NO20130043A1 - Et system og en fremgangsmate til konformasjonskontroll i et undergrunnsreservoar - Google Patents

Abstract

Et system og en fremgangsmåte for å optimalisere utformingen av en konformasjons- kontrollbehandling av et undergrunnsreservoar er fremstilt. Systemet og fremgangsmåten inkluderer utførelsen av en sporingsanalyse mellom en injeksjonsbrønn og en produksjonsbrønn. En strømningskapasitets- og lagringskapasitetskurve konstrueres fra sporingsanalysen. En lagringskapasitet som er forbundet med en terskel oppholdstiden, bestemmes ved å bruke strømningkapasitets- og lagringskapasitetskurven. En konformasjons-kontrollbehandling bestemmes til lagringskapasiteten som er forbundet med terkseloppholdstiden. Et kjemisk fluid (slug) injiseres i injeksjonsbrønnen for å øke strømningsmotstanden i områder i et undergrunnsreservoar med høy permeabilitet og dermed forbedre gjenvinningen av hydrokarboner fra reservoaret.

Description

TEKNISK FELT

[0001] Den aktuelle oppfinnelsen relaterer seg generelt til et system og en fremgangsmåte for å forbedre gjenvinning av hydrokarboner fra et undergrunnsreservoar og mer bestemt til et system og en fremgangsmåte for å optimalisere utforming av konformasjons-kontrollbehandling for å øke strømningsmotstanden i områder med høy permeabilitet i et undergrunnsreservoar og dermed forbedre gjenvinningen av hydrokarboner fra reservoaret.

BAKGRUNN

[0002] Ved fremgangsmåter for forbedret olj egj en vinning (IOR) og forbedret oljegjenvinning (EOR) injiseres slike fluider som vann, gass, polymer, surfaktant eller en kombinasjon av disse, inn i reservoaret gjennom injeksjonsbrønner for å opprettholde reservoartrykket og drive hydrokarboner til tilstøtende produksjonsbrønner. Hvor vellykket disse gjenvinningsprosessene er, er ofte avhengig av deres evne til å sveipe (sweep) eller fortrenge gjenværende olje i reservoaret på en effektiv måte.

[0003] Reservoarets geologi har en stor innvirkning på migrasjons- og fortrengningsbanen til hydrokarboner i en IOR- eller EOR-fremgangsmåte. Helt bestemt har heterogenitet og konnektivitet i et reservoar stor innvirkning på banen til det injiserte fluidet fra en injeksjonsbrønn til en produksjonsbrønn. Det injiserte fluidet strømmer f.eks. generelt langs en bane med lav motstand fra injeksjonsbrønnen til produksjonsbrønnen. Følgelig sveipes flømmingsfluid ofte gjennom geologiske områder i reservoaret med høyere permeabilitet og går utenom geologiske områder i reservoaret med lavere permeabilitet. Dette fører til ujevn oljefortrengning. Slike geologiske områder i reservoaret med høyere permeabilitet kalles ofte «thief zones» eller «streaks». I tillegg kan frakturer som beskrives som åpne sprekker eller hulrom som sitter inni grunnmassen, også gi konnektivitet mellom brønner. Slik konnektivitet produserer ofte fluid til en kryssende brønn ved en hastighet som sterkt overstiger strømningshastigheten gjennom grunnmassen til brønnen fordi «thief zone» eller frakturen vanligvis har mye større kapasitet til å transportere fluider.

[0004] Figur 1 viser en skjematisk illustrasjon av et fysisk geologisk volum av et eksempel på et reservoar 10 med flere strata 11. Strataene 11 omfatter vanligvis subparallelle berglag og fluidmateriale som begge karakteriseres av forskjellige sedimentoligiske egenskaper og fluidegenskaper. Reservoaret 10 inkluderer strata 13 med lavere permeabilitet og strata 15 med høyere permeabilitet. Det vises et tverrsnitt av et lag med lavere permeabilitet 13 i det frakturerte reservoaret 10 for å illustrere frakturer eller fraktuerte nettverk 17 som kan gi mer konnektivitet inni reservoarformasjonen eller grunnmassen 19 til strata 13,15.

[0005] Figur 2 viser et tverrsnitt av reservoaret 10 inkludert en injeksjonsbrønn 21 og en produksjonsbrønn 23 som strekker seg til en del av undergrunnsreservoaret 10 som inneholder hydrokarboner. Helt bestemt er injeksjonsbrønnen 21 og produksjonsbrønnen 23 i fluidkommunikasjon med strata 13,15 til undergrunnsreservoaret 10. Produksjonsbrønnen 23 er plassert i en forhåndsbestemt lateral avstand fra injeksjonsbrønnen 21. Produksjonsbrønnen kan f.eks. plasseres mellom 100 fot (30,48 m) til 10 000 fot (3048 m) unna injeksjonsbrønnen 21. Alle med ferdigheter i faget vil sette pris på at flere injeksjonsbrønner 21 og produksjonsbrønner 23 kan strekke seg inni i reservoaret 10 for at produksjonsbrønnen 23 skal kunne motta en optimal mengde hydrokarboner som skyves gjennom strata 13, 15, noe som skjer på grunn av injeksjoner fra flere injeksjonsbrønner 21.

