确定用于井动态优化的井参数的制作方法
【专利说明】确定用于井动态优化的井参数
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2013年6月 10 日提交的题为 “DETERMING WELL PARAMETERS FOROPTIMIZAT1N OF WELL PERFORMANCE (确定用于井动态优化的井参数)”的美国临时专利申请61/833，368的权益，通过引用将其全部内容并入本文。
技术领域
[0003]本技术针对用于确定用于井动态优化的井参数的系统和方法。更具体而言，本技术针对用于基于预测的井动态确定井的定位、钻探和完成的合适的参数组合的系统和方法。
【背景技术】
[0004]这部分意在介绍可能与本技术的示例性实施例相关联的本领域的各个方面。相信这种讨论有助于提供便于更好地理解本技术的特定方面的框架。因此，应该理解，这部分应当就此来阅读，并且不一定是作为对现有技术的承认。
[0005]油气生产(hydrocarbon product1n)涉及许多昂贵的活动，这些活动在所产生的油气的量和质量已知之前开始进行。例如，井设计(well planning)是决定钻井位置以及钻井和完井方式的复杂过程。运营商通常获取油气生产区(即油气田)当中的面积，并且钻井到储层的至少一个含油气区。然后，以有利于油气从储层中移动和有利于油气运输到地面的方式进行完井。
[0006]在井设计期间，做出关于参数的许多复杂的决定，参数诸如井位置；水平井段的深度、长度和朝向；用于井的水力压裂级数；将要用于井的增产液的量和性质；将要在井中使用的支撑剂的量和性质；等。油气田开发团队通常基于给定井的潜在油气产量确定这种参数。此外，油气田开发团队依靠关于远景区域的信息、现有的地质和工程设计知识以及过去的经验来做出这种决定。例如，油气田开发团队可以依靠关于油气田模拟的信息、来自同一区域内较老井的生产数据、关于各种参数之间的复杂相互作用的信息以及过去的工程研究来做出这种决定。但是，这种信息受到不确定性的制约。
[0007]此外，在井设计过程期间也可以考虑附加的外部因素。这些外部因素可以包括关于土地权利获取以及来自计划的商品价格的预期收入流的信息。这些外部因素进一步构成复杂的井设计过程。
[0008]根据当前的实践，分而治之的方法常常被用于井设计过程。以这种方式，具体的地质因素、工程设计因素和经济因素从总体井设计过程分离，并且在单独的过程中被优化。这使得几个专门的团队关于井参数的具体子集做出决定。但是，这种方法没有考虑到地下和工程设计的相互作用，或相关联的不确定性。此外，这种方法通常忽视了参数之间(尤其是被不同团队分别研究的参数之间)的有用的相关性。另外，每个专业团队在决策过程中可能心里有用于井设计的稍不同的目标。例如，地质学家可能寻求具有最大原地储备的地点，完井工程师可能尝试最大化油气产量，而运营工程师可能尝试最小化成本。这导致未充分满足公司的期望总体目标的井设计。
[0009]此外，根据目前的技术，物理建模技术常常被用来在井设计过程期间估计某些地质或生产数量。例如，由Mohaghegh等人撰写的题为“Modeling, HistoryMatching,Forecasting and Analysis of Shale Reservoirs Performance UsingArtificial Intelligence，，的 Society of Petroleum Engineers (SPE) 143，875 文章描述了用于补充基于物理的储层模型的人工智能技术的应用。结果模型可以被用来识别储层的更高质量区、随时间的量化损耗或者估计地质参数对生产的影响。
[0010]由Shelley 等人撰写的题为 “Data-Driven Modeling Improves theUnderstanding of Hydraulic Fracture Stimulated Horizontal Eagle FordComplet1ns”的SPE 152，121文章描述了使用神经网络中的非线性回归来评估油气产量对各种地质和工程参数变化的敏感性。据称，数据驱动模型预测的经济评估可以被用户用来确定最大化投资回报(R0I)的完井或压裂过程。
[0011]由 LaFollette 等人撰写的题为“Practical Data Mining:Analysis of BarnettShale Product1n Results With Emphasis on Well Complet1n and FractureStimulat1n”的SPE 152，531文章描述了用于从位置和工程参数估计油气产量的技术。这些技术的结果可以随后被分析例如以最大化油气产量。
[0012]由Huckabee 等人撰写的题为“Tight Gas Well Performance Evaluat1n WithNeural Network Analysis for Hydraulic Propped Fracture Treatment Optimizat1n，，的SPE135，523文章描述了用于不确定性的模型，其中不确定性被结合到决策过程中。描述了将神经网络应用到井动态评估和完井优化，包括根据所使用的支撑剂量的油气产量的概率分析。还描述了基于估计的未来产量的净现值(NPV)的经济分析。
