专利名称：用于控制和/或优化油和/或气井和设施的生产的方法
用于控制和/或优化油和/或气井 和设施的生产的方法技术领域油和/或气操作的方法。更具体地，本发明涉及用于控制和/或优化多个油和/或气井、管 道和/或其它生产设备和设施中的储层损耗和/或生产的方法，该油和/ 或气井、管道和/或其它生产设备和设施用于从各种油和/或气储层中 生产油和/或气，并配备有大量的生产、压力、温度、振动、流量、地 震和/或其它传感器，所述传感器产生大量或原始的储层和/或生产和/ 或生产设备性能数据。
背景技术：
问题是，对于每个资产可产生大量的原始数据，并且分析和进一 步将这些原始数据处理成可由操作者在生产操作控制中心进行处理的可操作(actionable)数据是耗时的活动和/或可能要求非常高的计 算性能和/或来自专家团队和/或自动化专家系统的输入。本发明的目标是减轻这个问题，并提供有效的方法用于将原始的 储层损耗、生产和/或生产设备性能数据转换成可操作数据。本发明的另 一个目标是提供一种有效的方法，用于以 一致和有效 的方式将原始的储层损耗、生产和/或生产设备性能数据转换成可操作 数据，并且使得数据监视软件可在一个或仅仅几个中央数据监视中心 被使用和操作，所述中央数据监视中心可以在基本上持续的基础上操 作。发明内容根据本发明，提供一种用于控制和优化油和/或气生产井和设施的各种群集(cluster)中的生产操作的方法，所述油和/或气生产井和 设施配备有产生原始的储层、生产和/或生产设备性能数据的生产、压 力、温度、振动、流量、地震和/或其它传感器，所述方法包括 -将所述原始数据收集到至少中央数据监视中心； -通过至少一个中央专家支持团队和/或系统来处理、监控和/或 分析所述收集的原始数据中的趋势，所述专家支持团队和/或系统将这 些数据和/或趋势转换成可操作组件数据和总体系统性能数据；-将所述可操作组件性能数据传递到至少一个区域资产操作控 制中心；-将所述可操作总体系统性能数据传递到至少一个区域总体生 产优化中心，在该区域总体生产优化中心，所述可操作总体系统性能 数据和所述数据中的趋势被解释、分析并转换成随后被传递到至少一 个区域控制中心的可操作总体资产控制数据；以及-通过在至少一个区域资产操作控制中心中基于可操作组件性 能数据和可操作总体资产控制数据而采取的动作，来优化和/或控制所 述群集的生产。产优化数据，所述数据的范围可以从短期(1到90天)到生命周期(卯 天到资产生命期的终点)总体生产优化数据。根据本发明的方法的这些和其它特征、实施例以及优点将在所附 权利要求、摘要和下文中参考附图的优选实施例的详细说明中进行描 述。1. "资产操作控制"是二种功能，其负责控制从:层通过井和设施 到达传递点的生产流。该功能的目的在于，确保计划的生产在所有设 备的安全和操作界限内被有效地实现。用于描述该功能或其部分的其 它表达是生产操作中心、远程控制中心和操作中心。2. "生产监视"是处理、分析和比较来自储层、井和设施的数据的功能。该功能的目的是双重的a)用于及时识别潜在的问题，以便 能够防止这些问题，以及b)用于向资产控制功能和/或总体生产优化 功能提供设备和子系统优化的选项和/或建议。用于描述该功能或其部 分的其它表达是生产监控、设备监控、井和储层监视、大房间。3. "总体生产优化"是与优化基础设施的使用 一起优化储层的损 耗。该功能负责从监视中心接收选项和建议，以便通过使用历史资产 数据和通过应用相关(子)系统模型，分别优化储层和/或井和/或管 道和/或其它生产设备，和/或优化上述的任何组合；导致有关总体生 产如何能够被优化的决定。用于描述该功能或其部分的其它表达可以 是生.产优化、井和储层管理、井模型化、综合生产系统模型化、生 产优化、井和储层监视、资产决定中心、协作工作环境、协作工作中 心。4. "中心"是执行功能的场所。
图1是应用根据本发明的方法的、连接到少量中央数据监视中心 的油和/或气资产范围的操作方案的示意表示。
具体实施方式
