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1、10申请公布号CN103380265A43申请公布日20131030CN103380265ACN103380265A21申请号201180067274722申请日2011111661/422,02420101210US13/297,35520111116USE21B43/1620060171申请人科诺科菲利浦公司地址美国德克萨斯州72发明人V邦J彭74专利代理机构北京市中咨律师事务所11247代理人彭立兵林柏楠54发明名称强化采油筛选模型57摘要本发明涉及改善油气层生产的强化采油方法。已经开发出强化采油筛选模型，其包含一组估算混相和非混相气体/溶剂注入CO2，N2和烃类、聚合物驱动、表面活性剂。
2、聚合物驱动、碱聚合物驱动和碱表面活性剂聚合物驱动的油采收率的相互关系。30优先权数据85PCT申请进入国家阶段日2013080986PCT申请的申请数据PCT/US2011/0609762011111687PCT申请的公布数据WO2012/078323EN2012061451INTCL权利要求书1页说明书7页附图6页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书7页附图6页10申请公布号CN103380265ACN103380265A1/1页21一种强化油气生产的方法，该方法包含A在一个或多个油气储藏中建立一种或多种强化采油方法EOR的机理模型，B确定一个或多个筛选参数的。
3、包括最大值、最小值和中值的参数范围，C使用确定的参数范围使用试验设计方法建立一个或多个3D区域模型，D模拟每个油气储藏的过程，E开发响应曲面以将EOR的不同时间的油采收率和一个或多个筛选参数关联起来，和F对每个EOR使用多个随机模拟测试每个响应曲面A。2权利要求1所述的方法，其中EOR筛选模型用一个或多个要筛选的储藏的现场数据验证。3权利要求1或2所述的方法，其中机理建模使用一种或多种储藏模拟器，其选自ECLIPSETM,MERLINTM,MAPLESIMTM,SENSORTM,STARSTM，ROXARTEMPESTTM,JEWELSUITETM,UTCHEMTM，和定制的模拟三维储藏的模拟。
4、器。4权利要求1，2或3所述的方法，其中EOR选自热、气体、化学、生物、震动、电、化学驱动、碱驱动、胶束聚合物驱动、混相置换、二氧化碳注入、氮气注入、烃类注入、蒸汽驱动、原位燃烧、蒸汽、空气、蒸汽氧、聚合物溶液、凝胶、表面活性剂聚合物配制物、碱表面活性剂聚合物配制物、碱聚合物注入、微生物处理、循环蒸气注入、表面活性剂聚合物注入、碱表面活性剂聚合物注入、碱聚合物注入、蒸气辅助石油开采或蒸气提取VAPEX、水交替气体注入WAG和蒸汽辅助重力排出SAGD，暖VAPEX，混合VAPEX和它们的组合。5前述任一项权利要求所述的方法，其中响应曲面由以下组成YAB1X1B2X2C1X1X2C2X1X3D1X。
5、12D2X22其中X1，X2至XN是可用的筛选参数，其中A，BI，CI，DI至NI是每个参数的计算系数；Y是在EOR期间的预计的油采收率。6前述任一项权利要求所述的方法，其中所述筛选参数包括剩余油饱和度全部，残留油饱和度全部，残留水饱和度CO2，HC，油粘度/水粘度CO2，HC，油粘度/气体粘度CO2，HC，最小可互溶压力/储藏压力CO2，HC，油粘度/聚合物粘度聚合物，SP，ASP，AP，DYKSTRAPARSON系数，KZ/KX，酸值AP和ASP，段塞中的表面活性剂/碱的浓度SP和ASP，化学段塞尺寸SP，ASP，AP，聚合物驱动段塞尺寸聚合物，SP，ASP，AP。权利要求书CN10338。