[0006] Som vist i figur 2, har fluidet 25 som injiseres gjennom injeksjonsbrønnen 21, en tendens til å sveipe gjennom strata med høyere permeabilitet 15 og ikke sveipe hydrokarbonene fra strata med lavere permeabilitet 13 jevnt fordi det er naturlig at fluid 25 følger banene til produksjonsbrønnen 23 med mindre motstand. I tillegg kan injisering av fluid 25 føre til et fenomen som kalles fingering eller kanalisering der det foretrekkes at det injiserte fluidet 25 følger en viss trang bane 27 gjennom reservoarformasjonens grunnmasse 19 for å nå produksjonsbrønnen 23. Denne ujevne spredningen fører til at fluidet 25 omgår vesentlige mengder hydrokarboner i strata 13,15 i undergrunnsreservoaret 10 slik at hydrokarbonene som omgås, ikke mobiliseres til gjenvinning. Som tidligere diskutert, kan de trange banene 27 være forårsaket av fluider som strømmer gjennom «thief zones» med høy permeabilitet eller gjennom frakturer for å nå produksjonsbrønnen 23 og dermed omgå mestedelen av reservoarets grunnmasse 19 dersom de trange banene 27 gir konnektivitet mellom brønnene. I slike tilfeller kan IOR- og EOR-prosessen som er utformet for å strømmen gjennom reservoarets grunnmasse 19, ha begrenset verdi fordi fluidsyklusen kan skje enten gjennom frakturene eller «thief zones» med høy permeabilitet.

[0007] Forskjellige reguleringsrfemgangsmåter er imidlertid blitt utviklet for å modifisere «thief zones» med høy permeabilitet og frakturer i et reservoar i et forsøk på å få en jevnere sveiping, og på den måten øke mobiliseringen og gjenvinningen av hydrokarbonene. En rekke kjemiske fremgangsmåter som vanligvis kalles profil- eller konformasjons-kontrollbehandlinger, er blitt brukt for å blokkere eller i alle fall gi en vesentlig økning i strømningsmotstanden til strata med høyere permeabilitet. Disse konformasjons-kontrollbehandlingene kan også brukes for å plugge «thief zones» eller frakturer med høy permeabilitet. Helt bestemt injiseres polymerer eller geler inn i reservoaret som danner en barriere med lav permeabilitet slik at flømmingsfluidet deretter ledes vekk fra strata med høyere permeabilitet, «thief zones» og frakturer. Konformasjons-kontrollmaterialet velges generelt basert på egenskapene til undergrunnsreservoaret slik som temperatur og saltholdighet.

[0008] Figur 3 viser et tverrsnitt av et frakturert reservoar 10 der en konformasjons-kontrollbehandling er blitt utført. Kjemisk fluid (slug) 29 som f.eks. gel eller polymer er blitt injisert inni reservoaret 10 gjennom injeksjonsbrønnen 21. Det kjemiske fluidet 29 er utformet slik at den kan injiseres gjennom foringene og kompletteringsutstyret til injeksjonsbrønnen 21, men som likevel ikke forstyrrer driften av injeksjonsbrønnen 21. Etter at det kjemiske fluidet 29 er injisert inni reservoaret 10 er den beregnet til å bevege seg gjennom porene i reservoarets grunnmasse 19 og setter seg i en akseptabel avstand unna injeksjonsbrønnen 21 for å danne en barriere med lav permeabilitet inni reservoaret 10. I noen tilfeller kan et drivfluid brukes for å drive bort det kjemiske fluidet 29 fra injeksjonsbrønnen 21 og lenger inn i reservoaret 10. Etter at det kjemiske fluidet 29 setter seg i reservoaret 10, skal den ha nok styrke til å motstå injeksjonstrykket fra flømmingsfluidet. Flømmingsfluidet ledes bort fra deler med strata 15 med høyere permeabilitet og trange baner 27 som er deler av reservoaret som allerede er sveipet. Helt bestemt er det injiserte fluidet nå jevnere fordelt i reservoaret 10 som f.eks. gjennom strata 13 med lavere permeabilitet.

[0009] Til tross for disse forsøkene har mange konformasjons-kontrollbehandlinger vist liten eller ingen effekt på forbedringen av hydrokarbongjenvinning fra et reservoar. Slik mislykkede forsøk kan tilskrives de mange uvisshetene som man har truffet på ved utformingen av en konformasjonskontroll til et bestemt reservoar. Det er f.eks. ikke kjent hvor og hvor dypt det kjemiske fluidet 29 skal injiseres. I tillegg er mengden kjemikalier som skal injiseres i et bestemt fluid, stort sett gjetning. Til slutt mangler det kontroll over den kjemiske fluidstrømmen 29 etter at den er kommet inn i reservoaret 10 og hvor langt unna injeksjonbrønnen 21 det kjemiske fluidet 29 setter seg. Derfor kan feil eller utilstrekkelig utforming av konformasjons-kontrollen føre til at oljeproduserende soner blokkeres i tillegg til sonene som allerede er sveipet. Alle forbedringene i oljeproduktiviteten kan også være midlertidige fordi flømmings-fluidet kan til syvende og sist omgå både den kjemiske fluidbarrieren og deler av reservoaret som ikke er sveipet.

SAMMENDRAG

[0010] En fremgangsmåte er avdekket for å forbedre hy drokarbongj en vinning i undergrunns-reservoarer ved bruk av konformasjonskontroll. Det sørges for sporingsdata til et undergrunnsreservoar med en sone som inneholder hydrokarboner. Sporingsdataene omfatter oppholdstidene for et sporingsstoff til å strømme mellom en injeksjonsbrønn og produksjonsbrønn som strekker seg inni sonen i undergrunnsreservoaret som inneholder hydrokarboner. Det velges en målterskel som gjelder oppholdstiden for sporingsstoffet til å strømme mellom injeksjons-brønnen og produksjonsbrønnen. En mengde konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale til injeksjon inn i sonen som inneholder hydrokarboner, bestemmes ved å bruke sporingsdata og målterskelen til oppholdstiden.

[0011] I én eller flere utforminger injiseres konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale i sonen som inneholder hydrokarboner gjennom injeksjonsbrønnen. Mengden konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale er tilstrekkelig for å hindre strømningsbaner mellom injeksjons-brønnen og produksjonsbrønnen er oppholdstiden til sporingsstoffet er mindre enn målterskelen til oppholdstiden. Hydrokarboner gjenvinnes fra sonen som inneholder hydrokarboner gjennom produksj onsbrønnen.

