动态生产系统管理的制作方法

专利名称：动态生产系统管理的制作方法
动态生产系统管理
相关申请的引用
本申请要求提交于2006年1月20日题为"Dynamic Exploration and Production Asset Management"(动态勘探及生产资产管理)的美国专利申 请S/N. 60/760,708的优先权。
扭旦 冃豕
本说明涉及地下油藏的生产管理。
传统上，地下油藏和用于回收、处理并将从油藏回收的资源传输至销售点 的系统还未充分实现，这是由于源自关于油藏和系统的当前及历史数据、专家 解释、决策以及执行动作在时间和通信上的断裂所引起的管理的低效率。时间 和通信上的断裂不仅导致了损失，还导致无法实现改进机会。此外，尽管可以 定期地监视一些生产子系统以寻求减轻损失或改进操作的机会，但经常遭受到 的断裂阻碍了解决所发现和遭受到的损失的影响、或阻碍了用以减轻损失或实 现整个生产系统的改进的动作的发起。优化研究一向说明生产和工作效率的实 质和后续优化是可实现的，并且指示这些系统固有地无法维持上游生产系统的 有效操作。
概要
本公开一般性地描述了用于管理地下油藏的生产的说明性系统和方法，包 括上游生产系统。
一个方面包括一种方法，其中接收关于从地下油藏提取产物的油井操作、 以及地下油藏的特性或销售点上游的处理和传输系统的操作中的至少一个的 数据。响应于接收到的数据与指定操作目标之间的差异对油井或处理和传输系 统中的至少一个发起校正动作。在特定情形下， 一种包括机器可读介质的制品 存储可用以使一个或多个机器执行包括该方法的操作的指令。在特定情形下，
具有至少一个处理器和耦合至所述至少一个处理器的至少一个存储器的一种 系统存储可用以使该至少一个处理器执行包括该方法的操作的指令。
另一方面包括一种方法，其中接收关于从地下油藏提取产物的油井操作以 及地下油藏的特性、或炼油厂之前销售点上游的处理和传输系统的操作中的至 少一个的数据。使用所述数据和所述油井、所述地下油藏以及所述处理和传输 系统的模型，自动确定相关于指定操作目标对所述油井或所述处理和传输系统 中的至少一个的校正动作。对油井、处理和传输系统的采集系统或处理和传输 系统的生产设施中的至少一个的校正动作。在特定情形下， 一种包括机器可读
介质的制品存储可用以使一个或多个机器执行包括该方法的操作的指令。在特 定情形下，具有至少一个处理器和耦合至所述至少一个处理器的至少一个存储
器的一种系统存储可用以使该至少一个处理器执行包括该方法的操作的指令。 另一方面包括一种方法，其中接收关于从地下油藏提取产物的油井操作、 以及地下油藏的特性或销售点上游的处理和传输系统的操作中的至少一个的 数据。响应于接收到的数据自动对油藏、油井、以及处理和传输系统的模型发 起调整。在特定情形下， 一种包括机器可读介质的制品存储可用以使一个或多 个机器执行包括该方法的操作的指令。在特定情形下，具有至少一个处理器和 耦合至所述至少一个处理器的至少一个存储器的一种系统存储可用以使该至 少一个处理器执行包括该方法的操作的指令。
特定方面包括以下这些特征中的一个或多个。操作目标包括产物销售率或 产物生产率中的至少一个。处理和传输系统包括用于在炼油厂上游处理产物的 生产设施和用于将产物从油井运输到销售点的采集系统。自动对生产设施发起 校正动作包括对以下至少之一发起调整提供给分离器的流的量、提供给分离 器的流的压力、提供给分离器的流的流量、提供给脱水器的流的量、提供给脱 水器的流的压力、提供给脱水器的流的流量、阀门、阻气门、流控制设备、压 縮机、泵、加热器、冷却器、或液位。自动对采集系统发起校正动作包括对以 下至少之一发起调整通过管道的流的量、通过管道提供的流的压力、通过管 道提供的流的流量、阔门、阻气门、流控制设备、压縮机、泵、加热器、和冷 却器。自动发起对油井的校正动作包括对油井的产出率或油井的注入率中的至 少一个发起调整。自动确定校正动作是使用地下油藏、油井以及处理和传输系
统的模型来执行的。该模型包括第一主模型、代理模型、或导出模型中的至 少一种。对模型的调整是响应于接收到的数据自动发起的。关于地下油藏的特 性的数据包括地震数据、地质数据或测井数据中的至少一种。关于油井的操作 的数据包括流量、压力、温度、流体成分、流体密度、粘度或致动器状态中的 至少一种。关于处理和传输系统的操作的数据包括流量、压力、温度、流体成 分、流体密度、粘度或致动器状态中的至少一种。接收数据包括实时地接收数 据。自动发起校正动作包括实时地自动发起校正动作。操作可包括自动对油井 或处理和传输系统中的至少一个发起校正动作，校正动作是使用经调整的模型 来确定的。调整模型包括实时地调整模型。
一个或多个实现的详情在附图及以下说明中阐述。其它特征、目的、以及 优点将可从此说明和附图、以及所附权利要求书显而易见。
附图描述


图1是将通常在从地下油藏可得的潜产量与从该油藏得到的实际产量之 间所体验到的产量延缓的分层结构图形地表示为潜能和延缓间隙的条形图。 图2A是对上游生产系统操作的说明性生产管理系统的框图。
图2B是由图2A的说明性管理系统操作的说明性上游生产系统的示意图。 图3A是描绘图2A中说明性生产管理系统的某些子元素的框图。 图3B是描绘图2A中说明性生产管理系统的替换子元素的框图。 图4是图2A中说明性生产管理系统的说明性自动化生产工作流的框图。 图5是描绘图2A中说明性生产管理系统确定上游生产系统潜能和延缓间 隙的操作的框图。
图6是图2A中说明性生产管理系统的说明性自动化模型更新的框图。
图7是描绘图2A中说明性生产管理系统的说明性经编配的生产操作工作 流的操作的流程图。
图8是描绘图2A中说明性生产管理系统的说明性经编配的生产损失报告 工作流的操作的流程图。
图9是描绘图2A中说明性生产管理系统的说明性经编配的维护工作流的 操作的流程图。
图10是描绘图2A中生产管理系统的说明性经编配的生产管理工作流的
操作的流程图。
各附图中的相似的参考标号指示相类似的元素。
具体描述
本公开描述了管理上游生产系统，包括系统及其方法的一些说明性示例。 如在此使用的，上游生产系统包括其中具有一个或多个产烃类地层的一个或 多个地下油藏、用于从油藏提取烃类和其它流体("产物")和副产物的油井、 以及用于处理来自油藏的产物并将其移至销售点的处理和传输系统。在考虑销 售点时无需用常规销售来表征，而是可包括其它转移，这其中包括公司内的控 制转移。上游生产系统可包括横跨多个油井区、开采权或其它法律、政府或物 理边界的油藏，并且可包括由一个或一个以上的公司或法人实体所有、控制或 运营的油藏、油井、以及处理和传输系统。用于提取产物的油井和用于处理及 转移产物的处理和传输系统可包括一个或多个海上或陆上设施。在特定情形 下，产物包括原油、天然气、和/或液化天然气。
首先参照图l，上游生产系统的地下油藏包含有限量的产物。然而出于各 种原因，并非所有产物都能或都将从地下油藏中产出。换言之，产物的一部分 潜产量被延缓。图1中的条形图将产量延缓的分层结构图形地表示为潜能和延 缓间隙。地下油藏内所包含的有限量的可得产物限定了油藏潜能102 (即，上 游生产系统潜产量和可实现回收的最终水平)。以下讨论一些示例分类的产量 延缓。
一种产量延缓——油田开发间隙104，源于地下油藏的油井设施和其它基 础设施可能不能产出地下油藏中有限量的可得产物的全部。例如，在设计油井 设施及基础设施的安装时，可能会权衡成本与预期将从地下油藏获得的产物的 价值。在许多情况下，安装提取所有可得产物所必需的油井和基础设施在财政 上是不可行的。此外，诸如经济因素、政治因素、装备和材料的可用性、人力 可用性及其它因素等各种附加因素可导致不能够提取所有可得产物这一实现。 另外，指定设计在一些操作部分中可能没有完全实现。例如，同时完成将在从 油藏提取产物时使用的全部油井和基础设施可能是不可行的。设计还可能规定 油井和基础设施的分阶段安装以及开采油藏地层的分阶段计划。因此，当油藏
未被完全开发和/或配置以从少于全部的地层开采时，可提取甚至更少的可得产 物。油井和基础设施提取可得产物的能力产生已安装潜能106。因此，油田开
发间隙104根据上游生产系统潜能102与已安装潜能106之间的差异而逐渐形 成。
另一产量延缓——性能间隙108，源于一个或多个地下油藏、油井、以及 处理和传输系统的操作性能的退化。例如，可提取产物的量和提取速率在油藏 的寿命期间改变，并且通常随着油藏条件使得产物提取更加困难而下降。此外， 产物构成可在油藏的寿命期间变化。油藏中可得和/或可行产物的量下降、以及 容易得到、可行的产物耗尽迫使生产转向更难以到达的产物。同样地，在油井 的寿命期间，其提取产物的效率随着井身上条件的改变以及油井的装备及其它 硬件丧失性能(例如，由于磨损、堵塞、故障或其它)而下降。这些油藏和油 井特性是上游生产操作中在特定情形下希望减轻或响应的固有不确定性的原 因。在处理和传输系统的寿命期间，处理和转移产物的效率随着该系统的装备 和其它硬件丧失性能(例如，由于磨损、堵塞、故障及其它)而下降。上游生 产系统操作性能的降低或退化导致可用潜能IIO。因此，性能间隙108根据已 安装潜能106与可用潜能110之间的差异而逐渐形成。
另一产量延缓——可用性间隙112，源于用以实现和维持可用潜能110所 必需的装备、材料、及人力的可用性的缺乏。例如，随着装备和/或油井以及基 础设施的性能的退化，可能降低油井和基础设施或工具的工作效率。为了取回 效率损失，装备可能需要调整、维护或更替，或者油井可能需要检査或退役并 在另一位置重新钻井。如果调整、维护或更替所必需的装备、材料或人力不可 用，则该降低的效率将一直继续到这些装备、材料或人力可用。同样地，在分 阶段的开发计划中，进一步开发油藏的速率可能受到装备、材料、和人力的可 用性的限制。在任何时候，都可能有装备、材料或人力的限制或不可用性阻 碍获得可用潜能110的多种实例。装备、材料和人力的可用性产生操作潜能 114。因此，可用性间隙112根据可用潜能110与操作潜能114之间的差异而 逐渐形成。
另一产量延缓——容量间隙116，源于上游生产系统——包括其被最优地 设置或调整以实现操作潜能114的油井、处理和传输系统以及其组件和装备的
故障。例如，当工作条件改变时，油井、处理和传输系统和/或其组件和装备可 能需要调整以最优或接近最优地补偿条件的改变。另外，油井、处理和传输系 统、和/或其组件和装备的实际操作可能与预期操作不同，这可能是诸如因为效
率损失(例如，由于磨损、堵塞、故障或其它)或者由于油藏、油井、和/或处 理及运输系统的预期操作没有准确表示实际操作(例如，由于最初没有准确建 模或没有精确维护，或者纳入该模型或从该模型导出的假设过期或不正确)。 为了实现预期的操作，油井及基础设施、工具、和/或其装备可能需要调整。可 归因于上游生产系统的组件和子组件未被最优地设置或调整的延缓和产量得
到实际产量120。因此，容量间隙116根据操作潜能114与实际潜能120之间 的差异而逐渐形成。
油田开发间隙104、性能间隙108、可用性间隙112、以及容量间隙116 的总和等于总延缓，或者在特定情形下等于实际产量120与上游生产系统潜能 102之间损失的产量118。在此所述的说明性系统和方法操作(在一些情况下 自动操作)以减小性能间隙108、可用性间隙112和容量间隙116，并且增大 (在一些情况下优化)可用潜能110、操作潜能114、以及实际产量122并减 少总延缓的产量118。