6、0265A1/7页3强化采油筛选模型0001相关申请交叉引用0002本申请是非临时申请，根据USC119E要求2010年12月10日提交的题为“ENHANCEDOILRECOVERYSCREENINGMODEL”的临时申请序列号61/422024的权益，其全部并入本文。0003联邦研究资助申明0004无0005发明技术领域0006本发明涉及一种强化采油ENHANCEDOILRECOVERY方法以改善油气藏HYDROCARBONRESERVOIR生产。0007发明背景0008强化采油EOR是用于从地下储藏中增加包括原油、天然气、沥青、或其他烃类材料在内的油气产量技术的通用专业术语。使用EOR，可。
7、以比一次和二次生产技术显著增加油气产量。EOR类型的最佳应用取决于油藏温度、压力、深度、产层的有效厚度NETPAY、渗透性、残存油量和水饱和度、空隙度和流体性质例如石油API重量和粘度。随着EOR技术的发展，存在更多可用的技术且正在更广范围的储藏类型使用。为一个或多个储藏确定合适的EOR变得很困难且EOR方法可能是非常昂贵的。0009表1确定合适的EOR法00100011现有的EOR筛选工具要么没有把握重要因素，要么其储藏筛选应用有限。筛选应用必须适合于具体的储藏特性，包括渗透性范围、粘度范围、深度范围以及过多的其他储存性质，其可能适用于特定的EOR方法，也可能不适用。说明书CN1033802。
8、65A2/7页40012发明公开概述0013已经开发出一种强化采油的筛选模型，其由一组相互关系组成，以评估混相和非混相气体/溶剂注入CO2，N2和烃类、聚合物驱动、表面活性剂聚合物驱动、碱聚合物驱动和碱表面活性剂聚合物驱动中的油采收率。使用响应曲面RESPONSESURFACE法开发所述相互关系并将不同注入时间的油采收率与对于每个方法确定的重要储藏、流体和驱动参数关联起来。根据使用储藏、流体和驱动性质的随机值的模拟结果和现场试验结果已经针对所有方法的验证了模型的结果。同样的方法可以应用于开发用于其他采收机理的筛选模型，如热蒸汽注入，SAGD和其他、微生物EOR、低盐强化采油和其他。0014本发。
9、明更加具体地包括一种提高油气生产的方法，其通过对两个或多个油气储藏建立一个或多个EOR法的机理模型，确认包括筛选参数的最大值、最小值和中值的参数范围，利用确认的参数范围使用实验设计方法建立一种或多种3D区域模型，模拟每个油气储藏的过程，开发响应曲面以关联确定的筛选参数和不同时间EOR的油采收率，和利用多个随机模拟测试每个EOR的响应曲面。该方法可以包括根据从要筛选的储藏的现场数据验证EOR筛选模型。0015可以使用ECLIPSETM,MERLINTM,MAPLESIMTM,SENSORTM,ROXARTEMPESTTM,JEWELSUITETM,UTCHEMTM，或者模拟三维储藏的定制的模拟器。
10、建立机理模型。0016EOR法包括热、气体、化学、生物、震动、电、化学驱动、碱驱动、胶束聚合物驱动、混相置换MISCIBLEDISPLACEMENT、二氧化碳注入、氮气注入、烃类注入、蒸汽驱动、原位燃烧、蒸汽、空气、蒸汽氧气、聚合物溶液、凝胶、表面活性剂聚合物配制物、碱表面活性剂聚合物配制物、碱聚合物注入、微生物处理、循环蒸气注入、表面活性剂聚合物注入、碱表面活性剂聚合物注入、碱聚合物注入、蒸气辅助石油开采或蒸气提取VAPEX、水交替气体注入WATERALTERNATINGGASINJECTION,WAG和蒸汽辅助重力排出SAGD，暖VAPEXWARMVAPEX，混合VAPEX和它们的组合。0。
11、017使用下面的等式定义响应曲面0018YAB1X1B2X2C1X1X2C2X1X3D1X12D2X220019其中X1，X2至XN是可用的筛选参数，其中A，BI，CI至NI是每个参数的计算系数；和Y是在EOR期间的预计的油采收率。附图简介0020通过参考下面的说明和结合相应的附图可以获得本发明和它的有益效果的更加完整的理解。0021图1混相/非混相气体驱动二氧化碳/烃类。0022图2对于二氧化碳驱动的模拟的和计算的油采收率的对比在位剩余油。0023图3对于二氧化碳驱动的现场值和计算的油采收率的对比在位剩余油。0024图4对于HC驱动的模拟的和计算的油采收率的对比在位剩余油。0025图5对于H。