[0012] I én eller flere utforminger konstrueres strømningskapasitets- og lagringskapasitetskurven mens man bestemmer mengden konformasjons-kontrollbehandlingsmaterialet som skal injiseres i sonen som inneholder hydrokarboner. I én eller flere utforminger bestemmes en lagringskapasitet forbundet med målterskelen til oppholdstiden mens mengden konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale som skal injiseres i sonen og som inneholder hydrokarboner, bestemmes. I én eller flere utforminger beregnes et totalt porevolum til sonen som inneholder hydrokarboner med mengden konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale som skal injiseres i sonen og som inneholder hydrokarboner, bestemmes. I én eller flere utforminger beregnes et volum som representerer geologiske områder med høyere permeabilitet inni sonen som inneholder hydrokarboner og som skal behandles med konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale mens mengden konformasjons-kontrollmateriale som injiseres i sonen som inneholder hydrokarboner, bestemmes.

[0013] I én eller flere utforminger omfatter sporingsdataene oppholdstidene til flere sporingsstoffer.

[0014] I én eller flere utforminger bestemmes målterskelen til oppholdstiden ved å balansere inkrementell oljegjenvinning i forhold til kostnaden ved å øke størrelsen på den kjemiske behandlingen. I én eller flere utforminger velges målterskelen til oppholdstiden for å behandle et reservoarvolum som er større enn 5 % av det totale porevolumet til hydrokarbonene i sonen som inneholder hydrokarboner. I én eller flere utforminger velges målterskelen til oppholdstiden for å behandle et reservoarvolum som er mindre enn 50 % av det totale porevolumet til hydrokarbonene i sonen som inneholder hydrokarboner.

[0015] Iht. et annet er aspekt av den aktuelle oppfinnelsen, fremstilles en fremgangsmåte til konformasjonskontroll i et undergrunnsreservoar. Det sørges for sporingsdata til et undergrunnsreservoar med en sone som inneholder hydrokarboner. Sporingsdataene omfatter oppholdstider for et sporingsstoff til å strømme mellom en injeksjonsbrønn og produksjonsbrønn som strekker seg inni sonen i undergrunnsreservoaret som inneholder hydrokarboner. Et volum som representerer geologiske områder med høyere permeabilitet inni sonen som inneholder hydrokarboner som skal behandles med et konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale, bestemmes ved bruk av sporingsdata. En mengde konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale injiseres i sonen som inneholder hydrokarboner gjennom injeksjonsbrønnen for å øke strømningsmotstanden i de geologiske områdene med høyere permeabilitet inni sonen som inneholder hydrokarboner.

[0016] I én eller flere utforminger er mengden konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale som injiseres inn i sonen som inneholder hydrokarboner, tilstrekkelig for å hindre strømningsbanene mellom injeksjonsbrønnen og produksjonsbrønnen der oppholdstidene til sporingsstoffet er mindre enn målterskelen til oppholdstiden. I én eller flere utforminger er volumet som representerer geologiske områder med høyere permeabilitet inni sonen som inneholder hydrokarboner, assosiert med strømningsbane oppholdstider til som er mindre enn en målterskeloppholdstid.

[0017] I én eller flere utforminger inkluderer bestemmelsen av volumet til sonen som inneholder hydrokarboner og som skal behandles med konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale, konstruksjon av en strømningskapasitets- og lagringskapasitetskurve ved bruk av sporingsdata til undergrunnsreservoaret, bestemmelse av lagringskapasiteten forbundet med målterskel til oppholdstiden til sporingsstoffet som skal strømme mellom injeksjonsbrønnen og produksjonsbrønnen ut i fra strømningskapasitets- og lagringskapasitetskurven og bestemmelse av volumet til sonen som inneholder hydrokarboner og som skal behandles med konformasjons- kontrollbehandlingsmateriale som reagerer på lagringskapasiteten som er forbundet med målterskel til oppholdstiden.

[0018] Iht. et annet aspekt av den aktuelle oppfinnelsen, fremstilles en system til konformasjonskontroll i et undergrunnsreservoar. Systemet inkluderer en database, en dataprosessor og et dataprogram med programvareinstruksjoner. Databasen konfigureres for å lagre sporingsdata til et undergrunnsreservoar som har en sone som inneholder hydrokarboner. Sporingsdataene inkluderer oppholdstider for et sporingsstoff til å strømme mellom en injeksjonsbrønn og produksjonsbrønn som strekker seg inni sonen i undergrunnsreservoaret som inneholder hydrokarboner. Dataprosessoren konfigureres for å motta lagrede data fra databasen og for å utføre programvareinstruksjoner for å bruke de lagrede dataene. Dataprogrammet utføres på dataprosessoren. Dataprogrammet inkluderer en beregningsmodul som konfigureres for å beregne mengden konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale som skal injiseres i sonen som inneholder hydrokarboner, ved bruk av sporingsdata.

[0019] I én eller flere utforminger, konfigureres også beregningsmodulen for å konstruere en strømningskapasitets- og lagringskapasitetskurve ved bruk av sporingsdataene til undergrunnsreservoaret, for å bestemme en lagringskapasitet som er forbundet med målterskel til oppholdstiden fra strømningskapasitets- og lagringskapasitetskurven og for å bestemme volumet til sonen som inneholder hydrokarboner og som skal behandles med konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale som reagerer på lagringskapasiteten som er forbundet med målterskel til oppholdstiden.

[0020] I én eller flere utforminger er mengden konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale som injiseres i sonen som inneholder hydrokarboner, tilstrekkelig for å hindre strømningsbanene mellom injeksjonsbrønnen og produksjonsbrønnen der sporingsstoffets oppholdstider er mindre enn målterskel til oppholdstiden.

