BACKGROUND OF THE INVENTION
[0001] The present invention relates to a method for determining the contributions of individual
wells to the production of a cluster of wells and/or of individual well segments to
the production of a well and/or a cluster of wells.
[0002] Typically, well effluent fluid streams produced by individual wells of a well cluster
are commingled on a header (manifold) and routed via a fluid stabilization and separation
assembly (comprising one or more bulk or production separators). The well effluent
fluid is separated in the production separator into nominally single-phase streams
of oil, water, gas and/or other fluids (or optionally, a gross liquid phase comprising
oil and water, and a gas phase). The separated single-phase fluids are thereafter
routed to the production separator outlet conduits for metering, transportation and
sales.
[0003] A problem associated with management of fluid flow at the outlets of the production
separator is that this fluid flow stems from the commingled production (or "flux")
from some or all the wells of the cluster and at first glance the metering data does
not provide information about the oil, water and gas (or liquid and gas) production
by the individual wells. Multiphase well effluent meters are often too expensive,
have too restricted an operating envelop and are too complex to install on individual
well flowlines to allow individual oil, water and gas components of the well production
to be measured continuously in real time, particularly as the well effluent composition
and associated flow characteristics may change significantly over the life of the
well. Furthermore, multiphase well effluent meters may require calibration at start
up and/or from time to time. Consequently, the production of fluids by the individual
wells is not customarily tracked accurately continuously, or in real time or instantaneously.
Customarily, a well testing facility is consequently made available to be shared among
a cluster of wells. The production from the wells are individually in turn routed
to the well testing facility in which the individual oil, water and gas components
of the production are determined directly, without interruption to the production
of the other wells, and used as representative of the well production during normal
production.
[0004] Well testing facilities and their associated well production routing valve manifolds,
in spite of being shared by all the wells in the cluster of wells, are commonly regarded
to be expensive, bulky and difficult to operate and maintain. In many cases, such
well test facilities are not available.
[0005] In the case where well test facilities are not available, individual nominal well
productions can be conventionally estimated by three methods. The first method (A)
is the simple method of producing each well individually in turn, while all other
wells are closed in from production, thus resulting in significant production deferment.
[0006] A second approach (B) is "piggy back testing", that is, by testing one well and establishing
its nominal production, and thereafter putting a second well into production, thereby
computing the estimated nominal production of the second well by subtracting the nominal
production from the first well from the measured production while the second well
was also producing and so on.
[0007] A third method (C) is "testing by difference" ("TBD"), the practice of shutting in
one well and measuring the consequent difference in commingled production before and
after the shut in of the well. The difference in production levels is then an estimate
of the nominal production of the well. Method (C) causes less production deferment
than methods (A) and (B), but is nevertheless has drawbacks, including the deferment
of production of the tested well during the test period..
[0008] International patent application
WO03/046485 discloses a production metering and well testing system, wherein the accumulated
production of wells of an entire field is measured downstream of a production separator
in which the produced fractions of crude oil, water, natural gas, solids and/or condensates
are separated and the flux and composition of the produced crude oil and/or other
fractions can be accurately monitored. This accurate measurement of the accumulated
production of wells of an entire field is made simultaneously, and compared, with
less accurate measurements upstream well effluent flow measurements that are taken
simultaneously at each individual well.
[0009] Applicant's International patent application
PCT/EP2005/055680, filed on 1 November 2005, "Method and system for determining the contributions of individual wells to the
production of a cluster of wells" describes a method and system, which are hereafter
referred to as "Production Universe Real Time Monitoring" (PU RTM).
[0010] The PU RTM method allows accurate real time estimation of the contributions of individual
wells to the total commingled production of a cluster of crude oil, gas and/or other
fluid production wells, based on well models derived from well test data and updated
regularly using commingled production dynamic data.
[0011] In the PU RTM method known from International patent application
PCT/EP2005/055680 "well production estimation models" or "fingerprints" are made to identify the production
of individual wells under a variety of operating conditions on the basis of "Deliberately
Disturbed Well Tests" ("DDWTs") using dedicated well test facilities. DDWTs are well
tests in which the well tested is routed to a dedicated well test facility, and thereafter
disturbed to activate its intrinsic dynamics and to produce at multiple production
rates over its entire potential operating range. The "well production estimation models"
generated are then used in conjunction with a dynamic reconciliation system for accurately
estimating productions individual well productions continuously in real time. However,
in many cases, no well test facility is available, and the interruption of the production
of the rest of the wells in a cluster of wells, to directly measure the production
of one well using production measurements downstream of the separation assembly (production
separator) is not permissible due to the consequent production deferment.
[0012] It is an object of the present invention to provide a method and system which allow
the determination of the contribution of a well to the production of a cluster of
wells, of which the produced streams of well effluents are commingled and routed via
a separation assembly in at least nominally separated streams of crude oil, natural
gas and water, based on production measurements made on the nominally separated streams
of crude oil, natural gas and water downstream of the separation assembly (production
and/or bulk separator), and in the absence of a dedicated well test facility for the
direct measurement of the production from a tested well.