12、C驱动的现场值和计算的油采收率的对比在位剩余油。0026图6化学EOR0027图7对于聚合物EOR的模拟的和计算的油采收率的对比在位剩余油。0028图8对于SPEOR的模拟的和计算的油采收率的对比在位剩余油。说明书CN103380265A3/7页50029图9对于SP驱动的现场值和计算的油采收率的对比在位剩余油。0030图10对于ASPEOR的模拟的和计算的油采收率的对比在位剩余油。0031图11对于ASP和AP驱动的在水驱动之上的现场值和计算的增长的油采收率的对比。0032发明详述0033现在转向本发明的方案或优选方案的详细描述，应当理解的是本发明的特征和概念可以在其他方案中显示，并且本发明。
13、的范围不被限定到所描述或者阐述的实施方案。本发明的范围仅旨在通过下面的权利要求的范围来限定。0034如本文所使用的实验设计是指设计一个试验，其精确模拟实际过程，通过统计方法精确地测量和分析输出变量，使得可以有效地和高效的得出目标结果。试验设计方法试图使需要得到每个筛选参数的所有期望的效果的储藏模拟情况的数目最小。0035响应曲面涉及使用多重自变量的影响用等式拟合到因变量的观察值。响应曲面用于EOR筛选模型，不同驱动时间的油采收率是因变量，和筛选参数是自变量。0036筛选性质可以包括剩余油饱和度全部，残留油饱和度全部，残留水饱和度CO2，HC，油粘度/水粘度CO2，HC，油粘度/气体粘度CO2，。
14、HC，最小互溶性压力MINIMUMMISCIBILITYPRESSURE/储藏压力CO2，HC，油粘度/聚合物粘度聚合物，SP，ASP，AP，DYKSTRAPARSON系数，KZ/KX，酸值AP和ASP，段塞SLUG中的表面活性剂/碱的浓度SP和ASP，化学段塞尺寸SP，ASP，AP，聚合物驱动段塞尺寸聚合物，SP，ASP，AP，以及其他与EOR和储藏建模相关的性质。0037在一个实施方案中，进行以下的分析0038A建立每个研究过程的机理模型以确定在EOR筛选模型中使用的参数，0039B确定所选择的每个筛选参数的最大值、最小值和中值范围，0040C使用试验设计方法建立3D区域模型，0041D模。
15、拟每个情况的过程，0042E开发响应曲面以将不同筛选参数和驱动的不同时间的油采收率关联起来，和0043F使用数百个随机模拟情况测试每个研究过程的响应曲面。0044任选地或者如果是可用的，可以对于一个或多个筛选的储藏根据现场数据验证EOR筛选模型。0045使用基于响应曲面法的参数，下面等式是构建了多个储藏的模型。0046YAB1X1B2X2C1X1X2C2X1X3D1X12D2X220047其中X1,X2XN是可用的筛选参数S0，SORW，M0等；A，BI，CI，DI是每个参数的计算系数；Y是在EOR期间的预计的油采收率。通过改变每个参数的值，对于每个储藏性质可以评估大量的模型。0048缩写包括。
16、强化采油EOR，表面活性剂聚合物配制物SP，碱表面活性剂聚合物配制物ASP，碱聚合物配制物AP，烃类HC，蒸气辅助石油开采或蒸气提取VAPEX，水交替气体注入WAG和蒸汽辅助重力排出SAGD。除非使用非典型性组合物，本文将不会重申化学物质例如二氧化碳CO2、氮气N2等。0049强化采油EOR又被称为改善采油或者三次采油。EOR法包括热、气体、化学、生物、震动、电，和其他用于增加油藏生产的技术。EOR操作可以按着EOR类型区分，例如化学说明书CN103380265A4/7页6驱动碱驱动或者胶束聚合物驱动，混相置换二氧化碳注入和烃类注入，和热采收蒸汽驱动或原位燃烧，但一些方法包括化学、混相、非混相。
17、、和/或热采收的组合。置换引入降低粘度和改善流动的流体和气体。这些材料可能由可与油混合的气体包括二氧化碳、氮气、甲烷、和其他烃类可混合性气体、蒸汽、空气或氧气、聚合物溶液、凝胶、表面活性剂聚合物配制物、碱表面活性剂聚合物配制物、碱聚合物配制物、微生物配制物和它们的组合组成。EOR方法包括循环蒸汽注入HUFFNPUFF，WAG，SAGD，VAPEX，暖VAPEX，混合VAPEX和其他三次处理。EOR法如果可以使用的话可以同时结合使用，或者在处理之间有或没有生产的情况下依次使用。在其他实施方案中，针对储藏进行一个EOR法并恢复生产。一旦产品开始减少，使用筛选以测定是否需要的一个或多个EOR法并且其。
