NO329034B1 - Fremgangsmate og innretning for a optimalisere nettverkssystemer for reservoar, bronn og overflate. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelsen omhandler en prosess, som kan bli implementert og utført på en datamaskinapparatur, for å omforme overvåkningsdata, som kan innbefatte sanntids eller ikke-sanntids overvåkningsdata, til avgjørelser relatert til optimalisering av et olje- og/eller gassreservoar, vanligvis ved åpning og stenging av en nedihulls intelligent kontrollventil.

I olje- og gassindustrien, blir intelligente kontrollventiler installert nedihulls i brønnhull for å kontrollere strømningsraten inn i eller ut fra individuelle reservoarenheter. Nedihulls intelligente kontrollventiler (ICVer) er beskrevet i, f.eks. Algeroy referansen som er identifisert som referanse (1) under. Ulike typer av overvåkningsmålingsutstyr er også vanligvis installert nedihulls i brønnhull, slik som trykksensorer og multifase strømningsmålere; det vises til Baker referansen og til Beamer referansen som er identifisert respektivt som referanser (2) og (3) under. Denne spesifikasjonen fremlegger en prosess for å omforme overvåkingsdata (enten sanntids eller ikke-sanntids overvåkningsdata) til bestemmelser omhandlende optimalisering av olje- eller gassreservoar, vanligvis ved å åpne eller stenge et sett av nedihulls intelligente kontrollventiler (ICV) i olje- eller gassreservoaret.

US-5,975,204 beskriver et overvåkingssystem som omfatter flere borehulls-elektroniske instrumenter som kontrollerer fluidstrømning inn eller ut av formasjonen og samtidig har evne til å motta og overføre data fra et fjerntliggende sted.

US-5,597,042 beskriver borehullskontrollapparatur som brukes til nedihulls-overvåking av ulike formasjonsparametre som bidrar til avgjørelse angående ventilstenging før vann blir produsert fra formasjonen.

GB-2188751 beskriver et programmerbart system for å styre operasjonen av gass og olje produksjonsbrønner ved å styre opereringen av brønner i respons til målte parametre i brønner.

I den foreliggende oppfinnelsen blir en ny 'overvåknings- og kontroll' prosess

praktisert i en overvåkning og kontrollapparatur som er lokalisert både på overflaten i en datamaskinapparatur som er plassert på overflaten til brønnhullet og nedihulls i en datamaskinapparatur plassert på innsiden av brønnhullet. Delen av overvåknings-og kontrollapparaturen som er plassert på overflaten (heretter, 'overflatedelen til

overvåknings- og kontrollapparaturen') responderer til et flertall av overvåkningsdata, hvor overvåkningsdataene blir mottatt fra delen til overvåknings-og kontrollapparaturen som er plassert nede i borehullet (heretter, 'nedihullsdelen til overvåknings- og kontrollapparatur'). Nedihullsdelen til overvåknings- og kontrollapparaturen består av 'brønntestsystem', som er plassert nede i brønnhullet (nedihulls). Overflatedelen til overvåknings- og kontrollapparaturen fungerer ved selektivt å forandre posisjonen til en intelligent kontrollventil som er plassert inne i 'nedihullsdelen til overvåknings- og kontrollapparaturen', posisjonen til den

intelligente kontrollventilen i nedihullsapparaturen blir forandret mellom en åpen og en lukket stilling for å vedlikeholde et 'faktisk' kumulativt volum med vann som blir produsert fra et reservoarlag i brønnhullet (eller injisert inn i reservoarlaget) til å være ca. lik til et 'mål'- kumulativt volum til vann (dvs. 'målverdien') som det er ønskelig å produsere fra reservoarlaget i brønnhullet (eller bli injisert inn i reservoarlaget).

Et simuleringsprogram, som er på en separat arbeidsstasjonsdatamaskin, modellerer reservoarlaget og forutser 'mål'- kumulativt volum av vann (eller reservoarfluid) som vil bli produsert fra reservoarlaget (eller som vil bli injisert inn i reservoarlaget). Den åpne eller lukkede posisjonen av den intelligente kontrollventilen (ICV) i 'nedihullsdelen av overvåknings- og kontrollapparaturen' må bli forandret på en spesiell måte og på et spesielt vis og i en spesiell rate for å sørge for at 'faktisk' kumulativt volum av vann (eller reservoarfluid) som blir produsert fra reservoarlaget (eller som blir injisert inn i reservoarlaget) er omtrent lik til 'mål'- kumulativt volum av vann (eller annet reservoarfluid) som er forutsett til å bli produsert fra reservoarlaget (eller er forutsett til å bli injisert inn i reservoarlaget). Det er funksjonen til 'overflatedelen av overvåknings- og kontrollapparaturen' til å forandre den åpne og lukkede posisjonen til ICVen til nedihullsapparaturen på den spesielle måten og ved den spesifikke raten for å sørge for at 'faktisk' kumulativt volum av vann (eller annet reservoarfluid) som er produsert fra reservoarlaget (eller injisert inn i reservoarlaget) er omtrent lik til 'mål'- kumulativt volum (eller annet reservoarfluid) som er forutsatt å være produsert fra reservoarlaget (eller som er forutsatt til å bli injisert inn i reservoarlaget). Dersom posisjonen til ICVen til nedihullsapparaturen ikke kan forandres av overflateapparaturen på den spesielle måten og ved den spesifikke raten, for å sørge for at 'faktisk' kumulativt volum av vann eller fluid er omtrent lik til 'mål'- kumulativt volum av vann eller fluid, så er verdien til 'mål'- kumulativt volum av vann eller fluid som er forutsatt av simuleringsprogrammet, som er på den separate arbeidsstasjonsdatamaskinen, må bli forandret (heretter det 'forandrede mål'- kumulative volum av vann eller fluid). Deretter, etter at denne forandringen til 'mål'- verdien har skjedd, blir den ovenfor identifiserte prosessen repetert; imidlertid, er nå 'mål'- kumulativt volum av vann eller fluid lik til 'forandret mål'-kumulativt volum av vann eller fluid.

