводородов в течение короткого периода времени из пласта, загерметизированного с использованием разрушимых частиц. В этих ситуациях, по мере разрешения уплотнения, вещество разрушенных частиц может течь к поверхности вместе с добываемыми флюидами. Таким образом, некоторые варианты осуществления изобретения позволяют устранять любые проблемы или нарушения, которые могут быть обусловлены потоком разрушенных частиц в добываемом флюиде. Одним примером проблемы или нарушения является наличие песочного фильтра, который может засоряться разрушенными частицами.
[126] В некоторых вариантах осуществления этого изобретения, хронирование процесса разрушения является более критическим, поскольку песочные фильтры могут быть установлены выше по течению относительно уплотнения. Утечка разрушимых частиц, достаточно крупных, чтобы засорять песочный фильтр, могут препятствовать добыче углеводородов. Таким образом, в скважинах, которые могут обеспечивать выход углеводородов (или других флюидов) в течение короткого периода времени после герметизации, некоторые варианты осуществления изобретения моделируют свойства разрушения частиц и/или ожидаемую проблему или нарушение, которые могут быть обусловлены разрушенными частицами. Например, в скважинах, где могут использоваться песочные фильтры, или в любой другой ситуации, когда разрушение разрушимых частиц может препятствовать эксплуатации, может быть полезно моделировать разрушение уплотнения, чтобы размер и форму оставшихся на данный момент времени частиц можно было прогнозировать для предотвращения проблем эксплуатации, например, засорения песочного фильтра. В одном или более вариантах осуществления, моделирование может факторизовать одно или более из следующих: свойств разрушения доступных частиц (например, времени и условий разрушения уплотнения с учетом химических составов возможных частиц); спецификаций песочного фильтра или других восходящих приспособлений, которые могут блокироваться восходящим потоком разрушающихся частиц; и ожидаемого времени между формированием уплотнения и началом эксплуатации или восходящего потока из скважины. Кроме того, с учетом вышеописанных факторов, некоторые из вариантов осуществления этого изобретения могут прогнозировать или указывать любой из параметров, например, рассмотренные выше параметры частицы. Например, некоторые варианты осуществления могут прогнозировать размер частицы, форму частицы, распределение типов частиц, и химический состав частиц (для каждого типа частицы).
[127] В некоторых вариантах осуществления, спецификации песочного фильтра могут составлять часть анализа, благодаря чему, оптимизация параметров закупоривания и/или герметизации может осуществляться с учетом свойств разрушения частиц, чтобы песочные фильтры не засорялись в ходе эксплуатации. В некоторых вариантах осуществления, одна спецификация, касающаяся песочного фильтра, который можно применять, указывает размер частиц, которые могут проходить через песочный фильтр, не засоряя его, или иначе не вредя производительности фильтра. Например, моделирование может учитывать максимальный размер частицы или средний размер частиц, которые могут течь вверх, не приводя к проблеме эксплуатации, например, засорению песочного фильтра.
[128] На фиг. 10 показана разновидность процесса, показанного на фиг. 7A, где добавлен анализ 760 разрушения частиц с блоком 765 принятия решения по оптимизации для определения, оптимизирован ли анализ разрушения частиц. Поскольку разрушение частиц часто является функцией времени, температуры и экспозиции флюида, анализ разрушения частиц может использовать анализ CFD и DEM во многих вариантах осуществления. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, моделирование может прогнозировать отношение частиц разных размеров, подлежащих использованию, поскольку меньшие частицы могут разрушаются быстрее. В других вариантах осуществления, моделирование может прогнозировать два или более из следующих: размеров частиц, подлежащих использованию; отношения частиц разных размеров; химического состава для каждой частицы; и формы каждой частицы. В одном или более вариантах осуществления, при данном наборе одного или более указанных типов частиц, моделирование может прогнозировать минимальный промежуток времени для разрушения, которое должно пройти, чтобы безопасно использовать песочный фильтр без засорения. В некоторых вариантах осуществления, анализ 760 разрушения частиц происходит после анализа 710 закупоривания и до анализа 730 герметизации, тогда как в некоторых других вариантах осуществления он происходит последовательно, как показано на фиг. 10. В прочих вариантах осуществления, анализ 760 разрушения частиц может осуществляться как часть анализа 710 закупоривания, анализа 730 герметизации или обоих.
[129] Сортировка предикатов
[130] Согласно фиг. 7A, некоторые варианты осуществления изобретения предусматривают сортировку предикатов до начала анализа 710 закупоривания. В частности, как показано на фиг. 7F, некоторые варианты осуществления изобретения предусматривают совокупность данных 705 пласта до начала процесса/последовательности операций, показанного/ой на фиг. 7A. Данные пласта могут включать в себя любые доступные данные, касающиеся геологического контекста рассматриваемой операции, включающие в себя, в общем случае, следующую информацию: полевые данные; каротажные данные; базовые данные; акустические данные, данные обнажения; и данные соседей скважины. В конкретных вариантах осуществления, также можно собирать следующие конкретные данные: количество добываемых углеводородов; резервный объем и эксплуатируемый объем; способность скважины долго отдавать углеводороды; давление гидравлического разрыва пласта; и производительность соседних скважин.
[131] Кроме того, некоторые варианты осуществления предусматривают начальную сортировку 706 для определения, целесообразно ли обследование, предусмотренное в последовательности операций/процессе, показанной/ом на фиг. 7A. Например, если скважина достаточно продуктивная, мало или вообще нет смысла в обследовании на предмет капитального ремонта. Кроме того, если скважина слабо или вообще не оправдывает затрат на капитальный ремонт, то может не существовать достаточных причин для осуществления анализа, показанного фиг. 7A. Такого рода анализ сортировки может осуществляться, например, с помощью продукта FracAdvisor от Weatherford International. В итоге, согласно некоторым вариантам осуществления изобретения, наилучшими возможными скважинами для анализа, показанного на фиг. 7A, являются те, которые имеют недостаточную отдачу, но имеют возможность выдавать существенно больше углеводородов после капитального ремонта. Для принятия решения при этом определении, увеличение производительности скважины можно сравнивать со стоимостью капитального ремонта и анализа и временем потери продукции при проведении работ (например, капитального ремонта или гидроразрыва пласта).
[132] Компенсация для сухих моделей
[133] В некоторых вариантах осуществления, анализ 710 закупоривания является ʺускореннымʺ анализом, который игнорирует транспортное соединение флюидов и частиц. Несмотря на экономию времени и денег, он игнорирует эффекты потока, опираясь только на ʺсухие моделиʺ, где моделируются только взаимодействия между частицами под действием силы тяжести. В этих вариантах осуществления, это может быть намеренным чрезмерным упрощением реальной ситуации, где полидисперсные частицы переносятся в системе и подвергаются влиянию сил сопротивления, соединенных с взаимодействиями между частицами. Для точной оптимизации расхода(ов), концентрации и других параметров, связанных с движением, может использоваться более глубокий анализ, опирающийся на рассмотренное здесь моделирование дискретных элементов (DEM) связанное с вычислительной динамикой флюидов (CFD). Эти методы совместно могут использоваться для более реалистичного моделирования механизмов закупоривания/герметизации. Например, как показано выше, эти модели совместно можно использовать для оптимизации отношения частиц (процента малых частиц или одного типа частицы к другим), концентрации частиц в несущем флюиде, расхода, свойств несущего флюида и других параметров, связанных с движением. Кроме того, эти модели могут использоваться для прогнозирования возможностей давления возможного набора параметров, чтобы их возможности можно было сравнивать с давлением гидравлического разрыва пласта. Таким образом, как рассмотрено выше со ссылкой на фиг. 7A (и, в частности, применимо к анализу 750 повышения давления), конструкцию отводящего агента можно адаптировать для достижения давления гидравлического разрыва для данного пласта.