18、成本有效。0050许多储藏模拟器是商业可得的，包括来自SCHLUMBERGER的ECLIPSETM，来自HALLIBURTON的来自GEMINISOLUTIONSINC的MERLINTM，来自WATERLOOMAPLEINC的MAPLESIMTM，来自COATSENG的SENSORTM，EMERSON开发的ROXARTEMPESTTM，CMG的STARSTM和自命名为JEWELSUITETM等等。此外，许多公司和大学已经开发了各自具有独特属性和能力的专门的储藏模拟器。在一实施方案中，将定制的储藏模拟器用于产生用于模拟黑油和单孔隙率储藏SINGLEPOROSITYRESERVOIR中的组成问题的。
19、3D模型。储藏模拟器也可以用于为混相/非混相CO2驱动和混相/非混相烃类/N2驱动开发EOR筛选模型。在另一实施方案中，将3D组合储藏模拟器比如由AUSTIN的德克萨斯大学开发的UTCHEMTM用于为聚合物驱动、表面活性剂聚合物驱动、碱聚合物驱动和碱表面活性剂聚合物驱动开发EOR筛选模型。仍然是在另一实施方案中，可以利用STARSTM建模工具为热力增产建立3D模型。0051下面给出本发明的特定实施方案的实例。每个实例以解释本发明的方式提供，本发明许多实施方式之一和下面的实施例不应当被理解为限制或者定义本发明的范围。0052实施例10053在一个实施方案中，使用EOR筛选方法对不同的EOR方法筛。
20、选储藏并确定EOR的最优机理。该方法从给定的一组储藏中确定强的EOR候选，其中一个或多个储藏对于EOR是可获得的。关于EOR驱动性能的储藏性质不确定性的评价突出显示EOR方法和/或具有更大不确定性的储藏。该筛选方法可以用于确定和对优化驱动的设计建模。该结果可以用于进行高水平项目经济估价。该方法可以用于开发其他EOR法的筛选模型，由此在一组具有各种各样的储藏和可用的EOR方法的变化多样的条件下，确认合适的储藏/EOR组合。成本，风险，不确定性和价值可以全面地相比以确认最好的候选储藏和EOR的方法。0054尽管该方法在不同条件下具有强的跨平台适用性，建模者必须理解相关的并可以为每个储藏评估的性质。。
21、使用参数未定义好的储藏模型可能导致错误的结论。例如，使用该方法筛选不具有全部筛选参数的储藏可能导致不适当的结论并且该方法不应当在推荐的筛选参数范围外使用。钻井完成类型也可能影响储藏性质并且这在筛选储藏时应当被处理。当汇集储藏进行筛选时应当说明完成的类型。0055混相气体驱动0056为CO2驱动运行数百个随机模拟情形以验证筛选模型。将在不同驱动时间的模拟油采收率与由筛选模型确定的预测值相比较。在表2中显示的结果表明EOR筛选模型为CO2驱动的油采收率提供了良好的估算。说明书CN103380265A5/7页70057通过CO2驱动的现场测试验证EOR筛选模型。将那些现场测试的储藏和石油性质输入到筛。
22、选模型并且将预测的油采收率与实际值做比较。如图3中所示，预测的结果非常接近于实际油采收率，表明筛选模型是估算CO2驱动的油采收率一种很好的工具。0058烃类驱动0059为烃类驱动运行数百个随机模拟情形以测试EOR筛选模型。将在不同驱动时间的模拟油采收率与由筛选模型确定的预测值相比较。在表4中，由交会图表显示的结果表明EOR筛选模型为烃类驱动的油采收率提供了良好的估算。0060通过烃类驱动的现场测试验证EOR筛选模型。将那些现场测试的储藏和石油性质输入到筛选模型并且将预测的油采收率与实际值做比较。如图5中所示的结果表明筛选模型是估算烃类驱动的油采收率一种很好的工具。0061化学驱动0062图6是。
