專利名稱：用于執(zhí)行油田仿真操作的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于執(zhí)行與在其中具有儲(chǔ)層的地層有關(guān)的油田操作的技術(shù)。更具體
的，本發(fā)明涉及用于執(zhí)行油田操作的技術(shù)，包括對(duì)在地層中的儲(chǔ)層、蓋巖、覆蓋層及其它地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及它們對(duì)這些油田操作的影響的分析。
背景技術(shù)：
通常執(zhí)行諸如勘測(cè)、鉆井、繩索測(cè)試、完井、仿真、規(guī)劃制定和油田分析之類的油田操作，以定位并收集有價(jià)值的井下流體。在圖1A-1D中示出了油田及其相關(guān)操作的各個(gè)方面。如圖1A中所示，常常使用諸如地震掃描儀之類的多種采集方法來進(jìn)行勘測(cè)，以產(chǎn)生地下結(jié)構(gòu)的地圖。常常分析這些結(jié)構(gòu)，以確定諸如有價(jià)值的流體或礦物的地下資源的存在。使用這個(gè)信息來評(píng)價(jià)地下結(jié)構(gòu)，并定位包含希望獲得的地下資源的地層。可以評(píng)估并分析借助這些采集方法收集的數(shù)據(jù)以確定這些有價(jià)值的物質(zhì)是否存在，以及它們是否可以被合理地獲得。 如圖1B-1D所示，可以沿著地下結(jié)構(gòu)設(shè)置一個(gè)或多個(gè)井點(diǎn)，以便從地下儲(chǔ)層收集有價(jià)值的流體。為井點(diǎn)配置能夠定位地下儲(chǔ)層并從其中取出碳?xì)浠衔锏墓ぞ摺Ｈ鐖D1B所示，通常使鉆井工具從石油鉆塔沿著給定路徑進(jìn)入地下，以定位有價(jià)值的井下流體。在該鉆井操作期間，鉆井工具可以執(zhí)行井下測(cè)量，以調(diào)查井下狀況。如圖ic所示，在一些情況下，移去鉆井工具，并將繩索工具部署在井眼中以執(zhí)行另外的井下測(cè)試。 在完成了鉆井操作后，就可以使該井準(zhǔn)備好進(jìn)行仿真。如圖1D所示，將井眼完井設(shè)備部署在井眼中，以便完成該井從而準(zhǔn)備好對(duì)經(jīng)由此處的流體進(jìn)行仿真。隨后從井下儲(chǔ)層中將流體抽取到井眼中并流到地面上。將仿真設(shè)備設(shè)置在地面位置處，以便從井點(diǎn)收集碳?xì)浠衔?。從地下?chǔ)層中抽取的流體經(jīng)由諸如管道之類的輸送機(jī)構(gòu)流到仿真設(shè)備。可以在油田附近設(shè)置各種設(shè)備以監(jiān)測(cè)油田參數(shù)和/或操控油田操作。 在油田操作過程中，通常，為了對(duì)油田操作進(jìn)行分析和/或監(jiān)測(cè)而收集數(shù)據(jù)。例如，這些數(shù)據(jù)包括地層數(shù)據(jù)、設(shè)備數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)和/或其它數(shù)據(jù)。使用各種源來收集與地層有關(guān)的數(shù)據(jù)。這些地層數(shù)據(jù)可以是靜態(tài)的或動(dòng)態(tài)的。例如，靜態(tài)數(shù)據(jù)與定義了該地層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的地層結(jié)構(gòu)和地質(zhì)地層構(gòu)成相關(guān)。例如，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)與隨時(shí)間進(jìn)展而流經(jīng)該地層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的流體有關(guān)?？梢允占@些靜態(tài)和/或動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，以獲得與地層及包含于其中的有價(jià)值資源有關(guān)的更多知識(shí)。 用于收集靜態(tài)數(shù)據(jù)的源可以是地震工具，例如，地震卡車，其發(fā)送壓力波進(jìn)入地下，如圖1A所示。測(cè)量這些波，以表征在不同深度處的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的密度變化。這個(gè)信息可以用于產(chǎn)生地層的基本結(jié)構(gòu)圖?？梢杂勉@心采樣和測(cè)井技術(shù)來收集其它靜態(tài)測(cè)量值。如圖1B所示，鉆心采樣可以用于得到在不同深度處的地層的物理樣本。測(cè)井通常包括將井下工具部署到井眼中，以收集在不同深度處的各種井下測(cè)量值，例如，密度、抵抗力等。例如，可以用圖1B的鉆井工具和/或圖1C的繩索工具來執(zhí)行這種測(cè)井。 一旦形成并完成了井，如圖1D所示，就用仿真管道使流體流到地面。由于流體流到地面，因此可以監(jiān)測(cè)諸如流體流速、壓力和成分之類的各種動(dòng)態(tài)測(cè)量值。這些參數(shù)可以用于確定地層的各種特性。
可以將傳感器設(shè)置在油田附近，用以收集與各種油田操作有關(guān)的數(shù)據(jù)。例如，在鉆井設(shè)備中的傳感器可以監(jiān)測(cè)鉆井狀況，在井眼中的傳感器可以監(jiān)測(cè)流體成分，沿著流動(dòng)路徑設(shè)置的傳感器可以監(jiān)測(cè)流速，在處理設(shè)備處的傳感器可以監(jiān)測(cè)所收集的流體?？梢蕴峁┢渌鼈鞲衅饔靡员O(jiān)測(cè)井下狀況、地面狀況、設(shè)備狀況或其它狀況。監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)常常用于在不同時(shí)間在油田的不同位置做出決定。還可以進(jìn)一步分析并處理由這些傳感器收集的數(shù)據(jù)。可以收集數(shù)據(jù)，并用于當(dāng)前或?qū)淼牟僮?。?dāng)這些數(shù)據(jù)被用于在相同位置或其它位置處的將來的操作時(shí)，有時(shí)可以將其稱為歷史數(shù)據(jù)。 經(jīng)處理的數(shù)據(jù)可以用于預(yù)測(cè)井下狀況，并做出與油田操作有關(guān)的決定。這些決定可以包括油井規(guī)劃制定、油井目標(biāo)設(shè)定、油井完成、操作等級(jí)、仿真速度及其它操作和/或狀況。這個(gè)信息常常用于確定何時(shí)鉆新的井、重新完成現(xiàn)有的井、或改變井眼仿真。
可以分析來自一個(gè)或多個(gè)井眼的數(shù)據(jù)，以規(guī)劃或預(yù)測(cè)在給定井眼處的各種產(chǎn)出。在一些情況下，來自相鄰井眼或者具有類似狀況或設(shè)備的井眼的數(shù)據(jù)可以用于預(yù)測(cè)一個(gè)井會(huì)進(jìn)行得如何。在分析油田操作時(shí)經(jīng)常要考慮大量的變量和大量的數(shù)據(jù)。因此，對(duì)油田操作的行為進(jìn)行建模來確定預(yù)期操作過程常常是有用的。在正在進(jìn)行的操作期間，需要隨著條件變化和新信息的接收來調(diào)整操作條件。 已經(jīng)開發(fā)了多種技術(shù)，用以對(duì)油田操作的多個(gè)方面的行為進(jìn)行建模，這些方面例如為地質(zhì)結(jié)構(gòu)、井下儲(chǔ)層、井眼、表面設(shè)備以及油田操作的其它部分。在專利/公開文本/申請(qǐng)No. US5992519、 W02004/049216、 W01999/064896、 W02005/122001、 US6313837、US2003/0216897、 US2003/0132934、 US2005/0149307、 US2006/0197759、 US6980940、US2004/0220846和10/586， 283中示出了這些建模技術(shù)的示例。 還開發(fā)了用于執(zhí)行儲(chǔ)層仿真操作的多種技術(shù)。例如，見專利/公開文本/申請(qǐng)No. US6230101、 US6018497、 US6078869、 GB2336008、 US6106561、 US2006/0184329、US7164990。 一些仿真技術(shù)可以包括分析氣體及其對(duì)油田操作的影響。例如，見專利No. US7069148。 一些仿真技術(shù)包括使用耦合仿真，例如，如公開文本No. US 2006/0129366中所述的。 盡管油田操作中的儲(chǔ)層仿真技術(shù)有發(fā)展和進(jìn)步，但仍需要考慮氣體對(duì)油田操作的影響。希望提供用于根據(jù)油田的各個(gè)靜態(tài)方面或動(dòng)態(tài)方面來選擇、規(guī)劃和/或?qū)嵤怏w操作的技術(shù)。還希望這些技術(shù)選擇性地考慮預(yù)期的參數(shù)，例如，化學(xué)參數(shù)、運(yùn)輸參數(shù)、力學(xué)參數(shù)和熱學(xué)參數(shù)。這些所希望的技術(shù)能夠進(jìn)行以下的一個(gè)或多個(gè)提供對(duì)各種地層(例如，油田、氣田、鹽水儲(chǔ)層、蓄水層等)進(jìn)行建模的能力，在仿真器中提供對(duì)靜態(tài)模型、動(dòng)態(tài)模型等進(jìn)行耦合的能力，提供在多個(gè)物理化學(xué)機(jī)制之間進(jìn)行耦合的能力，提供反饋以允許調(diào)整油田和/或氣體操作的預(yù)期部分，根據(jù)仿真結(jié)果提供規(guī)劃(即，開發(fā)規(guī)劃、操作規(guī)劃、監(jiān)測(cè)規(guī)劃等)。

發(fā)明內(nèi)容
概括地說，在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行油田的氣體操作的方法，所述油田具有其中包含至少一個(gè)儲(chǔ)層的地層。所述方法的步驟包括使用多領(lǐng)域仿真器，通過耦合所述地層的靜態(tài)模型、所述地層的動(dòng)態(tài)模型和井模型來對(duì)所述油田的氣體操作進(jìn)行建
6模，其中，所述多領(lǐng)域仿真器包括所述靜態(tài)模型、所述動(dòng)態(tài)模型和所述井模型；基于所述建 模來為所述氣體操作定義開發(fā)規(guī)劃；并且根據(jù)所述開發(fā)規(guī)劃來執(zhí)行氣體注入。
概括地說，在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行油田的氣體操作的方法，所述 油田具有其中包含至少一個(gè)儲(chǔ)層的地層。所述方法的步驟包括使用多領(lǐng)域仿真器，通過 耦合所述地層的靜態(tài)模型、所述地層的動(dòng)態(tài)模型和井模型來對(duì)所述油田的氣體操作進(jìn)行建 模，其中，所述多領(lǐng)域仿真器包括所述靜態(tài)模型、所述動(dòng)態(tài)模型和所述井模型；獲得從由來 自所述地層的勘測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)；基于將來自所述多領(lǐng)域仿 真器的仿真數(shù)據(jù)與從勘測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)成的組中選擇的所述至少一個(gè)進(jìn)行比較，來提 供反饋；以及根據(jù)所述反饋來執(zhí)行所述氣體操作。 概括地說，在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行油田的氣體操作的方法，所述 油田具有其中包含至少一個(gè)儲(chǔ)層的地層。所述方法的步驟包括使用多領(lǐng)域仿真器，通過 耦合所述地層的靜態(tài)模型、所述地層的動(dòng)態(tài)模型和井模型來對(duì)所述油田的氣體操作進(jìn)行建 模，其中，所述多領(lǐng)域仿真器包括所述靜態(tài)模型、所述動(dòng)態(tài)模型和所述井模型；基于所述建 模來執(zhí)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)；并且基于所述經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)來執(zhí)行所述氣體操作。 概括地說，在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包含可由計(jì)算機(jī)執(zhí)行 的指令，用以執(zhí)行用于油田的氣體操作的方法步驟，所述油田具有其中包含至少一個(gè)儲(chǔ)層 的地層。所述指令包括用于以下的功能使用多領(lǐng)域仿真器，通過將所述地層的靜態(tài)模型、 所述地層的動(dòng)態(tài)模型和井模型進(jìn)行耦合來對(duì)所述油田的氣體操作進(jìn)行建模，其中，所述多 領(lǐng)域仿真器包括所述靜態(tài)模型、所述動(dòng)態(tài)模型和所述井模型；基于所述建模來為所述氣體 操作定義開發(fā)規(guī)劃；并且根據(jù)所述開發(fā)規(guī)劃來執(zhí)行氣體注入。 概括地說，在一個(gè)方面中，本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包含可由計(jì)算機(jī)執(zhí)行 的指令，用以執(zhí)行用于油田的氣體操作的方法步驟，所述油田具有其中包含至少一個(gè)儲(chǔ)層 的地層。所述指令包括用于以下的功能使用多領(lǐng)域仿真器，通過將所述地層的靜態(tài)模型、 所述地層的動(dòng)態(tài)模型和井模型進(jìn)行耦合來對(duì)所述油田的氣體操作進(jìn)行建模，其中，所述多 領(lǐng)域仿真器包括所述靜態(tài)模型、所述動(dòng)態(tài)模型和所述井模型；獲得從由來自所述地層的勘 測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)；基于將來自所述多領(lǐng)域仿真器的仿真數(shù)據(jù) 與從由勘測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)成的組中選擇的所述至少一個(gè)進(jìn)行比較，來提供反饋；并且 根據(jù)所述反饋來執(zhí)行所述氣體操作。 依據(jù)以下的詳細(xì)說明及所附權(quán)利要求書，本發(fā)明的其它方面和優(yōu)點(diǎn)會(huì)變得顯而易 見。