现在转到图2A，以框图格式描绘一说明性生产管理系统200。该说明性 系统200对诸如在图2B中示意性描绘的说明性上游生产系统250等上游生产 系统操作以控制该上游生产系统实现一个或多个操作目标。该说明性生产管理 系统200在特定情形下通过实现一个或多个校正动作来逐步实现或实现一个或 多个操作目标。说明性生产管理系统200的操作以及得到的对上游生产系统 250的控制可全部自动化或可部分自动化。如从以下讨论将变得显而易见的是， 在特定情形下，说明性生产管理系统200可用以对上游生产系统250分析并发 起和/或执行校正动作，并且其操作为连续或基本连续、在规则和/或不规则间 隔上定期、或者有时连续而有时定期。该说明性生产管理系统200的不同方面 可以不同速率工作。在特定情形下，可以与上游生产系统250的相关操作上的 显著改变没有显著延迟地发起和/或执行部分或全部校正动作。在特定情形下， 可以实时地、与上游生产系统250的相关操作上的显著改变在时间上相近 地发起和/或执行部分或全部校正动作。
在特定情形下，操作目标可包括以下一个或多个指定的上游生产系统价 值目标、指定的生产量、指定的生产特性、指定的系统利用率、指定的操作可 用时间/可用性、指定的维护效率、指定的环境辐射、合法性目标或其它目标。 指定的上游生产系统价值目标可包括以下一个或多个指定的净现值、指定的 现金流、指定的生产成本延缓、指定的采油成本、指定的最终回收因素、指定 的最终回收的产物或其它目标。产物特性可包括热值、比重、含硫量、含水量 或其它特性的一个或多个。合法性目标可包括以下一个或多个指定的安全性 目标、指定的辐射、指定的废物处理目标、指定的副产物回收、指定的发电、 指定的产物分配或会计、或其它目标。在特定情形下，可专门将这些目标中的 一个或多个最优化或接近最优化、和/或最大化或接近最大化。例如，在特定情 形下，操作目标可包括将来自上游生产系统的生产量最大化或接近最大化。在 特定情形下，各操作目标可按重要性的分层结构来排序，并且重要的操作目标 在确定校正动作时可加权较大，而不太重要的操作目标可加权较小。
图2B的说明性上游生产系统250包括一个或多个油藏202 (示出一个)、 用于从油藏202提取产物或副产物的一个或多个油井及其它基础设施 204a-204x (统称为油井204)、以及用于处理这些产物(及其它流体)并在油 藏202与一个或多个销售点208 (示出一个)之间进行传输的处理和传输系统 206。
油井204包括用以控制生产和/或来自及去往油井的灌注的组件和装备 252a-252x (统称为组件252)。在特定情形下，组件252包括一个或多个阻气 门、阀门、其它流体控制设备、传感器、测试设备、地面和/或井下蒸汽发生器、 甲醇灌注系统、压縮机、泵及其它装备。在特定情形下，油井204可以是已完 成的，或者可以是在钻井的过程中，并且可包括在钻井的同时正在产油的油井。
处理和传输系统206包括用以在油藏202、 一个或多个生产设施260以及 销售点208之间传送产物和其它流体的采集和传输网络254，其具有输油管网 络256和其它装备及组件258a-258x (通称为装备258)。在特定情形下，釆集 和传输网络254可用以执行以下一种或多种动作将产物或副产物传输回油井 204和/或油藏202以便重新灌注，提供气体以用于从油藏202气举出产物，压 縮产物和/或副产物，泵抽产物和/或副产物，存储产物和/或副产物，执行对产 物和/或副产物的一些处理，或其它功能。在特定情形下，采集和传输网络258
可包括以下一个或多个阀门，阻气门，其它流控制设备，传感器，测试设备， 压縮机，泵，马达，包括加热器和/或冷却器的热交换器，分离器，储油罐及其
它装备。生产设施260用以分离和处理从油井204回收到的一种或多种产物和 副产物。在特定情形下，生产设施260可用以执行以下一种或多种动作从副
产物中分离产物(例如，从水和沉积物中分离烃类)，分离产物(例如，液体 和气体相分离)、处理产物和/或副产物(例如，对产物进行脱硫、脱水、添加 水合抑制剂、和/或移除重金属)，压縮产物和/或副产物，泵抽产物和/或副产 物，存储产物和/或副产物，发电，为产物和/或副产物提供测试和测量，或其
它功能。在特定情形下，生产设施260包括一个或多个阀门，阻气门，其它流 控制设备，传感器、测试设备，压縮机，泵，涡轮，马达，包括加热器和/或冷 却器的热交换器，分离器，脱水器，乳化器，甲醇灌注系统，储油罐及其它装 备。
关于生产管理系统200，该系统的一个或多个方面可用数字电子电路、集 成电路、或用计算机硬件、固件、软件、或用它们的组合来实现。生产管理系 统200的一个或多个方面可用切实包含在机器可读存储设备中供可编程处理器 执行的软件产品(例如，计算机程序产品)来实现，并且处理操作可由执行指 令程序的可编程处理器来执行通过对输入数据运算并产生输出来执行所描述 的功能。这些方面的一个或多个可用在可编程系统上执行的一个或多个软件程 序来实现，该可编程系统包括耦合用以从/向数据存储系统接收数据和指令并传 送数据和指令的至少一个可编程处理器、至少一个输入设备、以及至少一个输 出设备。每个软件程序可根据需要以高级过程或面向对象编程语言、或以汇编 或机器语言来实现；并且在任意情形下，该语言可以是经编译或解释的语言。
说明性生产管理系统200的一个或多个方面可驻留在上游生产系统250 上或远离上游生产系统250。在一个示例中，操作设施262容纳用以操作生产 管理系统200的一个或多个方面的一个或多个处理器264和一个或多个机器可 读存储设备266。在特定情形下，操作设施262远离上游生产系统200驻留并 经由包括一个或多个公众可接入通信网络(例如，因特网、电话网或其它)和 /或一个或多个专用通信网络的有线和/或无线通信网络268与油藏202、油井
204和/或处理和传输系统206的致动器、传感器和/或测试(以下描述)通信。 在特定情形下，操作设施262可驻留在距离上游生产设施250数英里之外，并 且可与上游生产设施250驻留在不同城市、国家或全球性区域。
再次参照图2A，生产管理系统200在特定情形下可包括用以感测油藏202 的特性的一个或多个地面或井下传感器210。系统200还可包括对油藏202基 于地面以及井下的测试212。在特定情形下，这一个或多个传感器210可包括 配置成收集地震数据(包括1D、 2D、 3D、和/或4D地震数据)的地震传感器 (例如，水中听音器和地震检波器)和/或其它传感器。在特定情形下，测试 212包括用以确定地质数据的测试，其中地质数据包括测井数据(声学、伽玛、 中子、电子、或其它类型的测井)、岩心数据、谱密度测井数据中的一种或多 种。传感器210中的一个或多个用以连续或基本连续、以规则和/或不规则的间 隔定期、或者有时连续而有时定期地进行感测。传感器210采样的速率可取决 于该传感器正在感测的特性的性质，包括该特定变化得有多快或者该特性的变 化对生产有什么影响。在特定情形下， 一个或多个传感器采样通常足以捕获到 正在测量的参数在操作上的显著变化。此外，不同的传感器210可以不同的采 样率工作。在特定情形下，传感器210中的一个或多个可用以实时地发送数据 并提供实时数据。如在此使用的实时数据是在时间上接近正在收集的数据的操 作上的显著变化(例如，正在测量一参数，连续地或以规则和/或不规则的间隔 定期地对其测量)。在特定情形下，实时数据可用关于收集的时间和源的信息 来标记或与其相关联，例如以便在并非实时使用时方便对这种数据的使用。实 时数据并不一定是连续数据，但在特定情形下，连续数据可提供实时数据。并 且，测试212可以连续或基本连续地、以规则和/或不规则间隔定期地、或有时 连续而有时定期地来执行，并且可取决于测试的类型。在特定情形下，测试212 通常可足够经常地执行以捕获正在测试的参数的操作上的显著变化。在特定情 形下，部分或全部测试212可被执行用以提供实时数据。
系统200包括可用以感测油井204的特性的一个或多个地面或井下传感器 214、以及可用以控制油井204及其组件252的操作的一个或多个地面或井下 致动器和/或其它管理控件(统称为致动器216)。系统200还包括油井204的 基于地面的和井下测试212。在特定情形下，传感器214感测关于产油和/或灌
注的信息，例如，压力、温度、粘度、流量、成分概况、油井204的组件的操 作状态、及其它特性。在特定情形下，测试218包括用以确定油井204的状况 和操作的测试。在特定情形下，传感器214和/或测试218确定以下一项或多项 生产流量、灌注流量、灌注压力、生产压力、环空压力、地层压力、井底压力、 井口压力、温度、温度勘察测井数据、油井温度瞬时概况数据、流体流量、流 体密度、流体速度、产水量、产油量、产气量、背压、成分、色谱成分分析数 据、井下组件(阀门等)状态、气液比、气油比、及其它数据。如上所述，一 个或多个传感器214可用以连续或基本连续地、以规则和/或不规则间隔定期 地、或有时连续而有时定期地进行感测。传感器214采样的速率可取决于该传 感器正在感测的特性的性质，包括该特定变化得有多快或者该特性的变化对生 产有什么影响。在特定情形下， 一个或多个传感器214通常足够经常地采样以 捕捉正在测量的参数操作上的显著变化。此外，不同的传感器214可以不同的 采样率工作。在特定情形下，传感器214中的一个或多个可用以提供实时数据。 同样，测试218可以连续或基本连续地、以规则和/或不规则间隔定期地、或有 时连续而有时定期地来执行，并且可取决于测试的类型。在特定情形下，部分 或全部测试218可被执行用以提供实时数据。
致动器216可被配置成接收信号(例如，电子、光学、液压、机械、或其 它)并基本上即时或以一定程度的指定或非指定延迟自动地驱动油井204的相 应组件。该信号可提供关于例如对组件252的操作作出调整的校正动作的指令， 包括调整组件252至其工作范围的极限(例如，开/关、打开/关闭、或其它)、 调整组件252 —指定量、或其它指令。在特定情形下，致动器216可响应于相 应的控制信号在没有显著延迟的情况下致动。在特定情形下，信号可由人接收 (例如，通过电话、电子邮件或文本消息、控制面板显示器或其它用户界面上 的信号、口头地、或其它)，后者被指示驱动或随后根据该信号驱动油井204 的组件。在特定情形下，致动器216响应以对油井204及其组件252提供实时 控制。
系统200包括可用以在控制处理和传输系统206及其装备258和260的一 个或多个致动器和/或其它管理控制(统称为致动器222)中感测处理和传输系 统206的特性的一个或多个传感器220。系统200还包括处理和传输系统206
的测试224。在特定情形下，传感器220感测压力、温度、粘度、密度、流量、 流速、成分概况、处理和传输系统206的组件的工作状态、及其它特性。在特 定情形下，致动器222与采集网络258以及涉及产物的处理及向销售点208的 传输的其它组件的部分或全部相关联、并对其进行控制。在特定情形下，测试 224包括用以确定处理和传输系统206的状况和操作的测试。在特定情形下， 传感器220和/或测试224确定以下一项或多项处理流量、灌注流量、处理压 力、灌注压力、温度、流体流量、流体密度、流体速度、产水量、产油量、产 气量、背压、成分、组件(阀门等)状态、气液比、气油比、组件功率使用、 总生产设施功率使用、组件效用使用、总生产设施效用使用、及其它数据。