SUMMARY OF THE INVENTION
[0013] In accordance with one aspect of the invention there is provided a method for determining
the contributions of individual wells to the production of a cluster of wells of which
the well effluent streams are commingled and routed via a fluid separation assembly
into fluid outlet conduits for transportation of at least partly separated streams
of crude oil, gas and/or other fluids, the method comprising:
- a) providing flow meters for measuring fluid flow in the fluid outlet conduits of
the fluid separation assembly, and providing well monitoring equipment for monitoring
one or more production variables, such as pressure and/or other characteristics, relating
to well effluent streams of individual wells;
- b) sequentially testing wells of the well cluster by performing a well test during
which production from a tested well is varied;
- c) monitoring during step b one or more production variables by the monitoring equipment
and simultaneously measuring by means of the flow meters at the fluid outlet conduits
of the fluid separation assembly any variation of the flow pattern of effluents produced
by the cluster of wells, including the tested well, and obtaining from the measured
variation an estimate of the production of the tested well during the well test;
- d) deriving from steps b and c a well production estimation model for each tested
well, which model provides a correlation between variations of one or more production
variables monitored by the monitoring equipment and the estimate of the production
of the well during the well test as measured by the flow meters;
- e) producing oil and/or gas from the cluster of wells whilst a dynamic fluid flow
pattern of the accumulated well effluent streams produced by the cluster of wells
is measured by means of the flow meters and one or more production variables of each
well are monitored by the well monitoring equipment;
- f) calculating during step e an estimated contribution of each well to the production
of fluids by the cluster of wells on the basis of the production variables monitored
by the well monitoring equipment and the well production estimation model derived
in step d;
- g) calculating an estimated dynamic flow pattern at the fluid outlets of the fluid
separation assembly over a selected period of time by accumulating the estimated contributions
of each of the wells made in accordance with step f over the selected period of time;
and
- h) iteratively adjusting from time to time for each well the well production estimation
model for that well until across the selected period of time the accumulated estimated
dynamic flow pattern calculated in accordance with step g substantially matches with
the monitored dynamic fluid flow pattern monitored by the flow meters in the fluid
outlet conduits of the fluid separation assembly.
[0014] Optionally, the cluster of wells comprises a number of
n wells
i, such that =
23, ... , and step h comprises the steps of:
- expressing the well production estimation model for each well i as yi(t)=fi(u1i(t),u2i(t)...), wherein yi(t) is the well effluent fluid flow pattern of well i as monitored at time t , and are production variables of well i , such as pressure and/or other characteristics relating to the well effluent fluid
stream in the well monitored during the well test and during normal well production
by the monitoring equipment of well i;
- expressing the estimated dynamic fluid flow pattern at the fluid outlets of the fluid
separation assembly as

wherein γi are initially unknown weight coefficients, which are uniform across the selected
period of time;
- expressing the monitored fluid flow pattern, which is measured by the flowmeters in
the outlet conduits of the separation assembly, as y(t) monitored;
- comparing y(t) monitored with y(t) estimated and
- estimating a value of each of the weight coefficients γi by iteratively varying the
weight coefficients γi until y(t) estimated substantially equals y(t) monitored.
[0015] In such case a mathematical reconciliation process may be used to obtain the value
of each of the weight coefficients γ
i.
[0016] Each of the wells of the well cluster may be tested for characterization by performing
a series of actions during which production from a tested well is varied, including
closing in the well production for a period of time, and then production of the tested
well is started up in steps such that the tested well is induced to produce at multiple
production rates over a normal potential operating range of the well, which test is
hereinafter referred to as a Deliberately Disturbed Well Testing by Difference (DDWTBD).
[0017] Furthermore, a sequence of well tests may be performed such that sequentially each
of the wells of the well cluster is tested for characterization by initially closing
in all the wells in the cluster, and subsequently starting up one well at a time,
in sequence, with wells individually started up in steps to produce at multiple production
rates over the normal potential operating range of the well, which sequence of well
tests is referred to as "Deliberately Disturbed Production Testing" (DDPT), from which
well tests:
- an estimate of the production of a first well to be started up is directly obtained
from the well test of the first well, and the well production estimation model is
calculated for that well
- the production from the second well to be started-up up is derived from subtracting
the production of the first well using the well model of the first well already established
and
- the production and well production estimation model of the third and any subsequently
started well are computed in sequence of their start-ups, thereby obtaining the well
production estimation model of each well of the well cluster.
[0018] Optionally the well production estimation model for each of the wells is constructed
by combining data from:
- performing a Testing by Difference (TBD)test, whereby a base well production is established
by interrupting the individual well production for a period of time, while monitoring
by means of the flowmeters in the fluid outlet conduits of the fluid separation assembly
the variation of the flow pattern of effluents produced by the cluster of wells, thereby
obtaining an estimate of the base well production of the well of which production
has been interrupted, and
- performing an extended Deliberately Disturbed Well Test (eDDPT), during which the
measurements from fluid outlets of the fluid separation assembly are recorded over
a period of time together with the measurable quantities at all the wells.