KORT BESKRIVELSE AV TEGNINGENE

[0021] Figur 1 er en skjematisk illustrasjon av et frakturert reservoardomene.

[0022] Figur 2 er et tverrsnitt av et reservoardomene som gjennomgår en injiseringsprosess.

[0023] Figur 3 viser et tverrsnitt av reservoardomenet som vises i figur 2, der en konformasjons-kontrollbehandling er blitt brukt.

[0024] Figur 4 er et flytskjema som illustrerer en konformasjons-kontrollfremgangsmåte iht. en utforming av den aktuelle oppfinnelsen.

[0025] Figur 5 er et diagram med strømningskapasitet - lagringskapasitet iht. en utforming av den aktuelle oppfinnelsen.

[0026] Figur 6 er et diagram med strømningskapasitet - lagringskapasitet iht. en utforming av den aktuelle oppfinnelsen.

[0027] Figur 7 illustrerer et system for å optimalisere utformingen av en konformasjons-kontrollbehandling iht. en utforming av den aktuelle oppfinnelsen.

DETALJERT BESKRIVELSE

[0028] Et system og en fremgangsmåte fremstilles for å optimalisere utformningen av en konformasjons-kontrollbehandling for å øke strømningsmotstanden i områder med høyere permeabilitet i et undergrunnsreservoar. Optimalisering benytter sporingstestanalyse for å bestemme et egnet reservoarvolum som behandles med et kjemisk fluid (slug). Dette gjøres mer forståelig i den videre forklaring nedenfor.

[0029] Figur 4 viser et flytskjema som illustrerer fremgangsmåten 30 for å optimalisere utformingen av en konformasjons-kontrollbehandling til et undergrunnsreservoar. Det finnes en injeksjonsbrønn og en produksjonsbrønn i trinn 31. Injeksjons- og produksjonsbrønnen strekker seg inn i et undergrunnsreservoar som har en sone som inneholder hydrokarboner. Sporingsanalyse mellom injeksjonsbrønnen og produksjonsbrønnen utføres i trinn 33. I trinn 35 konstrueres en strømningskapasitets- og lagringskapasitetskurve som reagerer på sporingsanalysen. I trinn 37 bestemmes en lagringskapasitet som er forbundet med oppholdstiden til en terskel ved å bruke strømningskapasitets- og lagringskapasitetskurven som ble konstruert i trinn 35. I trinn 39 bestemmes et reservoarvolum som skal behandles med et konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale som reagerer på lagringskapasiteten og som er forbundet med oppholdstiden til terskelen. I trinn 41 injiseres et kjemisk fluid (slug) i injeksjonsbrønnen som reagerer på reservoarvolumet som skal behandles med konformasjons-kontrollbehandlingen som ble bestemt i trinn 39.

[0030] I fremgangsmåten 30 inkluderer sporingsanalyse i trinn 33 injisering av et sporingsstoff i reservoaret gjennom injeksjonsbrønnen. Vanligvis injiseres sporingsstoffet inn i et sporingsfluid (slug) med det injiserte flømmingsfluidet. Mer flømmingsfluid som ikke inneholder sporingsinnhold, kan fungere som drivfluid for å drive sporingsstoffet gjennom reservoaret til produksjonsbrønnen. En detektor plasseres ved produksjonsbrønnen og måler sporingskonsentrasjonen som produseres med flømmingsfluidet.

[0031] I noen utforminger inkluderer sporingsanalysen injisering av flere sporingsstoffer i en injeksjonsbrønn. I tillegg kan sporingsanalysen utføres på flere injeksjons- og produksjons-brønner. Sporingsstoffer er vanligvis inaktive kjemiske sammensetninger eller isotoper med unike og detekterbare egenskaper. Sporingsstoffer velges vanligvis basert på egenskapene til undergrunnsreservoaret og flømmingsfluidet som skal injiseres i reservoaret. Sporingsstoffet kan f.eks. varieres basert på reservoar- eller flømmingsfluidet for å sikre at sporingsstoffene blir værende stabile i reservoaret. Følgelig kan sporingsstoffet velges for å unngå kjemisk interaksjon med grunnmassen, reservoarfluidene eller flømmingsfluidet som f.eks. ved å endre pH, viskositet eller tetthet til fluidene.

[0032] I noen utforminger kan sporingsstoffene inkludere konservative sporingsstoffer som blir værende i en vannholdig fase i reservoaret. Slike sporingsstoffer er generelt passive sporingsstoffer som ikke har innvirkning på fluidstrømmen inni reservoaret. Konservative sporingsstoffer som f.eks. brukes ved vannflømming, inkluderer halider, perfluorobensosyrer (PFBA-er) og natriumsalter fra disse, lette alkoholer (f.eks. metanol, etanol, propanol, butanol), tiocyanater, heksacyanokobaltater og tritiert vann. Konservative sporingsstoffer som vanligvis brukes ved gass- eller løsemiddeloperasjoner, inkluderer perfluorokarboner, svovelheksafluorid og tritierte hydrokarboner som f.eks. tritiert metan.

[0033] I trinn 35 i fremgangsmåten 30 kan strømningskapasiteten og lagringskapasiteten til strømningsbanene mellom injeksjons- og produksjonsbrønnen beregnes ved bruk av sporingsdataene. Historikk som skaffes fra produksjonsbrønnen om sporingskonsentrasjoner, kan brukes for å beregne oppholdstidsfordelingen av det produserte sporingsstoffet som kan generaliseres, for å konstruere en dynamisk strømningskapasitets-/lagringskapasitetskurve. Dette beskrives i mer detalj nedenfor. Mens trinn 35 i fremgangsmåten 30 inkluderer konstruksjon av en strømningskapasitets- og lagringskapasitetskurve, vil en person med ferdigheter sette pris på at andre måter å bestemme eller representere et forhold mellom strømningskapasitet og lagringskapasitet kan brukes som alternativ i diagrammer eller oppslagstabeller.