如上所述，这一个或多个传感器220可用以连续或基本连续地、以规则和 /或不规则间隔定期地、或有时连续而有时定期地进行感测。传感器220采样的 速率可取决于该传感器正在感测的特性的性质，包括该特定变化得有多快或者 该特性的变化对生产的处理和传输有什么影响。在特定情形下， 一个或多个传 感器通常足够经常地采样以捕捉正在测量的参数操作上的显著变化。此外，不 同的传感器220可以不同的采样率工作。在特定情形下，传感器220中的一个 或多个可用以提供实时数据。同样，测试224可以连续或基本连续地、以规则 和/或不规则间隔定期地、或有时连续而有时定期地来执行，并且可取决于测试 的类型。在特定情形下，部分或全部测试224可被执行用以提供实时数据。
致动器222可被配置成接收信号(例如，电子、光学、液压、机械、或其 它)并基本上即时或以一定程度的指定或非指定延迟自动地驱动处理和传输系 统206的相应装备254。该信号可提供关于例如对装备258的操作作出调整的 校正动作的指令，包括调整装备258至其工作范围的极限(例如，开/关、打开 /关闭、或其它)、调整装备258 —指定量、或其它指令。在特定情形下，致动 器222可响应于相应的控制信号在没有显著延迟的情况下驱动。在特定情形下， 信号可由人接收(例如，通过电话、电子邮件或文本消息、控制面板显示器或 其它用户界面上的信号、口头地、或其它)，后者被指示驱动或随后根据该信 号驱动处理和传输系统206的装备258。在特定情形下，致动器222响应以对 处理和传输系统206及其装备258提供实时控制。
系统200包括用以从油藏202、油井204以及处理和传输系统206接收信
息、并向油井204以及处理和传输系统206传送信息的数据中心226。更具体 而言，数据中心226从/向油藏传感器210和测试212，油井传感器214、致动 器216和测试218、以及处理和传输传感器220、致动器222和测试224中的 一个或多个接收数据并传达信息和信号。数据中心226用作通信的网关，并且 包含有用作传感器感测到的数据、根据测试确定的信息、及系统组件的操作状 态的储存库的存储器和数据存储。另外，数据中心226用作向传感器、测试和
致动器传达信息和信号并记录这些信息和信号的网关。
数据中心226还与系统200的其它操作组件和模型通信。在特定情形下， 数据中心226与生产系统模型228、专家分析和智能组件230、协作决策组件 232以及执行动作组件234 (统称为"组件和模型")中的一个或多个通信。 数据中心226接收从系统200的组件和模型接收数据并向它们传达信息和信 号。数据中心226记录在系统200的组件和模型之间传达的信息和信号、以及 在系统200的组件和模型与油藏202、油井204及处理和传输系统206的传感 器、致动器及测试之间传达的信息和信号。这样，数据中心用作关于系统200 所传达的信息及信号的储存库。注意，数据中心226无需从向其传达信息和信 号的每个组件接收数据，反之亦然。并且，尽管在此被描述为直接链接系统200 的操作组件和模型与油藏202、油井204及处理和传输系统206之间的通信， 数据中心226也可同系统200的操作组件和模型与油藏202、油井204及处理 和传输系统206之间的通信并行地放置。换言之，系统200的组件和模型可直 接与油藏202、油井204及处理和传输系统206的传感器和测试通信，并且数 据中心226可以仅用于收集和记录所传达的信息。此外，数据中心226可连续 或基本连续、以规则和/或不规则间隔定期地、或者有时连续而有时定期地传达 部分或全部数据。传达数据的速率可取决于数据的性质，包括该数据更新得有 多快以及数据的变化对生产有何影响。在特定情形下，部分或全部数据被足够 快地传达以捕捉数据操作上的显著变化。此外，不同数据可以不同速率来传达。 在特定情形下，部分或全部数据可以实时传达以提供实时数据。
参照图3A和3B，在特定情形下，数据中心226包括油藏数据库302、监 督控制及数据采集系统(SCADA) 304、工程/生产数据库306、企业信息系统 308、数据历史归档器(DataHistorian)310、计算机化维护及管理系统(CMMS)312、及其它数据组件。数据中心226可被实现为硬件和/或软件。包括油藏数 据库302、 SCADA 304、工程/生产数据库306、企业信息系统308、数据历史 归档器310、计算机化维护及管理系统(CMMS) 312、及其它数据组件的各组 件可被配置成交互和互通信息。油藏数据库302从传感器和油藏302处执行的 测试收集信息。SCADA304监视来自传感器、致动器及在油藏202、油井204 及处理和传输系统206处执行的测试的信息，处理该信息并以易了解的格式向 操作人员显示(例如，在控制面板或其它用户界面的显示器上)，在特性变得 不合需要时发出警报和警告，并且包括控制各传感器、致动器和测试的分布式 控制系统。工程/生产数据库306从传感器、致动器和在油井204处与处理和传 输系统206处执行的测试收集信息——包括关于生产和灌注的信息。企业信息 系统308使得能够对数据中心226的各种数据存储(例如，油藏数据库302、 工程/生产数据库306、数据历史归档器310、及其它数据存储)、数据中心226 的系统(SCADA 304和CMMS 312)、以及系统200的组件和模型进行企业 层的访问。CMMS 312维护所收集的关于在油井204及处理和传输系统206处 执行的维护操作的信息，包括维护例程、维护调度、已完成维护、作业次序、 关于系统200内的装备和设备的信息、及其它信息。
再参照图2A，生产系统模型228可被实现为软件和/或硬件并且可用以对 上游生产系统——包括油藏202、油井204、或处理和传输系统206，上游生产 系统的经济方面、上游生产系统的维护及可靠性方面、或上游生产系统的其它 方面进行建模。
参照图3A，在特定情形下，生产系统模型可包括数个第一主子模型，它 们在特定情形下协同动作并共享信息以对上游生产系统建模并解决各子模型 (在此被称为生产系统模型228a)当中影响另一子模型的一个子模型的变化。 例如，生产系统模型228a可包括地球模型320、油藏模型318、油井模型316、 处理和传输模型314、经济模型338、维护及可靠性模型340或其它模型中的 一个或多个。关于油藏202，地球模型320对油藏202的地质、地球物理或其 它特性中的一个或多个建模。可用于此处的地球模型的一个示例是 PETREL——斯伦贝谢(Schlumberger)科技公司的注册商标。油藏模型318 对油藏202的渗透性、多孔性、油藏压力、水油饱和度、地层学、烃类量、油 藏驱动机构或其它特性中的一个或多个建模。可在此使用的油藏模型的一个示
例是NEXUS——界标制图公司(Landmark Graphics Corporation)的注册商标。 油井模型316特别对上游生产系统的油井204的生产和流特性进行建模——包 括在各个油井处或油井的全部或子集上的流量。可在此使用的油井模型的一个 示例是PROSPER——石油专家有限公司(Petroleum Experts. Ltd)的商标。处 理和传输模型314可对处理和传输系统206的各种装备的操作的压力、流量、 成分、及其它特性进行建模。可在此使用的处理和传输系统模型的一些示例包 括PIPESIM——斯伦贝谢(Schlumberger)科技公司的注册商标，用于对采 集和传输系统方面进行建模；以及HYSIS——海普泰克有限公司(Hyprotech Ltd)的注册商标，用于对生产设施的各方面进行建模。经济模型338对经济 回报、净现值、支出、利润投资比或上游生产系统上将当前产品价格、当前固 定成本、和/或当前可变成本纳入考虑的其它经济因素进行建模。可在此使用的 经济模型的一个示例是ARIES——界标制图公司(Landmark Graphics Corporation)的注册商标。维护及可靠性模型340对故障间平均工作时间、或 上游生产系统的组件及子组件平均修复时间的一个或多个和/或上游生产系统 的其它操作方面进行建模。可在此使用的维护及可靠性模型的一个示例是 MAROS——甲丁科技有限公司(Jardine Technology Ltd)的商标。在特定情形 下，界面系统可在生产系统模型228a内操作以便于和/或使得能够与第一主子 模型协同地相互通信和操作。
如在图3B中所见，在特定情形下，生产系统模型可以是对油藏202、油 井204、处理和传输系统206和/或上游生产系统的其它方面进行建模的单个综 合模型(下文中称为生产系统模型228b)。这种生产系统模型228b可包括对 上游生产系统的物理特性建模的集成系统模型342，对在与上游生产系统和子 系统、元件和组件以及影响上游生产系统的约束——可能是物理的、经济的、 法律的、操作的、组织的或其它方面——相关时被确定为目标函数的系统目标 的分层结构建模的目标函数模型344。生产系统模型228b可以是具有与上述第 一主模型相当的特征和建模的完整模型，或者可以是完整模型的近似或代理。 例如，题为"用代理模拟器进行实时油田和气田生产最优化的方法、系统和计 算机可读介质"(Methods, Systems and Computer-Readable Media for Real-Time
Oil and Gas Field Production Optimization with Proxy Simulator)的美国临时专利 申请No. 60/763,971，以及题为"用物理和代理模拟器对油田和气田生产模型 进行快速更新的方法、系统和计算机可读介质"(Methods, Systems and Computer-Readable Media for Fast Updating of Oil and Gas Field Production Models with Physical and Proxy Simulators )的美国临时专禾U申请No. 60/763,973，以及它们的后续内容描述了可用在生产系统模型228b中的代理建 模技术的一些示例。在特定情形下，生产系统模型228b可从第一主模型314、 316、 318、 320、和/或包括经济模型338、维护及可靠性模型340、和/或附加 模型的其它模型导出。在特定情形下，生产系统模型228b可以是导出的模型， 例如从上游生产系统数据和历史数据导出。在特定情形下，生产系统模型228b 可从第一主模型组件及导出的模型组件的组合导出。
在任一情形下，由于生产系统模型228横跨该上游生产系统，因此它可以 在该模型的对油藏202、油井204、及处理和传输系统206建模的各部分之间 传达信息以应对上游生产系统的一个部分中影响其它部分的变化。例如，油藏 202的变化可能对油井204有相应的影响，而油井204的变化可能对处理和传 输系统206具有相应的影响。
在特定情形下，求解器模块326可被设置成用以使用生产系统模型228(或 生产系统模型228的部分或全部的模块或子模型)来测试上游生产系统的操作 情景并确定一操作情景、以及针对组件和装备的逐步实现或实现一个或多个操 作目标的相应校正动作。如果未被纳入模型本身，则求解器模块326可说明上 游生产系统及子系统、元件和组件以及影响上游生产系统的约束——可能是物 理的、经济的、法律的、操作的、组织的或其它方面——的系统目标的分层结 构。求解器模块326可以是如图3A中所示的专家分析和智能模型230的子集， 如图3B中所示的生产系统模型228的子集，或这两者。在特定情形下，情景 测试可表示上游生产系统的操作中的多个决策点，并且可说明物理设置选项的 范围可能对上游生产系统以及目标函数和对该操作所应用的约束所造成的多 种影响。在特定情形下，执行所选决策所涉及的时间约束对于情景测试可能较 长，而在其它情形下，可能需要没有显著延迟的响应。求解器模型326可用以 在某些情形下经由诸如图4和6中的自动化工作流、而在某些情形下经由图