[134] Фактор безопасности
[135] Здесь рассмотрены пороговые ограничения, касающиеся устойчивости закупоривания и допуска или способности по давлению, со ссылкой на факторы безопасности. Некоторые варианты осуществления изобретения предусматривают использование факторов безопасности, что, в общем случае, подразумевает применение коэффициентов к любым требованиям к давлению или устойчивости. Например, фактор безопасности 20% увеличивает любой порог требования для давления устойчивости на 20% от его опорного значения. В некоторых вариантах осуществления изобретения, анализ методом Монте-Карло применяется для определения надлежащего фактора безопасности для любого конкретного параметра, например, устойчивости или давления гидравлического разрыва. Использование анализа методом Монте-Карло в отношении факторов безопасности хорошо известно в технике.
[136] Обучающиеся модели
[137] Как упомянуто выше, многие варианты осуществления изобретения предусматривают, что модели и алгоритмы могут обучаться из полевых применений. Таким образом, некоторые варианты осуществления изобретения предусматривают модуль обучения программного обеспечения моделирования, позволяющий рассматривать эксплуатационные данные обратной связи при последующем использовании модели. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, модуль обучения может автоматически принимать эксплуатационные данные, согласовать данные с предыдущими прогнозами и изменять модель. Согласно фиг. 6, транспортер 612 и сеть/интернет 606 можно применять для переноса данных на и от локальных компьютеров и серверных ресурсов как для осуществления моделирования, так и для реализации обучения модели.
[138] Итерационные механизмы
[139] Как упомянуто выше, многие варианты осуществления изобретения предусматривают ранжирование прогнозируемых альтернатив в качестве выхода различных вариантов осуществления, показанных на фиг. 7A. Ранжирования могут использоваться в режиме итераций без необходимости перезапуска режима. Таким образом, если рекомендация первого ранга не работает (либо при реальной эксплуатации, либо при моделировании ниже по течению в процессе), может использоваться альтернатива более высокого ранга и т.д.
[140] Подтверждение модели или алгоритма
[141] В некоторых вариантах осуществления, рассмотренное здесь аналитическое и численное моделирование можно улучшать путем подтверждения и настройки на основе экспериментальных и полевых данных. Этот этап проверки может использоваться для калибровки параметров модели для улучшения точности прогноза. Успешную калибровку можно измерять посредством точного прогноза отказов и оптимизации конструкции по сравнению с полевыми данными или экспериментальными данными. Результаты можно применять к руководству для применения в поле.
[142] Моделирование со смешанным полевом испытании или использованием
[143] Многие варианты осуществления изобретения предусматривают использование моделей, показанных на фиг. 7A и фиг. 10 для осуществления анализов, которые окончательно предписывают использовать механизмы реального мира, например, частицы, флюиды, насосы, смесители, клапаны и обслуживающий персонал. Другие варианты осуществления предусматривают временное использование приспособлений реального мира в потоке моделирования для оказания влияния на ход анализа. Например, со ссылкой на фиг. 6, по завершении анализа 710 закупоривания, результаты анализа закупоривания можно применять к скважине, и данные из процедуры закупоривания могут возвращаться в процесс для преобразования операций процессов, показанных на фиг. 7 или фиг. 10. Аналогично, выходные сигналы анализа 730 герметизации, анализа 750 повышения давления или анализа 760 разрушения частиц можно применять в поле, причем возвращаемые результаты влияют на последующее моделирование.
[144] Кроме того, некоторые применения настоящего изобретения могут инициироваться в реальной деятельности на участке скважины и затем осуществляться с помощью рассмотренных здесь методов. Например, если на участке скважины возникает проблема, и буровой раствор сливается через нежелательное отверстие, предложенные здесь методы можно применять для решения проблемы. В одном варианте осуществления изобретения, проблема, например, нежелательный сток, обнаруживается на участке скважины. Принимаются данные датчиков и добычи, относящиеся к проблеме. Данные датчиков и добычи используются для проектирования операции отвода с использованием методов, рассмотренных со ссылкой на фиг. 7A и 10. В некоторых вариантах осуществления, разрабатывается единый флюид для закупоривания и герметизации области стока. В других вариантах осуществления разрабатываются множественные флюиды, причем, по меньшей мере, один флюид предназначен для закупоривания, и второй флюид предназначен для герметизации.
[145] Автоматическая модель
[146] Согласно фиг. 6, многие варианты осуществления изобретения предусматривают реализации без или с ограниченными автоматическими соединениями между процессами, показанными на фиг. 7A и 10, и операцией участка скважины. Однако другие варианты осуществления изобретения могут требовать других уровней взаимодействия и, по меньшей мере, один вариант осуществления полностью автоматизирован. Например, любое компьютерно-управляемое приспособление на участке скважины может автоматически управляться процессами на фиг. 7A и 10. Например, компьютеризированный процесс может осуществлять любое одно или более из следующих: считывать полевые данные или исторические данные с серверов или из своей собственной памяти; осуществлять испытание на участке скважины (например, обеспечивать стимулирование и считывать данные датчика) для приема данных испытания для применения к моделям; считывать или опрашивать датчики, установленные на участке скважины; создавать отводимые флюиды с использованием флюида, частиц и воды, хранящихся на участке скважины с использованием смесителя, насосов и транспортеров или других приспособлений, известных в технике; и обеспечивать инструкции для специалистов по эксплуатации для взаимодействия с автоматизированными процессами или помощи им.
[147] Однополевые или многополевые применения
[148] Многие варианты осуществления изобретения позволяют реализовать процесс отвода с использованием единого несущего флюида и частицы, которая разрабатывается с использованием изложенных здесь принципов. Например, единый несущий флюид и указанные частицы при указанных параметрах могут использоваться для закупоривания и герметизации. Многие рассмотренные здесь варианты осуществления особенно пригодны для однофлюидного применения, поскольку обеспеченный здесь анализ может оптимизировать флюид, уравновешивающий соображения для закупоривания и герметизации. Однако другие варианты осуществления изобретения используют, по меньшей мере, два флюида для реализации отвода. Один флюид применяется и оптимизируется для закупоривания, и второй флюид применяется и оптимизируется для герметизации (и даже, в некоторых вариантах осуществления, где герметизация оптимизирована для предыдущего процесса закупоривания). Наконец, представленные здесь методы анализа обеспечивают гибкость для указания и прогнозирования результатов применения 3 или более флюидов в операции отвода. Это может быть полезно в случаях особенно сложных скважин, где естественные, искусственные или эксплуатационные факторы опираются на расслаивание типов частиц, а не более разнородное применение смесей.