Videre rekkevidde til anvendbarheten til den foreliggende oppfinnelsen vil bli tydelige fra den detaljerte beskrivelsen som er presentert i det følgende. Det skal imidlertid forstås at den detaljerte beskrivelsen og de spesifikke eksemplene, som representerer en foretrukket utførelse av den foreliggende oppfinnelsen, bare er gitt som illustrasjoner, siden ulike forandringer og modifikasjoner innenfor rekkevidden til oppfinnelsen vil være selvfølgelige for en fagperson på området ved å lese den følgende detaljerte beskrivelsen.

En full forståelse av den foreliggende oppfinnelsen vil oppnås fra den detaljerte beskrivelsen av den foretrukne utførelsen presentert i det følgende, og ved de tilhørende tegningene, som kun er gitt som illustrasjon og ikke er tiltenkt å være begrenset av den foreliggende oppfinnelse, og hvor: Fig. 1 til 11 illustrerer kurver som viser kumulativ soneinjeksjon som funksjon av tid (i uker); Fig. 12 illustrerer overvåkningen og kontrollprosessen i henhold til foreliggende oppfinnelse; Fig. 13 illustrerer en treg prediktiv modelldel av overvåkningen og kontrollprosessen i fig. 12; Fig. 14 illustrerer en rask produksjonsmodelldel av overvåkningen og kontrollprosessen til fig. 12; Fig. 15 til 17 illustrerer et eksempel av en intelligent kontrollventil (ICV) som kan bli gjort tilgjengelig i et brønntestsystem som er tilpasset til å gjøres tilgjengelig nedihulls i et brønnhull; og Fig. 18 og 19 illustrerer et system innbefattende overvåkningen og kontrollprosessen til foreliggende oppfinnelse tilpasset til forandring av posisjon til en intelligent kontrollventil (ICV) som respons til utgangssignaler mottatt fra én eller flere overvåkningssensorer og en eksekvering av overvåkningen og kontrollprosessen til foreliggende oppfinnelse.

Det vises nå først til fig. 15-19, som viser et eksempel på systemet innbefattende en intelligent kontrollventil (ICV) gjort tilgjengelig i brønntestesystemet tilpasset til å bli gjort tilgjengelig nedihulls i et brønnhull som illustrert.

I fig. 15, er et brønntestesystem 10 illustrert. Brønntestesystemet i fig. 15 er diskutert i US-patent 4 796 699; 4 915 168; 4 896 722; og 4 856 595 til Upchurch, som er inkorporert som referanse i denne spesifikasjonen. Brønntestesystemet 10 innbefatter en intelligent kontrollventil (ICV) 12 som blir styrt i respons på et flertall av intelligente kontrollpulser 18 som blir sendt nedihulls fra overflaten.

Flertallet av kontrollpulser 18 er illustrert i fig. 16. Hver puls 18 eller par av pulser 18 har en unik 'signatur' hvor 'signaturen' består av en forhåndsbestemt pulsbredde og/eller forhåndsbestemt amplitude og/eller forhåndsbestemt tidsøkning som kan bli justert/forandret for derved å forandre 'signaturen' for å styre den intelligente

kontrollventilen 12 i fig. 15.