7-10中的经编配的工作流来提供自动或部分自动的校正动作。在特定情形下，
求解器模块326可与生产系统模型228 —起操作以连续或基本连续地、以规则 和/或不规则间隔定期地、或有时连续而有时定期地确定校正动作。对上游生产 系统的不同方面的校正动作可以不同速率来确定。在特定情形下，校正动作可 与上游生产系统的相应操作上的显著变化没有显著延迟地来确定。在特定情形 下，校正动作可以实时地来确定。校正动作可以与执行动作模块234接口连接， 以经由通过与SCADA接口组件330接口连接来驱动致动器216和致动器222 的高级过程管理而自动地、经由由动态过程工作流模块332协调的经编配的工 作流而至少部分自动地、和/或通过与工作管理系统模块334接口连接以将工作 活动输入到生产系统工作调度而至少部分自动地发起和/或执行所确定的校正 动作。
专家分析和智能模块230可被实现为硬件和/或软件，并且用以应用专家 知识和分析以分析油藏202、油井204、或处理和传输系统206的一个或多个 的操作。相应地，专家分析和智能组件230可执行以下一项或多项标识改进 机会(缺陷和改善机会)、自动验证或便于决策者验证所标识出的改进机会、 或自动确定校正动作和/或便于决策者确定实现该改进机会的校正动作。专家分 析和智能模块230可以与执行动作模块234接口连接，以经由与SCADA接口 组件330接口连接来驱动致动器216和致动器222的高级过程管理而自动地、 经由由动态过程工作流模块332协调的经编配的工作流而至少部分自动地、和 /或通过与工作管理系统模块334接口连接以将工作活动输入到生产系统工作 调度而至少部分自动地发起和/或执行所确定的校正动作。在一个示例中，专家 分析和智能模块230可从数据中心226接收关于系统200的操作的信息，自动 地(即，无需人为输入)将该信息与一个或多个操作目标相比较并标识出校正 动作。该比较可在系统操作期间连续或基本连续地、以规则和/或不规则间隔定 期地、或有时连续而有时定期地执行。执行比较的速率可以取决于所比较的数 据的性质，包括潜在的特性改变得有多快或者潜在特性的变化如何影响系统。 不同数据可以不同速率进行比较。在特定情形下，这些比较中的一个或多个可 以实时地执行。同样，校正动作可在系统操作期间连续或基本连续地、以规则 和/或不规则间隔定期地、或有时连续而有时定期地确定。执行确定的速率可取
决于校正动作的性质、确定是如何作出的、以及所使用的数据，包括潜在特性 变化得有多快或者潜在特性的变化如何影响系统。不同确定可以不同速率执 行。在特定情形下，校正动作的确定中的一个或多个可以实时地来执行。
在特定情形下，如图3中所描绘的，专家分析和智能模块230可包括实现 为软件和/或硬件的咨询子模块322，用以从系统200的其它模块接收输入—— 包括关于改进机会的信息，并指示己标识出改进机会。关于改进机会的信息可 以从来自数据中心226的实际数据，和经由求解器326或经由算法模块324中 指定的算法来自生产系统模型228的经建模的或预期数据(例如，标准或目标， 其中包括性能标准)，以及油藏202、油井204、及处理和传输系统206的预 期操作或指定标准/目标与实际操作之间所标识出的偏差来导出。合起来或者单 独地，算法子模块324、求解器模块326以及知识捕捉模块328起到专家系统 的作用。知识捕捉模块328用作关于上游生产系统的专家知识的储存库，并且 与咨询模块322接口连接以呈现关于在上游生产系统上检测出的状况的信息。 算法子模块324对接收自生产系统模型228及系统200的其它模块的数据应用 算法以帮助解释该数据。如上所提及的求解器模块326对照系统200上的生产 系统模型228以及系统200的其它模块来测试情景以便帮助解释数据并确定与 上游生产系统的操作目标相一致的将来数据。
在便于决策者验证并确定校正动作时，专家分析和智能模块230可经由合 作决策模块232向决策者提供关于系统子集的分析和信息(例如，规范，所设 计的特性，工艺和工具图表，数字建模，历史故障和修复信息，对关于系统子 集的专家系统的访问、缺陷或改进机会的可能缘由的分析、及其它分析和信 息)。专家分析和智能模块230可自动提供信息和分析，或者决策者可向专家 分析和智能模块230询问信息和分析。分析和智能可包括一个或多个推荐的动 作。决策者可与专家分析和智能模块230交互，或者通过经由合作决策模块232 对照生产系统模型228测试情景来确定各种可能动作的效力并使用该信息来选 择将采取的动作。
校正动作可包括对油井204、处理和传输系统206和/或生产管理系统200 自身的校正动作。在特定情形下，对油井204的校正动作可包括使用地面和/ 或井下阀门、阻气门、泵、人工升举设备、或其它流控制设备来调整一个或多
个油井的产出率或灌注率中的至少一个。调整产出/灌注率可包括对一个或多个 油井发起和/或执行一个或多个油井干预动作。例如，油井干预动作可包括油井 模拟、油井压裂、井下设备维护或其它动作中的一个或多个。调整产出/灌注率 可包括隔离一个或多个油藏或地下带。调整产出/灌注率可包括实现设计改变。 在特定情形下，校正动作可包括发起对生产计划和/或油井计划的调整和/或调 整生产计划和/或油井计划(包括指定新油井和/或重新操作或重钻现有油井)。
在特定情形下，对处理和传输系统206的釆集和传输网络254的校正动作 可包括调整以下一项或多项通过管道的流的量、通过管道提供的流的压力、
通过管道提供的流的流量、阀门、阻气门、流控制设备、压縮机、泵、加热器、
和冷却器。在特定情形下，对处理和传输系统206的生产设施260的校正动作
可包括调整以下一项或多项提供给分离器的流的量、提供给分离器的流的压
力、提供给分离器的流的流量、提供给脱水器的流的量、提供给脱水器的流的 压力、提供给脱水器的流的流量、阀门、阻气门、流控制设备、压縮机、泵、
加热器、冷却器、或液位。调整处理和传输系统206可包括使流转向以控制不 同流路径和/或生产流程之间的液压平衡、以便于油井测试或干预、以便于装备 或组件测试或修复/维护、以隔离油井、装备或组件、或其它动机。调整处理和 传输系统206可包括调整处理量——例如甲醛或腐蚀灌注量。调整处理和传输 系统206可包括控制诸如电子、气、致冷、蒸汽和/或压縮空气使用等效用使用。 调整处理和传输系统206可包括控制诸如紧急关闭阀门、集水和火炬系统和/ 或其它系统等安全系统。调整处理和传输系统206可包括实现预防性或校正性 维护和/或设计改变。
一旦已经确定校正动作——或者通过决策者或者自动地，该校正动作就可 在生产系统子集上实现(例如，调整操作、修复、替换装备或其它)或可对生 产系统模型228或专家分析和智能模块230作出改变(例如，更新模型、调整 分析、或其它)。可连续或基本连续地、以规则和/或不规则间隔定期地、或有 时连续而有时定期地对系统作出调整。不同调整可以不同速率作出。在特定情 形下，这些调整中的一个或多个可以实时地执行。以下参照图4-10描述了系 统200的特定实现的更具体示例。
再次参照图2A，执行动作模块234用以驱动并跟踪在系统200内操作以
管理油藏202、油井204、以及处理和传输系统206的多个工作流的进度。执 行动作模块234根据来自数据中心226、生产系统模型228、专家分析和智能 模块230、以及合作决策模块232的提示来驱动上游生产系统的操作。执行动 作模块234还可在一种情形下根据预定频率或时帧、和/或在另一情形下基于向 适当模块提供信息以便该模块在系统200管理中起到其作用的特定事件的发生 而使用发起信息通信的调度器模块336协调数据中心226、生产系统模型228、 专家分析和智能模块230、以及合作决策模块232之间的信息通信。执行动作 模块234可被实现为软件和/或硬件。
在特定情形下，如图3中所示，执行动作模块包括SCADA接口 330、动 态过程工作流332、工作管理系统334、以及实现为软件和/或硬件的调度器336。 SCADA接口 330接收对油井204以及处理和传输系统206的各种组件的一个 或多个设定点(即，校正动作)，并将这些设定点传达给自动控制油井204以 及处理和传输系统206的操作的SCADA 304 (例如，经由去往致动器216和 222的信号)以设置和/或维护这些设定点。在维护这些设定点时，SCADA 304 可操作反馈环路，从数据中心226接收关于实际操作的数据，将该实际操作与 设定点相比较，并且在存在偏差的情况下确定并实现调整以达到这些设定点。 可连续或基本连续地、以规则和/或不规则间隔定期地、或有时连续而有时定期 地操作该反馈环路。在特定情形下，可实时地执行该反馈环路。设定点可从 决策者经由合作决策模块232指定的动作、从专家分析和智能模块230自动地、 从执行动作模块234的工作流自动或半自动地、从生产系统模型228或其它自 动地导出。SCADA304可被实现成对上游生产系统的装备或组件级以及更大 的子集(例如，油井204、处理和传输系统206、或其其它子集)进行控制。
工作管理系统334协调整个系统200的工作(例如，校正动作)的执行， 诸如组件和装备的调整、维护、修复或替换。例如，在特定实现中，工作管理 系统协调人力和工序的调度和指派以便对油藏202、油井204、以及处理和传 输系统206、及系统200的其它组件执行工作。工作管理系统334在特定实现 中还可跟踪工序的状态和/或完成。
动态过程工作流332包括用以驱动系统200管理上游生产系统的的执行的 一个或多个工作流。工作流332协调系统操作中的任务是如何结构化的、谁/
什么来执行它们、它们的相对次序是什么、它们是如何同步的、信息流如何支
持这些任务以及是如何跟踪任务的。动态过程工作流332驱动上游生产系统及 生产管理系统200的管理和操作中的生产操作、模型更新、产量损失报告、维 护、及其它活动。例如，在一些实现中，动态工作流332用以驱动专家分析和 智能模块230标识改进机会，并驱动合作决策模块232提示决策者输入以验证 改进机会和/或实施用以实现所标识出的改进机会的动作。动态工作流332还可
用以驱动并协调被选择用以实现所标识出的改进机会的动作的实现。例如，动 态工作流332可提示对油井204、处理和传输系统206、和/或其致动器216、 222进行维护或调整。在一些情形下，动态工作流332与工作管理系统334及 SCADA接口 330协调以实现调整。在特定情形下，工作流332是动态的，因 为由于并且当改进机会被标识出时工作流编配人工和/或系统交互以使得这些 机会能够更好地在与该机会相一致的时帧中实现。在特定情形下，工作流332 是全自动的。在特定情形下，工作流332用以对上游生产系统提供实时控制。 以下参照图4-10更加具体地对一些示例动态过程工作流332进行描述。
合作决策模块232充当负责上游生产系统的管理和操作的组织(包括例 如，决策者、操作、维护、工程支持人员和特定的供应商和卖方)与系统200 的其它方面之间的接口。通信可经由诸如基于网络或因特网的门户等从系统 200的各组件收集或接收信息、并以容易理解的格式将其显示给用户的计算机 访问的企业信息门户来进行。该门户可经由多种类型的计算机设备来访问，包 括个人计算机、手持式个人助理、固定或移动电话、专用设备、远程终端、及