[149] Проектирование свойств частиц
[150] Как указано выше, в некоторых вариантах осуществления, свойства частиц можно адаптировать к конкретной операции с использованием аналитических и усовершенствованных численных подходов. Например, модели и/или алгоритмы можно построить для учета входных условий, например, целевого повышения давления, информации о пласте и диапазона доступных типов и химических составов частиц. С учетом этих входов, модели или алгоритмы могут создавать оптимизированные специальные значения (для каждой операции или пласта), касающиеся применения конкретной операции отвода, например, размера частицы, концентрации частиц и/или комбинации частиц. Окончательно, некоторые варианты осуществления могут указывать эти параметры и прогнозировать достижимое повышение давления для анализируемой операции. В одном или более конкретных вариантах осуществления, специальные свойства частиц (например, размер, форма, концентрация и отношение) и рабочие параметры (например, расход, вязкость флюида и т.д.) можно вычислять для оптимальных и эффективных операций закупоривания и/или герметизации. Кроме того, полученные результаты модели/алгоритма можно проверять (например, контролировать их работоспособность), или рекурсивно улучшать с использованием полевых данных (например, собранных из предыдущих операций) и экспериментальных данных (например, в лабораторных или испытательных условиях) для калибровки параметров модели/алгоритма.
[151] Следует понимать, что вышеприведенное описание предназначено для иллюстрации, но не ограничения. Представленный материал позволяет специалисту в данной области техники использовать заявленное изобретение и обеспечен в контексте конкретных вариантов осуществления, изменения которого очевидны специалистам в данной области техники (например, многие раскрытые варианты осуществления могут использоваться совместно друг с другом). Кроме того, следует понимать, что некоторые из идентифицированных здесь операций могут осуществляться в разных порядках. Таким образом, объем изобретения, следует определять со ссылкой на нижеследующую формулу изобретения, совместно с полным объемом эквивалентов, к которым относится такая формула изобретения. В нижеследующей формуле изобретения, термины ʺвключающий в себяʺ и ʺв которомʺ используются в качестве дословных эквивалентов соответствующих терминов ʺсодержащийʺ и ʺв которомʺ.
[152] Эффективность стимуляции
[153] Со ссылкой на фиг. 11, рассмотрим, среди аспектов эффективности, эффективность 1103 стимуляции. Эффективность 1103 стимуляции означает возможность измерять или количественно определять эффективность стимуляции, происходящей в данной области скважины в результате эффективности отвода (например, процесса закупоривания и герметизации) при изоляции участка скважины. В некоторых вариантах осуществления, как объяснено ниже, эффективность стимуляции может количественно определять путем сравнения журналов индикатора фактических пластов, пересекаемых скважиной, с синтетическими журналами индикатора, генерируемыми моделями, которые обеспечивают разные журналы для разных уровнях эффективности. Когда фактический журнал точно соответствует синтетическому журналу, эффективность стимуляции фактической стимуляции скважины может быть близка к смоделированной эффективности синтетического журнала.
[154] На фиг. 12 показана визуализация скважины, обозначенной 1230 на устье скважины и 1235 в точке под поверхностью и ниже эксплуатационных областей скважины. В некоторых вариантах осуществления, глубинным участком скважины 1235 может быть забоем скважины, и в некоторых других вариантах осуществления может быть просто точкой ниже одной или более эксплуатационных областей. Кроме того, в некоторых вариантах осуществления, глубинный участок скважины 1235 может представлять естественную или искусственную блокировку в скважине, например, пробку.
[155] Скважина 1230 проиллюстрирована с тремя ярусами: ярус I 1203 вблизи забоя скважины; ярус II 1202 в средней области скважины; и ярус III на стороне поверхности проиллюстрированных эксплуатационных областей скважины. В некоторых вариантах осуществления, в скважине может существовать больше или меньше ярусов. Например, скважина может иметь только один или два яруса, или альтернативно, скважина может иметь несколько дополнительных ярусов. В более поздних вариантах осуществления, где скважина имеет несколько дополнительных ярусов, некоторые варианты осуществления может иметь дополнительные ярусы на стороне поверхности яруса III, причем другие варианты осуществления могут иметь дополнительные ярусы под ярусом I, тогда как прочие варианты осуществления могут иметь дополнительные ярусы в обоих местах.
[156] Возвращаясь к фиг. 12 и скважине 1230, каждый ярус 1201, 1202 или 1203, призван представлять физическую секцию скважины. В некоторых вариантах осуществления, каждый ярус (или, по меньшей мере, один ярус) скважины представляет физическую секцию скважины, где осуществляются эксплуатационные мероприятия, например, стимуляция или эксплуатацию после стимуляции. В зависимости от варианта осуществления, операции стимуляции означают операции в скважине с целью стимуляции добычи или увеличения выхода. Одна форма стимуляции, рассматриваемая во многих вариантах осуществления изобретения, представляет собой гидроразрыв пласта.
[157] На практике, многие рассмотренные здесь варианты осуществления предусматривают, что каждый ярус скважины может быть реализован любым известным способом. Например, ярус может представлять собой линейный отрезок ствола скважины, например, 400-футовую секцию или 500-футовую секцию. Изменяющиеся варианты осуществления этого изобретения предусматривают ярусы разных размеров, и некоторые варианты осуществления предусматривают ярусы скважины как участки скважины, создаваемые совместно (например, одновременно). В одном варианте осуществления, один ярус может представлять собой 400-футовую секцию скважины, подлежащую изоляции для эксплуатации, тогда как другие ярусы могут быть более длинными или короткими участками скважины, каждый из которых подлежит изоляции для эксплуатации.
[158] Снова со ссылкой на фиг. 12, каждый ярус скважины проиллюстрирован как имеющий множественные кластеры 1211-1225. В порядке примера, каждый ярус показан с 5 кластерами: ярус III имеет кластеры 1211-1215; ярус II имеет кластеры 1216-1220; и ярус 1 имеет кластеры 1221-1225. В некоторых вариантах осуществления, любой конкретный ярус скважины может иметь больше или меньше пяти кластеров, хотя ярус скважины можно охарактеризовать как секцию скважины, имеющую один или более кластеров в области, например, единой эксплуатационной зоне скважины. Кластеры в одном ярусе скважины могут отстоять друг от друга, например, на 50-75 футов. Каждый кластер представляет группу перфораций, поэтому каждый кластер может включать в себя одну или более перфораций. Например, в некоторых вариантах осуществления кластер может иметь 8 или 16 перфораций, тогда как в других вариантах осуществления количество перфораций может изменяться от кластера к кластеру на основании цели эксплуатации или характеристики скважины. В некоторых вариантах осуществления количество перфораций в кластере или количество кластеров в ярусе может изменяться, будучи классифицированы по эксплуатационным или теоретическим факторам, или их комбинации.
[159] Как рассмотрено выше, отводящие агенты могут использоваться для закупоривания или герметизации перфораций, чтобы флюиды, например, стимулирующие агенты, можно было надлежащим образом направлять в скважину. В некоторых вариантах осуществления, операции закупоривания и герметизации могут направляться на один или более кластеров или весь ярус. Как рассмотрено выше, целью отвода обычно является блокирование намеченных перфораций (например, кластеров или всего яруса), чтобы другие перфорации могли пропускать. В некоторых вариантах осуществления, продукты TBlockSure® от Weatherford используются в качестве отводящих агентов для закупоривания и/или уплотнения перфораций, как рассмотрено выше, прежде всего, в отношении отвода.
