用于烃储层井连通性图形优化、模拟和开发的系统及方法与流程

1.本发明总体上涉及开发烃储层，并且更具体地涉及烃储层井的开发。


背景技术：

2.位于地下的岩石地层通常被称为“地下地层”。包含或预期包含烃(诸如油和气)地下池的多孔或破裂的岩石地层通常被称为“烃储层”。在许多情况下，经由井从烃储层中提取(或“采出”)烃。井通常包括钻入大地中的“井筒”(或“钻孔”)。烃井可以延伸到烃储层中，以例如有助于从烃储层提取烃、将流体注入烃储层、或对烃储层进行评价和监测。
3.烃的勘探和采出可能涉及许多复杂的阶段以优化烃的提取。例如，储层工程师可能花费时间和精力评估烃储层，以识别从储层提取烃的经济且对环境负责的方式。这可以包括识别烃所在的位置，以及生成拟订用于从储层提取烃的步骤的油田开发计划(fdp)。在许多情况下，操作人员依赖于模拟来表征储层(和储层中的井)并基于该表征开发fdp。例如，工程师可以运行储层的模拟以确定流体(诸如水和烃)在储层中的位置以及预测流体如何在储层内移动。工程师可以使用模拟结果来生成或调整用于储层的fdp。在许多情况下，在储层开发过程中运行模拟并更新fdp。例如，可以运行初始模拟以确定钻出之前的第一组井的位置、组态和操作参数，并且可以运行后续模拟以确定已钻出的第一组井的更新后的操作参数以及待钻出的另外的井的位置、组态和操作参数。因此，模拟可以是开发储层的重要方面。


技术实现要素：

4.烃储层的成功开发通常取决于提供准确且及时的储层模拟的能力，包括延伸到储层中的井的模拟。例如，储层工程师能够基于模拟来预测储层内的烃和其它物质(诸如注入的水)的移动和采出，并相应地管理储层。这可以包括定位和配置井，以及调整井操作参数，诸如采出和注入速率，以优化从储层提取烃。
5.储层的模拟通常涉及用单个单元的三维(3d)网格(有时称为模型的“域”)来表示储层的性质的模型(或“储层模型”)。在一些情况下，网格可以包括数百万或数十亿个单元。在模拟运行期间，域可以被划分(或“分割”)成由不同的计算进程并行处理的子域(有时称为“区段”或“分区”)。这可能涉及数千个并行工作的处理器，并且交换关于它们正在处理的子域的信息。例如，高性能计算(hpc)集群的不同组的处理器(或“处理核心”)可以在它们被分配到的相应子域上并行工作，包括在子域的单元上执行处理并且与其它组的处理器共享关于与子域的一个或多个单元接合的单元的信息。
6.域可以对应于包括节点(或“顶点”)和链路(或“边”)的连通性图形(connectivity graph)。节点可以表示储层中的对应位置的性质，并且链路可以表示相应节点对之间的关系。例如，一对节点可以与表示性质的“节点”值相关联，所述性质诸如为在相应节点的位置处的孔隙度或饱和度，并且节点之间的链路可以与链路值相关联，诸如对两个位置之间的流体流动(或“流量”)进行建模的方程。
7.在储层模拟中对井建模的情况下，井可以被表示或“建模”为井连通性图形(或“图形”)中呈现的地下网络，包括反映井元素的节点和链路。元素可以包括例如限定井筒的路径(或“轨迹”)的分支(或“支路”)、井筒管道(或“管”)和诸如穿孔或流动控制装置等流动控制元件。井筒管道可以包括限定井筒中的内部通道的管子(诸如套管或采出油管)，这有助于流体流动通过井筒。穿孔可以包括在井筒的衬层中的开口(诸如在为井筒加衬的套管中的孔)，这有助于流体在储层和井筒之间的流动。流动控制装置可以包括用于控制井中的流体流动和来自井的采出的装置(诸如内部控制装置(icd)、流入控制阀(icv)、封隔器或泵)。
8.在一些实施例中，井筒的轨迹被分成多段，并且生成包括表示井筒段的链路的表示性图形。对于图形中的每个链路，通常存在对“跨越”链路的流体流动进行建模的对应方程。例如，该方程可以对跨越由链路表示的井筒长度中的管道或流动控制装置的流体流动进行建模。这些方程可以一起表示为以矩阵形式书写的方程组，求解这些方程组以模拟井。
9.井模拟可以被结合到储层的周围部分的模拟中，以模拟(或“预测”)储层中的流体的移动和从井的对应采出。随着井的复杂性的增加，用于井的图形的大小和复杂性通常增加(例如，图形中的节点、链路和方程的数量增加)，这进而可能需要相对密集的计算处理来运行井和储层的模拟。随着储层中井的数量(或它们的复杂性)的增加，这会导致模拟储层所需的处理耗费的显著增加。不幸的是，即使在启用并行处理和相对大量的处理器的情况下，模拟仍可能需要大量时间来完成—在一些情况下，需要数小时、数天、数周或甚至数月来完成。因此，从所需计算资源的角度来看，模拟可能是昂贵的，并且可能将延迟引入储层的开发中。在多个工程师竞争有限的计算资源的情况下，现场工程师可能仅仅因为计算资源不可用而放弃模拟。因此，计算资源的有效使用可以有助于提供准确且及时的模拟，以及优化一个或多个储层的开发。
10.鉴于用于烃储层模拟的现有技术的这些和其它挑战，开发了用于烃储层井连通性图形优化、模拟和开发的新系统和方法。在一些实施例中，使复杂井的连通性图形简化以减少用于对井进行建模和模拟所需的方程数量/复杂性和处理资源。在一些实施例中，井连通性图形中的不包括井筒支路间连接部或流动控制元件(诸如穿孔或流动控制装置)的链路与该图形的其它链路组合，这可以降低用于模拟井的方程组的复杂性。例如，不对应于连接部、穿孔或流动控制装置的链路可以与图形中的另一链路“合并”以生成简化的(或“优化的”)井连通性图形。两个链路的合并可以包括将代表跨越由两个链路表示的井筒长度的流动的方程合并，以生成与代表跨越由链路表示的井筒长度的流体流动的单个方程相关联的单个链路。因此，简化图形可以包括“减少”数量的链路和方程。在一些实施例中，可以生成用于简化图形的方程组并求解该方程组以对井进行建模和模拟。