参考图1，显示了一系列油和/或气资产1,其中，油和/或气生产 和/或注入井2和生产i殳备3用于生产原油和/或气。在每个资产中，大量的储层、生产和设备监控传感器4可以用于 监控储层、井和相关井以及其它生产设备的性能，以及油和/或气储层 的损耗。这些监控传感器可以产生大量的原始数据5，所述原始数据被传 递到少量的中央数据监视中心6，在该中心中，多个油和/或气资产的 传感器4的原始数据5被收集、分析、比较并转换成由一个或多个中 央专家支持团队和/或部分或全部自动化专家系统11检查并分成可操 作组件性能数据7A和总体系统性能数据7B的数据，所述自动化专家系统可由专家支持团队不时更新和/或修改。组件性能数据7A被直接 传递到适当的区域资产操作控制中心8。可操作总体系统性能数据7B 被传递到适当的区域总体生产优化中心9，在区域总体生产优化中心 9中，油和/或气储层1的损耗可以被监控并链接到储层损耗模型，使 得产生被传递到区域资产操作控制中心8的可操作资产控制数据10， 使得促使这些区域资产操作控制中心8控制来自各种储层1的油和/ 或气的生产，从而优化储层的损耗和/或总体生产以及所有井、设备和 设施的性能。在区域总体生产优化中心9中，国际专利申请WO2006048418 和WO2006003118中所公开的算法可被用于将可操作储层数据转换 成储层模型并不时更新这些储层模型，并且将由这些储层模型产生的 有关通过储层的原油、天然气和/或其它流体的期望和实际流量的数据 转换为可操作资产控制数据10，所述数据10随后被传递到适当的区 域资产操作控制中心8用于执行。优选的是，所有传感器4、用于表面和表面下井以及储层和其它 组件的所有设备控制都被连接到资产控制系统，并且数据从所述资产 控制系统传递到链接到一个或多个中央数据监视中心6的数据历史 器。其中存在着这么做的技术障碍，并且没有其它选择方案可用，可 以考虑一个例外。对于监视和优化目的，来自任何例外系统的所有相关的可操作数 据7和原始数据5在优选的情况下被复制到资产数据历史器。考虑到由区域资产操作控制中心8中的工作人员执行的任务，可 以提供网络服务层。在根据本发明的方法中，可以基于以下来执行操作-在多个(但是标准的)中央数据监视中心6中，执行多个常规 监视任务；每个中心8为多个资产服务，产生更高质量的工作，以协 议的频率执行，具有区域总体生产优化中心9中的相关团队的质量信 息，并产生在类似情况下和/或类似设备中发生的类似问题的交叉资产面被期望变得适合这种远程监视服务方式。-区域总体生产优化中心9允许有效的、一致的和综合的资产决 定作出，用于确保生产过程的安全以及用于在需要时及时地改变生产 参数。使用中央数据监视中心6的优点在于1 )这使得能够从对于各个设备项和应答性维护的性能的5x8(每 周五天工作日，每天工作八小时)的特设监视和分析性分析，到达7x24的持续资产监视。2) 通过比较类似设备3的性能进行监视以及进行相关的性能分 析，产生主动的维护计划和较少的总故障时间。3) 通过将如图1所示的框中的任务进行分割，可清楚地表明有 关角色和责任。这也允许对每个框进行优化内部的油和/或气资产操 作者执行什么任务，或者代表第三方订约者和顾问的操作者执行什么 任务。4) 工作流程的发展，支持图1所示的框之间的通信的适当执行， 无论谁来执行任务(内部或者第三方工作人员)。5) 能够执行多个当前手动执行(如果是全部的话)的活动的自 动化工具的快速进步的可用性和识别。6) 技术配置中的重大变化从推动各个技术进入各个资产团队组织，到将这些技术交付为由 (OU/区域)集中化的服务团队提供的服务。减少配置时间和成本、 培训时间以及增加这种工具的实际4吏用和益处。7) 油和/或气工业非常关注取得系统广泛模型和仿真进展，该问 题的关键角色是存在基本的原始和可操作数据流5和7，并且是受控 的恒定质量。那是关键功能并且是使中央数据监视中心6处于适当位 置的附带效果。将进一步理解的是，根据本发明的方法通过使用以下而便于一致8和有效地操作油和/或气资产
1) 在区域资产操作控制中心8中远程控制油和/或气资产；
2) 由少量中央数据监视中心6中的中央专家支持团队支持的集 中化监视；以及
3) 区域总体优化中心9，其中，在计算机化储层和总体系统性 能优化模型中分析和处理可操作总体系统性能数据7B。
在根据本发明的方法中，所有工作人员从单个原始数据集5中导 出信息，该原始数据集可以包括不能由单人或团队处理的大量数据， 并且该原始数据集在至少 一个中央数据监视中心6中被转换成一 系列 可操作组件和总体系统性能数据7A和7B，所述数据7A和7B被有 选择地向基于角色访问所产生的可操作数据7A和7B的操作者和/或 专家呈现，并且可以使用基于本体论的可视化技术来呈现数据。
由中央数据监视中心6产生的可操作組件性能数据7A可以被再 划分为井数据、管道数据(流线和千线)、静态设备数据和转动设备 数据(泵、压缩机和引擎)，所述数据向区域资产操作控制中心8内 的各种操作者和/或生产监督和/或维护工作人员呈现。
对每个(转动或静态)设备的监视可包括以下动作
a) 检查数据历史器中的数据的质量