I fig. 17, innbefatter den intelligente kontrollventilen 12 i fig. 15 en kommandosensor 14 tilpasset for å motta kontrollpulser 18 i fig. 16, og et kort 16 for å motta kommandoer mottar det som kommer ut fra kommandosensoren 14 og genererer signaler som er lesbare av kontrollerkortet 20. Kontrollerkortet 20 innbefatter i det minste én mikroprosessor. Denne mikroprosessoren lagrer en programkode som kan bli eksekvert av en prosessor til mikroprosessoren. Et eksempel på en programkode er programkoden fremlagt i US patent 4 896 722 tilhørende Upchurch, fremlegningen er allerede inkorporert her som referanse. Som respons på kontrollpulsene 18 som har en 'forhåndsbestemt signatur' som blir mottatt av kommandosensor 14 tolker/dekoder mikroprosessoren på kontrollerkortet 20 at 'forhåndsbestemt signatur' (som innbefatter pulsbredden og/eller amplituden og/eller tidsøkningen til kontrollpulsene 18) og, responderende på dette, søker mikroprosessoren på kontrollerkortet 20 i sitt eget minne for en 'spesifikk programkode' som har en 'spesiell signatur' som korresponderer til eller matcher den 'forhåndsbestemte signaturen' til kontrollpulsene 18. Når den 'spesifikke signaturen' lagret i minnet til mikroprosessoren blir funnet, og den korresponderer til den 'forhåndsbestemte signaturen', blir den 'spesifikke programkoden' som korresponderer til 'spesifikk signatur' eksekvert av prosessoren til mikroprosessoren. Som et resultat av eksekveringen av 'spesifikk programkode' av prosessoren, vil mikroprosessoren som er innlemmet på kontrollerkortet 20 gi strøm til et kort med driverutgang for magnetspole 22 som i tur åpner og lukker en ventil (SVI og SV2) 12A til en intelligent kontrollventil 12 i fig. 15. Denne operasjonen er tilstrekkelig beskrevet i US patentene 4,796,699; 4,915,168; 4,896,722; og 4,856,595 tilhørende Upchurch som allerede har blitt inkorporert som referanse i denne spesifikasjonen.

I fig. 18, er et enkelt brønntestesystem innbefattende en intelligent kontrollventil (ICV) illustrert. I fig. 18, blir kontrollpulsene 18 i fig. 16, som har en 'forhåndsbestemt signatur' sendt nedihulls til den intelligente kontrollventilen (ICV) 12. På respons på denne, vil en ventil 12A assosiert med ICVen 12 åpne og/eller lukke på en 'forhåndsbestemt måte' når mikroprosessoren på kontrollerkortet 20 (i fig. 17) til ICVen 12 eksekverer den 'spesifikke programkoden' lagret i denne på måten diskutert over med henvisning til fig. 15, 16 og 17. Et brønnhullsfluid strømmer i røret til brønntestesystemet. Etter at brønnhullsfluid strømmer i røret, vil én eller flere overvåkningssensorer 24 begynne å registrere og overvåke trykket, strømningsraten, og andre data til brønnhullsfluidet som strømmer i røret. Overvåkningssensorene 24 begynner å sende overvåkningsdatasignaler 24A til overflaten.

I fig. 18, kan den 'forhåndsbestemte signaturen' til kontrollpulsene 18 bli forandret. Dersom den 'forhåndsbestemte signaturen' til kontrollpulsene 18 blir forandret til 'en annen forhåndsbestemt signatur', og når nevnte 'andre forhåndsbestemte signatur' til et nytt sett av kontrollpulser 18 blir sendt nedihulls til ICVen 12, vil ventilen 12A til ICVen 12 nå åpne og/eller lukke på en 'annen forhåndsbestemt måte' som er forskjellig fra den tidligere beskrevne 'forhåndsbestemte måten' assosiert med nevnte 'forhåndsbestemte signatur' til kontrollpulsene 18. Hver gang den 'forhåndsbestemte signaturen' til kontrollpulsene 18 blir forandret og sendt nedihulls, kan kontrollventilen 12A til ICVen 12 åpne og/eller lukke på en annen 'forhåndsbestemt måte' og, som et resultat vil trykket og strømningsraten til brønnhullsfluidet strømme i røret i fig. 18 forandre seg tilsvarende og som et resultat vil overvåkningssensorene 24 registrere det forandrede trykket og strømningsraten til brønnhullsfluidet som strømmer i røret, og vil generere et utgangssignal som er representativt til forandringen av trykk og strømningsrate som blir sendt til overflaten. Som et eksempel, referer til US-patent 4 896 722 til Upchurch som allerede har blitt inkorporert som referanse i denne spesifikasjonen.