[160] Использование индикаторов
[161] При выполнении проекта на основе скважины, например, проекта стимуляции (например, операции гидроразрыв пласта), индикаторы могут использоваться для отслеживания и оценивания потока флюидов в скважине, например, флюидов гидроразрыва пласта. Индикаторы являются наблюдаемыми элементами, которые добавляются в скважинные флюиды, что позволяет персоналу на поверхности объективно наблюдать путь или накопление флюидов. Например, в энергетике известны радиоактивные индикаторы или химические индикаторы, которые добавляются в флюид гидроразрыва пласта или другие стимулирующие агенты и используются для определения профилей инжекции и местоположения трещин, созданных флюидом. В некоторых вариантах осуществления, в одной и той же скважине могут использоваться множественные индикаторы, которые можно различать при наблюдении. Индикаторы могут использовать радиоактивные элементы, которые являются основой трассировки в других технологиях для создания наблюдаемой характеристики для использования операторами скважины при наблюдении характеристик потока флюида скважины. В некоторых вариантах осуществления различные индикаторы могут использоваться на одной и той же скважине, но эти индикаторы можно различать при просмотре данных или формировании изображения скважины. Таким образом, оператор скважины имеет возможность наблюдать миграцию разных флюидов в скважине. Существует несколько известных технологий для индикаторов этого типа, и рассмотренные здесь варианты осуществления предусматривают использование любой технологии применения индикаторов, известной в настоящее время или которая только будет разработана.
[162] При рассмотрении использования или визуализации индикаторов возможны ссылки на цвета, например, синий, красный, желтый и т.д. Цвета используются для обозначения индикаторов, отличаемых друг от друга и не предполагает применения конкретного типа технологии применения индикаторов, конкретной реализации или даже фактического цвета индикатора. Таким образом, ссылка на ʺкрасныйʺ (или любого конкретного цвета) индикатора опирается на любую технологию применения индикаторов. Использование слова ʺкрасныйʺ служит для указания, что индикатор можно отличить от индикатора другого цвета, например, ʺсинегоʺ, что также можно реализовать в любой технологии применения индикаторов. Аналогично, индикаторы можно различать по номеру, например, ʺиндикатор 1ʺ и ʺиндикатор 2ʺ. Как рассмотрено в отношении цветов, ссылка на индикаторы по номеру не призвана ограничивать любые варианты осуществления какой-либо конкретной технологией применения индикаторов, но лишь указывать, что индикаторы различаются операторами скважины при считывании информации о скважине, например, журналов индикатора. Другими словами, журнал индикатора может указывать три разных цвета, представляющих индикаторы. Цвета представляют лишь тот факт, что индикаторы отличаются и представляют конкретную технологию индикатора или даже, что этот фактический индикатор имеет любой конкретный цвет.
[163] На фиг. 13 показана многоярусная схема скважины 1230 вкупе с планом или журналом 1300 инжекции индикатора (или стимулятора). Журнал/план 1300 представлен в альтернативном (журнале или плане), поскольку иллюстрация может представлять либо запись активности (журнал), либо план активности (план). В общем случае, журнал/план инжекции индикатора перемежает операции отвода (этапы 2 и 4) между индикаторами разных цветов (этап 1, этап 3 и этап 5), которые в большинстве вариантов осуществления инжектируются в скважину как часть стимулирующего агента, например, флюида гидроразрыва пласта. В частности, журнал/план 1300 демонстрирует: первый 15-минутный этап инжекции красного индикатора в ярус I скважины; после которого следует этап 2, операции отвода, например, применения закупоривающих и герметизирующих агентов, в некоторых вариантах осуществления, применяемых к ярусу I; после которого следует этап 3, который отражает 15-минутную инжекцию синего индикатора в ярус II скважины; после которого следует этап 4, второй операции отвода, например, в некоторых вариантах осуществления, применения закупоривающих и/или герметизирующих агентов к ярусу 2 скважины; и этап 5, на котором желтый индикатор инжектируется в ярус 3 скважины в течение 15 минут. Журнал/план 1300 предназначен для лишь для иллюстрации обширных возможностей для плана инжекции индикатора. Например, может существовать любое количество этапов, включающих в себя любое количество этапов инжекции, применяемых к любому количеству ярусов скважины. В некоторых вариантах осуществления, могут существовать множественные этапы инжекции индикатора в одном и том же ярусе. В других вариантах осуществления, время для каждого яруса может изменяться. В итоге, эксплуатационный персонал скважины может составить любой план инжекции индикатора в соответствии с их эксплуатационными нуждами, желаниями или целями.
[164] На фиг. 14 и 15 показаны синтетические журналы 1400, 1450, 1500 и 1550 индикатора. Синтетический журнал индикатора генерируется с использованием проектных данных и моделирования для определения или прогнозирования количества индикатора, присутствующего в скважине и стратификации этого индикатора по скважине. Синтетический журнал индикатора может отличаться от реального журнала индикатора, который является полевым считыванием уровней индикатора, поскольку эти уровни стратифицированы в скважине. Реальные журналы индикатора могут выражаться во многих изменяющихся графических и математических форматах. Принцип, лежащий в основе реального журнала индикатора, состоит в демонстрации объема и позиции индикатора в скважине во время считывания данных. На фиг. 16 показана иллюстрация, которая представляет реальный журнал индикатора. Реальный журнал 1600 индикатора демонстрирует окрашенные индикаторы, обозначенные разными фигурами. В частности, желтый индикатор представлен треугольником, синий индикатор представлен квадратом, и красный индикатор представлен кругом. В этой форме реального журнала 1600 индикатора, объем индикатора указан количеством цвета/формы, показанным в журнале. Например, в ярусе III журнала 1600, непосредственно ниже 9600 футов, существует, по большей части, желтый индикатор, окруженный некоторым синим индикатором. В ярусе II скважины, показанном журналом 1600, в области на глубине 10300 футов существует три вкрапления полностью синего индикатора. Наконец, в ярусе I скважины, на глубине непосредственно выше 10800 футов, существует, прежде всего, красный индикатор, с малым количеством окружающего желтого индикатора. Реальный журнал 1600 индикатора не призван иллюстрировать очень реалистическое графическое представление, заданное наиболее современными коммерческими продуктами. В целях этого изобретения, принципиальная основа реального журнала индикатора служит для иллюстрации объема или количества индикатора, присутствующего на разных участках скважины, например, стратификации индикаторов в скважине. Много раз, реальный журнал индикатора также может выражаться как массив данных, например, в виде электронной таблицы или базы данных, где данные, указывающие объем или количество индикатора, могут быть связаны с положениями в скважине.
[165] Теперь возвратимся к синтетическим журналам индикатора (например, 1400, 1450, 1500 и 1550), в зависимости от модели, используемой для генерации синтетического журнала индикатора, изменяющиеся типы данных можно применять в качестве ввода. В некоторых вариантах осуществления, данные герметизации и отвода используется в качестве ввода в модель. Данные герметизации и отвода можно получать из одной и той же моделируемой скважины, например, когда моделирование осуществляется после некоторого объема бурения и/или стимуляции и/или отвода и/или эксплуатации. Альтернативно, данные герметизации и отвода можно получать из скважин, которые рассматриваются аналогично моделируемой скважине, например, скважин в одном и том же поле или географической области или других скважин, которые операторы (например, геологи, геофизики и т.д.) считают аналогичными.
[166] В некоторых вариантах осуществления, дополнительные входные данные для модели могут быть данными повышения давления или предполагаемым уровнем эффективности. В одном или более вариантах осуществления, эти данные может получить из вышеописанного моделирования закупоривания и герметизации. Например, модель может принимать в качестве ввода данные повышения давления для скважины, где фактическая стратификация индикатора в скважине известна. Затем модель может использоваться для прогнозирования эффективности стимуляции скважины на данном уровне повышения давления или прогнозирования величины повышения давления и стратификации индикатора на разных уровнях эффективности. В прочих вариантах осуществления, относящихся к моделям гидроразрыва пласта, некоторые из входных данных могут быть данными заканчивания (например, разделением ярусов, конструкцией кластеров, конструкцией перфорации), данными закачки (например, данными давления, свойствами флюида, свойствами проппанта) и коллекторными и геомеханическими данными (например, свойствами напряжения и породы в естественном залегании). В прочих вариантах осуществления, относящихся к моделям отвода, могут использоваться данные, аналогичные моделированию связанных CFD-DEM.
