[发明专利]优化用于累积液体注入的流量控制装置特性

说明书

发明背景

1.发明领域

本公开大体涉及地下沉积物的开采，并且更具体来说涉及用于为了提高储层开采的目的而优化沿液体注入井的一个或多个流量控制装置的定位和其它特性的方法和系统。

2.相关技术讨论

液体注入指的是石油工业中将流体(通常是水)注入储层以增大压力并且刺激生产的方法。例如，在某些情况下，水代替已采用的石油，因而使得生产率和压力长期保持相同。另外，在某些情况下，水将石油从储层驱替或清除并将其推向井。可以发现，液体注入井位于岸上以及离岸，以提高现有储层的石油开采。

然而，液体注入井经常受到由于接受过度注入率和体积的一个或多个区域而引起的注入流体的不平衡定位的影响。造成这种情况的主要原因是沿井筒的渗透率差异或漏失区域。在注入率不平衡的情况下，可能会出现问题，包括无效的储层排放以及注入生产井中的流体的提早穿透。因此，需要解决方案以克服注入流体的不平衡定位。

附图简述

以下参照附图详细描述了本发明的说明性实施方案，附图以引用的方式并入本文，并且附图中：

图1是根据所公开实施方案的描绘了水平注入井的典型方案的图；

图2是根据所公开实施方案的表明关于注入井的注入液体体积的边界几何形状的示例的图；

图3是根据所公开实施方案的描绘了用于确定最优流量控制装置特性的计算机实现方法的示例的流程图，这些最优流量控制装置特性产生注入前缘的规定形状；

图4是根据所公开实施方案的说明描绘了沿井筒的储层渗透率变化的曲线图的示例的图；

图5是根据所公开实施方案的说明描绘了沿井筒的水前缘轮廓的曲线图的示例的图；

图6是根据所公开实施方案的说明描绘了最优流量控制装置流渗透函数f(z)的曲线图的示例的图，这些流渗透函数产生所需的累积水注入轮廓；

图7是根据所公开实施方案的说明描绘了最优流量控制装置喷嘴尺寸分布的曲线图的示例的图；以及

图8是说明了用于实施所公开实施方案的系统的一个实施方案的框图。

详述

如上所述，液体注入井经常受到由于接受过度注入率和体积的一个或多个区域而引起的注入流体的不平衡定位的影响。根据所公开实施方案，一种用来应对这种不平衡的方法是沿注入井使用一个或多个流量控制装置以使注入地层中的流体平衡。如本文所提及，流量控制装置(FCD)为耦接到井筒的任何装置，该装置导致在井筒与储层之间发生压降，以使得井筒与储层之间位于流量控制装置位置的流量减少。例如，在某些实施方案中，如本领域已知的流入控制装置(ICD)可以结合注入井一起使用以使注入地层中的流体平衡。在这种情况下，ICD充当注入控制装置(这与流入控制装置相对)，因为该注入控制装置将执行控制从中心管注入环形区的流体流量的逆动作。根据所公开实施方案的流量控制装置的非限制性示例为可从获得的注入系统。

为了提高烃类开采，完井设计必须考虑从跟部到趾部的下降、其它井的位置和储层不均匀性。另外，为了最优生产率，需要将FCD设计链接至考虑到储层和井筒的物理特征的模型。另外，该模型必须预测注入流体体积的时间相关性膨胀动力学。

然而，到目前为止，尚未开发简易方法以确定流量控制装置的恰当定位或选择或者预测注入流体体积的时间相关性膨胀动力学。相反，当前方法依赖于人工试错过程，其中使用模拟软件诸如可从LandmarkGraphicsCorporation获得的NETool^TM来模拟沿水平井的流量控制装置的各种尺寸/类型以及定位。

因此，根据所公开的实施方案，提出数值方法和模拟算法以计算最优FCD定位和其它特性(例如，孔数量和孔尺寸和/或FCD的数量和/或类型)，这些特性将沿井筒产生均匀的或规定累积注入轮廓。可以通过示例来说明所公开的实施方案，所述示例使用简化的耦接起来的罐储层-井筒液体动力学模型，该模型考虑到FCD对注入井和地层中的液体行为的影响。所公开的实施方案和方法可以应用于复杂性程度各有不同的耦接起来的储层-井筒模型。

可以通过参照附图的图1至图8来最佳地理解所公开实施方案及其优点，相同的标号用于各附图的相同且相应的部分。在审查随后的附图和详细描述后，本领域技术人员将明白或将变得明白所公开实施方案的其它特征和优点。可以预期的是，所有这种额外的特征和优势都包括在所公开实施方案的范围内。另外，所示附图仅仅是示例性的并且并非旨在断言或暗示对可实施不同实施方案的环境、架构、设计或过程的任何限制。