11.在一些实施例中，提供了一种方法，包括以下步骤：将烃储层中的烃井的井筒的轨迹分段以生成代表井筒的段，其中每个段表示井筒的给定长度；对于每个段：确定该段是否包括连接部或流动控制元件(连接部对应于井筒与地面的相交部或井筒的两个支路的相交部，并且流动控制元件包括适于调节井筒中的流体流动的穿孔或流动控制装置)；并且，响应于确定该段包括连接部，生成用于该段的管道链路(该管道链路对由该段表示的井筒长度中的管道中的流体流动进行建模)；响应于确定该段包括一个或多个流动控制元件，生成用于该段的元件链路(该元件链路对该段的一个或多个流动控制元件的流体流动进行建模)；或响应于确定该段不包括连接部或流动控制元件，将该段的建模与用于井筒的相邻段
的管道链路的建模合并；基于所生成的管道链路和元件链路来生成用于烃井的简化连通性图形；以及基于简化连通性图形来生成烃井的模拟。
12.在一些实施例中，流动控制装置包括适于调节井筒中的流体流动的机械装置。在一些实施例中，机械装置包括内部控制装置(icd)、流入控制阀(icv)、封隔器或泵。在某些实施例中，段的井筒相邻段包括表示位于由该段表示的井筒长度紧上游的井筒长度的段。在一些实施例中，段的管道链路包括对由该段表示的井筒长度的管道中的流体流动进行建模的方程。在某些实施例中，将段的建模与用于井筒的相邻段的管道链路的建模合并包括生成单个方程以对由该段和相邻段表示的井筒长度中的管道中的流体流动进行建模。在一些实施例中，段的元件链路包括对由该段表示的井筒长度中的流动控制元件中的流体流动进行建模的一个或多个方程。在某些实施例中，方法还包括基于烃井的模拟来生成用于烃储层的油田开发计划(fdp)。在一些实施例中，方法还包括：基于烃井的模拟来识别钻井参数；以及基于钻井参数在烃储层中钻出井。在某些实施例中，方法还包括：基于烃井的模拟来识别井操作参数；以及基于井操作参数来操作烃储层中的井。
13.在一些实施例中，提供了一种非暂时性计算机可读存储介质，在该介质上存储有程序指令，该程序指令可由处理器执行以执行以下操作：将烃储层中的烃井的井筒的轨迹分段以生成代表井筒的段，其中每个段表示井筒的给定长度；对于每个段：确定该段是否包括连接部或流动控制元件(连接部对应于井筒与地面的相交部或井筒的两个分支的相交部，并且流动控制元件包括适于调节井筒中的流体流动的穿孔或流动控制装置)；响应于确定该段包括连接部，生成用于该段的管道链路(管道链路对由该段表示的井筒长度中的管道中的流体流动进行建模)；响应于确定该段包括一个或多个流动控制元件，生成用于该段的元件链路(元件链路对该段的一个或多个流动控制元件的流体流动进行建模)；以及响应于确定该段不包括连接部或流动控制元件，将该段的建模与用于井筒的相邻段的管道链路的建模合并；基于所生成的管道链路和元件链路来生成用于烃井的简化连通性图形；以及基于简化连通性图形来生成烃井的模拟。
14.在一些实施例中，流动控制装置包括适于调节井筒中的流体流动的机械装置。在某些实施例中，机械装置包括内部控制装置(icd)、流入控制阀(icv)、封隔器或泵。在一些实施例中，段的井筒相邻段包括表示位于由该段表示的井筒长度紧上游的井筒长度的段。在某些实施例中，段的管道链路包括对由该段表示的井筒长度的管道中的流体流动进行建模的方程。在一些实施例中，将该段的建模与用于井筒的相邻段的管道链路的建模合并包括生成单个方程以对由该段和相邻段表示的井筒长度中的管道中的流体流动进行建模。在某些实施例中，用于段的元件链路包括对由该段表示的井筒长度中的流动控制元件中的流体流动进行建模的一个或多个方程。在一些实施例中，操作还包括基于烃井的模拟来生成用于烃储层的油田开发计划(fdp)。在某些实施例中，操作还包括：基于烃井的模拟来识别钻井参数；以及基于钻井参数在烃储层中钻出井。在一些实施例中，操作还包括：基于烃井的模拟来识别井操作参数；以及基于井操作参数来操作烃储层中的井。
15.在一些实施例中，提供了一种烃储层开发系统，其包括以下：烃储层控制系统非暂时性计算机可读存储介质，在该介质上存储有程序指令，该程序指令可由处理器执行以执行以下操作：将烃储层中的烃井的井筒的轨迹分段以生成代表井筒的段，其中每个段表示井筒的给定长度；对于每个段：确定该段是否包括连接部或流动控制元件(连接部对应于井
筒与地面的相交部或井筒的两个支路的相交部，并且流动控制元件包括适于调节井筒中的流体流动的穿孔或流动控制装置)；响应于确定该段包括连接部，生成用于该段的管道链路(管道链路对由该段表示的井筒长度中的管道中的流体流动进行建模)；响应于确定该段包括一个或多个流动控制元件，生成用于该段的元件链路(元件链路对该段的一个或多个流动控制元件的流体流动进行建模)；以及响应于确定该段不包括连接部或流动控制元件，将该段的建模与用于井筒的相邻段的管道链路的建模合并；基于所生成的管道链路和元件链路来生成用于烃井的简化连通性图形；以及基于简化连通性图形来生成烃井的模拟。