[167] Моделью для создания синтетического журнала индикатора может быть любая подходящая модель, которая пытается использовать данные реального мира о скважине (или аналогичной скважине) для прогнозирования уровней эффективности для разных стратификаций индикаторов. Например, в некоторых вариантах осуществления, модель может создавать прогнозируемую стратификацию индикатора для каждого из нескольких уровней эффективности. Таким образом, когда из скважины получается реальный журнал индикатора, хорошая корреляция между реальным журналом индикатора и одним из синтетических журналов может использоваться для определения эффективности стимуляции и отвода.
[168] В некоторых вариантах осуществления, синтетические журналы индикатора являются формой выхода из рассмотренных выше моделей. Проиллюстрированные синтетические журналы 1400, 1450, 1500 и 1550 индикатора являются лишь иллюстрацией этого типа выхода. Некоторые варианты осуществления этого изобретения требуют, чтобы ʺвыходнойʺ или синтетический журнал индикатора демонстрировал стратификацию индикатора, прогнозируемую для скважины, а также прогнозируемую эффективность стимуляции, которая сопровождает такую конкретную стратификацию. Таким образом, иллюстративные синтетические журналы индикатора, показанные как 1400, 1450, 1500 и 1550, визуально демонстрируют объем индикатора (от ʺнуляʺ до ʺболее высокогоʺ на оси Y) и стратификацию (глубину в футах на оси X). Помимо графических указаний стратификации индикаторов в скважине, те же данные могут быть указаны любым известным образом. Например, электронная таблица базы данных может использоваться для демонстрации объемов или количеств конкретных индикаторов и позиции этих количеств в скважине.
[169] Напомним, что на фиг. 13 показан многоярусный план/журнал 1300 инжекции индикатора. Как рассмотрено выше, журнал/план инжекции индикатора перемежает операции отвода (этапы 2 и 4) между индикаторами разных цветов (этап 1, этап 3 и этап 5), которые в большинстве вариантов осуществления инжектируются в скважину как часть стимулирующего агента, например, флюида гидроразрыва пласта. Теперь журнал/план 1300 инжекции индикатора будет использоваться как инструмент для помощи в иллюстрации синтетических журналов индикатора, показанных на фиг. 14 и 15. В частности, для некоторых вариантов осуществления, можно предположить, что процесс или программа моделирования использует журнал/план 1300 как часть его входа (например, совместно с физической информации о скважине, например, показанной на фиг. 12, совместно с эксплуатационными данными). В некоторых вариантах осуществления, модель может затем генерировать один или более синтетических журналов индикатора, например, 1400, 1450, 1500 и 1550.
[170] Согласно фиг. 14, синтетический журнал 1400 индикатора демонстрирует объемы всех индикаторов (т.е. желтого, красного и синего, показанных перекрывающимися) в скважине на ярусе I, который является самой низкой частью скважины. Из журнала/плана 1300 можно видеть, что желтый индикатор был инжектирован на этапе 5, но в ярусе 3 скважины, который соответствует области скважины, приближенной к поверхности. Таким образом, очевидно, что желтый индикатор (совместно с любым стимулирующим агентом), распространился за пределы назначенной области обработки, в том смысле, что синтетический журнал 1400 индикатора коррелирует с относительно низкой эффективностью стимуляции и отвода. Аналогичное наблюдение можно сделать для синего индикатора, инжектированного на этапе 3 и в ярусе 2 скважины, который соответствует средней части скважины. Однако, вследствие низкой эффективности отвода и стимуляции, синие индикаторы наблюдаются вне назначенной области и в ярусе 1.
[171] В одном варианте осуществления, смоделированная эффективность стимуляции синтетического журнала 1400 индикатора составляет 75%. Если реальный журнал индикатора коррелирует с синтетическим журналом 1400 индикатора, можно определить эффективность стимуляции реальной стимуляции скважины по отношению к смоделированной эффективности стимуляции, соответствующей синтетическому журналу индикатора. Например, если стратификация индикатора в реальном журнале индикатора имеет высокую корреляцию со стратификацией индикатора в синтетическом журнале индикатора, некоторые варианты осуществления изобретения предполагают или утверждают, что измерение эффективности стимуляции реальной скважины является смоделированной эффективностью стимуляции синтетического журнала индикатора, т.е. 75%. В некоторых вариантах осуществления, существует порог корреляции, в связи с чем, эквивалентность эффективности стимуляции между реальной скважиной и синтетическим журналом предполагается или утверждается только если корреляция превышает порог. В одном варианте осуществления, порог корреляции составляет 90%, тогда как в других вариантах осуществления порог составляет 95%. В некоторых вариантах осуществления, адекватность порога определяется на основании других факторов. Например, порог может быть меньше для некоторых скважин, поскольку точность измерения эффективности менее критична.
[172] В синтетическом журнале 1450 показана стратификация индикатора, где синий и желтый индикаторы найдены на более мелкой стороне яруса II, и красный и желтый индикаторы на протяжении области яруса 1. Согласно журналу/плану 1300, хотя красные и синие индикаторы располагаются, в общем случае, в области их инжекции, желтый индикатор из яруса 3 обнаруживается в областях, где он не был инжектирован, указывая более низкую эффективность. В некоторых вариантах осуществления, смоделированная эффективность журнала/плана 1450 может составлять 88%. Каждая эффективность стимуляции (отвода) (например, 88%) может соответствовать конкретному повышению давления на пути отверстия вследствие закупоривания и герметизации отводных устройств.
[173] Согласно фиг. 15, синтетические журналы 1500 и 1550 индикатора можно оценивать относительно журнала/плана 1300 аналогичным образом. Таким образом, очевидно, что синтетический журнал 1500 имеет относительно высокую эффективность (например, в некоторых вариантах осуществления 94%) и синтетический журнал 1550 имеет еще более высокую эффективность (например, в некоторых вариантах осуществления 98%). Кроме того, в некоторых вариантах осуществления многие синтетические журналы можно моделировать для увеличения вероятности обнаружения совпадения с реальным журналом индикатора. Например, синтетический журнал можно моделировать для каждого процента эффективности или для каждой половины процент эффективности. В прочих вариантах осуществления, поскольку эффективность ниже определенного порога (например, около 75%) не имеет особого значения, синтетические журналы индикатора можно генерировать только для эффективностей, превышающих этот порог. Это позволяет генерировать меньше синтетических журналов с меньшим разбросом эффективности между соседними журналами.