其它设备。该门户可允许用户定制。门户中的信息可以分层的方式来布置，从 而呈现用户可向其深入挖掘更为具体或相关信息的高层信息。类似或其它通信 可经由发往或接收自实践、电子或其它团体中的一个或多个成员的消息——包 括SMS、电子邮件、文本消息、音频消息和/或其它类型的消息——来进行。 在任一情形下，易理解的格式可包括文本信息、信息的图形表示、可听信息和 /或其它形式的信息。例如，信息可布置成示出工作流，三维设施和油井地下步 行道，压力、温度、流、和其它特性的图形表示，油藏202、油井204及处理 和传输系统206的操作的三维模型的图形、图表、流程图，及其它形式的信息。 提供给合作决策模块232的信息(以及由此的门户或其它通信模式)可连续或
基本连续地、以规则和/或不规则间隔定期地、或有时连续而有时定期地更新。 不同信息可以不同速率更新。在特定情形下，该信息可以是实时信息。题为"用
于实时操作和维护的支持装置、方法和系统"(Support Apparatus, Method and System for Real Time Operations and Maintenance)的美国公开专利申请No. 2004/0153437描述了可用以实现本文中合作决策模块的系统的一个示例。
由于系统200跨上游生产系统操作，因此从上游生产系统的不同方面收集 的信息可以一起呈现。例如，来自油藏202、油井204、以及处理和传输系统 206的一个或多个方面的信息可以一起被分析以提供上游生产系统的状况和操 作的更大形象。在一些情形下，数据可以在油藏202、油井204、以及处理和 传输系统206作为单独实体分析的情况下无法实现的方式来表达上游生产系统 的一个方面的数据与上游生产系统的另一方面的数据之间的相互关系。例如， 用以实现油井204中的改进机会的一个或多个动作可要求完全实现处理和传输 系统206中的某一改变，或者可对处理和传输系统206或油藏202的操作有负 面或正面的影响。同样，用以实现处理和传输系统206中的改进机会的一个或 多个动作可要求完全实现油井204中的某一改变，或者可对油井204的操作或 油藏202有负面或正面的影响。因此，通过基于其对系统的更大影响来选择动 作，可关于动作作出更佳的决策。
现在转到图4-10，描述了系统200的说明性工作流。图4描绘了用以操作 来自上游生产系统的实际产量120的说明性自动化生产操作工作流600。在特 定情形下，自动化生产操作工作流600被实现为软件和/或硬件，并且可相关于 操作目标操作来自上游生产系统的产物。例如，工作流600可使上游生产系统 逐步实现或实现一个或多个操作目标。
在操作中，生产系统模型228自动从数据中心226和生产监督模块604 接收数据。可连续或基本连续地、以规则和/或不规则间隔定期地、或有时连续 而有时定期地接收数据。不同数据可以不同速率接收。在特定情形下，数据可 以无显著延迟地接收，而在一些情形下数据可以实时地接收。使用该数据，生 产系统模型228自动确定诸如致动器216和222等致动器的控制设置以控制上 游生产系统。在特定情形下，生产系统模型228还可确定不受致动器控制而必 须手动控制的组件和装备的控制设置。控制设置可被选择成逐步实现或实现这
一个或多个操作目标，并且可以例如由求解器326与集成系统模型342和目标 函数模型344 (或模型314-320)操作数个情景来确定。在一个示例中，控制 设置可产生实现对生产和关闭油井以及来自生产井的产物流量和压力的设置 以最大化可用采集和传输网络254和/或生产设施256容量的使用的校正动作。 在采集和传输网络254包括一个以上用以传送产物的流送线路和/或生产设施 256可对产物执行并行处理的另一示例中，控制设置可实现阀门、阻气门和其 它控制设置以最优或接近最优地平衡各可用流送线路之间的流送。
在操作610，对油藏202、油井204和/或处理和传输系统206发起和执行 用以实现校正动作的动作，并且记录关于校正动作的信息。至少对实现控制设 置的发起是自动地实现的，并且执行也可自动地实现。动作的执行和记录可经 由SCADA接口 330和/或工作管理系统334来执行。如上所讨论的工作管理系 统334用以协调调度、人员指派、实现动作的工序和其它方面。在特定情形下， 经由诸如致动器216和222等致动器的调整可经由SCADA接口 330来执行。 在特定情形下，对手动控制的组件或装备的调整或本质上不能由SCADA接口 执行的调整可经由工作管理系统334来执行。在一些情形下，例如可经由去往 油井204的致动器216和/或处理和传输系统206的致动器222的信号基本即时 地、或无显著延迟地发起和/或实现动作。动作还可自动地或者全部或部分通过 人为干预地实现。例如，校正动作的性质和幅度(例如，对一指定阀门调整一 指定量)可经由工作管理系统334被传达给人。
在操作612，如下所述，监视油藏202、油井204和/或处理和传输系统的 操作以标识操作的变化，并将这些变化归因于导致这些变化的相应动作。这样， 系统200允许分析这些动作以查看它们在实现改进机会上是否成功。在操作 680，如下所述，生产系统模型228被更新。
确定控制设置、发起和执行控制设置、或者监视变化并将其归因于操作中 的一个或多个可与数据(即，测得或经测试的参数)发生显著操作变化无显著 延迟地执行，而在一些情形下可实时地执行。如果数据是连续或基本连续地、 在足够快的时间间隔(取决于数据类型)收集的、或者是实时数据，则生产操 作工作流600可用以与实际产量120发生变化基本并发地采取校正动作，而在 一些情形下实时地采取校正动作。
现在参照图5，在标识生产系统潜能并归因于损失——操作612时，系统 200可确定安装能力潜能(installed potential) 106、性能间隙108、可用潜能 110、可用性112、操作潜能114和容量116。在操作402，已安置潜能106可 通过用所设计的参数模拟上游生产系统的操作来确定。S卩，安装能力潜能106 是在假定油藏202、油井204以及处理和传输系统206如预期或预想地操作、 并且假定用以实现和维持油藏202、油井204以及处理和传输系统206在预期 或预想水平上的操作所必需的装备、材料、和人员可用的情况下确定的。在操 作404，可用潜能110可通过用所设计的可用性但使用数据中心226所收集的 实际性能数据406模拟上游生产系统的操作来确定。如上所述，数据中心226 从油藏202的传感器210和测试212、油井204的传感器214和测试218、以 及处理和传输系统206的传感器220和测试224收集实际性能数据。性能间隙 108可根据已安置潜能106与可用潜能110之间的差异而确定。在操作408， 操作潜能114可通过用数据中心226收集的实际性能数据和实际可用性数据模 拟上游生产系统的操作来确定。可用性间隙112可根据可用潜能IIO与操作潜 能114之间的差异而确定。此外，容量间隙116可根据操作潜能114与生产数 据412之间的差异而确定。
在每种情形下，如果数据是连续或基本连续地、实时地、或以足够快的时 间周期来收集，则生产系统模型228可被用以在时间上与上游生产系统的操作 变化相近地确定性能间隙108、可用潜能110、可用性间隙112、操作潜能114 和容量间隙116。注意，生产数据412、可用性数据410、以及性能数据406 的变化可不以同样速率发生。例如，性能数据406可能大约数个星期、数个月 或数年没有显著改变。这是由于油藏202、油井204、以及处理和传输系统206 (其生产数据412表示)的操作性能的退化在较长的时段上发生。在油藏202 的一特定示例中，使得产物提取更加困难和/或容易到达的产物耗尽的状况变化 在若干年后发生。在油井204或处理和传输系统206的特定示例中，磨损、堵 塞、以及装备和硬件等的故障发生在诸如若干星期、若干月、或若干年的较长 时段上。相反，生产数据412可能在若干秒、若干分钟或小时内产生显著变化。 这是因为上游生产系统的组件和子组件不能最优地设置或调整以实现操作潜 能的结果发生迅速。例如，如果油井204或处理和传输系统206的阀门失调，
则将对可测量和可校正的流产生基本即时的影响。可用性数据410可在若干小 时、若干天或星期内产生显著改变。
现在参照图6，示意性地描绘了用以自动更新上游生产系统模型228的说 明性自动模型更新680。自动化模型更新680可被实现为软件和/或硬件，并且 可与例如自动化生成操作工作流600或经编配的生产操作工作流650 (如下所 述)等其它工作流并行操作，或者在自动模型更新680的操作期间可停止一个 或多个其它工作流的操作。自动化模型更新680可从一个或多个其它工作流接 收信息。自动化模型更新680可更新如图3A所示的具有诸如模型314-320、 338和340等第一实例模型的生产系统模型228，或者如图3B中所示的具有集 成系统模型342、目标函数模型334和求解器326的生产系统模型228。通过 更新生产系统模型228，生产系统模型228可维持对上游生产系统的准确建模。
在操作中，生产系统模型228自动从数据中心226和生产监督模块604 接收数据。数据可包括例如从SCADA 304获得的当前或基本当前数据(包括 实时数据)、以及例如从数据历史归档器310获得的历史数据。在操作682， 生产系统模型228是对照数据自动验证的。在验证生产系统模型228时，来自 生产系统模型228的模拟对比接收自数据中心226的实际数据进行比较。生产 系统模型228被用以确定是否有任意差异源自上游生产系统的变化、生产系统 模型228的固有错误(例如，错误假设或建模)、或是由于故障数据。如果生 产系统228错误(即，差异不是源于故障数据)，则确定生产系统模型228需 要更新。验证操作可在生产管理系统200的操作期间连续或基本连续地、以规 则和/或不规则间隔定期地、或有时连续而有时定期地执行。生产系统模型228 的不同方面(包括第一主模型314-320、 338、和340的不同方面)可以不同速 率验证。
在操作684，生产系统模型228可通过例如调整该模型所基于的假设、用 以导出模拟的算法、根据其求解模拟的约束、和/或用以改善模拟结果与实际数 据之间的匹配的其它方面来更新。生产系统模型228偶尔需要更新或调整，例 如由于该模型所基于的参数可能是在上游生产系统的生命周期的早期确定的。 随着上游生产系统的操作，积聚了更多可从其更佳地估计参数的数据。此外， 一些参数在系统的生命周期上变化。在一个示例中，生产系统模型228的油藏
建模方面的初始参数是基于地址和/或测井数据。随着生产系统的生产，参数可 使用生产数据和历史匹配来更佳地估计。可使用生产数据在生产系统模型228 的油藏建模方面更新渗透性、粘度、水油接触、故障传递率、含水层粘度、岩 石孔隙量或其它参数的一个或多个。在另一示例中，在操作期间，上游生产系 统的组件和装备沾污和/或性能退化。上游生产系统模型可例如通过确定并应用 表皮因子、热交换器沾污因子、泵效率、压縮机效率、涡轮效率、管道摩擦因 子、阀门摩擦因子及其它因素等的一个或多个来更新以解决沾污和/或性能退 化。在又一示例中，产生的流体随时间变化。通过传感器和测试确定的流体
属性可用于更新生产系统模型228以解决流体随时间的变化。还可更新生产系 统模型228的其它方面和参数。
在特定情形下，可定义调整的指定限度，以使得在需要超过该指定限度的 调整来更新生产系统模型228时可向人员或具有监督权限的人员(例如，经由 合作决策模块232)传达警报。监督权限随后可査看该情况以验证或拒绝超过 该指定限度的调整。
一旦确定了对模型的更新，就在操作684发起和执行调整并将其输入回生 产系统模型228。至少发起操作是自动地实现的，并且执行也可自动地实现。 更新模型可在生产管理系统200的操作期间连续或基本连续地、以规则和/或不 规则间隔定期地、或有时连续而有时定期地执行。生产系统模型228的不同方 面(包括第一主模型314-320、 338、和340的不同方面)可以不同速率更新。 验证模型、发起并执行模型更新的一个或多个方面可与模型和实际上游生产模 型发生显著操作偏离无显著延迟地执行，而在一些情形下可以实时地执行。