16.在一些实施例中，流动控制装置包括适于调节井筒中的流体流动的机械装置。在某些实施例中，机械装置包括内部控制装置(icd)、流入控制阀(icv)、封隔器或泵。在一些实施例中，段的井筒相邻段包括表示位于由该段表示的井筒长度紧上游的井筒长度的段。在某些实施例中，段的管道链路包括对由该段表示的井筒长度的管道中的流体流动进行建模的方程。在一些实施例中，将该段的建模与用于井筒的相邻段的管道链路的建模合并包括生成单个方程以对由该段和相邻段表示的井筒长度中的管道中的流体流动进行建模。在某些实施例中，段的元件链路包括对由该段表示的井筒长度中的流动控制元件中的流体流动进行建模的一个或多个方程。在一些实施例中，操作还包括基于烃井的模拟生成用于烃储层的油田开发计划(fdp)。在某些实施例中，操作还包括：基于烃井的模拟来识别钻井参数；以及基于钻井参数在烃储层中钻出井。在一些实施例中，操作还包括：基于烃井的模拟来识别井操作参数；以及基于井操作参数来操作烃储层中的井。
附图说明
17.图1是示出根据一个或多个实施例的烃储层环境的图。
18.图2是示出根据一个或多个实施例的井模型的图。
19.图3a是示出根据一个或多个实施例的用于烃井的连通性图形的图。
20.图3b是示出根据一个或多个实施例的用于烃井的简化连通性图形的图。
21.图4是示出根据一个或多个实施例的开发烃储层的示例性方法的流程图。
22.图5是示出根据一个或多个实施例的示例性计算机系统的图。
23.尽管本发明的公开适于各种修改和替换形式，但是在附图中通过实例示出了具体实施例，并且将对其进行详细描述。附图可能不是按比例绘制的。应当理解，附图和详细描述不是要将本发明的公开限制为所公开的特定形式，而是要公开落在由权利要求限定的本发明公开的精神和范围内的修改、等同物和替代方案。
具体实施方式
24.这里描述的是用于烃储层井连通性图形优化、模拟和开发的新系统和方法的实施例。在一些实施例中，复杂井的连通性图形被简化以减少用于对井进行建模和模拟所需的方程数量和处理资源。在一些实施例中，井连通性图形的不包括井筒支路间连接部或流动控制元件(诸如，穿孔或流动控制装置)的链路与该图形的其它链路组合，这可以降低用于模拟井的方程组的复杂性。例如，不对应于连接部、穿孔或流动控制装置的链路可以与图形中的另一链路“合并”以生成简化的(或“优化的”)井连通性图形。两个链路的合并可以包括将代表跨越由两个链路表示的井筒长度的流动的方程合并，以生成与代表跨越由链路表示
的井筒长度的流体流动的单个方程相关联的单个链路。因此，简化图形可以包括“减少”数量的链路和方程。在一些实施例中，可以生成简化图形的方程组并求解该方程组，以对井进行建模和模拟。
25.图1是示出根据一个或多个实施例的烃储层环境(“储层环境”)100的图。在所示实施例中，储层环境100包括位于地下地层(“地层”)104中的烃储层(“储层”)102、以及烃储层开发系统106。
26.地层104可以包括位于大地表面(“地面”)108之下的地下的多孔或破裂的岩石地层。储层102可以包括地层104的包含(或被确定或预期包含)烃(诸如油和气)地下池的部分。地层104和储层102可以各自包括具有不同特性(诸如不同程度的渗透性、孔隙度和流体饱和度)的不同的岩石层。烃储层开发系统106可以有助于从储层102提取(或“采出”)烃。
27.在一些实施例中，烃储层开发系统106包括烃储层控制系统(“控制系统”)110和一个或多个井112。在一些实施例中，控制系统110包括与参考至少图5描述的计算机系统1000相同或相似的计算机系统。每个井112可以由从地面108延伸到地层104的目标区域(诸如储层102)中的井筒114限定。例如，可以通过沿着穿过地层104和储层102的路径(或“轨迹”)进行钻头钻孔来形成井筒114。
28.在一些实施例中，控制系统110控制用于开发储层102的某些操作。例如，控制系统110可以控制用于获取储层102的数据的测井操作，或者基于所获取的数据来控制用于生成表征井112和储层102的模型和模拟的处理。在一些实施例中，控制系统110确定用于储层102中的井112的钻孔参数或操作参数，或者根据钻孔或操作参数来控制井112的钻孔或操作。这可以例如包括：控制系统110确定用于储层102的钻孔参数(例如，确定井位置、轨迹和组态)，根据钻孔参数来控制井112的钻孔和组态(例如，控制烃储层开发系统106的钻井系统以钻出在井位置处并具有轨迹的井112，以及在井112的井筒中定位和组态井下流动控制元件，诸如穿孔、icd、icv、封隔器或泵)，确定操作参数(例如，确定“采出”井112的采出速率和压力或“注入”井112的注入速率和压力)，或者根据操作参数来控制井112的操作(例如，控制烃储层开发系统106的井操作系统以配置井112中的流动控制装置，以操作采出井112从而根据为相应井112确定的采出速率和压力从储层102采出烃，或操作注入井112从而根据为相应井112确定的注入速率和压力将物质(诸如水)注入到储层102中)。在一些实施例中，控制系统110确定监测井112的监测参数或控制操作。例如，控制系统110可以确定用于监测井112的井筒测井参数，并且根据用于相应监测井112的井筒测井参数来控制监测井112的井筒114内的测井工具和传感器。