I fig. 19, er det enkle brønntestesystemet innbefattende den intelligente kontrollventilen (ICV) 12 i fig. 18 illustrert; imidlertid er i fig. 19, en datamaskinapparatur 30 tilpasset til å være lokalisert ved overflaten til brønnhullet og lagring av en 'overvåknings- og kontrollprosess' programkode 30A lagret i denne, illustrert. I tillegg er også i fig. 19 illustrert en simulator kjent som 'eklipsesimulator' 32 tilpasset for modellering og simulering av karakteristika til oljereservoarlaget. I fig. 19, når overvåkningssensorene 24 sender sine utgangssignaler 24A til overflaten, som er representative til trykket og/eller strømningsraten og/eller andre data til brønnhullsfluidet som strømmer i røret til brønntestesystemet i fig. 19, vil disse utgangssignalene 24A bli mottatt av datamaskinapparaturen 30 som er lokalisert ved overflaten til brønnhullet. Datamaskinapparaturen 30 lagrer en programkode kjent som 'overvåknings- og kontrollprosessen' 30A, i henhold til et aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen. Utgangssignalene 24A, som er generert av overvåkningssensoren 24, vil heretter bli referert til som 'faktiske' signaler, slik som den 'faktiske strømningsraten' eller det 'faktiske trykket', etc, siden utgangssignalene 24A registrerer den 'faktiske' strømningsraten og/eller det 'faktiske' trykket til brønnhullsfluidet som strømmer i røret til brønntestesystemet i fig. 19. Når datamaskinapparaturen 30 eksekverer overvåknings- og kontrollprosessen 30A som respons til de 'faktiske' signalene 24A, genererer datamaskinapparaturen et utgangssignal som til slutt forandrer 'signaturen' til de intelligente kontrollpulsene 18 i fig. 19.1 mellomtiden, i fig. 19, modellerer og simulerer en 'eklipsesimulator' 32 karakteristikkene til oljereservoarlaget i fig. 19, og som et resultat foreslår 'eklipsesimulatoren' 32 strømningsrate og/eller trykk og/eller andre data assosiert med brønnhullsfluid som blir produsert fra perforeringene 34 i fig. 19, som indikert av elementnummeret 36 i fig. 19. 'Eklipsesimulatoren' kan bli lisensiert fra, og er på annet vis tilgjengelig fra, Schlumberger Technology Corporation, som gjør business gjennom Schlumberger Information Solution division, Houston, Texas. Pilene 38 som blir generert av 'eklipsesimulatoren' 32 i fig. 19 representerer strømningsraten og/eller trykket og/eller andre data assosiert med brønnhullsfluidet som 'eklipsesimulatoren' 32 forutser vil bli produsert fira perforeringene 34 i fig. 19. Som et resultat representerer pilene 38 som blir generert av 'eklipsesimulatoren' 32 i fig. 19 'mål'-signaler 38, slik som en 'mål'- strømningsrate 38 og/eller et 'mål'- trykk 38 og/eller 'mål'- andre data 38 assosiert med brønnhullsfluid som 'eklipsesimulatoren' 32 forutser vil bli produsert fra perforeringene 34 i fig. 19.

Når den er operativ, det refereres til fig. 17, 18 og 19, vil de intelligente kontrollpulsene 18, som har en 'forutsatt signatur' bli sendt nedihulls og pulsene 18 blir mottatt av den intelligente kontrollventilen (ICV) 12. Den overvåking 'forhåndsbestemte signaturen' til pulsene 18 blir mottatt av kommandosensoren 14 og, til slutt av kontrollerkortet 20. Den 'forhåndsbestemte signaturen' er lokalisert i minnet til mikroprosessoren på kontrollerkortet 20, en 'spesifikk programkode' som korresponderer til den 'forhåndbestemte signaturen' og lagret i minnet til mikroprosessoren blir eksekvert, og som et resultat, blir ventilen 12A til ICVen 12 åpnet og/eller lukket på en 'forhåndsbestemt måte' i henhold til eksekveringen til den 'spesifikke programkoden'. Brønnhullsfluidet, som har en strømningsrate og et trykk og andre karakteristiske data strømmer nå i røret til brønntestesystemet i fig.

19. Overvåkningssensorene 24 vil nå registrere den 'faktiske' strømningsraten og/eller det 'faktiske' trykket og/eller andre 'faktiske' data assosiert med brønnhullsfluidet som strømmer på innsiden av røret i fig. 19, og utgangssignaler 24A blir generert fra sensorene 24 som er representative for disse 'faktiske' data. Disse utgangssignalene 24A blir tilveiebrakt som 'input data' til datamaskinapparaturen 30 som kan være lokalisert ved overflaten til brønnhullet. I mellomtiden forutser 'eklipsesimulatoren' 32 'mål'- strømningsraten og/eller 'mål'-trykket og/eller 'mål'- andre data assosiert med brønnhullsfluidet som er forutsatt, vil strømme fra perforeringene 34 i fig. 19 og utgangssignalet 38 blir generert fra 'eklipsesimulatoren' 32 som er representative for disse 'mål'- data. Disse utgangssignalene 38 blir også tilveiebrakt som 'inngangsdata' til datamaskinapparaturen 30 som kan være lokalisert på overflaten til brønnhullet. Nå vil datamaskinapparaturen 30 motta både: (1) de 'faktiske' data 24A fra sensorene 24, og (2) 'mål'- dataene 38 fra simulatoren 32. Datamaskinapparaturen 30 sammenligner de 'faktiske' data 24 med 'mål'- dataene 38. Dersom de 'faktiske' data 24 ikke avviker signifikant fra 'mål'- dataene 38, vil ikke datamaskinapparaturen 30 forandre den 'forhåndsbestemte signaturen' til de intelligente kontrollpulsene 18. Imidlertid, anta at de 'faktiske' data 24A faktisk avviker signifikant fra 'mål'- dataene 38.1 det tilfellet, vil datamaskinapparaturen 30 eksekvere programkoden som er lagret i den som er kjent som 'overvåknings- og kontrollprosessen', i henhold til et aspekt ved den foreliggende oppfinnelsen. Når 'overvåknings- og kontrollprosessen' blir eksekvert av datamaskinapparaturen 30, vil den 'forhåndsbestemte signaturen' til de intelligente kontrollpulsene 18 bli forandret til en annen forskjellig signatur som i det følgende blir kjent som 'en annen forhåndsbestemt signatur'. Et nytt sett av kontrollpulser 18 blir nå generert og som har en 'signatur' som korresponderer til nevnte 'andre forhåndsbestemte signatur'. Det nye settet av kontrollpulser 18 blir sendt nedihulls, og som et resultat vil ventilen 12A til ICVen 12 åpne og/eller lukke på en 'annen forhåndsbestemt måte' som er forskjellig fra den tidligere beskrevne 'forhåndsbestemte måten'; f.eks. kan ventilen 12A nå åpne og lukke ved en rate som er forskjellig fra den tidligere raten med åpning og lukking. Som et resultat vil brønnhullsfluidet som blir produsert fra perforeringene 34 nå strømme gjennom ventilen 12A og opptil overflaten ved en strømningsrate og/eller trykk som nå er forskjellig fra den tidligere strømningsraten og/eller trykket til brønnhullsfluidet som strømmer mot overflaten. Sensoren 24 vil registrere at strømningsraten og/eller trykket, og nye 'faktiske' signaler 24A vil bli generert av sensoren 24. Disse nye 'faktiske' signalene vil bli sammenlignet, i datamaskinapparaturen 30, med 'mål'- signalene fra simulatoren 32, og dersom 'faktiske signaler' er signifikant forskjellig fra 'måF-signalene, vil 'overvåknings- og kontrollprosessen' bli eksekvert én gang til, og som et resultat, vil signaturen til kontrollpulsene 18 bli forandret igjen og et tredje nye sett av kontrollpulser 18 vil bli sendt nedihulls. Den tidligere nevnte prosessen og prosedyren vil bli repetert inntil de 'faktiske' signalene 24A ikke er signifikant forskjellig fra 'mål'- signalene 38. Dersom de 'faktiske' signalene 24A forblir signifikant forskjellige fra 'mål'- signalene 38, vil 'eklipsesimulatoren' 32 justere 'mål'- signalene 38 til en ny verdi, og den ovenfor refererte prosessen vil repetere seg selv én gang til inntil de 'faktiske' signalene 24A er ca. lik til (dvs., ikke er signifikant forskjellig fra) 'mål'- signalene 38.

