[发明专利]用于执行油田仿真操作的系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于执行与在其中具有储层的地层有关的油田操作的技术。更具体的，本发明涉及用于执行油田操作的技术，包括对在地层中的储层、盖岩、覆盖层及其它地质结构以及它们对这些油田操作的影响的分析。

背景技术

通常执行诸如勘测、钻井、绳索测试、完井、仿真、规划制定和油田分析之类的油田操作，以定位并收集有价值的井下流体。在图1A-1D中示出了油田及其相关操作的各个方面。如图1A中所示，常常使用诸如地震扫描仪之类的多种采集方法来进行勘测，以产生地下结构的地图。常常分析这些结构，以确定诸如有价值的流体或矿物的地下资源的存在。使用这个信息来评价地下结构，并定位包含希望获得的地下资源的地层。可以评估并分析借助这些采集方法收集的数据以确定这些有价值的物质是否存在，以及它们是否可以被合理地获得。

如图1B-1D所示，可以沿着地下结构设置一个或多个井点，以便从地下储层收集有价值的流体。为井点配置能够定位地下储层并从其中取出碳氢化合物的工具。如图1B所示，通常使钻井工具从石油钻塔沿着给定路径进入地下，以定位有价值的井下流体。在该钻井操作期间，钻井工具可以执行井下测量，以调查井下状况。如图1C所示，在一些情况下，移去钻井工具，并将绳索工具部署在井眼中以执行另外的井下测试。

在完成了钻井操作后，就可以使该井准备好进行仿真。如图1D所示，将井眼完井设备部署在井眼中，以便完成该井从而准备好对经由此处的流体进行仿真。随后从井下储层中将流体抽取到井眼中并流到地面上。将仿真设备设置在地面位置处，以便从井点收集碳氢化合物。从地下储层中抽取的流体经由诸如管道之类的输送机构流到仿真设备。可以在油田附近设置各种设备以监测油田参数和/或操控油田操作。

在油田操作过程中，通常，为了对油田操作进行分析和/或监测而收集数据。例如，这些数据包括地层数据、设备数据、历史数据和/或其它数据。使用各种源来收集与地层有关的数据。这些地层数据可以是静态的或动态的。例如，静态数据与定义了该地层的地质结构的地层结构和地质地层构成相关。例如，动态数据与随时间进展而流经该地层的地质结构的流体有关。可以收集这些静态和/或动态数据，以获得与地层及包含于其中的有价值资源有关的更多知识。

用于收集静态数据的源可以是地震工具，例如，地震卡车，其发送压力波进入地下，如图1A所示。测量这些波，以表征在不同深度处的地质结构的密度变化。这个信息可以用于产生地层的基本结构图。可以用钻心采样和测井技术来收集其它静态测量值。如图1B所示，钻心采样可以用于得到在不同深度处的地层的物理样本。测井通常包括将井下工具部署到井眼中，以收集在不同深度处的各种井下测量值，例如，密度、抵抗力等。例如，可以用图1B的钻井工具和/或图1C的绳索工具来执行这种测井。一旦形成并完成了井，如图1D所示，就用仿真管道使流体流到地面。由于流体流到地面，因此可以监测诸如流体流速、压力和成分之类的各种动态测量值。这些参数可以用于确定地层的各种特性。

可以将传感器设置在油田附近，用以收集与各种油田操作有关的数据。例如，在钻井设备中的传感器可以监测钻井状况，在井眼中的传感器可以监测流体成分，沿着流动路径设置的传感器可以监测流速，在处理设备处的传感器可以监测所收集的流体。可以提供其它传感器用以监测井下状况、地面状况、设备状况或其它状况。监测数据常常用于在不同时间在油田的不同位置做出决定。还可以进一步分析并处理由这些传感器收集的数据。可以收集数据，并用于当前或将来的操作。当这些数据被用于在相同位置或其它位置处的将来的操作时，有时可以将其称为历史数据。

经处理的数据可以用于预测井下状况，并做出与油田操作有关的决定。这些决定可以包括油井规划制定、油井目标设定、油井完成、操作等级、仿真速度及其它操作和/或状况。这个信息常常用于确定何时钻新的井、重新完成现有的井、或改变井眼仿真。

可以分析来自一个或多个井眼的数据，以规划或预测在给定井眼处的各种产出。在一些情况下，来自相邻井眼或者具有类似状况或设备的井眼的数据可以用于预测一个井会进行得如何。在分析油田操作时经常要考虑大量的变量和大量的数据。因此，对油田操作的行为进行建模来确定预期操作过程常常是有用的。在正在进行的操作期间，需要随着条件变化和新信息的接收来调整操作条件。