29.在一些实施例中，控制系统110将储层数据126存储在存储器中，或者以其它方式访问储层数据126。储层数据126可以包括指示储层102的性质的数据。在一些实施例中，储层数据126包括储层102的一个或多个模型130(或“储层模型”130)。储层模型130可以包括表示储层102的一部分的性质的数据。在一些实施例中，储层模型130包含有一个或多个井模型132。井模型132可以包括表示延伸到储层102中的井112的性质的数据，诸如井112的井筒114的轨迹以及井筒114中的管道和流动控制元件(诸如井筒114中的穿孔、icd、icv、封隔器或泵)的位置和组态。
30.在一些实施例中，储层数据126包括储层102的一个或多个模拟134(或“储层模拟”134)。储层模拟134可以包括对诸如烃和水之类的流体将随着时间的推移如何移动通过储
层102的预测。模拟134可以例如基于储层模型130。在一些实施例中，储层模拟134包含有一个或多个井模拟136。用于井112的井模拟136可以包括对随着时间的推移在井112的井筒114内的流体流动的预测。储层模拟134可以包含有当处理储层102的在井112处或附近的部分(包括处理表示储层在井112的井筒114周围的部分的单元)时在井筒114内的流体流动的预测。在采出井112的情况下，用于井112的井模拟136可以包含在储层模拟134中，以考虑当采出物从储层102经由井112移动到地面108时穿过井筒114中的穿孔、管道和流动控制装置的采出物流动。在注入井112的情况下，用于井112的井模拟136可以包含在储层模拟134中，以考虑当注入物质从地面108经由井112移动到储层102中时穿过井筒114中的管道、流动控制装置和穿孔的注入物质流动。
31.在一些实施例中，储层模型130的域以“图形形式”表示。这可以包括域的由连通性图形的节点(或“顶点”)表示的每个单元以及域的由图形的链路(或“边”)表示的成对相邻单元之间的每个相应接口，其中链路是在表示一对相邻单元中的单元的相应节点之间延伸的。在这样的表示法中，代表储层102中岩石位置的每个节点可以与相应单元处的岩石的性质相关联(或由岩石的性质定义)，诸如由对应于节点的单元表示的储层体积的水饱和度或孔隙度。每个链路可以与和该链路相关联的一对相邻单元的相应单元之间的对应接口的性质相关联(或由对应接口的性质定义)，诸如一对相邻单元之间的流体流量。在一些实施例中，储层102的模拟包括生成和处理模型130的域(例如，使用域的图形形式)以生成对应的储层模拟134。
32.在一些实施例中，对应于井112的域(或与井112的井模型132对应的域)的一部分由用于井112的对应的井连通性图形(或“图形”)表示。井连通性图形可以例如是储层102的连通性图形的子集。在一些实施例中，井112的模拟包括生成和处理对应于井模型132的域的一部分(例如，使用用于井模型132的域的图形形式)以生成对应的井模拟136。在一些实施例中，储层102的模拟包括生成和处理模型130的域(例如，结合储层102的其它部分使用井模型132的域的图形形式)以生成对应的储层模拟134。
33.在一些实施例中，井筒114的轨迹被分成多段，并且生成代表性的井连通性图形，包括表示井筒114的段的链路。图形中的每个链路可以与对“跨越”链路的流体流动进行建模的对应方程相关联。例如，该方程可以对跨越由链路表示的井筒114长度中的管道或流动控制装置的流体流动进行建模。这些方程可以一起表示为以矩阵形式书写的方程组，求解该方程组以模拟井112。
34.如这里所述，在一些实施例中，连通性图形被简化以减少用于对井112进行建模和模拟所需的方程数量/复杂性和处理资源。在一些实施例中，用于井112的连通性图形被简化以减少用于对井112进行建模和模拟所需的方程数量/复杂性和处理资源。在一些实施例中，图形中的不包括井112的井筒支路间连接部或流动控制元件(诸如井112的穿孔或流动控制装置)的链路与图形中的其它链路组合，这可以降低用于模拟井112的方程组的复杂性。例如，不与井112的连接部、穿孔或流动控制装置对应的链路可以与图形中的相邻上游链路“合并”以生成简化的(或“优化的”)井连通性图形。两个链路的合并可以包括将代表跨越由两个链路表示的井筒114长度的流动的方程进行合并，以生成与表示跨越由两个链路表示的井筒114长度的流体流动的单个方程相关联的单个链路。因此，简化图形可以包括“减少”数量的链路和对井112中的流体流动进行建模的方程。在一些实施例中，可以生成用
于简化的图形的方程组并求解该方程组，以对井112进行建模和模拟(例如，以生成用于井112的井模拟136或用于生成储层102的储层模拟134)。
35.图2是示出根据一个或多个实施例的用于井112的井模型132的图。在所示实施例中，井模型132包括井112的井筒114的轨迹(或“路径”)200和井筒114的元件，元件包括限定井筒114的流动路径的管道202(例如，采出油管、套管或井筒壁)、以及调节井筒114内的流体流动的流动控制装置204。轨迹200可以由井筒114的第一支路206a(例如，井筒114的竖直主孔)、井筒114的第二支路206b(例如，井筒114的第一个水平横向支路)、井筒114的第三支路206c(例如，井筒114的第二个水平横向支路)和井筒114的第四水平横向支路206d(例如，井筒114的第三个水平横向支路)限定。流动控制装置204可以包括例如泵207、icd208、icv210、封隔器212和穿孔214。第一支路206a可以在第一连接部216a处与地面108相交，第二支路206b和第三支路206c可以在第二连接部216b处与第一支路206a相交，并且第四支路206d可以在第三连接部216c处与第三支路206c相交。