為了可以詳細(xì)理解本發(fā)明的上述特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，通過參考在附圖中示出的本發(fā)明的 實(shí)施例，可以提供對(duì)以上簡(jiǎn)要概述的本發(fā)明的更具體的描述。然而注意，附圖僅示出了本發(fā) 明的幾個(gè)典型實(shí)施例，因此不應(yīng)認(rèn)為是限制其范圍，因?yàn)楸景l(fā)明可以為其它同樣有效的實(shí) 施例提供可能性。 圖1A-1D示出了具有包含儲(chǔ)層的地下結(jié)構(gòu)的油田以及在油田上進(jìn)行的各種油田 操作的示例性示意圖。圖1A描繪了由地震卡車執(zhí)行的示例性勘測(cè)操作。圖1B描述了由鉆 塔懸掛并進(jìn)入到地層中的鉆井工具執(zhí)行的示例性鉆井操作。圖ic描述了由鉆塔懸掛并進(jìn)入圖IB的井眼中的繩索工具執(zhí)行的示例性繩索操作。圖ID描述了由從部署在鉆塔并進(jìn)入 到完成的井眼中以便將流體從井下的儲(chǔ)層抽取到地面設(shè)備中的仿真工具執(zhí)行的示例性仿 真操作。 圖2A-2D分別是由圖1A-1D的工具收集的數(shù)據(jù)的示例性圖示。圖2A描述了圖1A 的地層的示例性地震道。圖2B描述了圖1B中所示的地層的示例性鉆心采樣。圖2C描述 了圖1C的地層的示例性測(cè)井記錄。圖2D描述了流經(jīng)圖ID的地層的流體的示例性仿真下 降曲線。 圖3以部分截面圖的形式示出了包含位于沿著油田的不同位置處、用于從地層收 集數(shù)據(jù)的多個(gè)數(shù)據(jù)采集工具的油田的示例性示意圖。 圖4示出了包含用于從地層產(chǎn)油的多個(gè)井點(diǎn)的油田的示例性示意圖。
圖5示出了圖4的油田的一部分的示例性示意圖，其詳細(xì)描繪了仿真操作。
圖6示出了包含氣體操作的地點(diǎn)選擇階段和規(guī)劃制定階段的氣體操作的示例性 示意圖。 圖7示出了圖6的氣體操作的氣體操作規(guī)劃制定階段。 圖8示出了描述圖6或7的氣體操作的氣體操作實(shí)施階段的示例性示意圖。
圖9示出了描述圖8的氣體操作的氣體操作注入階段的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的示例性示意 圖。 圖IOA和IOB示出了多領(lǐng)域仿真模塊的示意圖。圖IOA更詳細(xì)地描繪了動(dòng)態(tài)模型。
圖10B描繪了具有靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型的多領(lǐng)域仿真模塊。 圖11-12示出了用于執(zhí)行氣體操作的方法的示例性流程圖。
具體實(shí)施例方式
在以上標(biāo)識(shí)的附圖中示出了本發(fā)明的當(dāng)前優(yōu)選實(shí)施例，并在下面加以詳細(xì)描述。 在描述優(yōu)選實(shí)施例時(shí)，相似或相同的參考標(biāo)記用于標(biāo)識(shí)相同或相似的要素。附圖不一定是 按照比例繪制的，為了清楚和簡(jiǎn)潔，以放大的比例或以示意性的方式顯示了附圖的特定特 征和特定視圖。 圖1A-lD顯示了在其中具有地質(zhì)結(jié)構(gòu)和/或地層的油田(100)。如這些圖中所示， 在相同位置處借助不同工具獲得地層的各種測(cè)量值。這些測(cè)量值可以用于產(chǎn)生與地層和/ 或地質(zhì)結(jié)構(gòu)和/或包含于其中的流體有關(guān)的信息。另外，設(shè)置在地面的儀器可以用于檢測(cè) 并采樣從深處遷移(例如，泄漏)到地面的流體(即液體和氣體)?？梢詫⑦@些數(shù)據(jù)引入靜 態(tài)和動(dòng)態(tài)模型中，用于獲得與覆蓋感興趣儲(chǔ)層的地下蓋巖的密封性能有關(guān)的信息。
圖1A-1D描述了具有在其中包含了儲(chǔ)層(104)的地層(102)的油田(100)的示意 圖，并描述了在油田(100)上進(jìn)行的各種油田操作。圖IA描繪了由地震卡車(106a)執(zhí)行 的勘測(cè)操作，用以測(cè)量地層的特性。該勘測(cè)操作是用于產(chǎn)生聲振動(dòng)的地震勘測(cè)操作。在圖 IA中，由源(110)產(chǎn)生一個(gè)上述聲振動(dòng)(112)，并在地層(116)中的多個(gè)層位(114)反射。 (多個(gè))聲振動(dòng)(112)由位于地表的諸如地震檢波器接收機(jī)(118)的傳感器(S)接收，并且 地震檢波器接收機(jī)(118)產(chǎn)生電輸出信號(hào)，其在圖1中被稱為接收數(shù)據(jù)(120)。
響應(yīng)于所接收的聲振動(dòng)(112)而獲得表示聲振動(dòng)(112)的不同參數(shù)(例如振幅和 /或頻率)。提供接收數(shù)據(jù)(120)作為地震記錄卡車(106a)的計(jì)算機(jī)(122a)的輸入數(shù)據(jù)，響應(yīng)于該輸入數(shù)據(jù)，記錄卡車計(jì)算機(jī)(122a)產(chǎn)生地震數(shù)據(jù)輸出記錄(124)。可以按照需要， 例如通過數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化，來進(jìn)一步處理地震數(shù)據(jù)。 圖IB描述了由鉆塔(128)懸掛并進(jìn)入到地層(102)中以形成井眼(136)的鉆井 工具(106b)執(zhí)行的鉆井操作。泥漿池(130)可以用于將鉆探泥漿經(jīng)由流通管道(132)抽 取到鉆井工具(106b)中，用于使鉆探泥漿通過鉆井工具(106b)循環(huán)回到地面。鉆井工具 (106b)進(jìn)入地層以達(dá)到儲(chǔ)層(104)。鉆井工具(106b)優(yōu)選地適于測(cè)量井下特性。鉆井工 具(106b)還可以適于如所示的取得鉆心采樣(133)，或者將鉆井工具(106b)移走以便使用 另一個(gè)工具來取得鉆心采樣(133)。 地面單元(134)用于與鉆井工具(106b)通信和異地操作。地面單元(134)能夠 與鉆井工具(106b)通信，以發(fā)送命令來驅(qū)動(dòng)鉆井工具(106b)，并從其接收數(shù)據(jù)。優(yōu)選地為 地面單元(134)提供計(jì)算機(jī)設(shè)備，用于接收、存儲(chǔ)、處理及分析來自油田(100)的數(shù)據(jù)。地 面單元(134)收集在鉆井操作中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)輸出(135)。諸如地面單元(134)中的那些計(jì) 算機(jī)設(shè)備可以位于油田(100)附近的不同位置和/或遠(yuǎn)距離位置。 可以在遍及儲(chǔ)層、鉆塔、油田設(shè)備(例如，井下工具)或油田的其它部分處設(shè)置諸 如計(jì)量器之類的傳感器(S)，用于收集與各種參數(shù)有關(guān)的信息，例如表面參數(shù)、井下參數(shù)、和 /或操作狀況。這些傳感器(S)優(yōu)選地測(cè)量油田參數(shù)，例如鉆頭負(fù)壓、鉆頭扭矩、壓力、溫度、 流速、成分及油田操作的其它參數(shù)。 由傳感器(S)產(chǎn)生的信息可以由地面單元(134)和/或其它數(shù)據(jù)收集源收集，用 于分析或其它處理。由傳感器S收集的數(shù)據(jù)可以單獨(dú)使用或與其它數(shù)據(jù)一起使用?？梢詫?數(shù)據(jù)收集在數(shù)據(jù)庫中，可以選擇性地使用全部數(shù)據(jù)或選定部分的數(shù)據(jù)來分析和/或預(yù)測(cè)當(dāng) 前和/或其它井眼的油田操作。 可以處理從位于油田附近的各種傳感器(S)輸出的數(shù)據(jù)以便使用。數(shù)據(jù)可以是歷 史數(shù)據(jù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或其組合。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)可以實(shí)時(shí)地使用，或存儲(chǔ)用于稍后使用。該數(shù)據(jù)還可 以與歷史數(shù)據(jù)或其它輸入相結(jié)合用于進(jìn)一步的分析?？梢詫⒃摂?shù)據(jù)保存在不同數(shù)據(jù)庫中， 或者組合在單個(gè)數(shù)據(jù)庫中。 收集的數(shù)據(jù)可以用于進(jìn)行分析，例如建模操作。例如，地震數(shù)據(jù)輸出可以用于進(jìn)行 地質(zhì)學(xué)、地球物理學(xué)、儲(chǔ)藏工程和/或生產(chǎn)仿真。儲(chǔ)層數(shù)據(jù)、井眼數(shù)據(jù)、地表數(shù)據(jù)和/或過程 數(shù)據(jù)可以用于進(jìn)行儲(chǔ)層、井眼或其它生產(chǎn)仿真。油田操作的數(shù)據(jù)輸出可以直接從傳感器(S) 產(chǎn)生，或者在一些預(yù)處理或建模后產(chǎn)生。上述數(shù)據(jù)輸出可作為進(jìn)一步分析的輸入。
將數(shù)據(jù)收集并存儲(chǔ)在地面單元(134)。 一個(gè)或多個(gè)地面單元(134)可以位于油田 (100)處，或者遠(yuǎn)程連接到油田(100)。地面單元(134)可以是單個(gè)單元，或者是多個(gè)單元 的復(fù)合網(wǎng)絡(luò)，用于執(zhí)行遍及整個(gè)油田(100)的必要的數(shù)據(jù)管理功能。地面單元(134)可以 是人工系統(tǒng)或自動(dòng)系統(tǒng)。地面單元(134)可以由用戶操作和/或調(diào)整。
地面單元(134)可具有收發(fā)機(jī)(137)，以允許在地面單元(134)與油田(100)的各 部分或其它位置之間的通信。還可以為地面單元(134)提供或者功能性地鏈接到控制器， 用于致動(dòng)油田的機(jī)械裝置。響應(yīng)于接收數(shù)據(jù)，地面單元(134)隨后可以向油田(100)發(fā)送 命令信號(hào)。地面單元(134)可以經(jīng)由收發(fā)機(jī)接收命令，或者可以自身執(zhí)行針對(duì)控制器的命 令?？梢蕴峁┨幚砥饕苑治鰯?shù)據(jù)(本地地或遠(yuǎn)程地)并做出決定來致動(dòng)該控制器。以此方 式，可以根據(jù)收集的數(shù)據(jù)選擇性地調(diào)整油田(100)，以優(yōu)化流體回收速率，或者最大化儲(chǔ)層的壽命及其最終的產(chǎn)能?？梢愿鶕?jù)計(jì)算機(jī)協(xié)議自動(dòng)地或者由操作者手動(dòng)地做出上述調(diào)整。
在一些情況下，可以調(diào)整油井規(guī)劃以選擇最佳操作條件或避免發(fā)生問題。 圖1C描繪了由鉆塔(128)懸掛并進(jìn)入圖IB的井眼(136)中的繩索工具(106c)
執(zhí)行的繩索操作。繩索工具(106c)優(yōu)選地適于部署在井眼(136)中，用于執(zhí)行測(cè)井、執(zhí)行
井下測(cè)試和/或收集采樣。繩索工具(106c)可以用于提供用于執(zhí)行地震勘測(cè)操作的另一
種方法和裝置。圖IC的繩索工具(106c)可以具有爆炸或聲學(xué)能量源(143)，其向周圍的地