[0034] Kurvene statisk strømningskapasitet - lagringskapasitet kan beregnes for individuelle strømningsbaner inni et reservoar med lag. I dette tilfellet, representeres strømningsbaner som lag med unike permeabilitets-, porøsitets- og tykkelsesverdier, men likt tverrsnittsfelt og lik lengde. Strømningskapasiteten til en individuell strømningslinje kan beskrives som den volumetriske strømningen til det laget dividert med den totale volumetriske strømningen. Lagringskapasiteten kan beregnes som lagporevolumet dividert med det totale porevolumet.

Dermed kan strømningskapasiteten { fi ) og lagringskapasiteten (c,) til lag «/'» beregnes ved å

bruke Darcys lov og definere N-lag der lagene har forskjellig permeabilitet ( k), porøsitet ( <p)

og tykkelse ( h). Helt bestemt kan strømningskapasiteten ( ft) beregnes ved bruk av følgende ligning:

På lignende måte kan lagringskapasiteten beregnes ved bruk av følgende ligning:

[0035] Et F-C-diagram kan konstrueres ved å beregne den samlede fordelingsfunksjonen til strømningskapasiteten ( f) og lagringskapasiteten (C). Derfor kan de samlede fordelingsfunksjonene til strømningskapasiteten som representerer den volumetriske strømningen til alle lagene og lagringskapasiteten (C;-), som representerer porevolumet som er forbundet med disse lagene, skrives på følgende måte:

[0036] Selv om disse enkle F-C-kurvene kan gi en grunnleggende forståelse av strørnningsgeometrien, er de basert på antatt todimensjonal strømning, konstante egenskaper mellom lagene, jevne lengder på strømningsbanene, like trykkfall i hvert lag og ingen krysstrømning mellom lagene. Lengdene til strømningsbanene i et tredimensjonalt heterogent medium er imidlertid generelt ikke konstante og strømningsbaneegenskapene er heller ikke konstante. Helt bestemt fører trykkfeltet som dannes av sluk og kilde-betingelsene (produksjons- og injeksjonsbrønn), vanligvis til forskjellige lengder på strømningsbanene på grunn av konnektivitet og variasjoner i reservoaregenskapene mellom dem. Følgelig har slike strømningsbaner som har oppstått fra statisk lagsegenskaper, vist seg å være mindre realistiske og nøyaktige sammenlignet med dem som konstrueres ved bruk av dynamiske data.

[0037] Den volumetriske strømningen til alle lagene ( F{) og porevolumet forbundet med disse lagene (C?-) i henholdsvis ligning 3 og 4, kan beregnes med de dynamiske sporingsdataene ved bruk av oppholdstidsfordelingen til det produserte sporingsstoffet. Den gjennomsnittlige oppholdstiden er den tidsveide gjennomsnittlige oppholdstiden til alle strømningsbanene mellom et brønnpar med injeksjons- og produksjonsbrønn. Følgelig kan det gjennomsnittlige oppholdsvolumet til strømningsbanene som er raskere enn «/» og bryter gjennom tiden ( t), skrives på følgende måte:

[0038] Normalisering av det gjennomsnittlige oppholdsvolumet til strømningsbanene i ligning 5 med det totale gjennomsnittlige oppholdsvolumet til alle strømningsbanene gir fraksjonen av det totale sveipevolumet som er fullstendig sveipet på tidspunktet tid ( t). Følgelig kan det dynamiske inkrementelle porevolumet (O^) som ligner på det statiske inkrementelle porevolumet () i ligningen 4, skrives som:

I tillegg, fordi den fraksjonelle gjenvinningen til sporingsstoffet er proporsjonen med en relative volumetriske strømningshastigheten til strømningsbanene, kan strømningskapasiteten til strømningslinjene estimeres fra gjennvinningsraten til sporingsstoffene. Følgelig kan strømningskapasiteten ( Fj) skrives på følgende måte:

[0039] Figur 5 er et skjematisk diagram med strømningskapasitet (F) - lagringskapasitet (C>). Fra F-C>-kurven er det mulig å observere at omtrent 60 prosent av strømningen produseres gjennom omtrent 12 prosent av porevolumet. I tillegg produseres omtrent 80 prosent av strømningen gjennom omtrent 25 prosent av porevolumet.

[0040] I trinn 37 i fremgangsmåten 30 (figur 4) bestemmes en lagringskapasitet som er forbundet med oppholdstiden til en terskel der strømningskapasitets- og lagringskapasitetskurven i trinn 35 brukes. Helningen i F-<E>-kurven er gjennomsnittlig oppholdstid dividert med oppholdstiden til en bestemt strømningsbane. Helningen til F-<E>-kurven beregnes med der T er oppholdstiden til en bestemt strømningsbane og t er den gjennomsnittlige oppholdstiden. Dette indikerer at helningen til F-<D-kurven er kvalitativt forbundet med geologien til reservoaret. Helt bestemt er korte oppholdstider eller store helninger en indikasjon på «thief zones», mens lange oppholdstider eller lave helninger er en indikasjon på soner med lav permeabilitet eller stagnasjon. En oppholdstid til en terskel velges slik at strømningsbanene har oppholdstider som er kortere enn terskelen og kan stenges eller stanses. Dette diskuteres videre senere. Når det gjelder å bestemme terskeltiden som skal velges, er dette vanligvis basert på å balansere forbedret oljegjenvinning i forhold til ekstrakostnaden ved økt fluid (slug)-størrelse. I noen utforminger velges oppholdstiden til terskelen som en oppholdstid på omtrent femti prosent (50 %) av den gjennomsnittlige oppholdstiden. I noen utforminger velges oppholdstiden til terskelen som en oppholdstid på omtrent førti prosent (40 %) av den gjennomsnittlige oppholdstiden. I noen utforminger velges oppholdstiden til terskelen som en oppholdstid på omtrent tretti prosent (30 %) av den gjennomsnittlige oppholdstiden. I noen utforminger velges oppholdstiden til terskelen som en oppholdstid på omtrent tjue prosent (20 %) av den gjennomsnittlige oppholdstiden. I noen utforminger velges oppholdstiden til terskelen som en oppholdstid på omtrent ti prosent (10 %) av den gjennomsnittlige oppholdstiden.