I diskusjonen ovenfor, har vi diskutert en ventil i en brønn og pulsen for å kontrollere en ventil i en brønn. En fagperson på området vil innse at diskusjonen ovenfor kan utvides til enten et flertall av ventiler i en enkelt brønn eller et flertall av ventiler i flere brønner. I tillegg, i stedet for å kontrollere en intelligent kontrollventil (ICV), kan en bruke metoden ovenfor i diskusjonen ovenfor til å styre en aktiv nedihullsfluidløftemetode, slik som: (1) en Electro-Submersible Pump eller ESP, (2) gas lift, (3) en Beam pumpe, (4) en Progressive Cavity Pump, (5) en Jet Pump, og (6) en nedihullsseparator.

En detaljert konstruksjon av 'overvåknings- og kontrollprosessen' 30A i fig. 18 og 19 i henhold til den foreliggende oppfinnelsen blir fremsatt under, med henvisning til fig. 1-14 i tegningene. En arbeidsflyt eller flytskjema av 'overvåknings- og kontrollprosessen' 30A er illustrert i fig. 12, 13 og 14.

Det refereres til fig. 1-14, hvor 'overvåknings- og kontroll' prosessen til foreliggende oppfinnelse er illustrert. Vi begynner denne diskusjonen med et enkelt eksempel for å illustrere fenomenet, med henvisning til fig. 1-11, tidligere forklart som arbeidsflyt i fig. 12, 13 og 14.

Vurder tilfellet med et enkelt oljereservoarlag. Reservoaret er av en brønn med en ICV plassert i laget (se referanse 1 under). Ventilen tillater at strømningsraten til fluidbevegelsen mellom reservoaret og det indre i brønnen til å bli forandret av forandringen til ventilposisjonen. Vurder at brønnen blir brukt for å injisere vann inn i oljelaget for å hjelpe å løfte oljen mot en annen brønn som produserer oljen fra reservoarlaget. Anta videre at det som et resultat av tidligere antagelser eller nummerisk modellering til reservoaret og brønnen, har blitt bestemt at den ideelle måten å injisere vann i laget på er ved en lav konstant rate. Ved en konstant rate, er det kumulative eller totale forbruk av vann en rett linje som øker som funksjon av tid, som illustrert i fig. 1. På bunnen av fig. 1, er det indikert at nedihullsstrupeventil (ICV) er posisjonert i den første av fire mulige åpne posisjoner. Den rette linjens kumulative trend er kalt målet, siden det er den optimale raten og det er ønsket å vedlikeholde vanninjeksjonen så nær som mulig til denne linjen.

Anta at reservoaret begynner produksjon, og under oppstartstiden, blir vann injisert i brønnen som planlagt. Fig. 2 illustrerer situasjonen etter 2 uker. Den faktiske kumulative injeksjonen er en ujevn linje som svever rundt et mål, som betyr at prosessen med injisering av vann inn i laget går uten problem.

Fig. 3 viser situasjonen etter 4 uker. Nå er, kanskje fordi kilden til injisert vann feilet, raten til injeksjonen droppet til null og den kumulative injeksjonskurven flater ut til å ha null helling. Nå er det faktiske kumulative injiserte volumet godt under den ønskede målverdien.