[174] Модификация плана закачки
[175] Во многих вариантах осуществления изобретения, синтетические журналы можно моделировать для более сложных применений индикатора и стимулирующих элементов. Возможность моделирования более сложных журналов/планов применения стимулятора позволяет определять эффективность стимуляции даже для комплексно управляемых и стимулированных скважин. В порядке примера, фиг. 17 демонстрирует журнал/план стимуляции/инжекции индикатора, который инжектирует стимулятор/индикатор в тот же промежуток времени, что и журнал/план 1300, за исключением того, что время делится на 7,5-минутные периоды с отводом, применяемым между инжекциями стимулятора/индикатора. Таким образом, ярус I принимает 7,5-минутную инжекцию красного индикатора (и стимулятора), после чего следует применение отводящего агента, и затем еще одно применение красного индикатора (и стимулятора). Кроме того, тот же шаблон повторяется от оставшейся части проекта, показанного в журнале/плане 1700. В порядке примера, синтетический журнал 1800 индикатора на фиг. 18 можно интерпретировать как смоделированный журнал индикатора для конкретной скважины, имеющей журнал/план 1700 инжекции. Заметим, что цвета индикаторов очень точно выровнены с планом инжекции (желтый в ярусе III, синий в ярусе II и красный в ярусе I), и индикатор в каждом ярусе распределен более равномерно. Он может отличаться от синтетического журнала 1850, который является смоделированным журналом для того же полного времени инжекции, без модифицированного расписания закачки (т.е. инжекции в течение всех 15 минут сразу, а не в течение двух 7,5-минутных периодов с рассеянным отводом). В некоторых вариантах осуществления, автор изобретения определил, что модифицированное расписание закачки и, таким образом, более равномерное распределение индикатора (и благодаря удлинению трещин) приводит к значительно более высокому выходу. Например, в некоторых вариантах осуществления, смоделированный выход для синтетического журнала 1800 более чем на 30% превышает смоделированный выход для синтетического журнала 1850. Это объясняется более высоким объемом стимулированной породы и также однородный распределением флюида и проппанта вдоль ствола скважины (меньшим распространением трещины вне зоны).
[176] Процессы, связанные с вариантами осуществления
[177] На фиг. 19 показан процесс, связанный со многими рассмотренными здесь вариантами осуществления. В частности, процесс 1900 может использоваться для иллюстрации генерации синтетических журналов индикатора. Блок 1901 демонстрирует хранилище для данных скважины, например, данных герметизации и отвода и полевых журналов индикатора, а также любых других данных, которые можно собирать в процессе добычи углеводородов и, в частности, на участках стимуляции и эксплуатации процесса. Блок 1901 может представлять рассмотренный выше компьютер или любой рассмотренный выше или предполагаемый тип памяти. Блок 1904 моделирования используется для моделирования потока флюида в скважине, и блок 1904 моделирования обращается к данным 1902 герметизации и отвода, а также к информации 1903, касающейся (i) эффективности отвода и (ii) предполагаемой эффективности стимуляции (то есть эффективности стимуляции, которую будет представлять сгенерированный синтетический журнал). После того, как блок моделирования создает прогноз гидродинамики скважины, генератор 1904 синтетического журнала индикатора может использовать результаты модели для создания синтетического журнала индикатора, который соответствует входным данным, включающим в себя, в особенности, предполагаемую эффективность стимуляции (отвода). Блок 1904 моделирования отвода и генератор 1905 индикатора может быть реализован в оборудовании или в виде программного приложения или их комбинации. В некоторых вариантах осуществления, разнообразие моделей обеспечивает гибкость в сборке и модернизации системы, поскольку тот или иной модуль можно просто заменять, а не переписывать более крупный участок программного обеспечения, например, просто вследствие небольшого изменения в блоке моделирования.
[178] После генерирования синтетического журнала на блоке 1905, он может, в необязательном порядке, сохраняться в памяти 1906. Память может относиться к любому рассмотренному выше типу. Таким образом, после однократного выполнения процесса 1900, будет сгенерирован один синтетический журнал индикатора, связанный с одной эффективностью стимуляции (т.е. предполагаемой эффективностью 1903 стимуляции). Как рассмотрено выше, в некоторых вариантах осуществления, может быть желательно генерировать несколько синтетических журналов индикатора, соответствующих нескольким разным уровням эффективности. С этой целью, в некоторых вариантах осуществления, предположения изменяются 1950, и процесс повторяется для создания дополнительных синтетических журналов. Во многих вариантах осуществления, основным предположением, подлежащим изменению, является предполагаемая эффективность стимуляции (отвода), что позволяет создавать журналы для различных эффективностей. В некоторых вариантах осуществления, предположения могут изменяться согласно программе, которая используется микропроцессором для осуществления процесса для множественных наборов входных данных, причем каждый набор входных данных предназначен для генерации одного синтетического журнала индикатора.
[179] На фиг. 20 показан процесс 2000, который является модифицированной версией процесса 1900. В частности, блок 1907 сравнения может осуществлять корреляцию между генерируемым синтетическим журналом индикатора и реальным полевым журналом 1912 индикатора. Если на блоке 1908 принятия решения установлено, что они совпадают, то на блоке 1910, эффективность стимуляции реальной скважины (соответствующая реальному журналу индикатора) определяется идентичной смоделированной эффективности стимуляции синтетического журнала. Если на блоке 1908 принятия решения установлено, что журналы не совпадают, то на блоке 1909, процесс повторяется для создания еще одного синтетического журнала с использованием других входных данных, например, другой предполагаемой эффективности стимуляции. Как рассмотрено в отношении блока 1904 моделирования и генератора 1905 синтетического индикатора, блок 1907 сравнения, блок 1908 ʺсовпадение?ʺ и другое активное рассмотрение или обработка данных может осуществляться запрограммированным процессором, как в порядке иллюстрации рассмотрено выше.
[180] Объединение оптимизации отвода с эффективностью стимуляции
[181] На фиг. 21, показан иллюстративный процесс или последовательность операций для создания отвода на пути потока флюида путем закупоривания и/или герметизации отверстия, например, перфорации; и для измерения эффективности стимуляции скважины. Как рассмотрено выше в отношении аналогичной фигуры, на этапе 710, осуществляется анализ закупоривания. Если на блоке 720 принятия решения определено, что закупоривание не оптимизировано, то управление возвращается к блоку 710, как описано выше. Если же на блоке 720 принятия решения найдена оптимизация, то управление переходит к анализу 730 герметизации. На блоке принятия решения 740 производится определение в отношении оптимизации анализа герметизации. Если оптимизация не найдена, управление возвращается к блоку 730, как описано выше. Если оптимизация найдена, то управление переходит к анализу 750 повышения давления, где определяется возможное повышение давления скважины, как описано выше. Затем повышение 750 давления можно использовать в качестве ввода в процессы, показанные на фиг. 19 и 20.
[182] Согласно фиг. 21, для иллюстрации, переходный элемент 2100 демонстрирует, где эффективность стимуляции (например, фиг. 19 или 20) может быть включена рядом с эффективностью отвода. В примере, приведенном на фиг. 21, процесс, показанный на фиг. 19, используется для представления эффективности процесса стимуляции. Из фиг. 19, 20 и 21 следует, что можно использовать различные методы измерения эффективности стимуляции, предусмотренные в изменяющихся вариантах осуществления этого изобретения. В одном варианте осуществления, операция стимуляции может начинаться с генерирования данных из операции. Генерируемые данные, а также другие вводы (как рассмотрено выше) могут использоваться для генерации одного или более синтетических журналов индикатора, каждый из которых представляет отдельный уровень смоделированной эффективности. Когда реальный журнал индикатора из скважины совпадает с синтетическим журналом индикатора, эффективность стимуляции скважины тождественна смоделированной эффективности синтетического журнала индикатора. В той степени, в какой эффективность меньше 100%, операция стимуляции скважины, включающая в себя конструкцию отводного устройства может изменяться, приближаясь к 100%. Кроме того, продуктивность синтетических журналов может перемежаться изменениями продуктивности для формирования процесса обучения, который может доводить любую скважину до максимальной эффективности стимуляции.
