[发明专利]用于烃储层井连通性图形优化、模拟和开发的系统及方法

说明书

提供了包括将烃井的井筒的轨迹分段的实施例。对于每个段，确定该段是否包括连接部或流动控制元件，并且响应于确定该段包括连接部而生成用于该段的管道链路，响应于确定该段包括一个或多个流动控制元件而生成用于该段的元件链路，或者响应于确定该段不包括连接部或流动控制元件而将该段的建模与用于井筒的相邻段的管道链路的建模合并。基于所生成的管道链路和元件链路，生成用于烃井的简化连通性图形和烃井的模拟。

技术领域

本发明总体上涉及开发烃储层，并且更具体地涉及烃储层井的开发。

背景技术

位于地下的岩石地层通常被称为“地下地层”。包含或预期包含烃(诸如油和气)地下池的多孔或破裂的岩石地层通常被称为“烃储层”。在许多情况下，经由井从烃储层中提取(或“采出”)烃。井通常包括钻入大地中的“井筒”(或“钻孔”)。烃井可以延伸到烃储层中，以例如有助于从烃储层提取烃、将流体注入烃储层、或对烃储层进行评价和监测。

烃的勘探和采出可能涉及许多复杂的阶段以优化烃的提取。例如，储层工程师可能花费时间和精力评估烃储层，以识别从储层提取烃的经济且对环境负责的方式。这可以包括识别烃所在的位置，以及生成拟订用于从储层提取烃的步骤的油田开发计划(FDP)。在许多情况下，操作人员依赖于模拟来表征储层(和储层中的井)并基于该表征开发FDP。例如，工程师可以运行储层的模拟以确定流体(诸如水和烃)在储层中的位置以及预测流体如何在储层内移动。工程师可以使用模拟结果来生成或调整用于储层的FDP。在许多情况下，在储层开发过程中运行模拟并更新FDP。例如，可以运行初始模拟以确定钻出之前的第一组井的位置、组态和操作参数，并且可以运行后续模拟以确定已钻出的第一组井的更新后的操作参数以及待钻出的另外的井的位置、组态和操作参数。因此，模拟可以是开发储层的重要方面。

发明内容

烃储层的成功开发通常取决于提供准确且及时的储层模拟的能力，包括延伸到储层中的井的模拟。例如，储层工程师能够基于模拟来预测储层内的烃和其它物质(诸如注入的水)的移动和采出，并相应地管理储层。这可以包括定位和配置井，以及调整井操作参数，诸如采出和注入速率，以优化从储层提取烃。

储层的模拟通常涉及用单个单元的三维(3D)网格(有时称为模型的“域”)来表示储层的性质的模型(或“储层模型”)。在一些情况下，网格可以包括数百万或数十亿个单元。在模拟运行期间，域可以被划分(或“分割”)成由不同的计算进程并行处理的子域(有时称为“区段”或“分区”)。这可能涉及数千个并行工作的处理器，并且交换关于它们正在处理的子域的信息。例如，高性能计算(HPC)集群的不同组的处理器(或“处理核心”)可以在它们被分配到的相应子域上并行工作，包括在子域的单元上执行处理并且与其它组的处理器共享关于与子域的一个或多个单元接合的单元的信息。

域可以对应于包括节点(或“顶点”)和链路(或“边”)的连通性图形(connectivitygraph)。节点可以表示储层中的对应位置的性质，并且链路可以表示相应节点对之间的关系。例如，一对节点可以与表示性质的“节点”值相关联，所述性质诸如为在相应节点的位置处的孔隙度或饱和度，并且节点之间的链路可以与链路值相关联，诸如对两个位置之间的流体流动(或“流量”)进行建模的方程。

在储层模拟中对井建模的情况下，井可以被表示或“建模”为井连通性图形(或“图形”)中呈现的地下网络，包括反映井元素的节点和链路。元素可以包括例如限定井筒的路径(或“轨迹”)的分支(或“支路”)、井筒管道(或“管”)和诸如穿孔或流动控制装置等流动控制元件。井筒管道可以包括限定井筒中的内部通道的管子(诸如套管或采出油管)，这有助于流体流动通过井筒。穿孔可以包括在井筒的衬层中的开口(诸如在为井筒加衬的套管中的孔)，这有助于流体在储层和井筒之间的流动。流动控制装置可以包括用于控制井中的流体流动和来自井的采出的装置(诸如内部控制装置(ICD)、流入控制阀(ICV)、封隔器或泵)。