I fig. 4, er resultatet vist med evaluering av hva som vil skje dersom nedihulls strupeventilen (ICV) blir flyttet til posisjon 2. Sirkelen viser at åpning av ventilen vil flytte produksjonen i oppoverretningen. Det blir derfor bestemt å åpne ICVen og fortsette produksjonen, som illustrert i fig. 5.

Etter 10 ukers injeksjon har nå den faktiske kumulative injeksjonen fulgt målet, men drifter igjen under målverdien. I fig. 6, som i fig. 4, er situasjonen evaluert for å se hva som vil skje dersom ICVen én gang til blir åpnet en posisjon til posisjon 3. Dette vil bevege den kumulative produksjonen i den positive (oppover-) retningen, så dette er ønskelig. Fig. 7 viser resultatet av fortsatt produksjon med ICVen i posisjon 3 ut av 4. Nå er dessverre det kumulative volumet ikke økende nær målet. Videre, som vist i fig. 8, ved evaluering av hva som vil skje dersom ventilen ble åpnet til den siste posisjon nummer 4, ses det at korreksjonen ikke er tilstrekkelig for å returnere den komulative injeksjonen til målet. Sikkert nok, som vist i fig. 9, etter 15 uker, blir uoverenstemmelsen mellom faktisk og målkurver uakseptabelt høy. Fig. 10 viser at ved denne tiden, er det nødvendig å re-evaluere den generelle oppførselen til den nummeriske modellen til reservoaret, og et nytt mål (som starter ved uke 15) blir bestemt, ved antagelse av at ventilen forblir i posisjon 4. Fig. 11 viser at ved å fortsette ved en ny injeksjonsrate, vil de faktiske og målkurvene ligge over hverandre, og prosessen fortsetter uten problem.

Dette enkle eksemplet vist, illustrerer en tilnærming mot justering av nedihulls kontrollventiler basert på hyppige (f.eks. time-dag) overvåkningsdata slik som nedihullstrykk eller strømningsrate inn i olje- eller gassreservoarlaget.

Fig. 12-14 viser en serie av tre arbeidsflytdiagrammer. Fig. 12 er høynivåsammendraget av arbeidsflyten. Fig. 12 inneholder en treg og rask løkke, hvor hver av de trege løkkene og de faste løkkene blir vist med større detaljgrad i fig. 13 og 14 respektivt.

Det som følger er en beskrivelse av disse detaljerte arbeidsflytene.

Feltoptimaliseringsarbeidsflyt.

Fig. 12 illustrerer en høynivå arbeidsflyt; hvor individuelle aktiviteter eller oppgaver er nummerert og kodet til teksten under. Denne arbeidsflyten inneholder trege og raske løkker (beskrevet i tillegg 2 og 3 under) som samspiller ved et høyt nivå som vist. I den trege løkken, blir reservoarnettverkssimulering brukt for å definere den optimale fremtidsutviklingen av feltet. Den raske løkken oversetter resultatene fra den trege løkken til dag til dag operasjonell kontroll av feltet, f.eks. ICV-instilling, etc. Alt i alt, er arbeidsflyten forventet å omfatte de følgende seriene av modellering og planleggingsaktiviteter: Treg løkke - en koblet reservoarnettverksmodell (CRNM) A blir brukt for å forutse optimal fremtidsmålstrykk Ptkog målmultifasestrømningsrater FtkB for brønner og soner ved tidssteg k. Fig. 1 viser et enkelt eksempel på et resultat av denne prosessen, spesielt, en målsoneinjeksjonsrate over en periode på 17 uker, beregnet ved å bruke en simulator. CRNM predikterer også de fremtidige nettverks-linjetildelingene Ltk- Linjetildeling er tilpasningen av individuelle brønner i en gruppe til én av to undervannsproduksjonslinjer. Da, basert på CRNM-målinformasjon Ptkog Ftk, blir en brønn-nettverksmodell (WNM) brukt for å prediktere den optimale fremtidsmål-nedihullsventilinnstillingen Stk- For det initielle tidstrinnet, blir CRNM definert gjennom en karakteriseringsprosess basert på tilgjengelig reservoar, geologiske og brønndata.

Ventilinnstillingene og linjetildelingene Stkog Ltkblir sendt til feltet og de blir de faktiske innstillingene Sak og Lak, C.

Feltet blir produsert for en tidsperiode (f.eks. flere dager). Under dette intervallet, blir sanntidsdata målt, f.eks. overflate og nedihullstrykk Pak, multifasestrømningsrater Faketc, D. De målte strømningsratedata blir allokert tilbake til brønnene og sonene, slik som det passer.

De observerte og målsøkte kumulative multifasestrømratene blir sammenlignet E.

Fig. 2-12 illustrerer sammenligningen av det som er målet (rett linje) og observert (kruset linje) kumulativ soneinjeksjonsrate for det ovenfor nevnte eksemplet. I tillegg blir de observerte og målsøkte trykkene sammenlignet.

Dersom avviket mellom de observerte og søkte verdiene er innen en spesifikk toleranse, predikterer modellen feltopptreden rett. Ingen korreksjonshandling er nødvendig og feltproduksjonen fortsetter til et annet tidstrinn F. Fig. 2 er et eksempel med ingen signifikante avvik observert.