[0013]在Moran等人的2007/0185696号美国专利申请公开中，优化钻井的方法包括识别用于钻具组件的设计参数。设计参数作为经验数据被保留。利用经验数据来训练至少一个人工神经网络。从钻井操作收集实时数据。利用实时钻井优化系统分析实时数据。基于利用实时钻井优化系统对实时数据的分析确定最优钻井参数。
[0014]在Anderson等人的2008/0294387号美国专利申请公开中，当其属性和条件随时间改变时，计算机辅助控制器系统建议动作并管理油气储层或油气田的生产。储层或油气田被表征并表不为电场(“e-场”)。系统应用描述动态和静态e-场的属性和条件。应用工作流集成在油气田中所采取的动作与给那些动作的成功或失败评分的度量之间的反馈回路中。控制器对应用工作流的组合操作，以计算生产策略和动作。控制器被配置为生成用于经济上有利可图的生产的最佳动作序列。
[0015]但是，这些技术通常不能提供同时选择多个井参数来最优地满足期望的总体目标的井设计。因此，基于具体目标提供用于明智决策的可行解决办法的改进的井设计技术是期望的。
【发明内容】
[0016]示例性实施例提供了一种用于为井动态的优化确定井参数的方法。该方法包括:经由计算系统，基于对应于要在其中钻井的油气田的油气田数据来训练井动态预测器。该方法还包括:经由计算系统，为井生成多个候选井参数组合，以及经由计算系统，利用经训练的井动态预测器为每个候选井参数组合预测井动态。该方法还包括:经由计算系统，为井确定经优化的井参数组合以使得预测的井动态被最大化。
[0017]示例性实施例提供了一种用于基于预期投资回报(R0I)确定井参数的方法。该方法包括:经由计算系统，基于对应于要在其中钻井的油气田的油气田数据来训练油气产量预测器，以及经由计算系统，为井生成多个候选井参数组合。该方法还包括:经由计算系统，利用经训练的油气产量预测器为每个候选井参数组合预测井的油气产量和对应的不确定性，以及经由计算系统，为每个候选井参数组合计算井成本。该方法还包括:经由计算系统，基于针对每个候选井参数组合的油气产量、对应的不确定性和井成本来为每个候选井参数组合估计井的预期投资回报(R0I)。该方法还包括:经由计算系统，为井确定经优化的井参数组合以使得预期R0I被最大化。
[0018]另一种实施例提供了一种用于基于预期投资回报确定井参数的计算系统。该计算系统包括处理器、包括油气产量预测器的存储介质、以及非暂时性计算机可读介质。非暂时性计算机可读介质包括被配置为指引处理器为井生成多个候选井参数组合并且利用油气产量预测器为每个候选井参数组合预测井的油气产量和对应的不确定性的代码。非暂时性计算机可读介质还包括被配置为指引处理器基于针对每个候选井参数组合的油气产量、对应的不确定性和井成本为每个候选井参数组合计算井成本并且为每个候选井参数组合估计井的预期投资回报(R0I)的代码。非暂时性计算机可读介质还包括被配置为指引处理器为井确定经优化的井参数组合以使得预期R0I被最大化的代码。
[0019]另一种实施例提供了一种用于存储计算机可读指令的非暂时性计算机可读介质。计算机可读指令包括被配置为指引处理器基于对应于要在其中钻井的油气田的油气田数据来训练油气产量预测器并且为井生成多个候选井参数组合的代码。计算机可读指令还包括被配置为指引处理器利用经训练的油气产量预测器为每个候选井参数组合预测井的油气产量和对应的不确定性并且为每个候选井参数组合计算井成本的代码。计算机可读指令还包括被配置为指引处理器基于针对每个候选井参数组合的油气产量、对应的不确定性和井成本为每个候选井参数组合估计井的预期投资回报(R0I)的代码。计算机可读指令还包括被配置为指引处理器为井确定经优化的井参数组合以使得预期R0I被最大化的代码。
【附图说明】
[0020]通过参考以下【具体实施方式】和附图，本技术的优点被更好地理解，其中:
[0021]图1是用于为井确定满足对应于井动态的指定目标的井参数组合的方法的过程流程图；
[0022]图2是提供为井生成井设计使得针对井的预测R0I被最大化的数据流程图；
[0023]图3是提供确定井的位置使得井的预测油气产量被最大化的数据流程图；
[0024]图4是提供为在固定位置处的井生成井设计使得井的油气产量被最大化的数据流程图；
[0025]图5是示出可以被用来确定将要用于油气生产的面积的现有井位置的示例性地图的不意图；
[0026]图6A示出了可以被用来帮助生成用于油气生产的井参数的图表；
[0027]图6B示出了可以被用来帮助生成用于油气生产的井参数的另一个图表；
[0028]图7示出了从每口井生产的每单位油气气体的成本的条形图；以及
[0029]图8是可以被用来实现本文所述的井设计过程的集群计算系统的框图。
【具体实施方式】
[0030]在以下具体实施例部分中，描述了本技术的具体实施例。但是，就以