[0041] Figur 6 er et skjematisk diagram med strømningskapasitet (F) - lagringskapasitet (C>) som illustrerer hvordan en lagringskapasitet som er forbundet med oppholdstiden til en terskel, bestemmes. Punkt 61 på F-<D-kurven korresponderer med tangentlinjen 63 som er en helning som er forbundet med oppholdstiden til terskelen. Hvis f.eks. oppholdstiden til en terskel velges som en oppholdstid som er en tredel av den gjennomsnittlige oppholdstiden, korresponderer tangenten med et punkt på F-C>-kurven med en helning på tre. Lagringskapasiteten som er forbundet med punktet 61, er omtrent ti prosent av porevolumet som vist med den stiplede linjen 65. Fordi det totale porevolumet til reservoaret kan bestemmes ved å bruke ligningen 5, er det lett å beregne reservoarvolumet som skal behandles.

[0042] Med henvisning tilbake til figur 4 kan det bestemmes at en konformasjons-kontrollbehandling reagerer på lagringskapasiteten som er forbundet med oppholdstiden til terskelen i trinn 39 i fremgangsmåten 30. Helt bestemt må man bestemme mengden konformasjons-kontrollmateriale som må behandles eller om lagringskapasiteten som er forbundet med oppholdstiden til terskelen, må stenges. Ved å bruke lagringskapasiteten som er forbundet med oppholdstiden til terskelen og det totale sveipporevolumet ( Vp), kan reservoarvolumet som skal behandles, beregnes ved å bruke ligningen 6. Det totale sveipporevolumet kan bestemmes direkte fra sporingsanalysen. Som oftes injiseres en liten mengde sporingsstoff i reservoaret, etterfulgt av drivfluid, og det totale sveipporevolumet ( Vp) kan estimeres ved bruk av ligningen 5. Som et alternativ kan sporingsstoffet injiseres kontinuerlig og en variasjon av ligningen 5 kan brukes.

[0043] I trinn 41 injiseres et kjemisk fluid (slug) i injeksjonsbrønnen som reagerer på konformasjons-kontrollbehandlingen som ble bestemt i trinn 39. Som tidligere forklart, injiseres vanligvis konformasjons-kontrollbehandlingsmaterialet i injeksjonsbrønn som et kjemisk fluid (slug) slik at den kan blokkere porevolumer som allerede er sveipt og omdirigere flømmingsfluidet til oljerike soner som ikke er sveipet. Én type konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale er tilgjengelig med varenavnet BrightWater® som produseres av og er kommersielt tilgjengelig fra TIORCO, med hovedkontor i Denver, Colorado, USA. BrightWater® er en submikron partikkelkjemi som er utformet slik at partiklene utvider seg til mange ganger sitt opprinnelige volum og blokkerer porehalser i grunnmassen til reservoaret på et forhåndsbestemt «dybdested» inni reservoaret.

[0044] Beregningstrinnene til fremgangsmåtene som fremstilles i dette dokumentet, kan utføres på forskjellige dataarkitekturer som f.eks. en enkel datamaskin eller arbeidsstasjon til generell bruk, på et nettverkssystem, på en klient-serverkonfigurasjon, i en konfigurasjon i forbindelse med en tjenesteleverandør eller en kombinasjon av disse. I figur 7 illustreres et typisk datasystem 70 som er egnet til å implementere beregningstrinnene i fremgangsmåtene som fremstilles i dette dokumentet som f.eks. trinn 35, 37 og 39 i fremgangsmåten 30.

[0045] Som vist i figur 7 kan datasystemet 70 som kan implementere ett eller flere fremgangsmåtetrinn og om fremstilles i dette dokumentet, koples til et nettverk 71. Kommunikasjon med en hvilken som helst komponent i systemet 70 som f.eks. brukergrensesnitt 73, database 75, dataprogram 77, prosessor 79 og rapporteirngenhet 81 kan overføres over kommunikasjonsnettverket 71. Kommunikasjonsnettverket 71 kan være en hvilken som helst måte som muliggjør overføring av informasjon som f.eks. Internett. Følgelig inkluderer eksempler på et slikt kommunikasjonsnettverk 71 for tiden, men er ikke begrenset til, PAN (Personal Area Network), LAN (Local Area Network), WAN (Wide Area Network), GAN (Global Area Network) og en kombinasjon av disse. Kommunikasjonsnettverket 71 kan også innbefatte datasignaler eller en kombinasjon av disse, for å tilkople de enkelte anordningene på nettverket 71. Optiske kabler eller en trådløs radiofrekvens kan f.eks. brukes for å kople anordninger til nettverket 71.

[0046] Ett eller flere brukergrensesnitt 73 kan brukes for å få tilgang til datasystemet 70 som f.eks. via nettverket 71 slik at en operatør kan aktivt legge inn informasjon og gjennomgå operasjoner i systemet 70. Brukergrensesnittet 73 kan være en hvilken som helst måte der en person kan interagere med systemet 70 som f.eks. et tastatur, en mus, en berøringsskjerm eller et håndholdt grafisk brukergrensesnitt (GUI) inkludert en personlig digital assistent (PDA). Data som legges inn i systemet 70 via grensesnittet 73 kan lagres i en database 75. I tillegg kan all informasjon som genereres av systemet 70, også lagres i databasen 75.