層(102)提供電信號(hào)。 例如，可以將繩索工具(106c)可操作地鏈接到存儲(chǔ)在圖1A的地震記錄卡車 (106a)的計(jì)算機(jī)(122a)中的地震檢波器(118)。繩索工具(106c)還可以向地面單元(134) 提供數(shù)據(jù)。如所示的，繩索工具(106c)產(chǎn)生數(shù)據(jù)輸出(135)，并在地面收集該數(shù)據(jù)輸出。繩 索工具(106c)可以定位在井眼(136)中的不同深度處，以提供對(duì)地層的勘測(cè)。
圖1D描繪了由生產(chǎn)工具(106d)執(zhí)行的生產(chǎn)操作，其中生產(chǎn)工具(106d)從生產(chǎn)單 元或采油樹(129)部署并進(jìn)入圖IC的完成的井眼(136)中以便將流體從井下儲(chǔ)層抽取到 地面設(shè)備(142)中的。流體從儲(chǔ)層(104)通過鉆孔流入抽油管(未示出)并進(jìn)入井眼(136) 中的生產(chǎn)工具(106d)，經(jīng)由收集網(wǎng)絡(luò)(146)到達(dá)地面設(shè)備(142)。 可以將諸如計(jì)量器之類的傳感器(S)設(shè)置在油田附近，以收集與前述各種油田操 作有關(guān)的數(shù)據(jù)。如所示的，傳感器(S)可以位于生產(chǎn)工具(106d)或者相關(guān)裝置中，例如采 油樹、收集網(wǎng)絡(luò)、地面設(shè)備和/或生產(chǎn)設(shè)備，用以測(cè)量流體參數(shù)，例如流體成分、流速、壓力、 溫度和/或上述生產(chǎn)操作的其它參數(shù)。 盡管僅示出了簡(jiǎn)化的井點(diǎn)結(jié)構(gòu)，但可以理解的是，油田可以覆蓋擁有一個(gè)或多個(gè) 井點(diǎn)的部分陸地、海洋和/或水上位置。生產(chǎn)還可以包括用于額外回收的注入井(未示出)。 可以將一個(gè)或多個(gè)收集設(shè)備可操作地連接到一個(gè)或多個(gè)井點(diǎn)，以便選擇性地從(多個(gè))井 點(diǎn)收集井下流體。 盡管圖1B-1D描繪了用于測(cè)量油田(100)的特性的工具，可以理解的是，也可以結(jié) 合諸如礦山、地下蓄水層、存儲(chǔ)或其它地下設(shè)備等非油田操作來使用上述工具。此外，盡管 描繪了特定數(shù)據(jù)采集工具，可以理解的是，可以使用能夠感測(cè)地層和/或其地質(zhì)組成的諸 如地震雙向傳播時(shí)間、密度、抵抗力、生產(chǎn)率等的參數(shù)的各種測(cè)量工具。各種傳感器(S)可 以位于沿井點(diǎn)和/或監(jiān)測(cè)工具的不同位置處，以收集和/或監(jiān)測(cè)想得到的數(shù)據(jù)?？梢詮漠?地位置提供其它數(shù)據(jù)源。 圖1A-1D中的油田結(jié)構(gòu)旨在提供可以結(jié)合本發(fā)明使用的油田的示例的簡(jiǎn)要說明。 油田(100)的部分或全部可以在陸地和/或海洋上。此外，盡管描繪的是在單個(gè)位置處測(cè) 量單個(gè)油田，但本發(fā)明可以結(jié)合一個(gè)或多個(gè)油田(100)、一個(gè)或多個(gè)處理設(shè)備及一個(gè)或多個(gè) 井點(diǎn)的任何組合來使用。 圖2A-2D分別是由圖1A-1D的工具收集的數(shù)據(jù)的圖示。圖2A描繪了由勘測(cè)工具 (106a)獲得的圖1A的地層的地震道(202)。地震道測(cè)量在一段時(shí)間內(nèi)的雙向響應(yīng)。圖2B 描繪了由鉆井工具(106b)獲得的鉆心采樣(133)。鉆心測(cè)試通常提供在鉆心長(zhǎng)度上的鉆 心采樣(133)的密度、抵抗力或其它物理特性的圖表。常常以變化的壓力和溫度在鉆心中 的流體上進(jìn)行對(duì)于密度和粘滯度的測(cè)試。圖2C描繪了由繩索工具(106c)獲得的圖1C的 地層的測(cè)井記錄(204)。測(cè)井記錄通常提供可在不同深度處的地層的抵抗力測(cè)量值。圖2D
10描繪了由生產(chǎn)工具(106d)獲得的流過圖ID的地層的流體的生產(chǎn)遞減曲線(206)。生產(chǎn)遞 減曲線(206)通常提供作為時(shí)間t的函數(shù)的生產(chǎn)率Q。 圖2A-2C的各個(gè)圖示包含靜態(tài)測(cè)量值，其描述了地層的物理特性。可以比較這些 測(cè)量值，以確定測(cè)量值的精度和/或用于檢查誤差。以此方式，為了特性的比較和驗(yàn)證，可 以對(duì)齊并縮放各測(cè)量值中每一個(gè)的曲線。 圖2D提供了通過井眼的流體特性的動(dòng)態(tài)測(cè)量值。隨著流體流過井眼，取得諸如流 速、壓力、成分等的流體特性的測(cè)量值。如下所述，靜態(tài)測(cè)量值和動(dòng)態(tài)測(cè)量值可以用于產(chǎn)生 地層的模型，以確定其特性。 圖3顯示了油田(300)的部分橫截面的示意圖，其包含位于沿著油田的不同位置 處的、用于從地層(304)收集數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)采集工具(302a) 、 (302b) 、 (302c)和(302d)。數(shù) 據(jù)采集工具(302a-302d)可以分別與圖1的數(shù)據(jù)采集工具(106a-106d)相同。如所示的， 數(shù)據(jù)采集工具(302a-302d)分別產(chǎn)生數(shù)據(jù)曲線或測(cè)量值(308a-308d)。
數(shù)據(jù)曲線(308a-308c)是靜態(tài)數(shù)據(jù)曲線的示例，其可以分別由數(shù)據(jù)采集工具 (302a-302d)產(chǎn)生。靜態(tài)數(shù)據(jù)曲線(308a)是地震雙向響應(yīng)時(shí)間，并且可以與圖2A的地震道 (202)相同。靜態(tài)曲線(308b)是從地層(304)的鉆心采樣測(cè)量的鉆心采樣數(shù)據(jù)，類似于圖 2B的鉆心采樣(133)。靜態(tài)數(shù)據(jù)曲線(308c)是測(cè)井跡線，類似于圖2C的測(cè)井記錄(204)。 數(shù)據(jù)曲線(308d)是流體流速隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)曲線，類似于圖2D的曲線圖(206)。也可以 收集其它數(shù)據(jù)，例如歷史數(shù)據(jù)、用戶輸入、經(jīng)濟(jì)性信息、其它測(cè)量數(shù)據(jù)及其它感興趣的參數(shù)。
地層(304)具有多個(gè)地質(zhì)結(jié)構(gòu)(306a-306d)。如所示的，該地層具有砂巖層 (306a)、石灰?guī)r層(306b)、頁巖層(306c)和砂層(306d)。斷層線(307)延伸穿過地層。靜 態(tài)數(shù)據(jù)采集工具優(yōu)選地適于測(cè)量該地層，并檢測(cè)該地層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的特性。
盡管描繪了具有特定地質(zhì)結(jié)構(gòu)的特定地層(304)，但會(huì)意識(shí)到，地層可以包含各種 地質(zhì)結(jié)構(gòu)。流體也會(huì)出現(xiàn)在地層的不同部分中。每一個(gè)測(cè)量設(shè)備都可以用于測(cè)量地層和/ 或其地層結(jié)構(gòu)的特性。盡管將每一種采集工具顯示為位于沿地層的多個(gè)特定位置處，但會(huì) 意識(shí)到，可以在一個(gè)或多個(gè)油田上的一個(gè)或多個(gè)位置處或者其它位置處進(jìn)行一種或多種測(cè) 量，以便進(jìn)行比較和/或分析。此外，這些測(cè)量值不僅闡明了在一個(gè)時(shí)刻的巖石和流體的狀 態(tài)，還通過仔細(xì)設(shè)計(jì)的周期性測(cè)量和勘察而檢測(cè)并量化了在巖石與流體特性中隨時(shí)間的變 化。 隨后可以評(píng)價(jià)從諸如圖3的數(shù)據(jù)采集工具之類的多個(gè)源所收集的數(shù)據(jù)。通常，地 質(zhì)學(xué)家使用來自數(shù)據(jù)采集工具(302a)的靜態(tài)數(shù)據(jù)曲線(308a)中所呈現(xiàn)的地震數(shù)據(jù)來確定 地層(304)的特性。通常地質(zhì)學(xué)家使用在靜態(tài)曲線(308b)中呈現(xiàn)的鉆心數(shù)據(jù)和/或來自 測(cè)井記錄(308c)的測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)來確定地層(304)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)的各種特性。儲(chǔ)層工程師通常 使用來自生產(chǎn)曲線(308d)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)來確定流體流動(dòng)儲(chǔ)層特性。 圖4顯示了用于執(zhí)行仿真操作的油田(400)。如所示的，該油田具有多個(gè)井點(diǎn) (402)，其可操作地連接到中央處理設(shè)備(454)。圖4的油田結(jié)構(gòu)不是旨在限制本發(fā)明的范 圍。該油田的一部分或全部可以位于陸地和/或海上。此外，盡管描繪了具有單個(gè)處理設(shè) 備和多個(gè)井點(diǎn)的單個(gè)油田，但可以存在一個(gè)或多個(gè)油田、一個(gè)或多個(gè)處理設(shè)備及一個(gè)或多 個(gè)井點(diǎn)的任意組合。 每一個(gè)井點(diǎn)(402)都具有形成進(jìn)入地下的井眼(436)的設(shè)備。井眼延伸穿過包含
11儲(chǔ)層(404)的地層(406)。這些儲(chǔ)層(404)包含諸如碳?xì)浠衔镏惖牧黧w。井點(diǎn)從儲(chǔ)層 抽取流體，經(jīng)由收集網(wǎng)絡(luò)(444)將它們傳送到處理設(shè)備。收集網(wǎng)絡(luò)(444)具有管道傳輸和 控制機(jī)構(gòu)，用于控制流體從井點(diǎn)到處理設(shè)備(454)的流動(dòng)。 圖5顯示了圖4的油田(400)的一部分的示意圖，其詳細(xì)描繪了井點(diǎn)(402)和收 集網(wǎng)絡(luò)(444)。圖5的井點(diǎn)(402)具有延伸進(jìn)入地下的井眼(436)。如所示的，井眼(436) 已經(jīng)被鉆孔、完成并準(zhǔn)備好進(jìn)行來自儲(chǔ)層(504)的仿真。 井眼仿真設(shè)備(564)從井點(diǎn)(402)的井樓(566)延伸到儲(chǔ)層(404)，以便將流體抽 取到地面。井點(diǎn)(402)經(jīng)由輸送線路(561)可操作地連接到收集網(wǎng)絡(luò)(444)。流體從儲(chǔ)層 (404)通過井眼(436)流到收集網(wǎng)絡(luò)(444)上。流體隨后從收集網(wǎng)絡(luò)(444)流到處理設(shè)備 (454)。 如圖5還示出的，將傳感器(S)設(shè)置在油田(400)附近，以監(jiān)測(cè)油田操作期間的 各種參數(shù)。例如，傳感器(S)可以測(cè)量?jī)?chǔ)層、井眼、收集網(wǎng)絡(luò)、處理設(shè)備和/或油田操作的 其它部分的壓力、溫度、流速、成分及其它參數(shù)。這些傳感器(S)可操作地連接到地面單元 (534)，用于從其收集數(shù)據(jù)。例如，地面單元可以類似于圖1A-1D的地面單元134。