36.图3a是示出根据一个或多个实施例的用于图2中建模的井的连通性图形(“图形”)300的图。在一些实施例中，通过将井筒114的轨迹200分段成表示井筒114的相应长度的段302来生成连通性图形300。例如，可以通过将井筒114的轨迹200的整个长度分段成10米(m)段以生成各自表示井筒114的相应10m长度的单独段来生成连通性图形300。
37.在一些实施例中，每个段302由与穿过对应于段302的井筒114长度的流体流动的建模相关联的管道链路306表示。如果对应于该段的井筒114长度包括流动控制元件(例如，泵207、icd 208、icv 210、封隔器212或穿孔214中的一个)，则段302还包括与穿过存在于对应井筒114长度中的一个或多个流体流动元件的流体流动的建模相关联的流体流动元件链路(或“元件链路”)308。例如，在所示实施例中，连通性图形300包括以下：代表第一支路206a的三个段302a、302b和302c(分别由三个管道链路306a、306b和306c表示)；代表井筒的第二支路206b的五个段302d、302e、302f、302g和302h(分别与五个管道链路306d、306e、306f、306g和306h相关联)；代表第三支路206c的两个段302i和302j(分别与两个管道链路306i和306j相关联)；以及代表第四支路206d的五个段302k、302l、302m、302n和302o(与五个管道链路306k、306l、306m、306n和306o以及三个元件链路308k、308l和308o相关联)。第一元件链路308k可以代表位于由段302k表示的井筒114长度上的泵307的流体流动。第二元件链路308l可以代表位于由段302i表示的井筒114长度上的icd 208的流体流动。第三元件链路308o可以代表位于由段302o表示的井筒114长度上的icv 210、封隔器212和穿孔214的流体流动。在一些实施例中，每个管道链路306可以与如下方程相关联：该方程对跨越对应于与链路306相关联的段302的井筒114长度中的管道的流体流动进行建模，并且每个元件链路308可以与如下一个或多个方程相关联：该一个或多个方程对跨越对应于与链路306相关联的段302的井筒114长度中所存在的任何流动控制元件的流体流动进行建模。
38.在一些实施例中，生成对应于连通性图形300的简化井连通性图形(“简化图形”)，以减少用于对井112进行建模和模拟所需的方程和处理资源。例如，与不包括井筒支路间连接部或流动控制元件(例如，穿孔或流动控制装置)的段302相关联的链路与图形的其它段302的链路合并。两个链路的合并可以包括将与这些链路相关联的方程进行合并，以生成具有如下方程的单个链路：该方程表示跨越由两个链路表示的井筒114的管道长度的流体流动。参见图2和图3，例如，与“初始”连通性图形300的不对应于连接部216a、216b或216c、泵
207、icd 208、icv 210、封隔器212或穿孔214的管道链路306相关联的方程可以与相邻上游管道链路306合并，以生成具有单个管道链路306的简化图形，其单个管道链路306代表初始图形300的多个管道链路306。
39.图3b是示出根据一个或多个实施例的简化连通性图形(“图形”)300'的图。在一些实施例中，通过识别与不包括井筒支路间连接部或流动控制元件(诸如穿孔或流动控制装置)的段302相关联的链路，并且将这些链路与图形300的其它链路合并，来生成简化连通性图形300'。例如，生成简化连通性图形300'可以包括：识别与不对应于连接部216a、216b或216c、泵207、icd 208、icv 210、封隔器212或穿孔214的段302相关联的链路，以及将每个识别的链路与相邻上游链路合并。例如，参考图2的模型和图3的图形300，可以确定以下内容：段302a包括第一连接部216a；段302d和302i各自包括第二连接部216b；段302k包括第三连接部216c和泵207；段302l包括icd 208；以及段302o包括icv 210、封隔器212和穿孔214。此外，可以确定段302b、302c、302e、302f、302g、302h、302j、302m和302n不包括连接部或流动控制元件。