[183] Таким образом, многие рассмотренные здесь варианты осуществления для обеспечения измерения эффективности стимуляции могут использоваться для улучшения операций стимуляции посредством итерационного измерения и регулировки стимуляции. Дополнительно, многие рассмотренные здесь варианты осуществления для обеспечения измерения эффективности стимуляции могут использоваться для подтверждения операций стимуляции путем подтверждения, что эффективность стимуляции высока или достигает 100%. Кроме того многие рассмотренные здесь варианты осуществления для обеспечения измерения эффективности стимуляции могут использоваться для проектирования модифицированных расписаний закачки (например 1700), которые приводят к более распределенной стимуляции скважины, более высоким давлениям и, в итоге, более высокой производительности.
[184] Повышение производительности
[185] В некоторых вариантах осуществления, эффективность 3A4 эксплуатации может коррелировать с эффективностью стимуляции, представленной в синтетическом журнале индикатора. Таким образом, рассмотренные здесь варианты осуществления, предусматривающие определение эффективности стимуляции, также могут использоваться для прогнозирования эффективности эксплуатации. Например, когда эффективность стимуляции скважины известна, может использоваться другая входная информация, и можно прогнозировать эффективность эксплуатации скважины. В некоторых вариантах осуществления, эффективность эксплуатации скважины представлена относительной эффективностью эксплуатации скважины, в том смысле, что данные могут указывать большую или меньшую производительность, а не абсолютную величину производительности для исследуемого(ых) яруса или ярусов.
[186] Без ограничения
[187] Эти описания аппаратного и программного обеспечения не налагают никаких ограничений, и разнообразные представленные здесь варианты осуществления изобретения могут применяться к любым вычислительным устройствам, например, Mac, PC, PDA, телефонам, серверам или даже встроенным системам, например, специализированным устройствам.
[188] Следует понимать, что вышеприведенное описание предназначено для иллюстрации, но не ограничения. Представленный материал позволяет специалисту в данной области техники использовать заявленное изобретение и обеспечен в контексте конкретных вариантов осуществления, изменения которого очевидны специалистам в данной области техники (например, многие раскрытые варианты осуществления могут использоваться совместно друг с другом). Кроме того, следует понимать, что некоторые из идентифицированных здесь операций могут осуществляться в разных порядках. Объем изобретения, таким образом, следует определять со ссылкой на нижеследующую формулу изобретения, совместно с полным объемом эквивалентов, к которым относится такая формула изобретения. Используемые в этом изобретении (i) слова ʺвключают в себяʺ и ʺвключающий в себяʺ и их варианты не следует рассматривать в порядке ограничения, но, напротив, следует рассматривать в сопровождении слов ʺбез ограниченияʺ, и (ii) если из контекста не следует обратное, слово ʺилиʺ следует понимать как включающее ʺилиʺ и должно иметь смысл, эквивалентный ʺи/илиʺ. Кроме того, в нижеследующей формуле изобретения, термины ʺвключающий в себяʺ и ʺв которомʺ используются в качестве дословных эквивалентов соответствующих терминов ʺсодержащийʺ и ʺв которомʺ.
| название | год | авторы | номер документа |
|---|---|---|---|
| СПОСОБ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ОТБОРА РЕПРЕЗЕНТАТИВНОГО ОБРАЗЦА ФЛЮИДА (ВАРИАНТЫ) | 2004 |
|
RU2384703C2 |
| ФЛЮИДЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ ОБРАБОТКИ НЕФТЕГАЗОНОСНЫХ ПЛАСТОВ | 2016 |
|
RU2690577C1 |
| СПОСОБ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНДИКАТОРОВ С КОНТРОЛИРУЕМЫМ ВЫСВОБОЖДЕНИЕМ | 2012 |
|
RU2618796C2 |
| СПОСОБ ГИДРОРАЗРЫВА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ТЕКУЧЕЙ СРЕДЫ С НИЗКОЙ ВЯЗКОСТЬЮ С НИЗКОЙ СКОРОСТЬЮ ОСАЖДЕНИЯ ПРОППАНТА | 2018 |
|
RU2747957C1 |
| ПРИМЕНЕНИЕ РАЗЛАГАЕМЫХ ВОЛОКОН В РАСТВОРАХ ОБРАЩЕННЫХ ЭМУЛЬСИЙ ДЛЯ ГЛУШЕНИЯ СКВАЖИНЫ | 2010 |
|
RU2499131C2 |
| КОМПОЗИЦИОННЫЙ МАТЕРИАЛ, СОДЕРЖАЩИЙ РЕАГЕНТ И/ИЛИ ИНДИКАТОР ДЛЯ ОБРАБОТКИ СКВАЖИНЫ, НАНЕСЕННЫЙ НА ТЕРМООБРАБОТАННУЮ ПОДЛОЖКУ С ЯДРОМ, ПОКРЫТЫМ ОКСИДОМ МЕТАЛЛА, И СПОСОБ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ | 2015 |
|
RU2667165C2 |
| СПОСОБЫ РАЗОБЩЕНИЯ ПЛАСТОВ И ОТКЛОНЕНИЯ ОБРАБОТКИ С ПОМОЩЬЮ ФИГУРНЫХ ЧАСТИЦ | 2014 |
|
RU2679196C2 |
| СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБРАБОТКИ ЗАПОЛНЕННОГО ТЕКУЧЕЙ СРЕДОЙ СТВОЛА СКВАЖИНЫ | 2008 |
|
RU2414596C1 |
| СПОСОБ ОТСЛЕЖИВАНИЯ ПЕРЕМЕЩЕНИЯ ОБРАБАТЫВАЮЩЕЙ ЖИДКОСТИ В ПРОДУКТИВНОМ ПЛАСТЕ | 2010 |
|
RU2548636C2 |
| НИЗКОПРОНИЦАЕМЫЕ СИСТЕМЫ ЦЕМЕНТА ДЛЯ ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ НАГНЕТАНИЯ ВОДЯНОГО ПАРА | 2007 |
|
RU2475623C2 |
Группа изобретений относится к вычислительной технике и может быть использована для определения эффективности операций стимуляции в углеводородной скважине. Техническим результатом является улучшение стимулирующих действий и процесса добычи углеводородов. Стимуляция осуществляется в углеводородной скважине и из нее получают различные данные, которые используют для разработки модели потока флюида в скважине, и модель используется для моделирования синтетического журнала индикатора, который соответствует смоделированному уровню эффективности. Таким образом, можно генерировать многочисленные синтетические журналы индикатора, благодаря чему журналы индикатора доступны для разнообразных эффективностей стимуляция. Для определения эффективности фактической стимуляции реальный журнал индикатора модельной скважины можно сравнивать с синтетическими журналами индикатора в поисках совпадения. Когда реальный журнал индикатора совпадает с синтетическим журналом индикатора, смоделированная эффективность синтетического журнала может использоваться в качестве фактической или истинной эффективности реальной стимуляции скважины. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 30 ил.
1. Способ оптимизации эффективности стимуляции углеводородной скважины в формации, содержащий этапы, на которых:
идентифицируют основной путь флюида в формации для добычи углеводородов;
осуществляют стимуляцию и отвод в одной или более первых операциях стимуляции на основном пути флюида, включая использование индикатора в стимулирующем флюиде
получают данные стимуляции и реальный журнал индикатора из одной или более первых операций стимуляции;
получают данные отвода флюида, включающие в себя по меньшей мере информацию повышения давления, из одной или более первых операций стимуляции;
принимают первые эффективности отвода отводных устройств, причем каждая из первых эффективностей отвода указывает количество стимуляции изолированной от участка формации;
моделируют отвод и стимуляцию в углеводородной скважине на основании по меньшей мере полученных данных стимуляции, полученных данных отвода флюида и первых эффективностей;
используют модель для создания первых синтетических журналов индикатора, каждый из которых имеет смоделированную эффективность отвода; и
определяют смоделированную эффективность отвода, совпадающую c одной из первых эффективностей отвода путем сравнения первых синтетических журналов индикатора с реальным журналом индикатора, причем определенная эффективность отвода является указывающей на эффективность стимуляции и отвода, выполняемых в одной или более операциях стимуляции в углеводородной скважине.