现在转到图7，示意性地描绘了用以操作实际产量120的说明性经编配的 生产操作工作流650。说明性生产操作工作流650可通过软件和/或硬件来实现 并且可关于一个或多个操作目标操作来自上游生产系统的产物。例如，工作流 650可操作上游生产系统逐步实现或实现以上提及的一个或多个操作目标。通 过增大或最大化实际产量120，容量间隙116被縮小或最小化。
在操作602，自动标识生产改进机会。生产改进机会可以多种方式来标识。 例如，油藏202、油井204、和/或处理和传输系统206的操作可经由生产数据 412来监视，并对照由生产系统模型228确定的预期操作或指定的生产目标来
比较以确定该操作是否满足预期或指定操作。预期操作或指定生产目标可根据
操作潜能114导出。在另一情形下，油藏202、油井204、和/或处理和传输系 统206的组件和装备的操作可经由生产数据412来监视，并对照发送给这些组 件和装备的指令(由或者使用生产系统模型228根据一个或多个操作目标确定) 来比较以确定这些组件和装备是否根据操作目标来操作。用以确定生产改进机 会的这种比较和其它比较是由生产监督模块604来监视的。在特定情形下，生 产改进机会可通过咨询模块322经由咨询来标识。咨询不仅可以包括对生产改 进机会的指示，还可包括其幅度以及结果容量间隙的可能原因。
在操作606，在操作602标识出的机会对照生产系统模型228进行验证。 在特定情形下，这些机会可自动验证和/或例如经由合作决策模块232由或通过 人为干预来验证。 一旦确定一机会是否有效，在操作608就可授权或不授权用 以处理该机会的动作。例如，如果该机会要由具有监督权限的一人或多人授权， 则该人就被提示查看该机会，并且根据需要验证或进一步验证该机会，并经由 合作决策模块232来批准或反驳该机会。如果动作未被授权，则操作行进到如 下所述的生产损失报告工作流700。在操作610，对油藏202、油井204和/或 处理和传输系统206执行已授权的动作，并记录关于该动作的信息。在特定情 形下，经编配的生产操作工作流650可被配置成在所标识的校正动作在指定限 度内的情况下绕过操作602-608。指定限度可指示以下一种或多种调整的幅 度、调整的性质、指定被调整的特定组件或装备、或其它限度。不论操作602-608 是否被绕过，可能的动作都包括更新一个或多个操作目标、调整油井204和/ 或处理和传输系统206的一个或多个组件和装备的操作(例如，经由致动器 216、 222)、或其它动作。动作的执行和记录是经由SCADA接口 330和/或工 作管理系统334来执行的。如上所讨论的工作管理系统334用以协调调度、人 员指派、实现动作的工序和其它方面。在特定情形下，对手动控制的组件或装 备的调整或本质上不能由SCADA接口执行的调整可经由工作管理系统334来 执行。在一些情形下，例如可经由去往油井204的致动器216和/或处理和传输 系统206的致动器222的信号基本即时地、或延迟极小地发起和/或实现动作。 动作还可自动地或者全部或部分通过人为干预地来实现。例如，校正动作的性 质和幅度可经由工作管理系统334被传达给人。
在操作612，如下所述，监视油藏202、油井204和/或设施的操作以标识 操作的变化，并用将这些变化归因于导致这些变化的相应动作。这样，系统200 允许分析这些动作以査看它们在实现改进机会上是否成功。
操作602-612中的部分或全部可自动地执行，以使得能够脱离决策者进行 管理。可连续或基本连续地、以规则和/或不规则间隔定期地、或有时连续而有 时定期地执行这些操作。不同操作可以不同速率执行。在特定情形下，这些操 作中的一个或多个或者全部可以实时地执行。如果数据是连续或基本连续地、 在足够快的时间间隔(取决于数据类型)收集的、或者是实时数据，生产操作 工作流650可用以标识生产改进机会，并与实际产量120发生变化基本并发地 采取校正动作，而在一些情形下实时地采取校正动作。
图8描绘了用以跟踪随时间的生产损失并减轻该损失由此增大且在一些 情形下最大化实际产量120的说明性经编配的生产损失报告工作流700。该说 明性生产损失报告工作流700可被实现为在与用以驱动工作流700的操作的系 统200的其它组件接口连接的执行动作模块232中操作的软件和/或硬件。生产 损失报告工作流700关于控制油井和基础设施204以及处理和传输系统206中 一个或多个的操作的现有操作目标来操作监督能力。
在操作702，设置生产目标。生产目标表示所希望的来自油藏202、油井 204以及处理和传输系统206的产量，并且在特定情形下是从操作潜能114导 出的。在特定实现中，生产目标可从针对油藏202、油井204以及处理和传输 系统206的预期效率而调整的操作潜能114导出。生产目标是用接收自生产系 统模型228的信息来设置的。在这些实施例中，生产系统模型228根据接收自 SCADA 304的当前生产数据412和接收自数据历史归档器310的历史生产数 据412确定操作潜能114。生产目标可自动地设置，或者可用决策者经由合作 决策模块232的输入来设置。生产损失报告工作流700通过自动提示系统200 的组件(包括生产系统模型228)以及决策者在操作702中设置生产目标时执 行其相应部分来导出生产目标的设置。
在操作704，标识生产损失。生产损失可以多种方式来标识。例如，油藏 202、油井204、和/或处理和传输系统206的操作可经由生产数据412来监视 并且可对照生产目标来比较以确定该操作是否满足生产目标。这种比较和用以
确定生产损失的其它比较由生产监督模块604来监视、并通过咨询模块322经 由咨询来标识。生产监督模块604经由SCADA 304接收当前生产数据412并 经由数据历史归档器310来接收历史生产数据412。咨询不仅可以包括对生产 损失的指示，还可包括其幅度以及结果容量间隙116的可能原因。
在操作706，根据生产损失的原因将生产损失分类。例如，生产损失可被 分类为源于性能退化(即，性能间隙108)、缺乏可用性(即，可用性间隙112)、 要最优调整的组件和子组件的故障(即，容量间隙116)或其它。损失的类别 被传达给生产监督模块604并在进一步的操作中用以标识生产损失。
在操作708,分析生产损失以确定该生产损失是否异常、不可能再次发生、 或者该生产损失是否是一正在发展的损失、以及在一些情形下该生产损失是否 是一增加的损失。在分析生产损失时，分析可注意历史数据趋势以注意该生产 损失是否再次发生、和正在增大或减小。如果确定该生产损失是再次发生的， 则操作708处的分析可自动地确定或便于确定(用决策者的输入) 一个或多个 可能动作以补救该生产损失并行进到操作710。
在操作710，授权用以补救生产损失的动作。该动作可以是在操作708推 荐的动作中的一个或多个，或者可以是另一动作。该动作可自动地授权，或者 可由决策者或用决策者经由合作决策模块232的输入来授权。在一些情形下， 授权的动作可涉及维护工作流500的操作，例如更新性能标准(操作502)、 更新维护策略(操作506)、更新维护例程(操作508)、更新维护调度(操 作510)、或其它。在一些情形下，授权的动作可涉及生产操作工作流600/650 的操作，例如执行操作606-612。在一些情形下，该动作可涉及生产管理工作 流900在操作702更新生产目标的操作。在一些情形下，这些动作可涉及经由 工作管理系统334发起工作、或经由维护工作流500发起维护活动。
操作702-710中的部分或全部可自动地执行，以使得能够脱离决策者进行 管理。可连续或基本连续地、以规则和/或不规则间隔定期地、或有时连续或有 时定期地执行这些操作。不同操作可以不同速率执行。在特定情形下，操作是 实时地执行的。如以上所讨论的，如果数据是连续或基本连续地、在足够快的 时间间隔(取决于数据类型)收集的、或者是实时数据，生产损失报告工作流 700可用以标识生产改进机会，并可与实际产量120发生变化基本并发地采取
校正动作。
现在转到图9，示意性地描绘了操作用以增大且在一些情形下用以最大化 可用潜能110和操作潜能114的说明性维护工作流500。通过增大或最大化可
用潜能110和操作潜能114，性能间隙108和可用性间隙112被縮小或最小化。 该说明性维护工作流500可被实现为在与用以驱动工作流500的操作的系统 200的其它组件接口连接的执行动作模块232中操作的软件和/或硬件。在该说 明性维护工作流500中，在操作502设置性能标准。性能目标表示油藏202、 油井204以及处理和传输系统206的所希望的性能，并且在特定情形下表示安 装能力潜能106。性能标准是用接收自生产系统模型228的维护和可靠性建模 方面的信息来设置的。在特定实施例中，生产系统模型228可被用来标识安装 能力潜能106，并确定上游生产系统的组件和子组件的故障间平均工作时间和 平均修复或预防性干预时间，以及在设置性能标准时修改安装能力潜能106。 性能标准可由生产系统模型228自动设置，或者可由决策者或通过决策者用来 自生产系统模型228的信息进行输入来设置。在决策者参与设置性能标准的情 形下，来自生产系统模型228的信息经由合作决策模块232被传达给决策者。 同样，经由合作决策模块232从决策者处传达性能标准。另外，决策者可在设 置性能标准时经由合作决策模块232访问诸如数据中心226等系统200的其它 组件以作参考。维护工作流500通过自动提示系统200的组件(包括生产系统 模型228)以及决策者在操作502中设置性能标准时执行其相应部分来导出性 能标准的设置。
在操作506-510，设置用于维护上游生产系统的维护计划。具体而言，在 操作506，设置维护策略。在操作508，设置维护例程。维护例程被自动传达 给计算机化维护及管理系统(CMMS) 312。在操作510，设置维护调度。维护 调度被自动传达给企业信息系统308。维护策略、维护例程以及维护调度涉及 油藏202、油井204、及处理和传输系统206中的一个或多个。如上所述，维 护策略、维护例程、以及维护调度可自动设置，或者可用经由合作决策模块232 传达的信息由决策者或用决策者的输入来设置。该说明性维护工作流500通过 自动提示系统200的各组件以及决策者执行他们在操作中的相应部分来驱动操 作506-510。
在操作512，对油藏202、油井204以及处理和传输系统206自动执行维 护并记录关于该维护的信息。维护的执行和记录是经由工作管理工作流800和 工作管理系统334来执行的。工作管理工作流800。工作管理系统334由工作 管理工作流800驱动来实现维护。如上所讨论的工作管理系统334用以协调调 度、人员指派、实现维护的工序和其它方面。工作管理系统还自动关于调度、 人员、工序、状态完成、及在实现维护时所采取的动作向CMMS312报告。
在操作518，工作流500通过提示工作管理系统334和维护分析模块516 关于效率的信息来驱动对维护操作的效率分析。效率分析一般确定维护计划 (即，维护策略、维护例程和维护调度)正执行到什么程度。维护分析模块516 从CMMS312采集信息并确定关于维护效率的信息，例如，包括百分比效率、 利用率、采取了多少计划动作、采取了多少非计划动作、及其它信息。