40.基于这些确定的内容，可以进行以下操作：(1)与用于段302b和302c的管道链路306b和306c相关联的方程可以与和用于段302a的管道链路306a相关联的方程合并，以生成“合并的”管道链路306a'，该“合并的”管道链路306a'与对跨越由段302a、302b和302c表示的井筒114长度中的管道的流体流动进行建模的单个方程相关联(完全不同于对跨越由段302a、302b和302c表示的井筒114长度中的管道的流体流动进行建模的三个单独的方程)；(2)与用于段302e、302f、302g和302h的管道链路306e、306f、306g和306h相关联的方程可以与和用于段302d的链路306d相关联的方程合并，以生成合并的管道链路306d'，该合并的管道链路306d'与对跨越由段302d、302f、302g和302h表示的井筒114长度中的管道的流体流动进行建模的单个方程相关联(完全不同于对跨越由段302d、302f、302g和302h表示的井筒114长度中的管道的流体流动进行建模的四个单独的方程)；(3)与用于段302j的管道链路306j相关联的方程可以合并到与用于段302i的管道链路306i相关联的方程中，以生成合并的管道链路306i'，该合并的管道链路306i'与对跨越由段302i和302j表示的井筒114长度中的管道的流体流动进行建模的单个方程相关联(完全不同于对跨越由段302i和302j表示的井筒114长度中的管道的流体流动进行建模的两个单独的方程)；以及(4)与用于段302m和302n的管道链路306m和306n相关联的方程可以合并到用于段302l的管道链路306l中，以生成合并的管道链路306l'，该合并的管道链路306l'与对跨越由段302l、302m和302n表示的井筒114长度中的管道的流体流动进行建模的单个方程相关联(完全不同于对跨越由段302l、302m和302n表示的井筒114长度中的管道的流体流动进行建模的三个单独的方程)。此外，用于段302k、302n和302o(确定为包括一组一个或多个流体控制装置)的元件链路308k、308n和308o可以与对跨越该组一个或多个流体控制装置的流体流动进行建模的相应一组一个或多个方程相关联。例如，元件链路308k可以与对跨越泵209的流体流动进行建模的一个或多个方程相关联，元件链路308l可以与对跨越icd 208的流体流动进行建模的一个或多个方程相关联，元件链路308o可以与对跨越icv 210、封隔器212和穿孔214的流体流动进行建模的一个或多个方程相关联。
41.在一些实施例中，可以生成用于简化图形300'的方程组并求解该方程组，以对井112进行建模和模拟。例如，用于管道链路306a'、302d'、302i'、302k、302l'和302o'的方程
可以与用于元件链路308k、308l和308o的方程组合，以生成对井112进行建模的用于简化图形300'的“简化”方程组，并且可以求解该简化方程组以模拟井112。用于简化图形300'的方程组中的方程的数量可以小于用于初始连通性图形300的方程组中的方程的数量。结果，与使用初始连通性图形300对井112进行建模和模拟相比，使用简化图形300'对井112进行建模和模拟可能需要更少的计算资源。此外，与使用初始连通性图形300对储层102的模拟相比，包括使用简化图形300'对井112进行建模和模拟的对储层102的模拟可以更快地完成(或使用更少的计算资源)。
42.图4是示出根据一个或多个实施例的基于储层模拟和开发的简化连通性方法400的图。方法400的程序元素中的一些或全部可以例如由控制系统110或另一储层操作者(诸如储层工程师)来执行。在一些实施例中，由方法400的程序元素生成的数据可以存储在存储器中，诸如控制系统110的存储器中，或者显示在诸如控制系统110的图形用户界面上。
43.在一些实施例中，方法400包括获得井数据(框402)。获得井数据可以包括获得表示储层中的井的数据。例如，获得井数据可以包括：控制系统110生成、检索或以其它方式获得定义储层102的井112的性质的井模型132。这些性质可以包括井112的井筒114的轨迹(例如，包括限定井112的一个或多个支路的路径的坐标)、井筒114的连接部(例如，包括限定连接部116a、116b和116c的坐标)、或识别井筒114的流动控制元件(例如，包括识别泵207、icd 208、icv 210、封隔器212或穿孔214的位置、类型或组态的数据)。
44.在一些实施例中，方法400包括识别井段(框404)。识别井段可以包括：将井的井筒的轨迹进行分段以限定分别代表井筒相应长度的段。例如，识别井段可以包括：控制系统110将井筒114的轨迹200的整个长度分段成10m段，以生成各自代表井筒114的相应10m长度的单独的段(例如，段302a至段302o)。
45.在一些实施例中，方法400包括确定是否存在任何未评估段(框406)。确定是否存在任何未评估段可以包括：确定是否存在尚未考虑与相邻段合并的井的任何段。在第一次迭代中，可能没有考虑任何段，因此，可以确定存在未评估段。例如，在第一次迭代中，确定是否存在任何未评估段可以包括：控制系统110将第一段(例如，段302a)识别为未评估的。在随后的迭代中，确定是否存在任何未评估段可以包括：控制系统110将第二段(例如，段302b)识别为未评估的，等等，直到所有段(例如，段302a至段302o中的每一个)已经被评估用于简化。
46.在一些实施例中，方法400包括：响应于确定存在未评估段而继续确定所识别的未评估段是否包括连接部或流动控制元件(框408)。确定所识别的未评估段是否包括连接部可以包括：确定所识别的段是否包括由井筒与地面相交的位置或井筒的两个支路相交的位置限定的连接部。参见关于图3讨论的实例，在考虑段302a、302d和302k的迭代中，控制系统110可以确定段302a、302d和302k包括连接部(例如，基于分别包括连接部216a、216b和216c的段302a、302d和302k)。确定所识别的未评估段是否包括流动控制元件可以包括：确定所识别的段是否包括穿孔或流动控制装置，诸如icd、icv、封隔器或泵。参见关于图3讨论的实例，在考虑段302k、302l和302o的迭代中，控制系统110可以确定段302k、302l和302o每个都包括流动控制元件(例如，基于分别包括泵207、icd 208和icv 210、封隔器212及穿孔214的段302k、302l和302o)。