- the well production estimation models for all the wells of the well cluster are constructed
simultaneously to provide a best fit to the TBD and the eDDPT data collected.
[0019] Each well production estimation model may have a static and a dynamic part, wherein
the static part is constructed by comparing the outcome of a plurality of alternative
curve fitting approaches and the dynamic part is constructed by comparing the outcome
of a plurality of alternative dynamic identification approaches.
[0020] If two or more well test data set accumulated over a period of time are available,
then optionally, the "well production estimation models" can additionally incorporate
a "well decline factor" which will be a function of time. The decline factor is computed
as a best fit to allow the "well production estimation models" to reflect the decline
of well production due to the inherent decrease in well potential as a function of
cumulative well production.
[0021] The tests "DDPTBD" or "TBD" plus "eDDPT" can both or in combination be used to generate
"well production estimation models" for each well in a cluster of wells with commingled
production channelled into a production separator with measurements on its single
phase outlet flows. It is noted that "eDDPT" data need not be obtained from dedicated
testing, but often be directly obtained from the historic production record of the
cluster of wells.
[0022] It is observed that the optional "DDWTBD", "TBD" and/or "eDDPT" tests apply to two
specific but economically important special cases. The first special case is that
of oil and gas production wells that have multiple individual producing zones, each
with its own production control devices and measurement. The second special case is
that where multiple subsea wells share a single pipeline to surface production facilities,
and which have no subsea well test facilities or dedicated pipeline for routing flow
from individual wells to surface well testing facilities. In both the above cases,
the method according to the invention is essential to allow the derivation of "well
(or zone) production estimation models" of each individual well in the well cluster,
at an acceptable deferment of production, which in turn allows the continuous real
time production monitoring of the production of individual well zones or subsea wells.
[0023] Optionally the methods (A), (B) and (C) above, in particular the methods (B) and
(C), may be incorporated in the method according to the invention.
[0024] In a preferred embodiment of the invention use is made of commonly available real
time or instantaneous measurements at each surface or sub-sea well or subsurface zone,
preferably one or more of the following measurements: well tubing head or casing head
or flow line or down hole tubing and annulus pressures, temperatures, surface or sub-sea
well choke valve positions, subsurface zone interval control valve positions, and
measures of energy applied for artificial lift of the individual well production,
including lift gas or hydraulic fluid injection flows, electric submersible pump or
beam pump power and so on.
[0025] In accordance with another aspect of the invention there is provided a method in
accordance with claim 14 for determining the contributions of one or more segments
of an segmented inflow region of a multi-zone and/or multilateral well to the production
of the multi-zone and/or multilateral well and/or of a cluster of wells.
[0026] These and further embodiments, advantages and features of the method according to
the invention are described in the accompanying claims, abstract and the following
detailed description of a preferred embodiment of the method according to the invention
in which reference is made to the accompanying drawings.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
[0027]
FIG. 1 schematically shows a crude oil and/or natural gas production system comprising
a cluster of wells; and
FIG.2 illustrates a multi-zone well with segments that form different inflow regions.
DETAILED DESCRIPTION OF PREFERED EMBODIMENTS OF THE INVENTION
[0028] A preferred embodiment of the computation of the "well production estimation model"
either from "TBD" for each well, and a "eDDPT", or from a set of "DDWTBD" for each
well, is as follows:
- The cluster of wells may comprise a number of n wells indexed i=1,2...,n, and the method may comprise the steps of
- expressing the "well production estimation model" for each well i as yi(t) = αi + fi(βi,u1i(t),u2i(t),...), wherein the vector yi(t) is the well effluent fluid flow pattern of well i as monitored throughout the period of time t of the well test , u1i(t),u2i(t),... are the dynamic measurements at well i that are determined during the well test, and αi+fi(βi,u1i(t),u2i(t),...) is the "well production estimation model" (alternatively dynamic fingerprint
/ mathematical functional) relating yi(t) to u1i(t),u2i(t)..., parameterised by vectors αi and β¡, with fi(βi,û1i(t),û2i,...)=0 for all βi for some nominal set of well operating measurements û1i,û2i,.... In this embodiment of the mathematics, fi(βi,u1i(t),u2i(t),...) can be viewed as the "gain" of the "well production estimation model" about
the nominal operating point û1i,û2i,..., and αi can be viewed as the "bias" or "offset" or "anchor" about that operating point, and
the function (al) fi(βi,u1i(t),u2i(t),...) can be linear or non-linear but in any case parameterised by the vector βi;
- computing αi from a "TBD" on the well i for wells, via a straightforward averaging and subtraction process, and thereafter
computing βi simultaneously for all the wells from "eDDPT" data, for example, via a mathematical
best fit using least squares.