2. Способ по п. 1, в котором смоделированная эффективность отвода, совпадающая c одной из первых эффективностей отвода путем сравнения синтетических журналов индикатора с реальным журналом индикатора, включает в себя этап, на котором сравнивают множество синтетических журналов индикатора с реальным журналом индикатора, причем каждый из множества синтетических журналов индикатора связан с отличной одной из первых эффективностей.
3. Способ по п. 2, дополнительно содержащий этап, на котором определяют совпадение между одним из множества первых синтетических журналов индикатора и реальным журналом индикатора, причем совпадение определяется при наличии корреляции между одним из множества синтетических журналов индикатора и реальным журналом индикатора.
4. Способ по п. 3, в котором совпадение определяется, когда корреляция между одним из множества первых синтетических журналов индикатора и реальным журналом индикатора превышает заранее определенный порог.
5. Способ по п. 1, в котором данные стимуляции включают в себя одно или более из следующих: конструктивной схемы оснащения скважины, расписания закачки, геомеханических свойств или свойств коллектора.
6. Способ по п. 1, в котором эффективности отвода являются функцией свойств отводных устройств и включают в себя по меньшей мере одно из свойств отводных устройств, влияющих на процесс закупоривания и герметизации частицами.
7. Способ по п. 1, дополнительно содержащий этап, на котором:
осуществляют стимуляцию и отвод в одной или более вторых операциях стимуляции в углеводородной скважине, причем рабочие параметры одной или более вторых операций стимуляции оптимизируются на основании по меньшей мере частично определенной первой эффективности отвода.
8. Способ по п. 7, в котором рабочие параметры включают в себя модифицированное расписание закачки.
9. Способ по п. 8, в котором модифицированное расписание закачки включает в себя изменение времени инжекции и по меньшей мере одного свойства отводных устройств.
10. Способ по п. 9, в котором по меньшей мере одно свойство отводного устройства включает в себя по меньшей мере одно из свойств отводного устройства, влияющее на процесс закупоривания и герметизации частицами.
11. Способ по п. 1, в котором эффективности отвода отводных устройств являются функцией свойств отводных устройств и включают в себя по меньшей мере одно суспензионное свойство отводного устройства, выбранное из группы концентрации, размера, формы, распределения размеров, вязкости флюида и расхода.
12. Способ оптимизации эффективности стимуляции углеводородной скважины в формации, содержащий этапы, на которых
осуществляют стимуляцию и отвод одной или более первых операций стимуляции в скважине, включая использование индикатора в стимулирующем флюиде;
принимают данные отвода на основании по меньшей мере частично одной или более первых операций стимуляции;
принимают данные стимуляции и реальный журнал индикатора одной или более первых операций стимуляции;
принимают первые эффективности отвода для отводных устройств;
моделируют отвод и стимуляцию в углеводородной скважине на основании по меньшей мере данных стимуляции, данных отвода флюида и первых эффективностей отводных устройств;
на основании модели создают первые синтетические журналы индикатора, каждый из которых имеет смоделированную эффективность отвода;
сравнивают первые синтетические журналы индикатора с реальным журналом индикатора; и
определяют смоделированную эффективность отвода, совпадающую c одной из первых эффективностей отвода на основании сравнения, причем определенная эффективность отвода является указывающей на эффективность стимуляции и отвода, выполняемых в одной или более операциях стимуляции в углеводородной скважине.
13. Способ по п. 12, в котором сравнение первых синтетических журналов индикатора с реальным журналом индикатора включает в себя сравнение множества первых синтетических журналов индикатора с реальным журналом индикатора, причем каждый из множества первых синтетических журналов индикатора связан с отличными первыми эффективностями отвода.
14. Способ по п. 13, дополнительно содержащий этапы, на которых определение совпадения между одним из множества первых синтетических журналов индикатора и реальным журналом индикатора, причем совпадение определяется при наличии корреляции между одним из множества первых синтетических журналов индикатора и реальным журналом индикатора.
15. Способ по п. 14, в котором совпадение определяется, когда корреляция между одним из множества первых синтетических журналов индикатора и реальным журналом индикатора превышает заранее определенный порог.
16. Способ по п. 12, дополнительно содержащий этапы, на которых:
осуществляют стимуляцию и отвод в одной или более вторых операциях стимуляции в углеводородной скважине или связанной скважине в формации, причем рабочие параметры одной или более операций стимуляции модифицируются на основании по меньшей мере частично определенной первой эффективности отвода.
17. Способ по п. 16, в котором рабочие параметры включают в себя модифицированное расписание закачки.
18. Способ по п. 17, в котором модифицированное расписание закачки включает в себя изменение времени инжекции и по меньшей мере одного свойства отводных устройств.
19. Способ по п. 18, в котором по меньшей мере одно свойство отводных устройств включает в себя по меньшей мере одно из свойств отводных устройств, влияющих на процесс закупоривания и герметизации частицами.
20. Способ по п. 12, в котором осуществление стимуляции и отвода в одной или более первых операциях стимуляции содержит этапы, на которых:
идентифицируют одно или более нежелательных отверстий в основном пути флюида в формации;
оценивают множество типов частиц с использованием сухого анализа без транспорта флюида для определения поднабора множества типов частиц, причем поднабор множества типов частиц содержит один или более возможных типов частиц, причем выбор возможных типов частиц осуществляется на основании вероятности того, что один или более возможных типов частиц устойчиво закупоривает первое нежелательное отверстие из одного или более нежелательных отверстий;
осуществляют мокрый анализ с транспортом флюида, касающийся герметизации ранее разработанной закупоренной структуры, с использованием, в качестве входных данных, возможных типов частиц и данных, касающихся первого нежелательного отверстия;
определяют, посредством мокрого анализа, по меньшей мере концентрацию частиц и отношение частиц;
обеспечивают отводной флюид в скважине, причем множество составляющих отводного флюида определяют на основании возможных типов частиц, концентрации частиц и отношения частиц.
21. Нетранзиторное устройство хранения программ, считываемое процессором, на котором хранятся инструкции, предписывающие одному или более процессорам выполнять способ обработки формации, имеющей углеводородную скважину по любому из пп. 1-20.
| Способ защиты переносных электрических установок от опасностей, связанных с заземлением одной из фаз | 1924 |
|
SU2014A1 |
| US 5835882 A, 10.11.1998 | |||
| Изложница с суживающимся книзу сечением и с вертикально перемещающимся днищем | 1924 |
|
SU2012A1 |
| Способ обработки целлюлозных материалов, с целью тонкого измельчения или переведения в коллоидальный раствор | 1923 |
|
SU2005A1 |
| Приспособление для суммирования отрезков прямых линий | 1923 |
|
SU2010A1 |
| СИСТЕМА И СПОСОБ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ОПЕРАЦИЙ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ДОБЫЧИ В СКВАЖИНЕ | 2011 |
|
RU2561114C2 |