47.在一些实施例中，方法400包括：响应于确定所识别的未评估段包括连接部或流动
控制元件而生成用于段的链路(框410)。生成用于段的链路可以包括：生成链路、对穿过管道的流体流动进行建模的相关联方程以及对该段的任何控制元件的流体流动进行建模的一个或多个方程。例如，在考虑段302a、302d和302i的相应迭代中，生成用于段的链路可以包括：控制系统110(在简化连通性图形300'中)生成相应的管道链路306a'、306d'和306i'，并且将管道链路306a'、306d'和306i'中的每一个与对跨越由段302a、302d和302i表示的井筒114长度中的管道的流体流动进行建模的相应方程相关联。在考虑段302k的迭代中，生成用于段的链路可以包括：控制系统110(在简化连通性图形300'中)生成与对跨越由段302k表示的井筒114长度中的管道的流体流动进行建模的方程相关联的管道链路306k'，并生成与对跨越泵207的流体流动进行建模的一个或多个方程相关联的元件链路308k。在考虑段302l的迭代中，生成用于段的链路可以包括：控制系统110(在简化连通性图形300'中)生成与对跨越由段302l表示的井筒114长度中的管道的流体流动进行建模的方程相关联的管道链路306l'，并生成与对跨越icd 208的流体流动进行建模的一个或多个方程相关联的单元链路308l。在考虑段302o的迭代中，生成用于段的链路可以包括：控制系统110(在简化连通性图形300'中)生成与对跨越由段302o'表示的井筒114长度中的管道的流体流动进行建模的方程相关联的管道链路306o'，并生成与对跨越icv 210、封隔器212和跨越穿孔214的流体流动进行建模的一个或多个方程相关联的元件链路308o。
48.在一些实施例中，方法400包括：响应于确定所识别的未评估段不包括连接部或流动控制元件而将段合并(框412)。将段合并可以包括：更新相邻上游链路(例如，代表所识别的段的紧上游(例如，更靠近井筒与大地表面的相交部)的段的链路)，以结合有对穿过该段的管道的流体流动进行建模的方程。例如，在考虑段302b的迭代中，控制系统110可以确定段302b不包括连接部或流动控制元件，并且作为响应，更新已经创建的管道链路306a'以结合有对穿过由段302b表示的井筒114长度中的管道的流体流动进行建模的方程。结果，管道链路306a'可以包括代表穿过由段302a和302b表示的井筒114长度中的管道的流体流动的单个“合并”方程。可以对段302c、302e、302f、302g、302h、302j、302m和302n中的每一个执行类似的过程，以生成“合并的”管道链路306d'、302i'和302l'，如关于简化连通性图形300'所述。
49.在一些实施例中，方法400包括：响应于确定不存在未评估段(框406)而基于简化连通性图形进行模拟(框414)。在一些实施例中，基于简化连通性图形进行模拟包括：求解简化连通性图形的方程组以生成井的模拟。例如，控制系统110可以求解与简化图形300'的管道链路306a'、302d'、302i'、302k、302l'和302o以及元件链路308k、308b和308o相关联的方程组，以生成指示井112中的流体流动的井模拟136。在一些实施例中，用于简化图形300'的方程组(或使用用于简化图形300'的方程组生成的井模拟136)被用于生成储层模拟134。
50.在一些实施例中，求解简化连通性图形的方程组包括：求解网络系统ax=b，其中ax表示反映复杂井特征(诸如其支路轨迹和井的流动控制元件)的方程组，其中x包括变量且a采用以下形式：
51.[0052][0053][0054]
在一些实施例中，求解还包括：基于从前一步骤构建的图形以及从复杂井输入创建的所有节点和链路(包括支路轨迹和用于每个支路的流动控制元件)来生成表示复杂井的网络矩阵。该矩阵以形式a表示，其中t是(基于简化连通性图形)表示流动控制元件的子矩阵。t将具有下面的格式(没有由简化连通性图形提供的简化)，但是作为使用简化连通性图形的结果，该矩阵将被简化。例如，将仅存在一个方程，而不是具有用于n个流体流动控制元件的n个方程。子矩阵t将具有以下的格式。
[0055][0056]
t＝(d
1，1 d
n，n 1
)
[0057]
在一些实施例中，求解还包括：对子矩阵t进行快速汤姆斯算法前向消除以求解该系统，其中每个链路有一个子矩阵，任何流体流动控制元件表示在该链路上。求解可以包括：求解简化网络系统，以及对子矩阵系统t进行后向替代以找到解x。在一些实施例中，解x可以在井的模拟中实现，或者作为储层的模拟的一部分来实现。
[0058]
在一些实施例中，方法400包括：基于模拟来管理/开发储层(方框416)。基于模拟管理/开发储层可以包括：基于储层的模拟限定或进行储层开发的各种操作。例如，基于模拟管理/开发储层可以包括：控制系统110(或储层102的另一操作者)，基于使用简化图形300