- or, optionally, computing αi and βi from a "DDWTBD" for each well, for example, via a mathematical best fit using least
squares.
[0029] The foregoing procedure is further explained hereinbelow.
[0030] The "well production estimation model" obtained from the preceding steps for each
individual well may then be inserted into "PU RTM".
[0031] FIG.1 schematically shows a crude oil and/or natural gas production system comprising
a cluster of wells, including wells 1 and 2. No dedicated well testing facility where
the production of a well can be separately and directly metered, with no interruption
to the production of the other wells, is available.
[0032] The well 1 (typical for well 2, and the other wells) comprises a well casing 3 secured
in a borehole in the underground formation 4 and a production tubing 5 extending from
surface to the underground formation. The well further includes a wellhead 10 provided
with well measurement equipment, typically a pressure transmitter 13 for measuring
Tubing Head Pressure (THP). Optionally, there may be a Flowline Pressure (FLP) transmitter
14, or lift gas flow measurement 12, or subsurface pressure gauges and/or other downhole
production measurement equipment available, for example a downhole Downhole Tubing
Pressure (DTP) gauge 18 (also Fig. 2, item 66), or flowline differential pressure
meters, for example wet gas meters (not shown). The well 1 also may have means of
adjusting production, such as a production control choke 11, a fixed bean choke (not
shown) and / or lift-gas injection 12 or downhole interval control valves (Fig. 2,
item 67).
[0033] The production system further includes well effluent well production flow lines 20,
extending from the wellheads 10 to a production header 21, and a production separator
25.
[0034] The production separator 25 is provided with outlets for water, oil and gas 35, 36
and 37 respectively. Each outlet 35, 36 or 37 is provided with flow metering devices,
45, 46 and 47 respectively. Optionally, the water and oil outlets can be combined.
The production separator pressure 26 may be controlled by regulating the gas flow
from gas outlet 37, thereby affecting the flowline pressure 14 and the production
of the individual wells.
[0035] The well measurements comprising at least data from 13 and optionally from 14, 18,
lift gas injection rate from 12, position of production choke 11, and so on, are continuously
transmitted to a Production Data Acquisition and Control System 50. Similarly, the
commingled production measurements 45, 46, 47 are continuously transmitted to the
Production Data Acquisition and Control System 50. The data transferred to the Production
Data Acquisition and Control System is stored for real time and subsequent data retrieval
for analysis and "well production estimation model" construction as outlined in this
patent. The typical data transmission paths are illustrated as 14a and 45a. The data
in the Production Data Acquisition and Control System are also accessed by PU RTM
in real time for use in conjunction with "well production estimation models" for the
continuous real time estimation of individual well productions.
[0036] For "Testing by Difference" ("TBD") and "DDWT by Difference" ("DDWTBD"), the well
measurements from the wells in the cluster, particularly the tubing head pressures
13 of the wells, and the commingled production measurements 45, 46, 47 are initially
monitored to confirm a period of stable production for all wells in the cluster. The
well to be tested by difference, say well 1, is then shut in, for example, by fully
closing its production choke valve 11. The production flow measurements 45, 46, 47
are then monitored. The tubing head pressures for the other wells are also monitored
and preferably, if the tubing head pressures of the other wells substantially change
after the shutdown of the well on test, the production choke valves of the other wells,
or optionally, the pressure of the separator, should be adjusted to return the tubing
head pressures of the wells not on test to the pressures prior to the shutdown of
the well on test. Similarly, as the well on test is ramped in steps up to its normal
production as part of the "DDWTBD", adjustments should be made to return the tubing
head pressures of the wells not on test to the pressures prior to the shutdown of
the well on test.
[0037] It is noted that a fundamental challenge to the characterization of wells during
"TBD" or "DDWTBD" is that the baseline production of other wells may increase during
the close-in of the well under test. This is due to the flow phenomenon of "well interaction"
in which changes of commingled production at the production separator or the production
header will cause corresponding changes in production separator pressure or header
pressure. The phenomenon is more prominent if the wells are producing at low tubing
head pressures with respect to the flowline pressures, or when the production separator
pressure is not regulated at a setpoint, but is left to depend on gas export outlet
pressure. Conversely, the phenomenon is less prominent and negligible if the wells
are all producing at high tubing head pressures with respect to the flowline pressures,
and when the production separator pressure is regulated at a setpoint.
[0038] Let the commingled oil, water and gas flow measurements at the production separator
be denoted by the vector

where
yi(
t) are the corresponding vector of actual well production flows from well
i. Let
S1 :=
average(
s(
t)),
t∈
T1, where
T1 is the interval during the close in of the well under test. The estimate of the production
of the well
i over the interval
T2 of the DDWTBD test is then
yi(
t):=
s(
t)-
S1, for
t∈
T2. Given the model structure,
yi(
t)=α
i +
fi(β
i,
u1i(
t),
u2i(
t),...), where
yi(
t) the estimate of well
i production at time
t, then the modelling process reduces to one of minimizing an appropriate mathematical
norm of the modelling fit error
yi(
t)-(
s(
t)-
S1) over the interval
T2 by choosing appropriate vectors α
i and β
i.