如圖5所示，地面單元(534)具有用于管理數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)設(shè)備，例如存儲(chǔ)器(520)、 控制器(522)、處理器(524)和顯示單元(526)。將數(shù)據(jù)收集在存儲(chǔ)器(520)中，并由處理 器(524)為分析而進(jìn)行處理?？梢詮挠吞飩鞲衅?S)和/或其它源收集數(shù)據(jù)。例如，可以 由從其它操作收集的歷史數(shù)據(jù)或用戶輸入來補(bǔ)充油田數(shù)據(jù)。 分析數(shù)據(jù)隨后可以用于做出決定。可以提供收發(fā)機(jī)(未示出)以允許在地面單元 (534)與油田(400)之間的通信?？刂破?522)可以用于通過收發(fā)機(jī)并基于這些決定來致動(dòng) 在油田(400)處的機(jī)械裝置。以此方式，可以根據(jù)收集的數(shù)據(jù)來選擇性地調(diào)整油田(400)。 可以根據(jù)計(jì)算機(jī)協(xié)議自動(dòng)地和/或由操作者手動(dòng)地做出這些調(diào)整。在一些情況下，調(diào)整油 井規(guī)劃以選擇最佳操作條件或避免發(fā)生問題。 可以在井點(diǎn)(402)和/或遠(yuǎn)距離位置提供顯示單元(526)，用于觀察油田數(shù)據(jù)(未 示出)。由顯示單元(526)表示的油田數(shù)據(jù)可以是原始數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)和/或從各種數(shù)據(jù) 產(chǎn)生的數(shù)據(jù)輸出。顯示單元(526)優(yōu)選地適于提供數(shù)據(jù)的靈活視圖，以便可以按照需要來 定制描繪的屏幕。用戶可以基于回顧所顯示的油田數(shù)據(jù)來確定在仿真期間的操作的預(yù)期過 程?？梢皂憫?yīng)于顯示單元(526)來選擇性地調(diào)整仿真操作。顯示單元(526)可以包括用于 觀察油田數(shù)據(jù)或定義油田事件的二維顯示器。例如，二維顯示器可以對(duì)應(yīng)于來自打印機(jī)的 輸出、繪圖、監(jiān)視器或配置為繪制二維輸出的其他設(shè)備。顯示單元(526)還可以包括三維顯 示器，用于觀察仿真操作的各個(gè)方面。優(yōu)選地在三維顯示器中實(shí)時(shí)地觀看仿真操作的至少 一些方面。例如，三維顯示器可以對(duì)應(yīng)于來自打印機(jī)的輸出、繪圖、監(jiān)視器或配置為繪制三 維輸出的其他設(shè)備。 為了便于處理并分析數(shù)據(jù)，可以使用仿真器來處理數(shù)據(jù)。特定仿真器常常用于結(jié) 合諸如儲(chǔ)層或井眼仿真之類的特定油田操作來使用。輸入仿真器的數(shù)據(jù)可以是歷史數(shù)據(jù)、 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)或其組合?？梢灾貜?fù)或根據(jù)接收的數(shù)據(jù)調(diào)整通過一個(gè)或多個(gè)仿真器的仿真。
如所示的，為油田操作提供井點(diǎn)仿真器和非井點(diǎn)仿真器。井點(diǎn)仿真器可以包括儲(chǔ) 層仿真器(549)、井眼仿真器(592)和地面網(wǎng)絡(luò)仿真器(594)。儲(chǔ)層仿真器(549)對(duì)應(yīng)碳?xì)?化合物流過儲(chǔ)層巖石進(jìn)入井眼。井眼仿真器(592)和地面網(wǎng)絡(luò)仿真器(594)對(duì)應(yīng)碳?xì)浠?br> 12物流過井眼和管道的表面收集網(wǎng)絡(luò)(444)。如所示的，根據(jù)可用的系統(tǒng)，一些仿真器可以是 獨(dú)立的或組合的。 非井點(diǎn)仿真器可以包括處理仿真器和經(jīng)濟(jì)性仿真器。處理單元具有處理仿真器 (548)。處理仿真器(548)建立煉油廠(例如，處理設(shè)備(454)的模型，在煉油廠中將碳?xì)?化合物分解為其組成成分(例如，甲烷、乙烷、丙烷等)并準(zhǔn)備進(jìn)行銷售。為油田(400)提 供經(jīng)濟(jì)性仿真器(547)。經(jīng)濟(jì)性仿真器(547)建立在氣體操作過程的一部分或全部中的油 田的部分或全部成本的模型。可以提供這些及其它油田仿真器的各種組合。
圖6-9顯示了用于油田的氣體操作(600)的各個(gè)方面的示意圖。在諸如地點(diǎn)選擇、 特征描述、規(guī)劃制定、實(shí)施、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和關(guān)閉/退役階段的多個(gè)階段中進(jìn)行氣體操作(600)。
圖6描繪了用于諸如圖4-5的油田的油田氣體操作(600)。氣體操作(600)包括 用于布置氣體(例如，永久性布置或用于隨后生產(chǎn)的臨時(shí)存儲(chǔ)等)的地點(diǎn)選擇，諸如圖4-5 的油田的一部分。圖6的氣體操作顯示了地點(diǎn)選擇階段(601)、規(guī)劃制定階段(602)和實(shí)施 階段(603)。 地點(diǎn)選擇階段(601)包括對(duì)可以用于布置氣體的油田的可能的地點(diǎn)A、 B和C的 回顧。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，油田可以是具有能夠接收并存儲(chǔ)氣體的地質(zhì)結(jié)構(gòu) (例如，含鹽蓄水層、鹽水儲(chǔ)層、碳?xì)浠衔飪?chǔ)層、其它流體或洞穴等)的任何地質(zhì)區(qū)域。在 地點(diǎn)選擇過程中，針對(duì)每一個(gè)地點(diǎn)收集并處理數(shù)據(jù)，做出初步風(fēng)險(xiǎn)確定和評(píng)價(jià)調(diào)查。隨后， 建立每一個(gè)地點(diǎn)的模型，以確定其作為布置地點(diǎn)的服務(wù)期限。多領(lǐng)域仿真器(620)用于建 立地點(diǎn)A、地點(diǎn)B和地點(diǎn)C的模型，用于對(duì)這些地點(diǎn)進(jìn)行分級(jí)排序并選擇性地確定目標(biāo)氣體 布置地點(diǎn)，例如地點(diǎn)A。 —旦選擇了地點(diǎn)，就執(zhí)行規(guī)劃制定階段(602)。在規(guī)劃制定階段期間，形成勘探規(guī) 劃(610)，以采集勘探數(shù)據(jù)(611)，用于更新所述建模并定義開發(fā)規(guī)劃(613)，從而產(chǎn)生油井 配置(614)和地面設(shè)備設(shè)計(jì)方案(616)。 在對(duì)地點(diǎn)進(jìn)行規(guī)劃之后，就執(zhí)行實(shí)施階段(603)。在實(shí)施階段期間，根據(jù)油井配置 (614)執(zhí)行鉆井操作和/或注入操作(615)。設(shè)計(jì)并建造地面設(shè)備。將從氣源(617)產(chǎn)生 的氣體布置在地面設(shè)備(616)。 如圖6所示，執(zhí)行氣體操作以提供對(duì)諸如二氧化碳(C02)的多種氣體的布置。如 本文提供的，可以將C02描述為在多個(gè)示例中使用的氣體。然而，可以從各種源提供任何氣 體(包括現(xiàn)有的污染物)。例如，來自氣源(617)的氣體可以從氣田、燃煤發(fā)電廠或其它氣 體源產(chǎn)生?？梢栽诶鐜资甑妮^長(zhǎng)的時(shí)間期間上產(chǎn)生氣體，并可以借助各種參數(shù)來加以 表征，例如，氣體成分、流速、總量等。 一旦收集后，可以將氣體布置在借助本文描述的技術(shù) 所選擇的地點(diǎn)中。在本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，氣體可以處于隨壓力、溫度和/或成分 改變的結(jié)果而達(dá)到的任何狀態(tài)中。例如，除了布置氣相形式的氣體外，所述氣體操作還可以 布置已經(jīng)轉(zhuǎn)換為液體或水合物的氣體。 在所示示例中，考慮三個(gè)地點(diǎn)(即地點(diǎn)A、地點(diǎn)B和地點(diǎn)C)來布置從氣體源(617) 產(chǎn)生的二氧化碳。評(píng)價(jià)這些地點(diǎn)，以確定它們存儲(chǔ)(A的能力。在地點(diǎn)選擇中可以考慮諸 如靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性和井眼特性以及相關(guān)的已確定風(fēng)險(xiǎn)的可能性之類的各種考慮。
多領(lǐng)域仿真器(620)用于評(píng)價(jià)靜態(tài)特性、動(dòng)態(tài)特性和井眼特性。如所示的，靜態(tài)模 型(604)用于評(píng)價(jià)每一個(gè)地點(diǎn)的靜態(tài)特性或地質(zhì)特性。某個(gè)給定地點(diǎn)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)可以包括包含于該地點(diǎn)中的各種地下地層，例如巖石層、斷層、煤層、相關(guān)蓋巖地層及其它結(jié)構(gòu)。在許多情況下，地層可以主要包括具有適于氣體存儲(chǔ)的多孔性的沉積礦床。 油井模型(630)也用于評(píng)價(jià)地點(diǎn)的井眼特性。井眼特性與井眼的形狀、方向及其它特征(例如，完井)有關(guān)，其會(huì)影響通過它的流體的流動(dòng)。例如，這些特征會(huì)影響將氣體輸送到特定位置的能力。 動(dòng)態(tài)模型(608)也用于評(píng)價(jià)多個(gè)地點(diǎn)內(nèi)的儲(chǔ)層或儲(chǔ)層的動(dòng)態(tài)特性，在這些地點(diǎn)中包含有覆蓋儲(chǔ)層的地質(zhì)地層(例如，蓋巖或覆蓋層)。這些地點(diǎn)具有能夠接收并存儲(chǔ)氣體的含鹽蓄水層、鹽水儲(chǔ)層、碳?xì)浠衔飪?chǔ)層、其它流體或洞穴等。諸如容量之類的這些特征可以影響儲(chǔ)層存儲(chǔ)氣體的能力。 優(yōu)選地，將用于執(zhí)行地點(diǎn)選擇的多個(gè)模型耦合起來，以便根據(jù)全部模型來提供總體最佳解決方案。參考圖10A-10B更詳細(xì)地描述各種模型的操作和對(duì)這些模型的耦合。
在圖6中所示的示例中，地點(diǎn)A是具有二氧化碳注入井的背斜蓄水層(605)，地點(diǎn)B是具有兩個(gè)二氧化碳注入井的向斜蓄水層(606)，地點(diǎn)C是具有二氧化碳注入井和油井的組合的油田。地點(diǎn)A和地點(diǎn)B可以適于為了存儲(chǔ)目的而將二氧化碳注入蓄水層，而二氧化碳注入還可以提高地點(diǎn)C的石油提取效率。根據(jù)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)(609)，可以將諸如地點(diǎn)A的某個(gè)地點(diǎn)選擇為氣體操作的目標(biāo)地點(diǎn)，該預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)取決于氣源(617)的特性，并與諸如容量、吸水性、密封性、經(jīng)濟(jì)性及其它適合的性能范疇的氣體操作(600)的性能有關(guān)。可以建立每一個(gè)地點(diǎn)的模型，以估計(jì)在這些范疇的每一個(gè)中的性能?；谛阅芊懂牭姆治龊w了整個(gè)氣體操作，并可以在操作中的任意點(diǎn)上或者在整個(gè)操作中執(zhí)行。 —旦完成地點(diǎn)選擇階段，就可以開始規(guī)劃制定階段(602)。依據(jù)所選擇的目標(biāo)布置地點(diǎn)，可以從所選擇的地點(diǎn)采集勘測(cè)數(shù)據(jù)(611)以更新一個(gè)或多個(gè)模型(612)。隨后基于使用多領(lǐng)域仿真器(620)并利用諸如靜態(tài)模型(612)、井模型(630)和/或動(dòng)態(tài)模型(608)的更新后的模型對(duì)氣體操作進(jìn)行建模，來定義開發(fā)規(guī)劃(613)。開發(fā)規(guī)劃(613)可以提供井位置、井設(shè)計(jì)方案、鉆井規(guī)劃、氣體注入規(guī)劃、監(jiān)測(cè)規(guī)劃等。以下參考圖7更詳細(xì)地描述規(guī)劃制定階段。 —旦完成規(guī)劃制定階段并定義了規(guī)劃，就可以開始實(shí)施階段(603)。實(shí)施階段(603)根據(jù)所提供的開發(fā)規(guī)劃(613)來采取操作。開發(fā)規(guī)劃(613)定義了操作參數(shù)(614)，例如井位置和井設(shè)計(jì)方案。開發(fā)規(guī)劃還定義了鉆井和/或注入操作(615)，例如用于將井鉆到預(yù)期位置的設(shè)備和鉆井參數(shù)。參考圖8更詳細(xì)地描述了實(shí)施階段(603)。
圖7詳細(xì)顯示了用于某個(gè)選定地點(diǎn)的規(guī)劃制定階段(602)。在此，在以上圖6和圖7中都示出的多領(lǐng)域仿真器(620)可以用于建立該選定地點(diǎn)的氣體操作(600)的模型，以便進(jìn)一步驗(yàn)證油田開發(fā)規(guī)劃。 作為示例，將如圖6所示的地點(diǎn)A作為圖7所示的氣體布置地點(diǎn)(720)的目標(biāo)。部署注入井(701)、 (703)、 (705)、監(jiān)測(cè)井(702)和監(jiān)測(cè)儀器(704)、 (710)(例如，根據(jù)使用如上圖6所示的多領(lǐng)域仿真器(620)的開發(fā)規(guī)劃建模)，以便將氣體注入位于地層(706)、(708)和斷層(707)附近的蓄水層(709)中。在執(zhí)行氣體注入操作之前，將從氣體布置地點(diǎn)(720)獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(711)(例如，測(cè)井記錄、井測(cè)試等)提供給多領(lǐng)域仿真器(620)以建立注入操作的模型。根據(jù)該建模來定義注入規(guī)劃(716)和監(jiān)測(cè)規(guī)劃(715)。