23、一个典型的化学驱动过程。最接近生产者的流体是水驱动之后的剩余的水。化学段塞表面活性剂聚合物，碱聚合物，碱表面活性剂聚合物等对残油的活动化和流动性控制起主要作用。在一理想的情形下，当它穿过储藏时，注入的化学段塞产生油富集区OILBANK。聚合物段塞接着化学段塞并提供额外的流动性控制。注入追逐水CHASEWATER以提供驱动动力从而将所有的段塞推进储藏。0063在图7中，为聚合物驱动准备许多个随机模拟情形以验证EOR筛选模型。将在不同驱动时间的模拟油采收率与由筛选模型确定的预测值相比较。在交会图表中显示的结果表明EOR筛选模型为聚合物驱动的油采收率提供了良好的估算。0064表面活性剂聚合物驱动00。
24、65为表面活性剂聚合物驱动运行大量随机模拟情形以验证EOR筛选模型。将在不同驱动时间的模拟油采收率与由筛选模型计算的值相比较。在表8中显示的结果表明EOR筛选模型为表面活性剂聚合物驱动的油采收率提供了良好的估算。0066通过表面活性剂聚合物的现场测试验证EOR筛选模型图9。将那些测试的储藏、石油和驱动的性质输入到筛选模型并且将估算的油采收率与实际值做比较。在交会图表中所示的结果表明筛选模型是估算表面活性剂聚合物驱动的油采收率一种很好的工具。0067碱聚合物和碱表面活性剂聚合物流体0068为碱表面活性剂聚合物驱动运行数百个随机模拟情形以验证EOR筛选模型。将在不同驱动时间的模拟油采收率与由筛选模。
25、型预测的计算值相比较。在表10中显示的结果表明EOR筛选模型为碱表面活性剂聚合物驱动的油采收率提供了良好的估算。0069通过碱聚合物驱动和碱表面活性剂聚合物驱动的现场测试验证EOR筛选模型。将那些测试的储藏、石油和驱动的性质输入到筛选模型并且将预测的油采收率与实际值做比较。如图11中显示的结果表明筛选模型是估算碱聚合物和碱表面活性剂聚合物驱动的油采收率一种很好的工具。0070已经为下面的EOR法开发了新型筛选能力，包括混相和/或非混相CO2驱动，具有或者没有溶剂的混相和/或非混相烃类气体，聚合物驱动，表面活性剂聚合物驱动，碱表面活性剂聚合物ASP驱动，碱聚合物AP驱动，和其他EOR技术。已经根。
26、据可用的现场数据验证开发的EOR筛选模型。该筛选方法提供了筛选多储藏组合的能力以确认强的说明书CN103380265A6/7页8EOR候选者和在不同储藏条件下增加油采收率的潜力。0071最后，应当注意的是对任何文献的讨论并非承认它是本发明的现有技术，尤其是可能具有在本发明优先权日期之后的公开日期的任何文献。同时，作为本发明的附加实施方式将每个和以下每个权利要求并入到本文的详细描述中或者说明书中。0072尽管已经详细的介绍了本文所描述的系统和过程，应当理解的是在不偏离由下述权利要求所定义的本发明的精神和范围下可以做出各种变化、取代和替换。熟悉本领域的技术人员可以是能够学习优选的实施方案并且确认其。
27、他没有在本文精确描述的实施本发明方法。发明人的意图是本发明的变化和等价物是在本发明的权利要求范围内而说明书、摘要和附图不是用于限制本发明的范围。本发明专门旨在具有和以下权利要求和它们的等价替代一样宽的范围。0073参考文献0074本文所引用的全部参考文献明确以参考的方式并入。对任何文献的讨论并非承认它是本发明的现有技术，尤其是可能具有在本发明优先权日期之后的公开日期的任何参考。为了方便起见，再次将并入的文献列出0075US6904366,US7248969,US2006122777,UNIVCALIF,PATZEK20010076US2006046948,CALIFINSTTECH,TANG2。
28、0040077US2009114387,WO2009061555,SCHLUMBERGERTECHCORP,HORVATH20070078US2010236783,SOLVCORP,NENNIGER20080079ALKAFEEF,“REVIEWOFANDOUTLOOKFORENHANCEDOILRECOVERYTECHNIQUESINKUWAITOILRESERVOIRS”IPTC11234MS20070080DICKSON等,“DEVELOPMENTOFIMPROVEDHYDROCARBONRECOVERYSCREENINGMETHODOLOGIES”SPE129768MS20100081。