b) 审查数据随着时间的趋势
c) 将趋势与下限和上限以及模型进行比较
d) 分析与模型的偏离
e) 分析偏离的原因和可能的校正动作
f) 如果需要，通过免除(exemption)与专家组11进行关联用 于校正动作建议
g) 通知偏离的优化功能和建议
h) 在数据历史器中存储原因分析和建议。
将理解的是，在每个中央数据监视中心6中具有包含自动化数据 历史器的数据库是有用的，在所述数据库中存储动作的轨迹，所述动 作可以部分或者完全自动化地将原始数据5转换成可操作组件数据7A和总体系统控制数据7B，所述数据7A和7B包括储层损耗数据以 及包含设备、井和表面设施数据的组件性能数据。
可以看出，在根据本发明的方法中，区域资产操作控制中心 8提供对油和气田1的操作控制，以及中央监视中心6、中夹专家支 持团队和/或系统11以及区域总体生产优化中心9向这些操作提供办 公支持，这种支持能被划分为由可操作组件性能数据7A提供的中期 组件监视和由可操作总体资产控制数据7A提供的长期总体系统监 视。
权利要求
1.一种用于控制和优化油和/或气生产井和设施的各种群集中的生产操作的方法，所述油和/或气生产井和设施配备有产生原始的储层、生产和/或生产设备性能数据的生产、压力、温度、振动、流量、地震和/或其它传感器，所述方法包括-将所述原始数据收集到至少中央数据监视中心；-通过至少一个中央专家支持团队和/或系统，来处理、监控和/或分析所述收集的原始数据中的趋势，将这些数据和/或趋势转换成可操作组件数据和总体系统性能数据；-将所述可操作组件性能数据传递到至少一个区域资产操作控制中心；-将所述可操作总体系统性能数据传递到至少一个区域总体生产优化中心，在该区域总体生产优化中心内，所述可操作总体系统性能数据和所述数据中的趋势被解释、分析并转换成随后被传递到至少一个区域控制中心的可操作总体资产控制数据；以及-通过在至少一个区域资产操作控制中心内基于可操作组件性能数据和可操作总体资产控制数据而采取的动作，来优化和/或控制所述群集的生产。
2. 根据权利要求1的方法，其中，所述中央数据监视中心的数 量少于区域资产操作控制中心和/或区域总体生产优化中心的数量。
3. 根据权利要求2的方法，其中，所述中央数据监视中心的数 量比区域资产操作控制中心和/或区域总体生产优化中心的数量少三 倍多。
4. 根据权利要求1的方法，其中，与至少一个中央数据监视中 心相关联的至少 一个中央专家支持团队和/或系统监视与振动、温度、压力有关的数据和/或有关油和/或气生产和/或配置在油和/或气生产 和/或注入井、管道和/或各种资产和过程的生产设施中的泵、压缩机 和/或其它转动设备的操作的其它数据，比较并分析这些数据中的趋 势，以便导出使一个或多个区域资产操作控制中心中的工作人员能够 调节井流量和/或子系统以禁止对转动设备、井和/或其它设施的过度 磨损和/或损坏的可操作组件性能数据。
5. 根据权利要求4的方法，其中，如果特定泵、压缩机和/或其 它转动设备中的振动、温度和/或压力大大高于其它类似转动设备的振 动、温度和/或压力，那么可操作組件性能数据包括转动设备过载警告。
6. 根据权利要求5的方法，其中，如果特定泵、压缩机和/或其 它转动设备件中的振动、温度和/或压力大大高于其它类似转动设备的 振动、温度和/或压力，那么区域总体生产优化中心产生可操作总体资 产控制数据，该数据包括资产操作方案，在该方案中，降低特定泵、 压缩机和/或其它转动设备的性能，和/或推荐在特定时段内维护、维 修和/或替换特定泵、压缩机和/或其它转动设备件。
全文摘要
一种用于控制和优化油和/或气生产井(2)和设施(3)的各种群集(1)中的生产操作的方法，所述油和/或气生产井(2)和设施(3)配备有产生原始的储层、生产和/或生产设备性能数据(5)的生产、压力、温度、振动、流量、地震和/或其它传感器(4)，所述方法包括将所述原始数据(5)收集到至少中央数据监视中心(6)；通过至少一个中央专家支持团队和/或系统(11)，来处理、监控和/或分析所述收集的原始数据(5)中的趋势，通过在至少一个区域资产操作控制中心(8)内基于可操作组件性能数据(7A)和可操作总体资产控制数据(10)而采取的动作，来优化和/或控制所述群集(1)的生产。
文档编号G05B15/02GK101517499SQ200780032172
公开日2009年8月26日 申请日期2007年7月27日 优先权日2006年8月30日
发明者P·L·哈特坎普, S·A·P·J·亨德里克森 申请人:国际壳牌研究有限公司