用于在本地執(zhí)行井測試的系統(tǒng)和方法
【專利說明】用于在本地執(zhí)行井測試的系統(tǒng)和方法
【背景技術(shù)】
[0001] 本公開內(nèi)容大體上涉及監(jiān)視油氣井場（hydrocarbonwellsite)處的各種屬性并 且控制與所監(jiān)視的油氣井場有關(guān)的各種操作。更具體地，本公開內(nèi)容涉及提供下述本地系 統(tǒng)：該本地系統(tǒng)用于監(jiān)視油氣井場處的各種屬性并且做出與控制油氣井場的各種屬性相關(guān) 的決策、控制來自油氣井場的油氣流、或者優(yōu)化油氣井場處的油氣的生產(chǎn)。
[0002] 在經(jīng)由油田和/或氣田中的油氣井從油氣儲層提取油氣時，可以經(jīng)由管線的網(wǎng)絡(luò) 將所提取的油氣傳輸?shù)礁鞣N類型的裝置、罐等等。例如，可以經(jīng)由油氣井從儲層提取油氣， 然后可以經(jīng)由管線的網(wǎng)絡(luò)將油氣從井傳輸?shù)礁鞣N處理站，所述各種處理站可以執(zhí)行各種階 段的油氣處理，以使所生產(chǎn)的油氣可用于使用或傳輸。
[0003] 可以在井場或沿管線網(wǎng)絡(luò)的各個位置處收集與所提取的油氣有關(guān)的信息或與用 于傳輸、存儲或處理所提取的油氣的裝置有關(guān)的信息。該信息或數(shù)據(jù)可以用于確保井場或 管線安全地進(jìn)行操作，并且確保所提取的油氣具有一定的期望品質(zhì)（例如流量，溫度）。可 以使用監(jiān)視設(shè)備來獲取與所提取的油氣有關(guān)的數(shù)據(jù)，該監(jiān)視設(shè)備可以包括獲取該數(shù)據(jù)的傳 感器并且包括發(fā)射器，該發(fā)射器將該數(shù)據(jù)傳送至計算設(shè)備、路由器和其他監(jiān)視設(shè)備等，使得 井場人員和/或場外人員可以查看和分析該數(shù)據(jù)。
[0004] 通常，可能不會以井場人員可以用于控制、分析或優(yōu)化井場（即場）處的油氣生產(chǎn) 的方式來呈現(xiàn)對井場人員可用的數(shù)據(jù)。也就是說，為了優(yōu)化井場處的油氣生產(chǎn)，井場人員應(yīng) 當(dāng)迅速地分析井場處可用的數(shù)據(jù)，并且基于對該數(shù)據(jù)的分析來做出與井場處操作相關(guān)的決 策。然而，井場處可用的數(shù)據(jù)通常包括可能過于復(fù)雜而不能被解讀或分析以用于做出與井 場處操作相關(guān)的決策的原始數(shù)據(jù)。因此，現(xiàn)在認(rèn)識到期望下述改進(jìn)的系統(tǒng)和方法：所述改進(jìn) 的系統(tǒng)和方法用于監(jiān)視油氣井場處的各種屬性、呈現(xiàn)各種屬性以及控制與所監(jiān)視的油氣井 場有關(guān)的各種操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 在一個實施方式中，一種系統(tǒng)可以包括可以耦接至一個或更多個井的多路選擇 閥，所述一個或更多個井從一個或更多個油氣儲層中提取油氣。所述多路選擇閥可以將從 第一井提取的油氣流轉(zhuǎn)入輸出管中。所述系統(tǒng)還可以包括分離器，所述分離器耦接至所述 輸出管，并且將所述油氣分離成氣體成分和液體成分。所述系統(tǒng)還可以包括在通信上耦接 至所述多路選擇閥和所述分離器的監(jiān)視設(shè)備。所述監(jiān)視設(shè)備可以接收與所述輸出管中的所 述油氣流相關(guān)聯(lián)的第一組數(shù)據(jù)，基于所述第一組數(shù)據(jù)來確定所述液體成分和所述氣體成分 的一個或更多個虛擬流量，并且當(dāng)所述液體成分和所述氣體成分的所述虛擬流量沒有與關(guān) 聯(lián)于相應(yīng)井的井測試數(shù)據(jù)基本上匹配時，所述監(jiān)視設(shè)備可以針對所述相應(yīng)井執(zhí)行井測試。 在此情況下，所述井測試數(shù)據(jù)包括在針對所述相應(yīng)井的先前井測試期間確定的所述液體成 分和所述氣體成分的一個或更多個流量。