[0047] Data i forbindelse med systemene og fremgangsmåtene (f.eks. assosiasjoner, kartlegging, inndata, utdata, midlertidige dataresultater, endelige dataresultater osv.) kan lagres og implementeres på én eller flere forskjellige typer dataimplementerte databaser 75 som forskjellige lagringsanordninger og programmeringsstrukturer (f.eks. RAM, ROM, flash-minne, flatfiler, databaser, programmeringsdatastrukturer, programmeringsvariabler, IF-THEN-uttrykk (eller lignende type) utsagnskonstruksjoner). Det gjøres oppmerksom på at datastrukturene beskriver formater som brukes for å organisere og lagre data i databaser, programmer, minne eller andre datalesbare medier som brukes av et dataprogram. Som en illustrasjon kan et system og en fremgangsmåte konfigureres med én eller flere datastrukturer som finnes i minnet for å lagre data som f.eks. data som representerer reservoaregenskaper 83, tilstanden til injeksjons- og produksjonsbrønnen og driftsparametere 85, sporingsanalyse 87, kurver med strømnings-kapasitet - lagringskapasitet 89 og konformasjons-kontrollbehandlinger 91.

[0048] Dataprogrammet 77 har tilgang til data 83, 85, 87, 89, 91 som er lagret i databasen 75 for å generere resultatene som beskrives i dette dokumentet. Dataprogrammet 77 inneholder programvareinstruksjoner som kan inkludere kildekode, objektkode, maskinkode eller hvilke som helst andre lagrede data som når de brukes forårsaker at et behandlingssystem 79 utfører fremgangsmåten og operasjonene som beskrives i dette dokumentet. Følgelig kan en datamaskin programmeres med instruksjoner for å utføre trinnene 35, 37 og 39 i fremgangsmåten 30 som vises i flytskjemaet i figur 4. Beregningsmodulen 93 i dataprogrammet 77 kan f.eks. konfigureres for å beregne strømningskapasitet og lagringskapasitet til en forhåndsbestemt oppholdstid til en terskel, delen av porevolumet som skal behandles med et kjemisk konformasjons-kontrollfluid (slug) eller en kombinasjon av disse.

[0049] Prosessoren 79 tolker instruksjonene for å utføre dataprogrammet 77 samt generere automatiske instruksjoner for å utføre dataprogrammet 77 som er responsivt til forhåndsbestemte forhold. Instruksjonene fra begge brukergrensesnittene 73 og dataprogrammet 77 behandles av prosessoren 79 for å drive systemet 70. Fremgangsmåtene og systemet som beskrives i dette dokumentet, kan implementeres i en enkel prosessor eller mange forskjellige typer behandlingsanordninger eller servere.

[0050] I visse utforminger kan systemet 70 inneholde en rapporteringsenhet 81 for å gi informasjon til operatøren eller andre systemer (ikke vist) som er koplet til nettverket 71. Rapporteringsenheten 81 kan f.eks. være en skriver, en skjerm eller en datarapporterings-anordning. Det skal imidlertid være klart at systemet 70 trenger ikke å inneholde en rapporteringsenhet 81. Som et alternativ kan et brukergrensesnitt 73 brukes for å rapportere all informasjon om systemet 70 til operatøren. Utdata kan f.eks. gjøres synlig for brukere med en skjerm eller en brukergrensesnittenhet som et håndholdt grafisk brukergrensesnitt (GUI) inkludert en personlig digital assistent (PDA).

[0051] En utforming av den aktuelle offentliggjøringen har et datalesbart medium som lagrer et dataprogram som kan brukes av datamaskinen for å utføre trinnene i hvilken som helst av fremgangsmåtene som fremstilles i dette dokumentet. Det kan sørges for et dataprogramprodukt som brukes i forbindelse med en datamaskin som er én eller flere minneenheter og én eller flere prosessorenheter, dataprogramproduktet inkluderer et datalesbart lagringsmedium som har en kodet dataprogrammekanisme der dataprogrammekanismen kan lastes inn i én eller flere minneenheter på datamaskinen som fører til at én eller flere prosessorenheter på datasystemet utfører forskjellige trinn som illustreres i flytskjemaet i figur 4. Helt bestemt kan dataprogrammet interagere med datasystemet for å utføre trinnene i fremgangsmåten 30 som f.eks. å beregne strømningskapasitet og lagringskapasitet, beregne en forhåndsbestemt oppholdstid til en terskel og beregne delen av porevolumet som skal behandles med et kjemisk konformasjons-kontrollfluid (slug).

[0052] Datakomponentene, programvaremodulene, funksjonene, databasene som beskrives i dette dokumentet, kan koples direkte eller indirekte til hverandre for å muliggjøre dataflyten som trenges når de brukes. En modul eller en prosessor har, men er ikke begrenset til, en kodeenhet som utfører en programvareoperasjon og kan f.eks. implementeres som en underrutine-kodeenhet, som en programvarefunksjons-kodeenhet eller som et objekt (som i en objekt-orientert paradigme), som en applet, i et dataskriptspråk eller en annen type datakode. Programvarekomponentene og/eller funksjonene kan være plassert på en enkel datamaskin eller fordelt på flere datamaskiner avhengig av den aktuelle situasjonen.

[0053] Selv om den ovennevnte spesifikasjonen av denne oppfinnelsen beskrives i forhold til visse foretrukne utforminger av den og mange detaljer er blitt presentert som illustrasjoner, vil det være opplagt blant dem med ferdigheter i faget at oppfinnelsen kan endres og at visse andre detaljer som beskrives i dette dokument, kan avvike i stor grad uten at man avviker fira oppfinnelsens grunnprinsipper.

[0054] I tillegg skal det forstås at slik de brukes i beskrivelsen i dette dokumentet og i alle etterfølgende krav inkluderer entall «en», «ett» og entallsendelsene flertallsreferanser med mindre innholdet uttrykkelig sier noe annet. I tillegg skal det forstås at slik de brukes i beskrivelsen i dette dokumentet og i alle følgende krav inkluderer «i», «i» og «på» med mindre innholdet uttrykkelig sier noe annet. Til slutt, slik de brukes i beskrivelsen i dette dokumentet og i alle kravene som følger, inkluderer «og» og «eller» både konjuktiv og disjunktiv betydning og kan brukes om hverandre med mindre innholdet uttrykkelig sier noe annet.