多領(lǐng)域仿真器(620)包括靜態(tài)模型(604)和動(dòng)態(tài)模型(608)。提供監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(711)(例如，測(cè)井記錄、井測(cè)試等)以更新靜態(tài)模型(604)和動(dòng)態(tài)模型(608)，其是基于在如以上圖6中所示的地點(diǎn)選擇階段和預(yù)鉆井階段的建模中的地下地質(zhì)組成的先前知識(shí)和測(cè)量數(shù)據(jù)。如圖7所示，可以用多領(lǐng)域仿真器(620)執(zhí)行氣體布置地點(diǎn)(720)的建模，如參考圖10A和IOB詳細(xì)描述的。 對(duì)注入操作的關(guān)鍵參數(shù)(713)(例如，注入間隔、注入周期、注入速率等)進(jìn)行仿真，以便在完成注入規(guī)劃(716)之前評(píng)價(jià)響應(yīng)(714)。設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)規(guī)劃(715)，以便從監(jiān)測(cè)儀器(704)和監(jiān)測(cè)儀器(710)獲得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(711)。 關(guān)于注入規(guī)劃(716)，可以仿真在所選擇的部分(例如，IJ717)、 12(718)等)中的注入情況，以選擇最佳的注入間隔和注入策略(例如，連續(xù)注入、間隔注入、水交替(water-alternating) (WAG)注入等)。該結(jié)果支持多種操作決策，例如使用單個(gè)井來注入或者設(shè)置多井操作(例如，包括注入井WJ701)和注入井W"705)，但不包括注入井W2(703))。此外，在預(yù)注入階段，依據(jù)已知的地下流體(例如鹽水)的特性，可以評(píng)價(jià)最終的問題或益處(例如，由干燥、鹽析、引發(fā)的化學(xué)反應(yīng)等造成的問題或益處)，并測(cè)試緩解策略。類似的仿真還可以有助于在監(jiān)測(cè)井(702)中監(jiān)測(cè)設(shè)備的設(shè)計(jì)和設(shè)置。
關(guān)于監(jiān)測(cè)規(guī)劃(715)，對(duì)0)2行為的預(yù)測(cè)(例如，羽流的偏移、俘獲機(jī)制等)允許定義最佳監(jiān)測(cè)策略來控制就存儲(chǔ)目的而論氣體布置地點(diǎn)的性能。例如，可以選擇對(duì)于由氣體注入造成的特定氣體的存在或儲(chǔ)層特性(例如，壓力)中的變化敏感的測(cè)量技術(shù)和適當(dāng)?shù)膫鞲衅?。使用工具響?yīng)模型(未示出)來執(zhí)行這個(gè)選擇，工具響應(yīng)模型代表了與仿真器(例如，多領(lǐng)域仿真器(620)中的靜態(tài)模型(604)和動(dòng)態(tài)模型(608))耦合的儀器和傳感器(例如，監(jiān)測(cè)儀器(704)和/或監(jiān)測(cè)儀器710)。此外，監(jiān)測(cè)規(guī)劃(715)還包括制定監(jiān)測(cè)井(例如，監(jiān)測(cè)井(702)的規(guī)劃，例如，設(shè)計(jì)地面勘察，地面到鉆孔勘察，或者鉆孔測(cè)量勘察。這些勘察可以包括在多領(lǐng)域仿真器(620)中，以評(píng)價(jià)其功效來完成監(jiān)測(cè)規(guī)劃(715)。
圖8更詳細(xì)地描繪了氣體操作的實(shí)施階段(603)。圖8顯示了將氣體注入到該選定地點(diǎn)。在此，將在以上圖6和7中也示出的多領(lǐng)域仿真器用于建立氣體布置地點(diǎn)(720)的注入操作的模型。 氣體布置地點(diǎn)(720)包括以上圖7中所示的位于地層(706)附近的蓄水層(709)以及監(jiān)測(cè)儀器(704)。 一旦開始注入并得到監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)流(801)，這些測(cè)量值就可以用于通過在來自監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)流(801)的實(shí)際測(cè)量值與使用多領(lǐng)域仿真器的仿真預(yù)測(cè)得到的結(jié)果(803)之間的比較，來校準(zhǔn)和/或改進(jìn)(802)儲(chǔ)層模型(例如，以上圖6中所示的靜態(tài)模型(604)、井模型(630)、動(dòng)態(tài)模型(608)等)。 例如，諸如壓力和飽和分布之類的來自動(dòng)態(tài)模型(608)的輸出是工具響應(yīng)建模的輸入(即，抵抗力、地震、重力測(cè)量等)。在預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際工具測(cè)量值之間明顯的差異允許更新諸如特性或幾何形狀之類的模型參數(shù)。 在觀察數(shù)據(jù)與預(yù)測(cè)值之間的不匹配通常是起因于過度簡(jiǎn)化的儲(chǔ)層模型。在此情況
下，改進(jìn)模型，并增加參數(shù)，直到預(yù)測(cè)結(jié)果與觀察值一致。反復(fù)的歷史匹配練習(xí)允許對(duì)模型
進(jìn)行更新和進(jìn)一步的改進(jìn)。在整個(gè)注入操作時(shí)間期間可以重復(fù)這個(gè)工作流循環(huán)?？梢詫?duì)
所記錄的行為變化進(jìn)行仿真，以便更好地理解造成偏差的原因的參數(shù)和調(diào)整操作參數(shù)的結(jié)
果，例如油井關(guān)閉(well shut-in)、注入速率的變化、檢修(work-over)等。 圖9顯示了氣體操作的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估階段的示例性示意圖?？梢栽跉怏w操作過程中的任何時(shí)間進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估階段，以確定與油田操作相關(guān)的各種風(fēng)險(xiǎn)。如圖9所示，建立具有風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的氣體布置地點(diǎn)(720)的模型。在此，氣體布置地點(diǎn)(720)與以上圖7中所示的基本上相同，除了增加了諸如引起毛細(xì)密封裂口 (902)的斷層滑移或斷層滲漏(901)之類的組成部分以外。這個(gè)增加的組成部分是必須要涉及到風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的氣體操作的要顧慮的示例。
如圖9進(jìn)一步所示的，可以使用氣體布置地點(diǎn)(720)的動(dòng)態(tài)模型(608)，按照風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估情況(903)(例如，最大壓力情況)來建立與斷層滑移或斷層滲漏(901)相關(guān)的各種情況的模型。氣體布置地點(diǎn)(720)包括注入井(701)、位于地層(706、 ) (708)附近的蓄水層(709)、斷層(707)、以及引起毛細(xì)密封裂口 (902)的斷層滑移或斷層滲漏(901)。
隨著對(duì)于儲(chǔ)層的知識(shí)的增加(例如，基于上述的反復(fù)歷史匹配練習(xí))，可以為了理解并評(píng)估氣體注入操作的風(fēng)險(xiǎn)的目的而建立另外的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估情況(903)(例如，氣體溢出及泄漏情況等等)的模型。這也支持在實(shí)施之前的設(shè)計(jì)糾正策略(904)(例如，減輕)并在模型中測(cè)試其可能的效果。 在操作過程中(注入的終止，在圖9中也稱為注入停止)，會(huì)希望具有適當(dāng)?shù)姆艞壊呗浴碜员O(jiān)測(cè)和歷史匹配調(diào)整的信息流提供了最佳可能地點(diǎn)模型。這用于觀察將來的流體流動(dòng)(例如，原始儲(chǔ)層流體的C02和重新調(diào)整)、壓力平衡、地層或自由C02氣帽。通過使用前向模型評(píng)估效果，來制定退役油田的長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)規(guī)劃。 即使在放棄之后，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)也會(huì)繼續(xù)進(jìn)行，并將數(shù)據(jù)并入可以更新的模型中，從而會(huì)檢測(cè)到地下狀況的變化。此外，在由不可預(yù)料且未規(guī)劃的事件所引起的較大偏差的情況下(例如，泄漏、最大壓力的提早達(dá)到等)，模型可以用于規(guī)劃并評(píng)估緩解操作。
除了氣體操作(600)的地點(diǎn)選擇、表征、規(guī)劃制定、實(shí)施和風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估階段之外，關(guān)閉/退役階段包括關(guān)閉操作，例如用于使油田準(zhǔn)備好退役或者稍后在其它地點(diǎn)提取氣體來使用。使用上述建模技術(shù)來設(shè)計(jì)有關(guān)設(shè)備的退役策略和放棄規(guī)劃/操作。例如，如果在關(guān)閉階段(注入停止)幾年后，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)仍記錄在儲(chǔ)層參數(shù)中重要的變化，則這些數(shù)據(jù)可以用于決定關(guān)閉階段的延長(zhǎng)。退役策略可以包括通過注入特定工程流體以便在很長(zhǎng)時(shí)期中隔離附近的井眼區(qū)域，來以化學(xué)方式處理儲(chǔ)層。仿真會(huì)指示如何最佳地執(zhí)行這些操作來獲得預(yù)期的結(jié)果。 圖10A和10B更詳細(xì)地描繪了多領(lǐng)域仿真器(620)的各種方面。在圖10A中更詳細(xì)地顯示了多領(lǐng)域仿真器(620)的動(dòng)態(tài)模型(608)。在圖IOB中更信息地顯示了多領(lǐng)域仿真器(620)。多領(lǐng)域仿真器(620)具有動(dòng)態(tài)模型(608)、井模型(630)和靜態(tài)模型(604)。如在該示例中所示的，動(dòng)態(tài)模型(608)和靜態(tài)模型(604)可以分別與圖6的模型(604)和(608)相同。 圖10A顯示了在多領(lǐng)域仿真器(即以上圖6-9中所示的多領(lǐng)域仿真器(620))中的動(dòng)態(tài)模型(608)和靜態(tài)模型(604)的示例性示意圖。動(dòng)態(tài)模型(608)和靜態(tài)模型(604)可以包括氣體操作的計(jì)算機(jī)模型處理的多個(gè)學(xué)科或方面，諸如圖10a中的化學(xué)方面(1001)，圖10A中的輸送方面(1002)、圖10a中的力學(xué)方面(1003)、圖10A中的熱學(xué)方面(1004)、圖IOB中的巖石物理學(xué)方面(1051)、圖10B中的地球物理學(xué)/地震方面(1052)和圖10B中的地質(zhì)學(xué)方案(1053)。將井模型(630)(如以上圖6中所示的)作為示例包括在靜態(tài)模型(604)中。借助圖10A中的多領(lǐng)域耦合模塊(1005)-(1010)和圖10B中的多領(lǐng)域耦合模塊(1054)來鏈接這些方面中每一個(gè)的模型。在靜態(tài)模型(604)中可以存在另外的多領(lǐng)域耦合
16模塊，但為了簡(jiǎn)單沒有示出。 在多領(lǐng)域仿真器(620)內(nèi)的氣體操作建模中處理了多個(gè)學(xué)科或方面。這些學(xué)科包括(例如，流體、化學(xué)品、熱等的)輸送、熱學(xué)(例如，溫度變化、能量源和能量宿等)、力學(xué)(例如，壓力沖擊、壓裂等)、化學(xué)(例如，熱力學(xué)、影響物質(zhì)特性的化學(xué)反映等)、等等。以復(fù)合的方式來耦合這些學(xué)科中的關(guān)鍵參數(shù)和相關(guān)性，例如物質(zhì)(例如，巖石、流體、完井物質(zhì)等)的密度隨著溫度(熱學(xué))、壓力(力學(xué))、化學(xué)反應(yīng)(化學(xué))、輸送以及與其它物質(zhì)的混合(輸送)的變化的改變。可以通過將表示每一個(gè)學(xué)科的數(shù)學(xué)方程在集成的系統(tǒng)中進(jìn)行耦合，來建立在容量、吸水性、密封性、經(jīng)濟(jì)性或其它范疇中的氣體操作性能的模型。依據(jù)這些數(shù)學(xué)方程的多個(gè)部分來建立子系統(tǒng)(即，氣體操作的多個(gè)部分或有限方面)的模型。這些數(shù)學(xué)方程表示經(jīng)耦合的這些學(xué)科中的處理，對(duì)于所選擇的子系統(tǒng)，能夠?qū)@些處理進(jìn)行準(zhǔn)確地仿真，并將它們集成在一起以便進(jìn)行完整系統(tǒng)分析。例如，在以下段落中描述了在這些范疇中所建模的相關(guān)處理。 在容量范疇中建立存儲(chǔ)容量和俘獲機(jī)制的模型。例如，建立諸如結(jié)構(gòu)/流體動(dòng)力