De observerte avvikene kan være store. Ved å fortsette med det enkle eksemplet, viser fig. 3 den observerte soneinjeksjonsraten opptil uke 4 hvor injeksjonsraten har droppet til null under en periode på 2 uker. I et tilfelle med et signifikant avvik, entrer prosessen den raske produksjonsmodellen G.

Den raske løkken beregner ny verdi og linjetildelinger for å redusere avvikene og returnere felttrykket og rater nærmere til målene. Fig. 4 illustrerer en ny målkurve (liten sirkel) som returnerer til det kumulative injiserte sonevolumet til initielt mål.

Dersom den raske løkken ikke er i stand til å bestemme ny verdi og linjetildelinger som reduserer avvikene H, eller trendene i avvik foreslår at CRNM ikke lenger er gyldige, returnerer prosessen til den trege løkken i #1 for å utvikle nye prediktive mål.

Treg løkkearbeidsflyt.

Fig. 13 illustrerer den trege løkkearbeidsflyten. Alt i alt blir den trege arbeidsflyten utført bare når det er nødvendig, forventet å omfatte følgende serier av modellering og planlegningsaktiviteter: Ved tidstrinn k, oppdater (I) CRNM'en ved å utvide den historiske tilpasnings-perioden ved å bruke tilgjengelig multifasebrønn og sonestrømningsrater Fak, og ta hensyn til enhver nettverksforandring siden den siste modelloppdateringen: Sak og Lak-

Sjekk at historietilpasningsmodellen er gyldig J, ved å sammenligne faktiske målte data mot data forutsatt av CRNM, dvs. gass-olje forhold, vannkutt, trykk, etc. som funksjon av tid. Dersom modellen ikke er gyldig innenfor en spesifisert toleranse, oppdater den historiske tilpasningsmodellen K ved å modifisere den underliggende geomodellen.

Så snart CRNM er tilstrekkelig historietilpasset, kjør CRNM prediktiv modell L til å bestemme nye optimale kurver for trykkene Ptk, multifasebrønn og sonerater Ftk, etc.

M. CRNM fanger reservoar, brønn, linje, og nettverkseffekter, og beregner de optimale linjetilpasningene Ltk-CRNM modellerer nedihullsbrønnhullet, men modellerer ikke eksplisitt nedihulls strømningskontrollventilinnstillinger. Fordi CRNM tidsstegstørrelse typisk er mye større enn intervallet mellom justeringer til produksjonssystemet, produserer CRNM bare en generell trend i trykktapene langs ventilene som er nødvendig for å oppnå optimale målrater.

Basert på forutsatte CRNM-resultater Ptkog Ftk, kjører WNM N for å bestemme nedihulls ventilinnstillingene StkO som resulterer i differensialtrykk som nærmest passer de forutsatte differensialtrykkene.

Rask løkkearbeidsflyt.

Den raske løkkearbeidsflyten, illustrert i fig. 14, vil bli utført på en dag til dag tidsskala, og er forventet å omfatte følgende serier av aktiviteter: Ved tidssteg k, historietilpass WNM P med de faktiske multifase brønn og sonestrømningsratene Fakog trykkene Pak, som sørger for de faktiske linjetilpasningene Lakog ventilinnstillingene Sak. Historietilpasning blir utført ved å innstille multifasestrømkorrelasjoner.

Avvik mellom faktisk og predikterte rater og trykk blir betraktet. Vend tilbake til tidligere eksempel, fig. 7 illustrerer de predikterte og faktiske soneinjeksjons komulative volumene, hvor et større avvik har utviklet seg mellom uke 8 og uke 13 som et resultat av tap av injeksjon. Bemerk at avvikene kan være på grunn av planlagte eller ikke-planlagte avbrytelser, og planlagte avbrytelser kan bli forventet og produksjonsinnstillinger optimalisert pro-aktivt. I et tilfellet med større avvik, er det nødvendig å gjenopprette trykket og komulative ratetrender tilbake til optimalt forutsatte kurver. Forandringer i målratene Ftkblir identifisert for å oppnå en jevn tilbakevending til forutsatte trender. En jevn tilbakevending kan kreve mindre modifikasjoner spredt ut over flere tidstrinn.

Ved å bruke historisk tilpasset WNM fra trinn #1, og de justerte ratene Ftkfra trinn #2, beregner Q settet av ventilinnstillinger StkR for neste tidstrinn for å oppnå ratene Ftk-

Referanser

De følgende referansene er innlemmet ved referanse til følgende spesifikasjoner:

1. Algeroy, J. et al., 'Controlling Reservoirs from Afar', The Oilfield Review

(1999), 11(3), pp. 18-29. 2. Baker, A., et al., 'Permanent Monitoring - Looking at Lifetime Reservoir Dynamics', The Oilfield Review (1995), 7(4), pp. 32-46. 3. Beamer, A., et al., 'From Pore to Pipeline, Field-Scale Solutions', The Oilfield Review (1998), 10(2), pp. 2-19. Slik som oppfinnelsen er beskrevet, vil det være åpenbart at det samme kan bli variert på mange måter. Slike variasjoner skal ikke bli betraktet som et avvik fra definisjonsområdet til oppfinnelsen, og alle slike modifikasjoner som er åpenbare for en fagperson på området er tiltenkt å være inkludert innenfor definisjonsområdet av de følgende kravene.