[0039] For "Extended Deliberately Disturbed Production Testing" ("eDDPT"), a "TBD" requires
to first be performed for all wells. For each well
i, a "TBD" is conducted to estimate the well production. As for DDWTBD, the well measurements
from the wells in the cluster, particularly the tubing head pressures 13 of the wells,
and the commingled production measurements 45, 46, 47 are initially monitored to confirm
a period of stable production for all wells in the cluster. Let
û1i,
û2i,... then be the nominal set of well
i operating measurements in the initial period,
T0, and let
S0 :=
average(
s(
t)),
t∈T0. Hence if
S1 :=
average(
s(
t)),
t∈
T1, where
T1 is the interval during the close in of the well
i under test, then α
i =
S0-
S1 can be viewed as the "bias" or "offset" or "anchor" about operating point
û1i,
û2i,... The procedure is repeated for all wells
i =1,2,...,
n for which models need to be constructed via eDDPTs. "eDDPT" data is then gathered
for a period
T3 in which all the wells have variations about their nominal operation points. Using
the "eDDPT" production measurement data,
s(
t), then the vectors β
i for
i =1,2,...,
n are computed to minimize an appropriate mathematical norm of the modelling fit error

over the interval
T3.
[0040] In the case where multiple data sets are available over a period of time, then the
"well production estimation model" for each well
i can be expressed as
yi(
t)=α
i(
t)+
fi(β
i,
t,
u1i(
t),
u2i(
t),...) or optionally
yi(
t)=
d(
t)[α
i(
t)+
fi(β
i,
t,
u1i(
t),
u2i(
t),...)], where an explicit decline function
d(
t) has been inserted. The computations for the models then follow as before. The application
the decline factor is important in the case where test data has been accumulated over
a long period of time, or if the duration
T3 in the eDDPT is significant.
[0041] The invention has important and significant application to oil, water and gas production
systems in the case where one or more wells in the cluster of wells have, at subsurface
(or downhole) level, multiple fluid producing zones or branches. In the sequel the
details are illustrated by reference to a multizone well, but the principles are equally
applicable to a multi-branch or a multilateral well.
[0042] FIG.2 illustrates a multizone well 60 with tubing 5 extending to well segments, which
form three distinct producing zones 62, 63, 64. Each zone has means of measuring the
variations of thermodynamic quantities of the fluids within zone as the fluid production
from the zone varies, and these can include downhole tubing pressure gauges 66 and
downhole annulus pressure gauges 65. Each zone may also have a means for remotely
adjusting the production through the zone from the surface, for example, an interval
control valve 67, either on-off or step-by-step variable or continuously variable.
The multizone well 60 further includes a wellhead 10 provided with well measurements,
for example, "Tubing Head Pressure" 13 and "Flowline Pressure" 14. The well 60 may
also have some means of adjusting production at the surface, for example a production
control choke 11. The well 60 produces into a multiphase well effluent flowline 20,
extending from the well to a production header (already shown on FIG.1).
[0043] The multizone well 60 can be part of a cluster of wells producing to a production
separator with or without a dedicated well test facility, or optionally, the multizone
well 60 can have a dedicated well effluent meter that directly measures its production.
In any case, if more than one zone of the well is producing, the direct measurement
of the production from one of the zones is not possible without interruption of the
continued production from the other zones. As such, both the approaches of:
- "DDWT by Difference" ("DDWTBD);
- "Testing by Difference" ("TBD") followed by "Extended Deliberately Disturbed Production
Testing" ("eDDPT"); are directly applicable for the characterization of the production
of the individual zones to generate Zone Production Estimation Models that relate
zj(t), the well effluent fluid flow pattern of zone j, where j=1,2,...,m, for a well with m zones, at time t to u1j(t),u2i(t),..., the dynamic measurements at zone j. Continuous real time estimates of zone j production can then be generated using Zone Production Estimation Models based on
the measurements u1j(t),u2j(t),... available continuously in real time.
[0044] The Zone Production Estimation Models can be parameterized to be of the form
zj(
t)=α
j+
fj(β
j,
u1j(
t),
u2j(
t),...) with vectors α
j and β
j, and with
fj(β
j,
û1j(
t),
û2j,...) = 0 for all β
j for some nominal set of zone operating measurements
û1j,
û2j,.... The vectors α
j and β
j are computed using best fit methods based on DDWTBD or TBD plus eDDPT as outlined
above.
[0045] If the production at the surface is then estimated or measured as
yMZ(
t) then dynamic reconciliation over a time period
TMZ can be used to improve the continuous real time estimates of the production from
each zone. This is can be achieved by computing the set γ
j,
j=1,2,...,
m,
so that

have best fit to
yMZ(
t) over the period of time
TMZ. The improved estimates for zone
j production at time
t are then given by γ
jz
j(
t) .