[0006] 在另一實施方式中，一種用于在本地執(zhí)行井測試的方法可以包括在處理器處接收 與經(jīng)由多路選擇閥而引入輸出管中的油氣流相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，所述多路選擇閥被配置成耦接 至一個或更多個油氣井。所述方法還可以包括基于所述數(shù)據(jù)來確定液體成分和氣體成分的 一個或更多個虛擬流量。然后所述方法可以向被配置成耦接至所述輸出管的分離器發(fā)送信 號，其中所述信號被配置成：當(dāng)所述液體成分和所述氣體成分的所述虛擬流量沒有與關(guān)聯(lián) 于相應(yīng)井的井測試數(shù)據(jù)基本上匹配時，使所述分離器針對所述相應(yīng)井執(zhí)行井測試，其中，所 述井測試數(shù)據(jù)包括在針對所述相應(yīng)井的先前井測試期間確定的所述液體成分和所述氣體 成分的一個或更多個流量。
[0007] 在又一實施方式中，一種電子設(shè)備可以包括輸入/輸出端口，所述輸入/輸出端口 從設(shè)置在輸出管上的一個或更多個傳感器接收第一組數(shù)據(jù)，所述輸出管從多個油氣井中的 一個油氣井接收油氣流。所述多個油氣井可以耦接至多路選擇閥，所述多路選擇閥經(jīng)由內(nèi) 部管道系統(tǒng)將所述多個油氣井中的所述一個油氣井的流隔離至所述輸出管。所述電子設(shè)備 還可以包括處理器，所述處理器可以基于所述第一組數(shù)據(jù)來確定所述多個油氣井中的所述 一個油氣井的一個或更多個液體成分和氣體成分的一個或更多個虛擬流量。所述處理器可 以將所述虛擬流量傳送至網(wǎng)關(guān)設(shè)備，所述網(wǎng)關(guān)設(shè)備可以確定所述液體成分和所述氣體成分 的所述虛擬流量是否與在針對所述多個油氣井中的所述一個油氣井的先前井測試期間所 確定的所述液體成分和所述氣體成分的一個或更多個流量基本上匹配。
【附圖說明】
[0008] 當(dāng)參照附圖閱讀以下詳細(xì)描述時，本發(fā)明的這些和其他的特征、方面以及優(yōu)點將 變得更好理解，在整個附圖中用相似的附圖標(biāo)記表示相似的部分，在附圖中：
[0009] 圖1示出了根據(jù)本文中所呈現(xiàn)的實施方式的、可以生產(chǎn)和處理油氣的示例性油氣 場的不意圖；
[0010] 圖2示出了根據(jù)本文中所呈現(xiàn)的實施方式的、在圖1的油氣場中使用的示例性井 監(jiān)視系統(tǒng)的正視圖；
[0011] 圖3示出了根據(jù)本文中所呈現(xiàn)的實施方式的、可以在圖1的油氣場中采用的監(jiān)視 系統(tǒng)的框圖；
[0012] 圖4示出了根據(jù)本文中所呈現(xiàn)的實施方式的、可以在圖1的油氣場中采用的通信 網(wǎng)絡(luò)；
[0013] 圖5示出了根據(jù)本文中所呈現(xiàn)的實施方式的、用于分析在井處獲取的數(shù)據(jù)并且基 于在井處獲取的數(shù)據(jù)來控制圖1的油氣場中的井的各種屬性的方法的流程圖；
[0014] 圖6示出了根據(jù)本文中所呈現(xiàn)的實施方式的、由位于圖1的油氣場中的井場處的 監(jiān)視系統(tǒng)輸出的示例性流入性能關(guān)系（IPR)曲線和管道性能關(guān)系（TPR)曲線；