Nomenklatur

/ = strømningskapasitet til et bestemt lag

c = lagringskapasitet til et bestemt lag

F = samlet strømningskapasitet (enten fra statiske eller dynamiske målinger)

C = samlet statisk lagringskapasitet

C> = samlet dynamisk lagringskapasitet

q = strømningshastighet, RB/D

k = permeabilitet, mD

h = tykkelse, fot

N = reservoarlag

( p = porøsitet

Vp = porevolum, fot<3>

T = TOF (flytid), D

t = gjennomsnittlig oppholdstid, D

t = tid, D

Claims (15)

1. En fremgangsmåte for konformasjonskontroll i et undergrunnsreservoar der fremgangsmåten omfatter å: (a) fremskaffe sporingsdata som gjelder et undergrunnsreservoar med en sone som inneholder hydrokarboner, sporingsdataene omfatter oppholdstidene til et sporingsstoff som skal strømme mellom en injeksjonsbrønn og en produksjons-brønn som strekker seg inn i sonen til undergrunnsreservoaret som inneholder hydrokarboner, (b) velge en målterskel som gjelder oppholdstiden til sporingsstoffet som strømmer mellom injeksjonsbrønnen og produksjonsbrønnen og (c) bestemme en mengde konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale til injeksjon inn i sonen som inneholder hydrokarboner ved bruk av sporingsdata og målterskeloppholdstiden.

2. Fremgangsmåten ifølge krav 1 der mengden konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale er tilstrekkelig for å hindre strømningsbaner mellom injeksjonsbrønnen og produksjonsbrønnen der oppholdstiden til sporingsstoffet er mindre enn målterskeloppholdstiden.

3. Fremgangsmåten ifølge krav 1 videre omfattende å: (d) injisere konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale i sonen som inneholder hydrokarboner gjennom injeksjonsbrønnen.

4. Fremgangsmåten ifølge krav 1 videre omfattende å: (d) gjenvinne hydrokarboner fra sonen som inneholder hydrokarboner gjennom produksjonsbrønnen.

5. Fremgangsmåten ifølge krav 1 der bestemmelse av mengden konformasjons-kontrollbehandlingsmaterialet videre omfatter konstruksjonen av en strømningskapasitets- og lagringskapasitetskurve.

6. Fremgangsmåten ifølge krav 1 der bestemmelse av mengden konformasjons-kontrollbehandlingsmaterialet videre omfatter bestemmelse av lagringskapasiteten som er forbundet med målterskel til oppholdstiden.

7. Fremgangsmåten ifølge krav 1 der bestemmelse av mengden konformasjons-kontrollbehandlingsmaterialet videre omfatter beregning av det totale sporingsvolumet til sonen som inneholder hydrokarboner.

8. Fremgangsmåten ifølge krav 1 der bestemmelse av mengden konformasjons-kontrollbehandlingsmaterialet videre omfatter beregning av et volum som representerer geologiske områder med høyere permeabilitet inni sonen som inneholder hydrokarboner og som skal behandles med konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale.

9. Fremgangsmåten ifølge krav 8 der volumet representerer geologiske områder med høyere permeabilitet inni sonen som inneholder hydrokarboner som er forbundet med oppholdstider til strømningsbanen som er mindre enn målterskel til oppholdstiden.

10. Fremgangsmåten ifølge krav 1 der sporingsdataene omfatter oppholdstidene til flere sporingsstoffer.

11. Fremgangsmåten ifølge krav 1 der målterskeloppholdstiden bestemmes ved å balansere inkrementell oljegjenvinning i forhold til kostnaden ved å øke størrelsen på den kjemiske behandlingen.

12. Fremgangsmåten ifølge krav 1 der målterskeloppholdstiden velges for å behandle et reservoarvolum som er større enn 5 % av det totale porevolumet til hydrokarbonene i sonen som inneholder hydrokarboner.

13. Fremgangsmåten ifølge krav 1 der målterskeloppholdstiden velges for å behandle et reservoarvolum som er større enn 50 % av det totale porevolumet til hydrokarbonene i sonen som inneholder hydrokarboner.

14. Et system for konformasjonskontroll i et undergrunnsreservoar der systemet omfatter: en database som er konfigurert for å lagre sporingsdata som gjelder et undergrunnsreservoar med en sone som inneholder hydrokarboner, sporingsdataene omfatter oppholdstidene til et sporingsstoff som skal strømme mellom en injeksjonsbrønn og en produksjonsbrønn som strekker seg inn i sonen til undergrunnsreservoaret som inneholder hydrokarboner, en dataprosessor som er konfigurert for å motta lagrede data fra databasen og for å utføre programvareinstruksjonen for å bruke de lagrede dataene og et dataprogram som har programvareinstruksjoner som kan utføres på en dataprosessor der dataprogrammet omfatter: en beregningsmodul som er konfigurert for å beregne mengden konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale som skal injiseres i sonen som inneholder hydrokarboner, ved bruk av sporingsdata.

15. Systemet ifølge krav 14 der beregningsmodulen videre er konstruert for å: konstruere en strømningskapasitets- og lagringskapasitetskurve ved bruk av sporingsdata som gjelder undergrunnsreservoaret, bestemme en lagringskapasitet som er forbundet med en målterskeloppholdstid fra strømningkapasitets- og lagringskapasitetskurven og bestemme volumet til sonen som inneholder hydrokarboner og som skal behandles med konformasjons-kontrollbehandlingsmateriale som reagerer på lagringskapasiteten som er forbundet med målterskeloppholdstiden.