1. A method for determining the contributions of individual wells to the production of
a cluster of wells of which the well effluent streams are commingled and routed via
a fluid separation assembly into fluid outlet conduits for transportation of at least
partly separated streams of crude oil, gas and/or other fluids, the method comprising:
a) providing flow meters for measuring fluid flow in the fluid outlet conduits of
the fluid separation assembly, and providing well monitoring equipment for monitoring
one or more production variables, such as pressure and/or other characteristics, relating
to well effluent streams of individual wells;
b) sequentially testing wells of the well cluster by performing a well test during
which production from a tested well is varied;
c) monitoring during step b one or more production variables by the monitoring equipment
and simultaneously measuring by means of the flow meters at the fluid outlet conduits
of the fluid separation assembly any variation of the flow pattern of effluents produced
by the cluster of wells, including the tested well, and obtaining from the measured
variation an estimate of the production of the tested well during the well test;
d) deriving from steps b and c a well production estimation model for each tested
well, which model provides a correlation between variations of one or more production
variables monitored by the monitoring equipment and the estimate of the production
of the well during the well test as measured by the flow meters;
e) producing oil and/or gas from the cluster of wells whilst a dynamic fluid flow
pattern of the accumulated well effluent streams produced by the cluster of wells
is measured by means of the flow meters and one or more production variables of each
well are monitored by the well monitoring equipment;
f) calculating during step e an estimated contribution of each well to the production
of fluids by the cluster of wells on the basis of the production variables monitored
by the well monitoring equipment and the well production estimation model derived
in step d;
g) calculating an estimated dynamic flow pattern at the fluid outlets of the fluid
separation assembly over a selected period of time by accumulating the estimated contributions
of each of the wells made in accordance with step f over the selected period of time;
and
h) iteratively adjusting from time to time for each well the well production estimation
model for that well until across the selected period of time the accumulated estimated
dynamic flow pattern calculated in accordance with step g substantially matches with
the monitored dynamic fluid flow pattern monitored by the flow meters in the fluid
outlet conduits of the fluid separation assembly.
2. The method of claim 1, wherein the cluster of wells comprises a number of
n wells
i, such that
i = 1,2,3,...,
n, and step h comprises the steps of
- expressing the well production estimation model for each well i as yi(t)=fi(u1i(t),u2i(t)...), wherein yi(t) is the well effluent flow pattern of well i as monitored at time t , and u1i,u2i... are production variables of well i , such as pressure and/or other characteristics relating to the well effluent stream
in the well monitored during the well test and during normal well production by the
monitoring equipment of well i;
- expressing the estimated dynamic fluid flow pattern at the fluid outlets of the
fluid separation assembly as

wherein γi are initially unknown weight coefficients, which are uniform across the selected
period of time;
- expressing the monitored fluid flow pattern, which is measured by the flowmeters
in the outlet conduits of the separation assembly, as y(t) monitored;
- comparing y(t) monitored with y(t) estimated and
- estimating a value of each of the weight coefficients γi by iteratively varying
the weight coefficients γi until y(t) estimated substantially equals y(t) monitored.
3. The method according to claim 2, wherein a mathematical reconciliation process is
used to obtain the value of each of the weight coefficients γi.
4. The method according to claim 1, wherein each of the wells of the well cluster is
tested for characterization by performing a series of actions during which production
from a tested well is varied, including closing in the well production for a period
of time, and then production of the tested well is started up in steps such that the
tested well is induced to produce at multiple production rates over a normal potential
operating range of the well, which test is referred to as a Deliberately Disturbed
Well Testing by Difference (DDWTBD).
5. The method according to claim 1, wherein a sequence of well tests is performed such
that sequentially each of the wells of the well cluster is tested for characterization
by initially closing in all the wells in the cluster, and subsequently starting up
one well at a time, in sequence, with wells individually started up in steps to produce
at multiple production rates over the normal potential operating range of the well,
which sequence of well tests is referred to as Deliberately Disturbed Production Testing
(DDPT), from which well tests:
- an estimate of the production of a first well to be started up is directly obtained
from the well test of the first well, and the well production estimation model is
calculated for that well
- the production from the second well to be started-up up is derived from subtracting
the production of the first well using the well model of the first well already established
and
- the production and well production estimation model of the third and any subsequently
started well are computed in sequence of their start-ups, thereby obtaining the well
production estimation model of each well of the well cluster.
6. The method according to claim 1, wherein the well production estimation models are
constructed by combining data from:
- performing a Testing by Difference (TBD)test, whereby a base well production is
established by interrupting the individual well production for a period of time, while
monitoring by means of the flow meters in the fluid outlet conduits of the fluid separation
assembly the variation of the flow pattern of effluents produced by the cluster of
wells, thereby obtaining an estimate of the base well production of the tested well,
and
- performing an extended Deliberately Disturbed Production Test (eDDPT), during which
the measurements by the flow meters in the fluid outlet conduits of the fluid separation
assembly are recorded over a period of time together with the measurable quantities
at all the wells.
