选择和优化用于产量平台的油田控制的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及对于给定的地下烃(油)田产量确定能源生产控制，并且更具体地涉及指定用于维持最优的油田产量的控制(通过随着时间类似平台的曲线)。
【背景技术】
[0002]对于给定的地下烃(油)田，能源生产设施设计通常是基于一般的油生产考虑。一般来说，经济业务单位提供较低的设计限制。此限制可能基于平台生产持续时间以及对回收设施建设成本所需的时间长度。对于所选择的生产持续时间，平台生产意指持续的、恒定的能源生产。经济业务单位还针对平台持续时间规定设计上限(通常合同地设置)，例如，合同条约将来自给定油田的生产限制在某个时间框，或者依赖油田许可。因此，确定油田生产通常包括寻找生产控制(例如油田速率)，其旨在针对所选择的生产持续时间维持恒定的生产。
[0003]以前，设计者特别是通过反复试验并且通过先前经验的指导来生成平台生产曲线。设计者使用简单的、分析油产量的模型来粗略估计优化的平台值。然而，这些粗略估计依赖于非常简单的不精确的模型。这些模型是不稳健的，往往会导致错误的决策，并经常没有考虑到固有的不确定性。
[0004]最近，设计者已经使用基于模拟的油田生产来优化设计。考虑到平台的持续时间(例如，最小和最大持续时间)，为了更准确的结果，向这些油田模拟提供一般的优化约束。而更准确的，包括在基于模拟的方法中的不确定性以及将该问题制定为一般的优化问题，使得由于需要求解多变量优化问题得出求解变得更复杂和昂贵。在某些参数(例如，储集层的几何轮廓)中的不确定性通常通过考虑一组参数分布进行量化，其中每一个均具有相关联的概率。得出求解通常需要数千个储集层流动模拟，花费数天的时间计算来完成。因而，相关联的计算成本可能过高。此外，这种方法通常不适合互动、快速地作出决定。
[0005]因此，需要根据可量化的不确定性，快速、廉价且有条不紊地生成油田生产控制，其旨在优化持续的生产(即，通过随着时间类似平台的曲线)并且还需要生成油田生产控制用于实现先前给定的平台持续时间。
【发明内容】
[0006]根据储集层工程术语，田油生产速率(FOPR)是指对于整个油田的油生产的速率，并且通常以每天多少桶(桶/天)来进行测量。除了油之外，生产井还可以生产其他流体(例如水)。因此，油田流体生产速率(FFPR)是指对于整个油田的流体生产的速率。
[0007]类似地，油田流体注入速率(FFIR)涉及为扫油而注入的流体的总量。商业流体流动模拟器(例如,ECLIPSE)使得能够(利用效率指南)针对给定的每个单独的井(注入井和生产井)确定随时间变化的速率，例如期望的F0PR，而事实上，FFPR应等于FFIR(这个最后的策略被称为空隙率替换，并且旨在为了较好的结构稳定性而保持储集层中的内部压力)。因为最初存在于储集层中的油的量是有限的，所以不可能无限期地维持给定的FOPR值。与FOPR相关联的平台持续时间LPit是对于油田生产速率等于FOPR的最长的持续时间。针对在实践中可以使用的FOPR值的相对大范围，我们可以假设与FOPR的值相关联的平台持续时间与FOPR值成反比，并且，对于该范围，在FOPR与和FOPR值相关联的平台持续时间之间存在一一对应关系。
[0008]可以通过流动模拟直接获得平台持续时间Lplt。该反比关系(即，FOPR给出Lplt)不是经由流动模拟直接获得的，并且根据本发明的一个方面，该反比对应可以通过考虑附加的边界条件来计算。
[0009]随着描述，我们假设不确定性是关于储集层的地质描述的(可以包括与这种类型的不确定类似的其他类型的不确定性)。因为储集层的地质描述是不确定的，所以与储集层相关联的地质参数不能被认为是公知的。常见的方法是生成未知参数的一组地质地合理分布，该未知参数与一些可用信息(例如，在一些试点井处的测量)一致。因而，我们考虑多地质模型而不是单一(确定性的)模型。因此，利用储集层模拟我们确定一组生产预测，而不是单一预测。最终可以在最优化中考虑针对这个组所计算的统计数据(例如，平均田油生产速率和平均净现值)。
[00?0] 本发明的一方面是生成用于产量平台(product1n plateau)的油田生产控制，即包括如下步骤的方法:
[0011]确定储集层模型；
[0012]提供适合于生成开发计划的数值工具，所述开发计划包括设施模型以及对预定生产速率的控制，所述预定生产速率优选为FOPR，所述开发计划包括:
[0013]用于储集层模型的生产井位置以及可选择地注入井位置的分布；
[0014]钻井方案；以及