學(xué)、溶解度、殘留階段、礦化/吸收等等之類的俘獲機(jī)制動(dòng)力學(xué)的模型。此外，使用監(jiān)測(cè)測(cè)量值，建立諸如(A飽和度、溶解(A、壓力、pH等等之類的存儲(chǔ)特性演變的模型，以用于模型參
數(shù)校準(zhǔn)。 吸水性與在氣體布置地點(diǎn)的井眼附近的注入最佳化有關(guān)。在這個(gè)范疇中可以建立由注入引起的溫度變化、壓力增加和化學(xué)反應(yīng)(例如，鹽沉淀、CaC03溶解/沉淀)以及它們對(duì)在孔隙率、滲透性和機(jī)械特性(例如，用以在碳酸鹽溶解情況下控制沉淀和用以控制完全完整性的壓力)的影響的模型。建立近井眼特性(例如，溫度廓線、壓力、C02飽和度、pH及其他特性)的模型，以便與監(jiān)測(cè)測(cè)量值進(jìn)行比較并對(duì)仿真器參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步校準(zhǔn)。在注入與另一種物質(zhì)交替的(A以保持井吸水性時(shí)，建立注入周期的模型。此外，建立注入井的網(wǎng)絡(luò)(例如，數(shù)量、軌跡等)的模型，并加以優(yōu)化，以確保在最低成本情況下注入能力的長(zhǎng)期穩(wěn)定性，并使得泄漏的風(fēng)險(xiǎn)最小。還建立了氣流中的雜質(zhì)影響的模型。對(duì)于吸水性建模的以上全部方面，可以手動(dòng)地或自動(dòng)地改進(jìn)本地網(wǎng)格，以便對(duì)近井眼狀況進(jìn)行詳細(xì)分析。
在密封性范疇中，可以建立壓力增加對(duì)于存儲(chǔ)密封完整性的影響(例如，由斷層再生、蓋巖壓裂和/或?qū)?chǔ)層的過壓引起的)的模型。還建立了在蓋巖層和在斷層泥/膠泥物質(zhì)(主密封)中的反應(yīng)性輸送的模型。建立覆蓋層(包括滲流區(qū))中的0)2滲漏和沿著這些泄漏路線的俘獲機(jī)制的模型，用以評(píng)估影響，并為淺層淡水水源設(shè)計(jì)緩解措施。將密封范疇中的建模耦合起來，用以響應(yīng)環(huán)境上的地面監(jiān)測(cè)。 使用基于C02注入的地下地質(zhì)組成(例如，地點(diǎn)A、地點(diǎn)B和地點(diǎn)C的地下地質(zhì)組成)仿真的先前知識(shí)的簡(jiǎn)化地質(zhì)模型提供了預(yù)選擇能力估計(jì)，該預(yù)選擇能力估計(jì)是地點(diǎn)選擇排序標(biāo)準(zhǔn)之一。此外，對(duì)氣體操作的開發(fā)規(guī)劃進(jìn)行建模。如上所述，開發(fā)規(guī)劃包括井定位、井設(shè)計(jì)、鉆孔規(guī)劃、氣體注入規(guī)劃、監(jiān)測(cè)規(guī)劃等。進(jìn)行建模的注入策略(例如，井?dāng)?shù)量、井類型。注入速率等)和地面考慮(例如，距0)2源的距離、輸送模式、設(shè)備和存儲(chǔ)地點(diǎn)的可用性)實(shí)現(xiàn)了對(duì)經(jīng)濟(jì)性的第一級(jí)評(píng)估。 在建立圖10a中的化學(xué)方面(1001)的模型時(shí)，可以處理各種機(jī)制，諸如熱力學(xué)、物料平衡、脫水、溶解、沉淀、Fick定律等。在建立圖10a中的輸送方面(1002)的模型中，可以處理各種機(jī)制，諸如，物料平衡、Darcy定律等。在建立圖10a中力學(xué)方面(1003)的模型中，可以處理各種機(jī)制，諸如應(yīng)力、應(yīng)變、力平衡等。在建立圖10a中熱學(xué)方面(1004)的模型中，可以處理各種機(jī)制，諸如能量守恒、傅立葉定律等。圖10b中的巖石物理學(xué)方面(1051)可以處理從井獲得的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，圖10b中的地球物理學(xué)/地震方面(1052)可以處理地層的地震勘探數(shù)據(jù)，圖10b中的地質(zhì)學(xué)方面(1053)可以處理從鉆心采樣分析或其它地質(zhì)學(xué)勘探獲得的地質(zhì)學(xué)數(shù)據(jù)。 以上圖6-9中描述的氣體操作的各個(gè)階段包括復(fù)合處理，其包括在圖10a中的這些方面(匪)-(薩)、圖10b中的這些方面(1051)_(1053)之間的交互機(jī)制。示例性的，由于熱膨脹(熱學(xué))、機(jī)械壓縮(力學(xué))、溶解或沉淀(化學(xué))的原因，儲(chǔ)油巖石的孔隙率可能會(huì)變化。這種變化影響了通過儲(chǔ)層(輸送)的流體(液體和氣體)流動(dòng)。復(fù)合處理要求從許多不同測(cè)量系統(tǒng)獲得的大量參數(shù)和數(shù)據(jù)，并且求解一個(gè)大通用方程組。圖10a中的多領(lǐng)域耦合模塊(1005)-(1010)和圖10b中的多領(lǐng)域耦合模塊(1054)通過將這個(gè)大通用方程組轉(zhuǎn)換為特定問題仿真模塊來簡(jiǎn)化了這個(gè)高強(qiáng)度計(jì)算任務(wù)，以使得仿真運(yùn)行時(shí)間對(duì)于仿真以上圖6-9中所述的氣體操作的各種階段是實(shí)用的。仿真器中的每一個(gè)方面(熱學(xué)、力學(xué)、化學(xué)等)的參數(shù)(例如，孔隙率)相關(guān)性的選定的數(shù)學(xué)公式允許例如評(píng)估這些參數(shù)對(duì)流體流動(dòng)(即輸送方面)的影響，并且允許對(duì)巖石和流體針對(duì)每個(gè)方面的行為耦合在一起并適當(dāng)?shù)胤抡妗?轉(zhuǎn)向圖IOA，多領(lǐng)域耦合模塊(1005)簡(jiǎn)化了在化學(xué)方面(1001)與輸送方面(1002)之間的、用于處理化學(xué)物種的輸送、壓力、孔隙率、滲透性、密度、粘度等等的交互機(jī)制。 多領(lǐng)域耦合模塊(1006)簡(jiǎn)化了在輸送方面(1002)與力學(xué)方面(1003)之間的、用于處理應(yīng)力、巖石強(qiáng)度、壓力、孔隙率、滲透性等等的交互機(jī)制。 多領(lǐng)域耦合模塊(1007)簡(jiǎn)化了在輸送方面(1002)與熱學(xué)方面(1004)之間的、用
于處理平流或?qū)α鳠彷斔?、壓力、孔隙率、滲透性、密度、粘度等的交互機(jī)制。 多領(lǐng)域耦合模塊(1008)簡(jiǎn)化了在力學(xué)方面(1003)與熱學(xué)方面(1004)之間的、用
于處理摩擦生熱、熱膨脹、應(yīng)力、巖石強(qiáng)度、壓力、孔隙率、滲透性等等的交互機(jī)制。 多領(lǐng)域耦合模塊(1009)簡(jiǎn)化了在化學(xué)方面(1001)與熱學(xué)方面(1004)之間的、用
于處理溫度變化、吸熱/放熱反應(yīng)、反應(yīng)速度、相變、Joule-Thompson熱效應(yīng)等等的交互機(jī)制。 多領(lǐng)域耦合模塊(1010)簡(jiǎn)化了在力學(xué)方面(1003)與化學(xué)方面(1001)之間的、用于處理摩擦生熱引起的化學(xué)反應(yīng)、化學(xué)反應(yīng)造成的結(jié)構(gòu)影響、壓力、孔隙率、滲透性、密度、粘度等等的交互機(jī)制。 現(xiàn)在轉(zhuǎn)向圖IOB，多領(lǐng)域耦合模塊(1054)簡(jiǎn)化了在動(dòng)態(tài)模型(608)與靜態(tài)模型(1054)之間的、用于處理與時(shí)間相關(guān)的過程、瞬態(tài)過程、閾值事件等等的交互機(jī)制。
為特定問題定制每一個(gè)多領(lǐng)域耦合模塊，以實(shí)現(xiàn)計(jì)算效率。特定問題可以包括由C(U或相關(guān)氣體)的存在所引起的地下的某些物理和化學(xué)過程，其中，由于為了進(jìn)行封存和/或提高石油回收(E0R)而進(jìn)行的有意注人或者由于自然原因而存在上述0)2(或相關(guān)氣體)。示例包括各種相的熱力學(xué)平衡、用于毛細(xì)壓力和相對(duì)滲透性滯后的模型、用于鹽和礦物的溶解和沉淀的模型、這些成分的化學(xué)反應(yīng)、氣體(例如，CH4/C02)的吸附作用/解吸附作用、以及煤的收縮/膨脹、巖石基質(zhì)的機(jī)械壓縮等。
示例性的，為與下述的將(A注入到鹽水儲(chǔ)層中有關(guān)的特定問題定制多領(lǐng)域耦合模塊(1005)和(1054)。在將干燥(A注入含鹽蓄水層過程中，近井眼環(huán)境被驅(qū)使到殘留水飽和。在一段時(shí)間期間中，由于被水到(A富相的大量轉(zhuǎn)移所支配，地層水被蒸發(fā)，導(dǎo)致溶解的鹽在孔隙中沉淀。這減小了孔隙率并降低了地層對(duì)于(A的滲透性。由多領(lǐng)域耦合模塊
(1005
方面
建模為C02和H20多相系統(tǒng)，該系統(tǒng)被分為C02-富相和H20-富相，例如，包括四個(gè)成分
0117,0118:
0119:0120:0121:
分相
0122'
力P和溫度T，在以下各步驟中計(jì)算這些成分
C02-液體/蒸氣成分H20-液體/蒸氣成分NaCl-液體/固體成分CaCl2-液體/固體成分
假定鹽濃度緩慢變化，所以在用于反復(fù)更新的雅可比行列式中將相對(duì)于鹽濃度的(phase splitting)的偏導(dǎo)數(shù)設(shè)定為0。這減小了計(jì)算開銷。
以下描述用于相位成分的計(jì)算的示例性算法。給定每一個(gè)成分的摩爾密度IV壓
0123:0124:0125:
氣摩;
0126:0127:0128:0129:
0130:0131:
0132:0133:0134:
0135:
0136:0137:0138:0139:
0140:0141:
0142:0143:0144'
采用以下方式來建立在化學(xué)方面(1001)(即在水與(A之間的相互溶解性)與輸送1002)(即在地層對(duì)于C02的滲透性的降低)之間的這個(gè)耦合的模型。將近井眼環(huán)境
步驟1.從建模中分離純固體成分，并為L(zhǎng)、 V、 S、 Si、 Xi和yi分配初始估計(jì)值。步驟2.計(jì)算總摩爾分?jǐn)?shù)Zi(將全部的相加在一起)
步驟3.給定zi、 P、 T，執(zhí)行分相計(jì)算獲得固體摩爾分?jǐn)?shù)S，液體摩爾分?jǐn)?shù)L和蒸分?jǐn)?shù)V。還獲得分相摩爾分?jǐn)?shù)si-固體、xi-液體和yi-蒸氣)執(zhí)行計(jì)算，直至S、 L、 V、 Xi、 yi和Si中的變化<容差(預(yù)定數(shù))計(jì)算作為P、 T和鹽摩爾濃度的函數(shù)的溶解度Xe。2和YH2。。設(shè)X咖=1- 0"Kc。2-x鹽Kco2 — YC02/XC02K咖—Y咖/X咖KNaC1 = 1E-12(小數(shù))
^CACL2 —
設(shè)蒸氣_液體輸入=從平衡& = yi/Xi值和Zv
(z「S*si)/(l-S)i解出摩爾平衡方程
設(shè)v = v2*(i-s)
設(shè)L二 (1_V2)*(1-S)
從輸入中減去蒸氣摩爾
用以下來計(jì)算水中最大鹽/固體溶解度
-本領(lǐng)域中已知的熱力學(xué)方法
-借助于匹配實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)而構(gòu)造的簡(jiǎn)化顯性表達(dá)式
在液體和固體之間分離摩爾并更新L、 S、 xi和si
更新又鹽=XNaCl+XCaC12更新水中鹽的摩爾濃度
結(jié)束運(yùn)算 可以將固體飽和度變換為表示孔隙率的相關(guān)減小的沉淀的鹽的體積。用可以由用戶基于實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)而校準(zhǔn)的移動(dòng)性影響因子，來描述孔隙率變化對(duì)滲透性(和流動(dòng))的影響。 當(dāng)注入C02時(shí)，水中鹽濃度增大，因?yàn)樗畯柠}水中揮發(fā)進(jìn)入C02相。另一種情況是，壓力和溫度的變化引起了各種鹽的溶解度的變化，導(dǎo)致了現(xiàn)有鹽被溶解或沉淀。當(dāng)NaCl的濃度超過鹽化限度，即最大NaCl溶解度時(shí)，這最終會(huì)導(dǎo)致鹽沉淀。這個(gè)限度取決于例如CaCl2的其它鹽的存在。為每一個(gè)網(wǎng)格塊進(jìn)行成分仿真器內(nèi)的熱力學(xué)計(jì)算。這些計(jì)算是計(jì)算資源密集型的，并會(huì)使計(jì)算時(shí)間乘以一個(gè)較大系數(shù)。在一個(gè)示例中，定制多領(lǐng)域耦合模塊(1001)，以使用顯性表達(dá)式來避開大規(guī)模迭代運(yùn)算。為建立NaCl沉淀的模型而定制這些顯性表達(dá)式。不同鹽(除了 NaCl以外)或不同平衡(除了沉淀以外)需要不同的顯性表達(dá)式。使用化學(xué)形態(tài)分析軟件來分別預(yù)先計(jì)算水中的最大NaCl溶解度。使該結(jié)果與一個(gè)曲線擬合函數(shù)(例如，Pade近似法)相一致，該曲線擬合函數(shù)考慮了溫度和CaC^二者。獲得了作為CaCl2的摩爾分?jǐn)?shù)和溫度的函數(shù)的、在地層中的NaCl沉淀的顯性關(guān)系。簡(jiǎn)化了熱力學(xué)計(jì)算。 隨后由以下等式給出在網(wǎng)格單元i中的總NaCl的守恒