在操作520，工作流500通过提示装备监视及分析模块524关于维护操作 的效用的信息来驱动对维护操作的效用分析。效用分析一般确定正在执行的维 护在维护安装能力潜能106上有效到什么程度。例如，效用分析可指出虽然正 对一组件执行调度维护，但该组件仍然遭遇到频繁故障。装备监视及分析模块 524监视接收自SCADA 304的关于系统200的装备和组件的当前性能和状况 信息、以及接收自数据历史归档器310的关于系统200的装备和组件的历史性 能和状况信息。装备监视及分析模块524输出包括故障间平均工作时间数据、 平均修复时间、及其它性能数据406和可用性数据410的信息。
在操作528，将操作518的效率分析和操作520的效用分析的输出与在操 作502设置的性能标准相比较。在操作530，鉴于维护的效率和效用与性能标 准之间的比较来确定动作。如果维护的效率和效用与性能标准之间没有显著差 异，则所采取的动作可以在设置的维护策略、维护例程、及维护调度下继续操 作。相应地，操作返回操作512并如上所述地重复。如果维护的效率和效用与 性能标准之间有显著差异，则所采取的动作可更新性能标准、更新维护策略、 更新维护例程、和/或更新维护调度。在操作530决定动作时，可以参考根本原 因分析模块526，它接收来自装备监视及分析模块524和维护分析模块516的 输入以便于或执行对维护操作的效率和效用与性能标准之间的差异的根本原 因分析。在一些情形下，可自动地确定动作。或者，决策者经由合作决策模块确定该动作。如果决策者涉及动作确定，则关于维护操作
的效率和效用与性能标准之间的差异的信息、关于自动确定的可能动作的信
息、以及来自根本原因分析模块526的信息中的一个或多个可经由合作决策模 块232被传达给决策者。工作流500将提示决策者确定动作，由此驱动决策者 在系统200的操作中的相应部分。另外，通过合作决策模块232，决策者可以 访问关于油藏202、油井204、以及处理和传输系统206的操作的当前和历史 等其它信息。动作是自动确定还是用来自决策者的输入来确定可取决于维护动 作的效率和效用与性能标准之间的差异的幅度、根本原因分析模块526所确定 的可能的根本原因、和/或其它因素。同时，如果该动作是自动确定的，则决策 者可查看该动作、并确定保持该自动作出的动作和/或经由合作决策模块232 作出进一步或不同的动作。根据自动或由决策者决定的动作，操作可返回到更 新性能标准的操作502、更新维护策略的操作506、更新维护例程的操作508、 和/或更新维护调度的操作510中的一个或多个。 一旦已实现了动作，系统200 就可用以跟踪油藏202、油井204、处理和传输系统206、以及系统200的操作 的变化以将这些变化与导致变化的相应动作相关联。这样，系统200允许分析 这些动作以査看它们在实现改进机会上是否成功。
注意，操作512-530中的部分或全部可自动地执行，以使得能够脱离决策 者进行管理。可连续或基本连续地、以规则和/或不规则间隔定期地、或有时连 续而有时定期地执行这些操作。在特定情形下，这些操作中的一个或多个可以 实时地执行。如上所讨论的，如果数据是连续或基本连续地、在足够快的时间 间隔(取决于数据类型)收集的、或者是实时数据，则维护工作流500可用以 确定维护操作的效率和效用与性能标准之间的差异，并可与维护操作对可用潜 能110和操作潜能114的影响基本并发地采取校正动作。例如，如果确定一计 划动作未被实现，则可采取基本即时的动作以在操作510重新调度该动作。在 另一示例中，可确定组件或装备的操作指示一即将发生或正在发生的故障，并 可采取一基本即时的动作以在操作510发起校正动作。
现在参照图10，示意性地描绘了用以管理上游生产系统的生产操作的说 明性生产管理工作流卯0。在利用上游生产系统时，开发了一高层生产系统(或 资产)参考计划/基本原理902，其在一较高层面上勾勒了上游生产系统将依据
其以进行操作的目标和一般性基本原理。例如，计划/基本原理902可勾勒上游 生产系统将被用以挖掘特定油藏或地带内的可用或假定可得的储量，在若干年 内产出指定的生产量，将以特定容量、发展的或假定的产物特性、与投资决策 一致的关键经济因素和假定、人员水平和操作支出来设计和/或操作。这些假定 和参数在上游生产系统的使用期中经常改变，并且可影响生产模型或生产系统 目标和约束。
在操作904，根据生产系统参考计划/基本原理902使用生产系统模型228 确定关于计划上游生产系统使用寿命的子集——例如一年的更具指导性的生 产计划。在特定情形下，生产计划可设置操作目标、假定的经济因素、可用操 作支出、资本投资计划中的一个或多个。这些假定和参数在生产计划的时段上 经常改变，并且可影响生产模型或生产系统目标和约束。在操作906，使用确 定的生产计划，设置将在上游生产系统的寿命期间执行的工作动作。这些工作 动作旨在维护上游生产系统、操作并维护组件和装备。初始工作动作被传达给 如上所述地协调实现这些初始工作动作的工作管理系统334。还设置上游生产 系统的生产目标例如以用于生产损失报告(例如，在工作流700中)。使用生 产系统模型228，为上游生产系统的操作确定初始控制设定点并实现这些设定 点。
在操作908，上游生产系统最初基于在操作906确定的控制设定点和工作 动作来操作。关于上游生产系统的操作的数据被传达给生产监督模块604。此 后，在操作910，对照上游生产系统模型228运行操作情景以确定根据控制设 置和根据生产管理工作流600/500实现的控制设置。在操作912，例如如在模 型更新680所描述地那样对生产系统模型228进行维护。
参照图4-10描述的说明性工作流被提供用于示例目的，并且这些工作流 中的一个或多个可以改变或省略。这些说明性工作流中的一个或多个或全部可 以至少部分地并发或在不同时刻、以任意次序或无序地执行。此外，这些说明 性工作流的步骤的一个或多个还可改变或省略。 一给定说明性工作流内步骤中 的一个或多个或全部可以至少部分地并发或在不同时刻、以任意次序或无序地 执行。在特定情形下，销售点在炼油厂之前，产物在炼油厂处从原始或初步产 物被进一步处理成最终或接近最终的产物，诸如燃气、柴油、燃料油、和/或液 化石油天然气(LPG)等。
上述说明性系统和方法的部分允许进行持续的上游生产系统广泛改进，并 且在一些情形下允许优化操作以提取、处理来自一个或多个油藏的产物并将其 传输到一个或多个销售点。在这些说明性系统和方法中，闭环系统重复操作以 管理(并且在一些情形下最大化)油藏、油井及基础设施、和设施中一个或多 个的性能，装备、材料及人员的可用性，和/或油藏、油井、以及处理和传输系 统的操作。
上述说明性系统和方法中的一部分跨油藏、油井及基础设施、以及处理和 传输系统地集成数据和分析。这些集成的数据和分析允许访问通常不能一起访 问的信息，以及说明动作对油藏、油井及基础设施以及处理和传输系统中的一 个或全部的影响。对来自整个上游生产系统的数据的唯一访问使得决策者能够 标识油藏、油井及基础设施、以及处理和传输系统的操作之间的协作。说明动 作对上游生产系统的各方面中的一个或全部的影响的能力允许对用以实现改 进机会的动作作出更具见识的决策。
在上述说明性系统和方法的一部分中，生产数据、可用性数据及性能数据 是被监视的，而改进机会是自动标识的。这种监视使决策者能根据异常来进 行管理，即仅在需要其输入时作出响应。此外，在一些情形下，可自动地确定 动作，以进一步增强决策者根据异常来管理上游生产系统的能力。
在上述说明性系统和方法的一部分中，采取用以实现改进机会的动作被从 改进机会的标识一直到由于动作的实现而引起的改变进行跟踪。通过跟踪改 进机会、动作及得到的改变，可将改变归因于所采取的动作，并且可确定该动 作在实现改进机会上是否成功(和/或有多成功)。
在上述说明性系统和方法的一部分中，动态工作流被实现以驱动上游生产 系统的管理。通过驱动上游生产系统的管理，管理上游生产系统时操作之间的 滞后时间被縮短，源于确定下一步骤的困惑被消除，以及决策者被从耗时的低 级管理活动——诸如定期地监视对应改进机会的数据和这些动作的日常实 现——中解脱出来。
在上述说明性系统和方法的一部分中，数据是实时地感测和/或处理的， 从而允许决策者和工作流基本上在改进机会发生时标识和实现改进机会。
已描述了数个实现。但是，应理解的是可作出各种修改。相应地，其它实 施例也落在所附权利要求的范围之内。
权利要求
1.一种方法，包括接收关于从地下油藏提取产物的油井操作、以及所述地下油藏的特性或炼油厂之前的销售点上游的处理和传输系统的操作中的至少一个的数据；使用所述数据和所述油井、所述地下油藏以及所述处理和传输系统的模型关于指定的操作目标自动确定对所述油井或所述处理和传输系统中的至少一个的校正动作；以及对所述油井、所述处理和传输系统的采集系统或所述处理和传输系统的生产设施中的至少一个自动发起所述校正动作。
2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述校正动作包括对所述油 井、所述处理和传输系统的采集系统或所述处理和传输系统的生产设施中的至 少一个的操作的调整。
3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述自动确定包括实时自动 确定。
4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括响应于接收到的数据 自动发起对所述模型的调整。
5. —种方法，包括接收关于从地下油藏提取产物的油井操作以及所述地下油藏的特性或销 售点上游的处理和传输系统的操作中的至少一个的数据；以及响应于接收到的数据与指定的操作目标之间的差异自动地对所述油井或 所述处理和传输系统中的至少一个发起校正动作。
6. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述操作目标包括产物销售 率或产物生产率中的至少一个。
7. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述处理和传输系统包括用于在炼油厂上游处理产物的生产设施和用于将所述产物从所述油井运输到所 述销售点的采集系统。
8. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，自动对所述生产设施发起校正动作包括对以下至少之一发起调整提供给分离器的流的量、提供给所述分 离器的流的压力、提供给所述分离器的流的流量、提供给脱水器的流的量、提 供给所述脱水器的流的压力、提供给脱水器的流的流量、阀门、阻气门、流控 制设备、压縮机、泵、加热器、冷却器、或液位。
9. 如权利要求7所述的方法，其特征在于，自动对所述采集系统发起校 正动作包括对以下至少之一发起调整通过管道的流的量、通过管道提供的流 的压力、通过管道提供的流的流量、阀门、阻气门、流控制设备、压縮机、泵、 加热器、和冷却器。
10. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，自动发起对所述油井的校正 动作包括对所述油井的产出率或所述油井的灌注率中的至少一个发起调整。
11. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括使用所述地下油藏、 所述油井以及所述处理和传输系统的模型来自动地确定所述校正动作。
12. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述模型还包括第一主模型、代理模型、或导出模型中的至少一种。