29、DOLL,“POLYMERMINIINJECTIVITYTESTSHANNONRESERVOIR,NAVALPETROLEUMRESERVENO3,NATRONACOUNTY,WY,SPE12925MS19840082IBATULLIN,“SAGDPERFORMANCEIMPROVEMENTINRESERVOIRSWITHHIGHSOLUTIONGASOILRATIO”OILGASBUSINESS,HTTP/WWWOGBUSRU/ENG/20090083LEWIS等,“SWEEPEFFICIENCYOFMISCIBLEFLOODSINAHIGHPRESSUREQUARTERFIVESPOTMO。
30、DEL”SPEJ134432439SPE102764PA20080084MUNROE,“SOLVENTBASEDENHANCEDOILRECOVERYFORINSITUUPGRADINGOFHEAVYOILSANDS”OILNATURALGASTECHNOLOGY,DOEAWARDNO0085DEFG2606NT4274520090086POELLITZER等,“REVITALISINGAMEDIUMVISCOUSOILFIELDBYPOLYMERINJECTION,PIRAWARTHFIELD,AUSTRALIA”SPE120991MS20090087SCHNEIDER等,“AMISCIBL。
31、EWAGPROJECTUSINGHORIZONTALWELLSINAMATUREOFFSHORECARBONATEMIDDLEEASTRESERVOIR”SPE93606MS20050088TABER等,“EORSCREENINGCRITERIAREVISITEDPART1INTRODUCTIONTOSCREENINGCRITERIAANDENHANCEDRECOVERYFIELDPROJECTS”SPERESERVOIRENGINEERING,1218919819970089TABER等,“EORSCREENINGCRITERIAREVISITEDPART1INTRODUCTIONTO说明书。
32、CN103380265A7/7页9SCREENINGCRITERIAANDENHANCEDRECOVERYFIELDPROJECTS”SPERESERVOIRENGINEERING,1219920519970090TAPIAS等,“RESERVOIRENGINEERANDARTIFICIALINTELLIGENCETECHNIQUESFORDATAANALYSIS”SPE68743MS20010091WILKINSON等,“USEOFCO2CONTAININGIMPURITIESFORMISCIBLEENHANCED011RECOVERY”JANALEAHYDIOS,GARJFTELELZKE。
33、JASPERLDICKSONEXXONMOBILUPSTREAMRESEARCHCOMPANY,SPE131003MS20100092ZAHID等,“AREVIEWONMICROBIALENHANCEDOILRECOVERYWITHSPECIALREFERENCETOMARGINAL/UNECONOMICALRESERVES”SPE107052MS2007说明书CN103380265A1/6页10图1说明书附图CN103380265A102/6页11图2图3说明书附图CN103380265A113/6页12图4图5说明书附图CN103380265A124/6页13图6图7说明书附图CN103380265A135/6页14图8图9说明书附图CN103380265A146/6页15图10图11说明书附图CN103380265A15。