s Kp附woa + Z《力+ 2W = 0 其中，Vp是孔隙體積，F(xiàn)i — j表示NaCl水從單元i到單元j的流入/流出，Qw是表示井的源項(xiàng)。 除了在近井眼環(huán)境中的沉淀問題以外，使用上述定制的多領(lǐng)域耦合模塊(1005)進(jìn)行建模，巖石中溶解和沉淀的影響可以改變巖石中孔隙空間幾何結(jié)構(gòu)，并可以根本地改變流體移動(dòng)的可用空間和在儲(chǔ)層及井中的沖擊壓力。孔隙率變化到滲透性變化的映射是另一個(gè)要通過定制多領(lǐng)域耦合模塊(1001)來建模的特定問題的示例。這些結(jié)果會(huì)導(dǎo)致必須要調(diào)整地面設(shè)備以確保氣體操作的連續(xù)性。 而且，通過采用根據(jù)上述的類似方式定制多領(lǐng)域耦合模塊(1054)，來建模在(A注入到鹽水儲(chǔ)層中呈現(xiàn)的與時(shí)間有關(guān)的過程和瞬態(tài)過程。 作為另一個(gè)示例，針對(duì)下述的特定問題來定制用于對(duì)在煤層中的C02注入(或氣體混合)進(jìn)行建模的多領(lǐng)域耦合模塊(1005)。 一個(gè)地質(zhì)學(xué)儲(chǔ)存選擇方案是將(A注入含甲烷的煤層中。優(yōu)先釋放甲烷并吸附0)2。為了對(duì)在將0)2注入煤層中時(shí)的煤收縮/膨脹效應(yīng)進(jìn)行建模，來定制多領(lǐng)域耦合模塊(1005)。 基于Palmer和Mansoori模型的巖石壓縮模型即使在沒有煤氣吸附或解除吸附的情況下，也存在對(duì)于預(yù)測(cè)由膨脹/收縮造成的體積應(yīng)變的弱點(diǎn)。可以定制用于對(duì)在煤層中的C02注入進(jìn)行建模的多領(lǐng)域耦合模塊(1005)，以便將斷裂壓力和組成與擴(kuò)展的Langmuir曲線參數(shù)模型一起使用。由壓縮項(xiàng)與膨脹/收縮項(xiàng)的組合來構(gòu)成孔隙體積乘法器，例如
Vm = 1+C0 (P-P0) +Ce ( e _ e o) 由于如下述的e 。的計(jì)算，在吸附的氣體不變化時(shí)，這個(gè)方法不預(yù)測(cè)收縮/膨脹。
隨后用擴(kuò)展的Langmuir公式來計(jì)算成分應(yīng)變[固]。r。力+ 。;^. 其中，e k禾P bk是對(duì)于成分k的輸入Langmuir曲線參數(shù)，ak表示吸附的摩爾分?jǐn)?shù)，P，b是吸附壓力。如果存在自由氣相，就將吸附壓力定義為斷裂壓力；如果沒有自由氣相，吸附壓力就是氣相開始解除吸附時(shí)的壓力。可以計(jì)算吸附壓力及相應(yīng)的平衡摩爾分?jǐn)?shù)，由e =E h來計(jì)算總應(yīng)變。 另外，可以對(duì)地質(zhì)力學(xué)過程進(jìn)行擴(kuò)展并可以將其增加到定制的多領(lǐng)域耦合模塊(1005)中，地質(zhì)力學(xué)過程對(duì)于理解并操作在具有提高或不提高的甲烷產(chǎn)量情況下在煤層中的(A注入是重要的。 而且，可以由用于建立在動(dòng)態(tài)模型(608)與靜態(tài)模型(604)之間交互的模型的多領(lǐng)域耦合模塊(1054)來處理與在注入階段期間在煤層中的0)2注入造成的巖石壓縮或斷裂有關(guān)的閾值事件、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估或放棄策略。 圖11-12顯示了描繪執(zhí)行氣體操作的方法的示例性流程圖。起初，確認(rèn)在地層內(nèi)的至少一個(gè)布置地點(diǎn)(步驟1101)。基于使用多領(lǐng)域仿真器的仿真來建立在布置地點(diǎn)處的氣體布置的模型，用于將氣體注入地層中(步驟1102)。所使用的仿真是基于以上與圖6-10b有關(guān)的描述中所描述的建模。 基于建模來確定布置地點(diǎn)的多個(gè)估計(jì)特性，其中，估計(jì)特性的種類包括從包括容
量、吸水性、密封性和經(jīng)濟(jì)性的組中選擇的至少一個(gè)(步驟1103)?；趯⑺龆鄠€(gè)估計(jì)特
性與預(yù)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較來選擇性地確定用于氣體布置的目標(biāo)布置地點(diǎn)(步驟1104)。這
個(gè)預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)可以是用于所述多個(gè)估計(jì)特征中的一個(gè)或多個(gè)的任何適當(dāng)?shù)拈撝怠?可以在布置地點(diǎn)處從地層獲得勘測(cè)數(shù)據(jù)(步驟1105)。可以以上述任何適當(dāng)?shù)姆?br> 式獲得所述勘測(cè)數(shù)據(jù)，包括靜態(tài)和實(shí)時(shí)采集技術(shù)。接下來，可以根據(jù)該勘測(cè)數(shù)據(jù)(按照需
要)更新地層的靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型(步驟1106)。 根據(jù)模型更新來為氣體布置定義開發(fā)規(guī)劃，其中，該開發(fā)規(guī)劃包括從包含井位置、井設(shè)計(jì)、鉆孔規(guī)劃、氣體注入規(guī)劃和監(jiān)測(cè)規(guī)劃的組中選擇的至少一個(gè)(步驟1107)。
可任選的，可以通過執(zhí)行該開發(fā)規(guī)劃來獲得監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(步驟1108)?？梢砸耘c以上結(jié)合圖1A-1D和3描述的類似方式來執(zhí)行對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的獲取。可以根據(jù)該監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)來更新地層的靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型(步驟1109)。 在執(zhí)行氣體注入規(guī)劃的同時(shí)，可以基于使用地層的靜態(tài)模型和動(dòng)態(tài)模型以及井模型的仿真來建立氣體布置的模型(使用與上述基本上類似的技術(shù))(步驟1110)。可以基于將仿真數(shù)據(jù)與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來提供反饋(步驟llll)。所述反饋可以采取任何切實(shí)可行的形式，包括存儲(chǔ)到計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)中和/或通過監(jiān)視器、打印機(jī)或任何其他顯示設(shè)備進(jìn)行顯示。 轉(zhuǎn)向圖12，顯示了基于使用如上在圖6和10A-10B中描述的多領(lǐng)域仿真器來執(zhí)行氣體操作的示例性方法。起初，使用多領(lǐng)域仿真器建立油田的氣體操作的模型(步驟1202)。多領(lǐng)域仿真器包括地層的靜態(tài)模型、地層的動(dòng)態(tài)模型和井模型。此外，多領(lǐng)域仿真器通過耦合靜態(tài)模型、動(dòng)態(tài)模型和井模型來進(jìn)行建模。氣體操作的建?？梢园ㄊ褂枚鄠€(gè)通用方程來表示在動(dòng)態(tài)模型與靜態(tài)模型的多個(gè)方面之間的交互過程，并將所述多個(gè)通用方程轉(zhuǎn)換為多領(lǐng)域耦合模塊，所述多領(lǐng)域耦合模塊被配置為對(duì)靜態(tài)模型、動(dòng)態(tài)模型和井模型
21進(jìn)行耦合?？梢詫⑺龆鄠€(gè)通用方程轉(zhuǎn)換為多領(lǐng)域耦合模塊中的顯性表達(dá)式，以避免大規(guī) 模迭代運(yùn)算。動(dòng)態(tài)模型可以包括化學(xué)方面、輸送方面、力學(xué)方面和/或熱學(xué)方面。靜態(tài)模型 可以包括巖石物理學(xué)方面、地球物理學(xué)/地震方面和/或地質(zhì)學(xué)方面。 接下來，基于建模來定義氣體操作的開發(fā)規(guī)劃(步驟1204)。在這一點(diǎn)，可以根據(jù) 該開發(fā)規(guī)劃來執(zhí)行氣體注入(步驟1206)。 此外，可以從地層獲得勘測(cè)和/或監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)(步驟1208)，并基于將來自多領(lǐng)域仿 真器的仿真數(shù)據(jù)與該勘測(cè)和/或監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來提供反饋(步驟1210)。最后，根據(jù)該 反饋來執(zhí)行氣體注入(步驟1212)。可以執(zhí)行在步驟1206中所述的開發(fā)規(guī)劃的同時(shí)，或者 在氣體操作中的任何時(shí)間獲得所述勘測(cè)和/或監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。盡管沒有示出，但在氣體操作期 間還可以確定經(jīng)濟(jì)性和/或風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。 根據(jù)先前描述可以理解，在不背離本發(fā)明的實(shí)際精神的情況下，在其優(yōu)選和可替 換的實(shí)施例中可以做出多種修改和改變。例如，可以手動(dòng)和/或自動(dòng)地激活本文包括的建 模模塊以執(zhí)行預(yù)期的功能。可以按照需要和/或基于所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)、檢測(cè)到的狀況和/或 對(duì)氣體注入操作中產(chǎn)生的結(jié)果的分析，來執(zhí)行這個(gè)激活。在這些方面中的處理可以是各種 空間量級(jí)的(微觀或宏觀的)和時(shí)間量級(jí)的(秒到分鐘到幾十年)。 本說明書僅僅是旨在為了舉例說明，而不應(yīng)解釋為限制意義的。本發(fā)明的范圍應(yīng) 僅由附帶的權(quán)利要求書的文字來確定。在權(quán)利要求書中的詞語"包括"旨在意味著"至少包 括"，以使得在權(quán)利要求中敘述的列表是開放式組。"一"及其他單數(shù)詞語旨在包括其復(fù)數(shù)形 式，除非明確排除在外。
權(quán)利要求
一種用于執(zhí)行油田的氣體操作的方法，所述油田具有其中包含至少一個(gè)儲(chǔ)層的地層，所述方法包括使用多領(lǐng)域仿真器，通過耦合所述地層的靜態(tài)模型、所述地層的動(dòng)態(tài)模型和井模型來對(duì)所述油田的氣體操作進(jìn)行建模，其中，所述多領(lǐng)域仿真器包括所述靜態(tài)模型、所述動(dòng)態(tài)模型和所述井模型；基于所述建模來為所述氣體操作定義開發(fā)規(guī)劃；并且根據(jù)所述開發(fā)規(guī)劃來執(zhí)行氣體注入。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于所述建模來確定所述油田的多個(gè)估計(jì)特性，其中，所述多個(gè)估計(jì)特性包括從由容量、吸水性、密封性和經(jīng)濟(jì)性構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)；并且基于將所述多個(gè)估計(jì)特性與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，來為所述氣體操作選擇性地確定所述油田的目標(biāo)。
3. 如權(quán)利要求1所述的方法，還包括基于所述建模來執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估；基于所述建模來執(zhí)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)估；并且基于所述建模來執(zhí)行關(guān)閉/退役。