13. 如权利要求11所述的方法，其特征在于，还包括响应于接收到的数据自动发起对所述模型的调整。
14. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述关于地下油藏的特性的 数据包括地震数据、地质数据或测井数据中的至少一种。
15. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述关于油井的操作的数据 包括流量、压力、温度、流体成分、流体密度、粘度或致动器状态中的至少一 种。
16. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述关于处理和传输系统的 操作的数据包括流量、压力、温度、流体成分、流体密度、粘度或致动器状态 中的至少一种。
17. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，接收数据包括实时地接收所 述数据。
18. 如权利要求5所述的方法，其特征在于，自动地发起校正动作包括实 时地自动发起校正动作。
19. 一种包括用于存储用以使一个或多个机器执行操作的指令的机器可 读介质的制品，包括 接收关于从地下油藏提取产物的油井操作以及所述地下油藏的特性或销 售点上游的处理和传输系统的操作中的至少一个的数据；以及响应于接收到的数据与指定的操作目标之间的差异自动地对所述油井或 所述处理和传输系统中的至少一个发起校正动作。
20. 如权利要求19所述的制品，其特征在于，所述操作目标包括产物销 售率或产物生产率中的至少一个。
21. 如权利要求19所述的制品，其特征在于，所述处理和传输系统包括 用于在炼油厂上游处理产物的生产设施和用于将所述产物从所述油井运输到 所述销售点的采集系统。
22. 如权利要求21所述的制品，其特征在于，自动对所述生产设施发起 校正动作包括对以下至少之一发起调整提供给分离器的流的量、提供给所述分离器的流的压力、提供给分离器的流的流量、提供给脱水器的流的量、提供 给所述脱水器的流的压力、提供给脱水器的流的流量、阀门、阻气门、流控制 设备、压縮机、泵、加热器、冷却器、或液位。
23. 如权利要求21所述的制品，其特征在于，自动对所述采集系统发起 校正动作包括对以下至少之一发起调整通过管道的流的量、通过管道提供的流的压力、通过管道提供的流的流量、阀门、阻气门、流控制设备、压縮机、 泵、加热器、和冷却器。
24. 如权利要求19所述的制品，其特征在于，自动发起对所述油井的校正动作包括对所述油井的产出率或所述油井的灌注率中的至少一个发起调整。
25. 如权利要求19所述的制品，其特征在于，还包括使用所述地下油藏、 所述油井以及所述处理和传输系统的模型来自动地确定所述校正动作。
26. 如权利要求25所述的制品，其特征在于，所述模型还包括第一主模 型、代理模型、或导出模型中的至少一种。
27. 如权利要求25所述的制品，其特征在于，所述操作还包括响应于接 收到的数据自动发起对所述模型的调整。
28. 如权利要求19所述的制品，其特征在于，所述关于地下油藏的特性 的数据包括地震数据、地质数据或测井数据中的至少一种。
29. 如权利要求19所述的方法，其特征在于，所述关于油井的操作的数 据包括流量、压力、温度、流体成分 一种。
30. 如权利要求19所述的制品的操作的数据包括流量、压力、温度 态中的至少一种。
31. 如权利要求19所述的制品 所述数据。
32. 如权利要求19所述的制品 实时地自动发起校正动作。
33. —种系统，包括 至少一个处理器；以及至少一个处理器，其耦合至所述至少一个处理器并存储用以使所述至少一 个处理器执行包括以下动作的操作的指令接收关于从地下油藏提取产物的油井操作以及所述地下油藏的特性或销售点上游的处理和传输系统的操作中的至少一个的数据；以及响应于接收到的数据与指定的操作目标之间的差异自动地对所述油井或 所述处理和传输系统中的至少一个发起校正动作。
34. 如权利要求33所述的系统，其特征在于，所述操作目标包括产物销 售率或产物生产率中的至少一个。
35. 如权利要求33所述的系统，其特征在于，所述处理和传输系统包括 用于在炼油厂上游处理产物的生产设施和用于将所述产物从所述油井运输到 所述销售点的采集系统。
36. 如权利要求33所述的系统，其特征在于，自动对所述生产设施发起 校正动作包括对以下至少之一发起调整提供给分离器的流的量、提供给所述 分离器的流的压力、提供给分离器的流的流量、提供给脱水器的流的量、提供 给所述脱水器的流的压力、提供给脱水器的流的流量、阀门、阻气门、流控制 设备、压縮机、泵、加热器、冷却器、或液位。
37. 如权利要求33所述的系统，其特征在于，自动对所述采集系统发起 校正动作包括对以下至少之一发起调整通过管道的流的量、通过管道提供的、流体密度、粘度或致动器状态中的至少，其特征在于，所述关于处理和传输系统 、流体成分、流体密度、粘度或致动器状，其特征在于，接收数据包括实时地接收，其特征在于，自动地发起校正动作包括 流的压力、通过管道提供的流的流量、阀门、阻气门、流控制设备、压縮机、 泵、加热器、和冷却器。
38. 如权利要求33所述的系统，其特征在于，自动发起对所述油井的校 正动作包括对所述油井的产出率或所述油井的灌注率中的至少一个发起调整。
39. 如权利要求33所述的系统，其特征在于，还包括使用所述地下油藏、 所述油井以及所述处理和传输系统的模型来自动地确定所述校正动作。
40. 如权利要求39所述的系统，其特征在于，所述模型还包括第一主模 型、代理模型、或导出模型中的至少一种。
41. 如权利要求39所述的系统，其特征在于，所述操作还包括响应于接 收到的数据自动发起对所述模型的调整。
42. 如权利要求33所述的系统，其特征在于，所述关于地下油藏的特性 的数据包括地震数据、地质数据或测井数据中的至少一种。
43. 如权利要求33所述的系统，其特征在于，所述关于油井的操作的数 据包括流量、压力、温度、流体成分、流体密度、粘度或致动器状态中的至少 一种。
44. 如权利要求33所述的系统，其特征在于，所述关于处理和传输系统 的操作的数据包括流量、压力、温度、流体成分、流体密度、粘度或致动器状 态中的至少一种。
45. 如权利要求33所述的系统，其特征在于，接收数据包括实时地接收 所述数据。
46. 如权利要求33所述的系统，其特征在于，自动地发起校正动作包括 实时地自动发起校正动作。
47. —种方法，包括接收关于从地下油藏提取产物的油井操作以及所述地下油藏的特性或销 售点上游的处理和传输系统的操作中的至少一个的数据；以及响应于接收到的数据自动对所述油藏、所述油井、以及所述处理和传输系 统的模型发起调整。
48. 如权利要求47所述的方法，其特征在于，所述处理和传输系统包括 用于在炼油厂上游处理产物的生产设施和用于将所述产物从所述油井运输到 所述销售点的采集系统。
49. 如权利要求47所述的方法，其特征在于，所述关于地下油藏的特性的数据包括地震数据、地质数据或测井数据中的至少一种。
50. 如权利要求47所述的方法，其特征在于，所述关于油井的操作的数 据包括流量、压力、温度、或流体成分中的至少一种。
51. 如权利要求47所述的方法，其特征在于，所述关于处理和传输系统 的操作的数据包括流量、压力、温度、或流体成分中的至少一种。
52. 如权利要求47所述的方法，其特征在于，接收数据包括实时地接收 所述数据。
53. 如权利要求47所述的方法，其特征在于，调整模型包括实时地调整 所述模型。
54. 如权利要求47所述的方法，其特征在于，所述模型还包括第一主模 型、代理模型、或导出模型中的至少一种。
55. 如权利要求47所述的方法，其特征在于，还包括自动对所述油井或 所述处理和传输系统中的至少一个发起校正动作，所述校正动作是使用所述经 调整的模型来确定的。
56. —种包括用于存储用以使一个或多个机器执行操作的指令的机器可 读介质的制品，包括接收关于从地下油藏提取产物的油井操作以及所述地下油藏的特性或销 售点上游的处理和传输系统的操作中的至少一个的数据；以及响应于接收到的数据自动对所述油藏、所述油井、以及所述处理和传输系 统的模型发起调整。
57. 如权利要求56所述的制品，其特征在于，所述处理和传输系统包括 用于在炼油厂上游处理产物的生产设施和用于将所述产物从所述油井运输到 所述销售点的采集系统。
58. 如权利要求56所述的制品，其特征在于，所述关于地下油藏的特性 的数据包括地震数据、地质数据或测井数据中的至少一种。
59. 如权利要求56所述的制品，其特征在于，所述关于油井的操作的数 据包括流量、压力、温度、或流体成分中的至少一种。
60. 如权利要求56所述的制品，其特征在于，所述关于处理和传输系统 的操作的数据包括流量、压力、温度、或流体成分中的至少一种。
61. 如权利要求56所述的制品，其特征在于，接收数据包括实时地接收所述数据。
62. 如权利要求56所述的制品， 所述模型。
63. 如权利要求56所述的制品， 型、代理模型、或导出模型中的至少
64. 如权利要求56所述的制品，其特征在于，调整模型包括实时地调整其特征在于，所述模型还包括第一主模 -种。其特征在于，还包括自动对所述油井或 所述处理和传输系统中的至少一个发起校正动作，所述校正动作是使用所述经 调整的模型来确定的。
65. —种系统，包括 至少一个处理器；以及至少一个处理器，其耦合至所述至少一个处理器并存储用以使所述至少一个处理器执行包括以下动作的操作的指令接收关于从地下油藏提取产物的油井操作以及所述地下油藏的特性或销售点上游的处理和传输系统的操作中的至少一个的数据；以及响应于接收到的数据自动对所述油藏、所述油井、以及所述处理和传输系 统的模型发起调整。
66. 如权利要求65所述的系统，其特征在于，所述处理和传输系统包括 用于在炼油厂上游处理产物的生产设施和用于将所述产物从所述油井运输到 所述销售点的采集系统。
67. 如权利要求65所述的系统，其特征在于，所述关于地下油藏的特性 的数据包括地震数据、地质数据或测井数据中的至少一种。
68. 如权利要求65所述的系统，其特征在于，所述关于油井的操作的数 据包括流量、压力、温度、或流体成分中的至少一种。
69. 如权利要求65所述的系统，其特征在于，所述关于处理和传输系统 的操作的数据包括流量、压力、温度、或流体成分中的至少一种。
70. 如权利要求65所述的系统，其特征在于，接收数据包括实时地接收 所述数据。
71. 如权利要求65所述的系统，其特征在于，调整模型包括实时地调整 所述模型。
72. 如权利要求65所述的系统，其特征在于，所述模型还包括第一主模 型、代理模型、或导出模型中的至少一种。
73. 如权利要求65所述的系统，其特征在于，还包括自动对所述油井或 所述处理和传输系统中的至少一个发起校正动作，所述校正动作是使用所述经 调整的模型来确定的。
全文摘要
接收关于从地下油藏(202)提取产物的油井(204)操作、以及地下油藏(202)的特性或销售点上游的处理和传输系统的操作中的至少一个的数据。可响应于接收到的数据与指定的操作目标之间的差异自动地对油井(204)或处理和传输系统(206)中的至少一个发起校正动作。可响应于接收到的数据自动对油藏、油井、以及处理和传输系统的模型(228)发起调整。
文档编号G06G7/48GK101371164SQ200780002565
公开日2009年2月18日 申请日期2007年1月19日 优先权日2006年1月20日
发明者A·拉塞尔, L·里德, R·埃拉, W·D·约翰逊 申请人:界标制图有限公司