[0015] 圖7示出了根據(jù)本文中所呈現(xiàn)的實施方式的、由位于圖1的油氣場中的井場處的 監(jiān)視系統(tǒng)輸出的示例性節(jié)流管性能關(guān)系（CPR)曲線和井口性能關(guān)系（WPR)曲線；
[0016] 圖8示出了根據(jù)本文中所呈現(xiàn)的實施方式的包括下述顯示器的示例性監(jiān)視系統(tǒng) 的正視圖：該顯示器用于描繪圖6和圖7中的IPR曲線、TPR曲線、WPR曲線和/或CPR曲 線；
[0017] 圖9示出了根據(jù)本文中所呈現(xiàn)的實施方式的、可以在圖3的監(jiān)視系統(tǒng)的顯示器中 描繪的示例性報警狀態(tài)屏幕截圖；
[0018] 圖10示出了根據(jù)本文中所呈現(xiàn)的實施方式的、可以用作圖3的監(jiān)視系統(tǒng)的單板計 算機(jī)的框圖；
[0019] 圖11示出了根據(jù)本文中所呈現(xiàn)的實施方式的、用于以不同的電力模式操作圖3的 監(jiān)視系統(tǒng)的方法的流程圖；
[0020] 圖12示出了根據(jù)本文中所呈現(xiàn)的實施方式的、可以在圖1的油氣場中使用的凈油 計算機(jī)（NOC)系統(tǒng)的框圖；以及
[0021] 圖13示出了根據(jù)本文中所呈現(xiàn)的實施方式的、用于基于從井提取的油氣的所監(jiān) 視屬性來自動對圖1的油氣場中的井執(zhí)行井測試的方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0022] 以下將對一個或更多個【具體實施方式】進(jìn)行描述。致力于提供這些實施方式的簡明 描述，在本說明書中沒有描述實際實現(xiàn)的全部特征。應(yīng)該注意的是，在任何這種實際實現(xiàn)的 開發(fā)過程中，如在任何工程項目或設(shè)計項目中那樣，必須做出大量的實現(xiàn)特有的決策來達(dá) 到開發(fā)者的具體目標(biāo)，例如與系統(tǒng)相關(guān)約束條件和商業(yè)相關(guān)約束條件相兼容，這些目標(biāo)在 各實現(xiàn)中各不相同。而且，應(yīng)該注意的是，這種開發(fā)可能很復(fù)雜且耗時，但是對于受益于本 公開內(nèi)容的普通技術(shù)人員來說，可能仍然是設(shè)計、加工以及制造的常規(guī)工作。
[0023] 當(dāng)介紹本發(fā)明的各個實施方式的元素時，冠詞"一"、"一個"、"該"和"所述"旨在 表示存在元素中的一個或多個元素。術(shù)語"包括"、"包含"和"具有"旨在是包含性的，并且 表示除了所列元素之外還可以有另外的元素。
[0024] 本公開內(nèi)容的實施方式一般針對在油氣井場處實時或接近實時地提供油氣生產(chǎn) 分析數(shù)據(jù)的改進(jìn)系統(tǒng)和方法。而且，本公開內(nèi)容的實施方式涉及基于實時或接近實時接收 到的油氣生產(chǎn)分析數(shù)據(jù)對油氣井場處的油氣生產(chǎn)操作進(jìn)行控制的改進(jìn)系統(tǒng)和方法。
[0025] 通常，在油氣開采操作期間，井場人員在嘗試優(yōu)化或增加油氣井場的油氣生產(chǎn)時 經(jīng)常遇到很多挑戰(zhàn)。例如，在操作者在井場做出有關(guān)操作井的準(zhǔn)確決策之前，井場操作者消 化并理解以原始數(shù)據(jù)形式呈現(xiàn)的復(fù)雜信息。因而，可以收集油氣井場采集的數(shù)據(jù)，并將其傳 送給可以對所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析以生成詳細(xì)生產(chǎn)報告的離線數(shù)據(jù)處理設(shè)備。