4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述油田包括從由含鹽蓄水層、鹽水儲(chǔ)層、碳?xì)浠衔飪?chǔ)層、流體或地質(zhì)洞穴構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)，其中，所述氣體操作包括布置具有在從由氣相、液相和水合物構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)形式的氣體，以及其中，布置氣體包括從由永久性布置和用于稍后生產(chǎn)的臨時(shí)存儲(chǔ)構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中，對(duì)所述氣體操作進(jìn)行建模包括使用多個(gè)通用方程來表示在所述動(dòng)態(tài)模型與所述靜態(tài)模型的多個(gè)方面之間的交互過程；并且將所述多個(gè)通用方程轉(zhuǎn)換為多領(lǐng)域耦合模塊，所述多領(lǐng)域耦合模塊被配置為對(duì)所述靜態(tài)模型、所述動(dòng)態(tài)模型和所述井模型進(jìn)行耦合。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，將所述多個(gè)通用方程轉(zhuǎn)換為所述多領(lǐng)域耦合模塊中的顯性表達(dá)式，以避免大規(guī)模迭代運(yùn)算。
7. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述動(dòng)態(tài)模型包括從由化學(xué)方面、輸送方面、力學(xué)方面和熱學(xué)方面構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)。
8. 如權(quán)利要求5所述的方法，其中，所述靜態(tài)模型包括從由巖石物理學(xué)方面、地球物理學(xué)/地震方面和地質(zhì)學(xué)方面構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)。
9. 一種用于執(zhí)行油田的氣體操作的方法，所述油田具有其中包含至少一個(gè)儲(chǔ)層的地層，所述方法包括使用多領(lǐng)域仿真器，通過耦合所述地層的靜態(tài)模型、所述地層的動(dòng)態(tài)模型和井模型來對(duì)所述油田的氣體操作進(jìn)行建模，其中，所述多領(lǐng)域仿真器包括所述靜態(tài)模型、所述動(dòng)態(tài)模型和所述井模型；獲得從由來自所述地層的勘測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)；基于將來自所述多領(lǐng)域仿真器的仿真數(shù)據(jù)與從勘測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)成的組中選擇的所述至少一個(gè)進(jìn)行比較，來提供反饋；以及根據(jù)所述反饋來執(zhí)行所述氣體操作。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，還包括基于所述建模來確定所述油田的多個(gè)估計(jì)特性，其中，所述多個(gè)估計(jì)特性包括從由容 量、吸水性、密封性和經(jīng)濟(jì)性構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)；并且基于將所述多個(gè)估計(jì)特性與預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，來為所述氣體操作選擇性地確定所述油田的目標(biāo)。
11. 如權(quán)利要求9所述的方法，還包括基于所述建模來執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其中，基于所述反饋來更新所述風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
13. 如權(quán)利要求9所述的方法，還包括基于所述建模來執(zhí)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)估。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其中，基于所述反饋來更新所述經(jīng)濟(jì)性評(píng)估。
15. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，對(duì)所述氣體操作進(jìn)行建模包括使用多個(gè)通用方程來表示在所述動(dòng)態(tài)模型與所述靜態(tài)模型的多個(gè)方面之間的交互過程；并且將所述多個(gè)通用方程轉(zhuǎn)換為多領(lǐng)域耦合模塊，所述多領(lǐng)域耦合模塊被配置為對(duì)所述靜態(tài)模型、所述動(dòng)態(tài)模型和所述井模型進(jìn)行耦合。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中，將所述多個(gè)通用等式轉(zhuǎn)換為所述多領(lǐng)域耦合模塊中的顯性表達(dá)式，以避免大規(guī)模迭代運(yùn)算。
17. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述動(dòng)態(tài)模型包括從由化學(xué)方面、輸送方面、力學(xué)方面和熱學(xué)方面構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)。
18. 如權(quán)利要求15所述的方法，其中，所述靜態(tài)模型包括從由巖石物理學(xué)方面、地球物理學(xué)/地震方面和地質(zhì)學(xué)方面構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)。
19. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中，基于所述反饋來更新所述靜態(tài)模型和所述動(dòng)態(tài)模型。
20. —種用于執(zhí)行油田的氣體操作的方法，所述油田具有其中包含至少一個(gè)儲(chǔ)層的地層，所述方法包括使用多領(lǐng)域仿真器，通過耦合所述地層的靜態(tài)模型、所述地層的動(dòng)態(tài)模型和井模型來對(duì)所述油田的氣體操作進(jìn)行建模，其中，所述多領(lǐng)域仿真器包括所述靜態(tài)模型、所述動(dòng)態(tài)模型和所述井模型；基于所述建模來執(zhí)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)；并且基于所述經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)來執(zhí)行所述氣體操作。
21. 如權(quán)利要求20所述的方法，還包括基于所述建模來執(zhí)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估。
22. 如權(quán)利要求20所述的方法，其中，對(duì)所述氣體操作進(jìn)行建模包括使用多個(gè)通用方程來表示在所述動(dòng)態(tài)模型與所述靜態(tài)模型的多個(gè)方面之間的交互過程；并且將所述多個(gè)通用方程轉(zhuǎn)換為多領(lǐng)域耦合模塊，所述多領(lǐng)域耦合模塊被配置為對(duì)所述靜態(tài)模型、所述動(dòng)態(tài)模型和所述井模型進(jìn)行耦合。
23. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，將所述多個(gè)通用方程轉(zhuǎn)換為所述多領(lǐng)域耦合模塊中的顯性表達(dá)式，以避免大規(guī)模迭代運(yùn)算。
24. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述動(dòng)態(tài)模型包括從由化學(xué)方面、輸送方面、力學(xué)方面和熱學(xué)方面構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)。
25. 如權(quán)利要求22所述的方法，其中，所述靜態(tài)模型包括從由巖石物理學(xué)方面、地球物理學(xué)/地震方面和地質(zhì)學(xué)方面構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)。
26. —種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包含可由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令，用以執(zhí)行用于油田的氣體操作的方法步驟，所述油田具有其中包含至少一個(gè)儲(chǔ)層的地層，所述指令包括用于以下的功能使用多領(lǐng)域仿真器，通過將所述地層的靜態(tài)模型、所述地層的動(dòng)態(tài)模型和井模型進(jìn)行耦合來對(duì)所述油田的氣體操作進(jìn)行建模，其中，所述多領(lǐng)域仿真器包括所述靜態(tài)模型、所述動(dòng)態(tài)模型和所述井模型；基于所述建模來為所述氣體操作定義開發(fā)規(guī)劃；并且根據(jù)所述開發(fā)規(guī)劃來執(zhí)行氣體注入。
27. 如權(quán)利要求26所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令還包括用于以下的功能基于所述建模來執(zhí)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)估。
28. —種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，包含可由計(jì)算機(jī)執(zhí)行的指令，用以執(zhí)行用于油田的氣體操作的方法步驟，所述油田具有其中包含至少一個(gè)儲(chǔ)層的地層，所述指令包括用于以下的功能使用多領(lǐng)域仿真器，通過將所述地層的靜態(tài)模型、所述地層的動(dòng)態(tài)模型和井模型進(jìn)行耦合來對(duì)所述油田的氣體操作進(jìn)行建模，其中，所述多領(lǐng)域仿真器包括所述靜態(tài)模型、所述動(dòng)態(tài)模型和所述井模型；獲得從由來自所述地層的勘測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)成的組中選擇的至少一個(gè)；基于將來自所述多領(lǐng)域仿真器的仿真數(shù)據(jù)與從由勘測(cè)數(shù)據(jù)和監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)成的組中選擇的所述至少一個(gè)進(jìn)行比較，來提供反饋；并且根據(jù)所述反饋來執(zhí)行所述氣體操作。
29. 如權(quán)利要求28所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，所述指令還包括用于以下的功能基于所述建模來執(zhí)行經(jīng)濟(jì)性評(píng)估。
30. 如權(quán)利要求29所述的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)，其中，基于所述反饋來更新所述經(jīng)濟(jì)性評(píng)估。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于執(zhí)行油田的氣體操作的方法，所述油田具有其中包含至少一個(gè)儲(chǔ)層的地層。所述方法的步驟包括使用多領(lǐng)域仿真器，通過耦合所述地層的靜態(tài)模型、所述地層的動(dòng)態(tài)模型和井模型來對(duì)所述油田的氣體操作進(jìn)行建模，其中，所述多領(lǐng)域仿真器包括所述靜態(tài)模型、所述動(dòng)態(tài)模型和所述井模型；基于所述建模來為所述氣體操作定義開發(fā)規(guī)劃；并且根據(jù)所述開發(fā)規(guī)劃來執(zhí)行氣體注入。
文檔編號(hào)G06G7/48GK101778997SQ200880103374
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2008年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月19日
發(fā)明者J·G·貝格, K·本納屈爾, L·雅姆, M·齊亞丁, S·J·胡爾特, T·S·拉馬克里斯沙南, Y·B·阿爾通達(dá)斯 申請(qǐng)人:普拉德研究及開發(fā)股份有限公司