′
确定的井模拟136(或储层模拟134)，确定用于储层102中的井112的钻孔参数或操作参数，或根据钻孔或操作参数来控制井112的钻孔或操作。在一些实施例中，可以基于使用简化图形300
′
确定的井模拟136(或储层模拟134)，为储层102生成fdp。例如，控制系统110或(储层102的另一操作者)可以基于使用简化图形300
′
确定的井模拟136(或储层模拟134)生成fdp，该fdp指定用于开发储层102的参数，诸如用于储层102中的井112的钻孔参数或操作参数。
[0059]
图5是示出根据一个或多个实施例的示例性计算机系统(或“系统”)1000的图。系统1000可以包括存储器1004、处理器1006和输入/输出(i/o)接口1008。存储器1004可以包括非易失性存储器(例如，闪存、只读存储器(rom)、可编程只读存储器(prom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、电可擦除可编程只读存储器(eeprom))、易失性存储器(例如，随机存取存储器(ram)、静态随机存取存储器(sram)、同步动态ram(sdram))或大容量存储器(例
如，cd
‑
rom或dvd
‑
rom、硬盘驱动器)。存储器1004可以包括非暂时性计算机可读存储介质，该介质上存储有程序指令1010。程序指令1010可以包括可由计算机处理器(例如，处理器1006)执行以引起所描述的功能操作(诸如关于控制系统110或方法400描述的那些功能操作)的程序模块1012。
[0060]
处理器1006可以是能够执行程序指令的任何合适的处理器。处理器1006可以包括执行程序指令(例如，程序模块1012的程序指令)以执行所描述的算术、逻辑或输入/输出操作的一个或多个处理器。i/o接口1008可以提供用于与一个或多个i/o设备1014(诸如操纵杆、计算机鼠标、键盘或显示屏(例如，用于显示图形用户界面(gui)的电子显示器))通信的接口。i/o设备1014可以包括一个或多个用户输入设备。i/o设备1014可以通过有线连接(例如，工业以太网连接)或无线连接(例如，wi
‑
fi连接)的方式连接到i/o接口1008。i/o接口1008可以提供用于与一个或多个外部设备1016(诸如传感器、阀、泵、马达、计算机或通信网络)通信的接口。在一些实施例中，i/o接口1008包括天线或收发器。
[0061]
鉴于本说明书，本发明的公开的各个方面的进一步修改和替代实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。因此，本说明书应被解释为仅是说明性的，并且是为了教导本领域技术人员实施这些实施例的一般方式。应当理解，这里示出和描述的实施例的形式将被认为是实施例的实例。元件和材料可以代替这里示出和描述的那些，部件和过程可以颠倒或省略，并且实施例的某些特征可以独立地使用，所有这些对于本领域技术人员在受益于实施例的该描述之后将是显而易见的。在不背离所附权利要求中描述的实施例的精神和范围的情况下，可以对这里描述的元件进行改变。这里使用的标题仅用于组织目的，而不是用于限制说明书的范围。
[0062]
将了解，本文描述的过程和方法是可根据本文描述的技术采用的过程和方法的示例性实施例。可以修改这些过程和方法以便于它们的实现和使用的变化。所提供的过程和方法以及操作的顺序可以改变，并且可以添加、重新排序、组合、省略、修改各种元件等。过程和方法的一部分可以以软件、硬件或其组合来实现。过程和方法的一部分中的一些或全部可以由这里描述的处理器/模块/应用中的一个或多个来实现。
[0063]
如贯穿本技术所使用的，词语“可以”是在许可的意义上(意味着具有可能性)而不是在强制的意义上(意味着必须)使用的。词语“包括”、“包含”和“含有”表示包括但不限于。如贯穿本技术所使用的，单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数指代，除非上下文清楚地另外指出。因此，例如，提及“一元件”可以包括两个或更多个元件的组合。如贯穿本技术所使用的，术语“或”以包含的意义使用，除非另有说明。也就是说，对包括a或b的元件的描述可以指包括a和b中的一个或两者的元件。如贯穿本技术所使用的，短语“基于”不将相关联的操作限制为仅基于特定项。因此，例如，“基于”数据a的处理可以包括至少部分基于数据a和至少部分基于数据b的处理，除非上下文清楚地另外指出。如贯穿本技术所使用的，术语“从”不将关联操作限制为直接从。因此，例如，“从”实体接收项可以包括直接从实体或间接从实体(例如，通过中间实体)接收项。除非另外特别说明，否则如从论述中显而易见，应了解，在贯穿本说明书的讨论中，利用诸如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”等术语指代诸如专用计算机或类似的专用电子处理/计算装置之类的特定设备的动作或过程。在本说明书的上下文中，专用计算机或类似的专用电子处理/计算设备能够操纵或变换信号，该信号通常表示为专用计算机或类似的专用电子处理/计算设备的存储器、寄存器或其它信息存储设
备、传输设备或显示设备内的物理、电子或磁量。