[0015]井的控制，
[0016]提供适于在所述预定生产速率的开发计划条件下模拟所述储集层模型的数值工具，所述预定生产速率适于生成平均生产曲线和平台持续时间。
[0017]钻井方案制定井的钻孔顺序和每个井被钻取的时刻。井的控制制定随着时间每个井的流动速率。
[0018]—旦开发计划已经限定了井位的分布、钻井方案和井的控制，则可以计算或确定排名度量(例如，净现值(NPV))。
[0019]该方法包括下面的针对选择对于产量平台的控制的迭代步骤:
[0020]提供关于生产速率变量的猜测；
[0021]提供成本函数，所述成本函数根据生产速率变量针对设施模型评估平均排名度量，优选净现值NPV;
[0022]当平均排名度量不是最大时，执行以下步骤:
[0023]针对生产速率值来模拟所述储集层模型；
[0024]提供设施模型和平均排名度量的；
[0025]如果平均排名度量不是最大，则生成新的生产速率，
[0026]根据使得平均排名度量最大的生产速率提供油田控制。
[0027]根据本发明的实施方式，油田生产控制的生成是根据可量化的不确定性计算得到的，其使得关于特定储集层的净现值(NPV)最大化并且维持恒定的油田产量(通过随着时间类似平台的曲线)APV计算可以包括关于生产/注入设施的简单的成本模型。
[0028]本发明的另一个特征是根据可量化的不确定性生成产生先前指定的持续时间的平台产量的田速率控制。如果该持续时间是不可行的，则本发明向指定的持续时间输出产生最接近可行持续时间的油田控制(例如，与输出的LPit相关联的FOPR值满足所施加的约束)。
[0029]本发明的实施方式涉及用于根据可量化的不确定性确定关于油生产的使得一些开发性能度量(例如净现值)最大化的田约束的方法。当使得开发性能度量最大时，选择田油生产速率(FOPR)，使得优化的生产曲线和相关联的不确定性是可用的(并且例如可以被用于评估设施设计)。否则，选择一个新的FOPR用于另一迭代并且直到发现最大值时确定平均产量。
[0030]本发明还涉及用于根据可量化的不确定性确定关于油生产的产生期望的持续时间的产量平台的田控制的系统、方法和计算机程序产品(例如可以由经济业务单位给出平台产量持续时间，并且平台产量持续时间可能与对注入/生产设施的考虑有关)。
【附图说明】
[0031]根据对下面参照附图仅通过说明性和非限制性示例的方式提供的优选实施方式进行的详细描述，本发明的这些和其他特征以及优点将更加清楚。
[0032]图1:这个图示出了根据本发明的优选实施方式用于针对来自特定田或储集层的最优化生产选择烃能源(油/气)设施配置的设施设计系统的示例。
[0033]图2A-2B:这些图示出了迭代地开发期望的平台持续时间的生产曲线和用于该生产曲线的优化程序的示例。
【具体实施方式】
[0034]如本领域技术人员应该理解的是，本发明的各方面可以被实施为系统、方法或计算机程序产品。因此，本发明的各方面可以采取如下形式:完全硬件的实施方式、完全软件的实施方式(包括固件，常驻软件，微码等)或软件与硬件相结合的实施方式，通常在本文中这些方面被称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，本发明的各方面可以采用嵌入在具有嵌入在其上的计算机可读程序代码的一个或更多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式。
[0035]可以使用一个或更多个计算机可读介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或计算机可读存储介质。计算机可读存储介质可以是，例如，但不限于:电子、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置或设备或者前述的任意合适组合。计算机可读存储介质的更具体的示例(非限制性列表)可以包括如下:具有一个或多个线的电气连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(R0M)、可擦除可编程只读存储器(EPR0M或闪存)、光纤、便携式光盘只读存储器(CD-ROM)、光存储装置、磁存储装置或者前述的任意组合。在本文档的上下文中，计算机可读存储介质可以是能够包含或者存储被指令执行系统、装置或设备使用的或者与指令执行系统、装置或设备有关的程序的任意有形介质。
[0036]计算机可读信号介质可以包括具有嵌入其中的计算机可读程序代码的传播数据信号，例如在基带中或作为载波的