在某些實施 方式中，離線數(shù)據(jù)處理設(shè)備可以相對于與多個其他油氣井場相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)來分析來自該油 氣井場的所收集的數(shù)據(jù)。因而，通過使用在油氣井場采集的所有數(shù)據(jù)，離線數(shù)據(jù)處理設(shè)備可 以生成表現(xiàn)相應(yīng)油氣井場處的每個井的油氣生產(chǎn)屬性的詳細(xì)生產(chǎn)報告。然后井操作者可以 基于這些油氣生產(chǎn)屬性為每個井分別確定特定的井生產(chǎn)參數(shù)。也就是說，操作者可以對相 應(yīng)井處的油氣生產(chǎn)屬性分別進(jìn)行解釋或分析，并且可以修改相應(yīng)井處的特定操作參數(shù)（例 如，井口壓力、節(jié)流管尺寸、分離器壓力、流送管壓力等），以最大化相應(yīng)井的效率和/或產(chǎn) 量。
[0026] 雖然離線數(shù)據(jù)處理設(shè)備可以提供關(guān)于油氣生產(chǎn)屬性的準(zhǔn)確報告和細(xì)節(jié)，但是離線 數(shù)據(jù)處理設(shè)備常常使用大量時間（例如，數(shù)小時，數(shù)天）來處理從相應(yīng)油氣井場所采集的數(shù) 據(jù)。因而，如果相應(yīng)油氣場處的特定生產(chǎn)屬性發(fā)生變化，該相應(yīng)油氣井場的操作者不會知道 這些變化，除非該操作者從離線處理設(shè)備接收到對該相應(yīng)油氣井場的更新的油氣生產(chǎn)屬性 進(jìn)行詳細(xì)描述的更新報告。因為離線處理設(shè)備不是實時或接近實時地提供數(shù)據(jù)分析或油氣 生產(chǎn)屬性，所以相應(yīng)油氣井場處的油氣不能被有效地提取，除非操作者根據(jù)該相應(yīng)油氣井 場的更新的油氣生產(chǎn)屬性來改變該相應(yīng)井的操作參數(shù)。
[0027] 基于上述，在某些實施方式中，在油氣井場布置監(jiān)視系統(tǒng)。該監(jiān)視系統(tǒng)可以對關(guān) 聯(lián)于油氣井場處的相應(yīng)井的多個屬性進(jìn)行監(jiān)視、對所監(jiān)視的屬性進(jìn)行分析、并且提供可以 幫助井操作者來控制該相應(yīng)井的各個操作參數(shù)的特定數(shù)據(jù)分析和/或可視化（例如，圖 表）。因此，該監(jiān)視系統(tǒng)可以對關(guān)聯(lián)于油氣井場處的相應(yīng)井的數(shù)據(jù)進(jìn)行實時地或接近實時 地分析。在一實施方式中，該監(jiān)視系統(tǒng)可以基于數(shù)據(jù)分析自動地調(diào)整相應(yīng)井的特定操作參 數(shù)。以這種方式，可以實時地或接近實時地對相應(yīng)井的操作參數(shù)進(jìn)行修改，以確保在相應(yīng)井 處高效地生產(chǎn)油氣。
[0028] 通常，監(jiān)視系統(tǒng)可以使用相對少量的電力來對關(guān)聯(lián)于相應(yīng)井的各個屬性進(jìn)行監(jiān) 視。然而，監(jiān)視系統(tǒng)在控制井的操作參數(shù)時會使用額外的電量。因而，在某些實施方式中， 監(jiān)視系統(tǒng)可以基于可用的電量來提供不同的功能，并且可以進(jìn)行不同的操作。
[0029] 除了監(jiān)視系統(tǒng)的前述特征，監(jiān)視系統(tǒng)可以在提取自井的油氣不滿足特定準(zhǔn)則時自 動開始對該井進(jìn)行井測試。因而，監(jiān)視系統(tǒng)可以在通信上耦接至選擇閥，該選擇閥可以隔離 來自一個特定井的油氣生產(chǎn)，以使得來自該井的油氣流被導(dǎo)向分離器。監(jiān)視系統(tǒng)還可以在 通信上耦接至該分離器，