- the well production estimation models for all the wells of the well cluster are
constructed simultaneously to provide a best fit to the TBD and the eDDPT data collected.
7. The method of claim 1, wherein the well production estimation model has a static and
a dynamic part and the static part is constructed by comparing the outcome of a plurality
of alternative curve fitting approaches and the dynamic part is constructed by comparing
the outcome of a plurality of alternative dynamic identification approaches.
8. The method of claim 1, wherein the method is applied to oil and gas production wells
that have multiple individual producing zones or branches subsurface, each with its
own production control and measurement devices.
9. The method of claim 1, wherein the method is applied to a cluster of oil and gas production
wells located subsea, which share a single pipeline to surface production facilities,
and which have no subsea well test facilities or dedicated pipeline for routing flow
from individual wells to surface well testing facilities.
10. The method according to claim 1, wherein during the well test in accordance with step
b production of the tested well is varied whereas production from other wells of the
well cluster is maintained substantially constant.
11. The method of claim 1, wherein the wells of the well cluster traverse a single underground
oil and/or gas bearing formation.
12. The method of claim 1, wherein the wells of the cluster of wells traverse a plurality
of oil and/or gas bearing formations and/or production zones that optionally are subject
to different commercial or legal production conditions.
13. The method of claim 1, wherein the monitoring equipment comprises means for monitoring
one or more of the following production variables, such as pressure and/or other characteristics
relating to the well effluent stream:
- well tubing head pressure;
- well flowline pressure;
- well tubing head temperature;
- well flowline temperature;
- differential pressures across a well production choke valve;
- differential pressures across any differential pressure producer ,such as a wet
gas venturi, on a well flowline;
- flow meters,such as flow meters nominally suitable only for single phase flow, that
are used as inputs to well estimation models, even when wells have multiphase flow;
- well production choke valve opening;
- state or position of any means of reversible and controlled closing in and opening
up of a well;
- well lift-gas injection rate;
- well jet pump hydraulic fluid injection rate;
- well production casing pressure;
- well electrical submersible pump (ESP) speed;
- well ESP intake pressure;
- well ESP down hole pump discharge pressure;
- well ESP down hole venturi differential pressure;
- well ESP power;
- well ESP motor phase current ;
- well rod pump motor power input;
- well rod pump motor speed;
- well rod pump stroke displacement;
- well rod pump load cell;
- beam pump gear box shaft position;
- well rod pump differential speed, including motor/gear box slip;
- downhole well tubing pressure;
- downhole well annulus pressure;
- downhole well tubing temperature, or various derivations thereof from distributed
temperature sensors;
- downhole well annulus temperature, or various derivations thereof from distributed
temperature sensors;
- downhole well interval or well segment control valve opening,
- amplitude of a selection of sound frequencies from one or more sound sensors mounted
on a well flowline;
- propagation delay of correlated sound patterns at a selection of frequencies from
two or more sound sensors mounted in an upstream-downstream direction on well flowline.
14. A method for determining the contributions of one or more.segments of a segmented
inflow region of a multi-zone and/or multilateral well to the production of a cluster
of segments of a multi-zone and/or multilateral well and/or of a cluster of wells,
wherein well effluent streams produced by the segments of the multi-zone and/or multilateral
well and optionally by other oil, gas and/or other fluid production wells of the cluster
of wells, are commingled and routed via a fluid separation assembly into fluid outlet
conduits for transportation of at least partly separated streams of crude oil, gas
and/or other fluids, the method comprising:
a) arranging a flow meter in each fluid outlet conduit of the fluid separation assembly,
and providing for each of the well segments for which real time production estimates
are required, well segment monitoring equipment for monitoring one or more well segment
production variables, such as pressure and/or other characteristics, relating to the
well segment effluent stream;
b) sequentially testing segments of the multi-zone and/or multilateral well by performing
a well test during which production from the tested well segment is varied;
c) monitoring during step b variations of one or more production variables relating
to the well segment effluent stream by the well monitoring equipment and simultaneously
measuring by means of the flow meters at the fluid outlet conduits of the fluid separation
assembly during each well test the variation of the flow pattern of effluents produced
by the cluster of wells, including the tested well segment, and obtaining from the
measured variations an estimate of the production of the tested well segment during
the well segment test;
d) deriving from steps b and c a well segment production estimation model for each
tested well segment, which model provides a correlation between variations of the
pressure and/or other characteristics relating to the well segment effluent stream
and the estimate of the production of the well segment during the well test as monitored
by the flow meters;
e) producing oil and/or gas from the cluster of wells whilst a dynamic fluid flow
pattern of the accumulated well effluent streams of well effluents produced by the
cluster of wells is monitored by means of the flow meters at the fluid outlets of
the fluid separation assembly and the one or more well segment production variables
are monitored by the well segment monitoring equipment;
f) calculating during step e an estimated contribution of each well segment to the
production of fluids by the cluster of wells on the basis of the one or more production
variables relating to the well segment effluent stream monitored by the well segment
monitoring equipment and the well segment production estimation model derived in step
d;
g) calculating an estimated dynamic flow pattern at the fluid outlets of the fluid
separation assembly over a selected period of time by accumulating the estimated contributions
of each well segment made in accordance with step f over the selected period of time;
and
h) iteratively adjusting from time to time for each well segment the well segment
production estimation model for that well segment until across the selected period
of time the accumulated estimated dynamic flow pattern calculated in accordance with
step g substantially matches with the monitored dynamic fluid flow pattern monitored
by the flow meters in the fluid outlet conduits of the fluid separation assembly.