Claims (4)

1. Metode for kontinuerlig optimalisering av reservoarbrønn og overflatenettverkssystemer, omfattende trinnene: (a) sending av et inngangsstimulus som har en forhåndsbestemt signatur nedihulls inn i brønnhullet og kontrollere en nedihullsapparatur tilpasset til å være plassert i nevnte brønnhull; (b) kontinuerlig overvåkning av faktiske karakteristikker av brønnhullsfluid som strømmer inn i et rør av nevnte nedihullsapparatur som respons til sendetrinnet og generering av faktiske signaler som er representative av nevnte faktiske karakteristikk av nevnte brønnhullsfluid; (c) forutse en målkarakteristikk av nevnte brønnhullsfluid som strømmer i nevnte rør og generere målsignaler som er representative for nevnte målkarakteristikker av nevnte brønnborefluid, hvor metoden videre erkarakterisert vedå: (d) sammenligne nevnte faktiske signaler med nevnte målsignaler og eksekvere en overvåkning og kontrollprosess når nevnte faktiske signaler ikke er tilstrekkelig like til målsignalene; (e) forandre den forhåndsbestemte signaturen av nevnte inngangsstimuli som respons på det eksekverende trinnet for derved å generere et andre inngangsstimuli som har en andre forhåndsbestemt signatur, og (f) repetere trinnene (a) til (e), ved å bruke nevnte andre inngangsstimuli, og kontinuerlig forandre den forhåndsbestemte signaturen til inngangsstimulusen inntil nevnte faktiske signaler er tilnærmingsvis lik til nevnte målsignaler.

2. Metode i henhold til krav 1, hvor trinnet (c) med å forutse omfatter trinnet: (cl) generering av andre målsignaler som er representative for nevnte målkarakteristikk av nevnte brønnhullsfluid når, etter repetering av trinn (f), nevnte faktiske signaler ikke er tilnærmingsvis lik til nevnte målsignaler.

3. En apparatur tilpasset for kontinuerlig optimalisering av reservoarbrønn og overflatenettverkssystemer, omfattende: første midler for å sende et inngangsstimuli som har en forhåndsbestemt signatur nedihulls inn i brønnhullet og kontrollere en nedihullsapparatur tilpasset til å være i nevnte brønnhull; andre midler for kontinuerlig overvåkning av en faktisk karakteristikk av nevnte brønnhullsfluid som strømmer i røret av nevnte nedihullsapparatur på respons til sendingen av nevnte første midler og generering av faktiske signaler som er representative for nevnte faktiske karakteristikk og nevnte brønnhullsfluid; tredje midler for å prediktere en målkarakteristikk av nevnte brønnhullsfluid som strømmer i nevnte rør og generering av målsignaler som er representative for nevnte målkarakteristikker av nevnte brønnhullsfluid, og hvor apparaturen erkarakterisert vedat den videre omfatter: fjerde midler for å sammenligne nevnte faktiske signaler med nevnte målsignaler og eksekvering av en overvåkning og kontrollprosess når nevnte faktiske signaler ikke er tilnærmingsvis lik til nevnte målsignaler, hvor nevnte fjerde midler forandrer den forhåndsbestemte signaturen av nevnte inngangsstimuli når eksekveringen av nevnte overvåkning og kontrollprosess er ferdig og generering av andre inngangsstimuli som har en andre forhåndsbestemt signatur, hvor nevnte første midler for å sende nevnte andre inngangsstimuli har nevnte andre forhåndsbestemte signatur nedihulls inn i brønnhullet og kontrollerer nevnte nedihullsapparatur, nevnte andre midler overvåker kontinuerlig nevnte faktiske karakteristikk av nevnte brønnhullsfluidstrømning i røret og genererer videre faktiske signaler som er representative for nevnte faktiske karakteristikk av nevnte brønnhullsfluid, nevnte tredje midler som genererer nevnte målsignaler som er representative for nevnte målkarakteristikk av nevnte brønnhullsfluid, og nevnte fjerde midler som sammenligner nevnte videre faktiske signaler med nevnte målsignaler og kontinuerlig re-eksekvering av nevnte overvåkning og kontrollprosess inntil nevnte faktiske signaler er tilnærmingsvis lik til nevnte målsignaler.

4. Apparatur i henhold til krav 3, hvor nevnte tredje midler genererer videre målsignaler som er representative for nevnte målkarakteristikk av nevnte brønnhullsfluid når nevnte faktiske signaler ikke er tilnærmingsvis lik til nevnte målsignaler, hvor nevnte fjerde midler sammenligner nevnte videre faktiske signaler med nevnte videre målsignaler og kontinuerlig re-eksekvering av nevnte overvåkning og kontrollprosess inntil nevnte videre faktiske signaler er tilnærmingsvis lik til nevnte videre målsignaler.