15. The method of claim 1 or 14, wherein if two or more well or well segment test data
sets accumulated over a prolonged period of time are available, any difference between
the "well or well segment production estimation models" derived from well or well
segment test data before and after a prolonged period of production by one or more
wells or well segments provide an indication of a "well or well segment decline factor"
which is represented as a function of time and which is computed as a best fit to
allow any difference between the generated "well or well segment production estimation
models" to reflect any decline of well production due to an inherent decrease in well
or well segment potential as a function of cumulative well or well segment production.
1. Verfahren zum Bestimmen der Beiträge einzelner Schächte zur Förderung aus einem Cluster
von Schächten, deren Schachtausflußströme vermischt sind und über eine Fluidtrennanordnung
in Fluidauslaßleitungen für den Transport zumindest teilweise getrennter Ströme von
Rohöl, Gas und/ oder anderen Fluiden geleitet werden, wobei das Verfahren umfaßt:
a) Bereitstellen von Strömungsmessern zum Messen der Fluidströmung in den ersten Auslaßleitungen
der Fluidtrennanordnung, und Bereitstellen einer Schachtüberwachungsausrüstung zum
Überwachen einer oder mehrerer Fördervariablen, wie Druck und/oder anderer Eigenschaften,
die sich auf die Schachtausflußströme der einzelnen Schächte beziehen;
b) sequentielles Testen der Schächte des Clusters von Schächten, indem ein Schachttest
ausgeführt wird, während die Förderung aus einem getesteten Schacht variiert wird;
c) Überwachen während des Schrittes b einer oder mehrerer Fördervariablen durch die
Überwachungsausrüstung und gleichzeitiges Messen mit Hilfe der Strömungsmesser an
den Fluidauslaßleitungen der Fluidtrennanordnung jeglicher Variation des Strömungsmusters
der Ausflußströme, die von dem Cluster von Schächten, einschließlich des getesteten
Schachtes, erzeugt werden, und Erzielen aus der gemessenen Variation eine Schätzung
der Förderung des getesteten Schachtes während des Schachttests;
d) Ableiten aus den Schritten b und c ein Schachtförderschätzmodell für jeden getesteten
Schacht, wobei das Modell eine Beziehung zwischen den Variationen einer oder mehrerer
Fördervariablen, die durch die Überwachungsausrüstung überwacht werden, und der Schätzung
der Förderung des Schachtes während des Schachttests herstellt, die durch die Strömungsmesser
gemessen wird;
e) Fördern von Öl und/oder Gas aus dem Cluster von Schächten, während ein dynamisches
Fluidströmungsmuster der akkumulierten Schachtausflußströme, die von dem Cluster von
Schächten gefördert werden, mit Hilfe der Strömungsmesser gemessen und eine oder mehrere
Fördervariablen jedes Schachtes durch die Schachtüberwachungsausrüstung überwacht
werden;
f) Kalkulieren während des Schrittes e einen geschätzten Beitrag jedes Schachtes zur
Förderung von Fluiden durch den Cluster von Schächten auf der Basis der Fördervariablen,
die durch die Schachtüberwachungsausrüstung überwacht werden, und das Schachtförderschätzmodell,
das aus dem Schritt d erhalten wurde;
g) Kalkulieren eines geschätzten dynamischen Strömungsmusters an den Fluidauslässen
der Fluidtrennanordnung über eine ausgewählte Zeitperiode durch Akkumulieren der geschätzten
Beiträge jedes der Schächte gemäß dem Schritt f über die gewählte Zeitperiode; und
h) iteratives Einstellen von Zeit zu Zeit für jeden Schacht des Schachtförderschätzmodells
für diesen Schacht, bis über die gewählte Zeitspanne das akkumulierte geschätzte dynamische
Strömungsmuster, berechnet gemäß dem Schritt g, im wesentlichen dem überwachten dynamischen
Fluidströmungsmuster entspricht, das von den Strömungsmessern in den Fluidauslaßleitungen
der Fluidtrennanordnung überwacht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem der Cluster von Schächten eine Anzahl n von
Schächten i umfaßt, derart, daß
i =
1,2,3,...,n, und der Schritt h die Schritte umfaßt
- Ausdrücken des Schachtförderschätzmodells für jeden Schacht i als yi (t) =fi/u1i (t), u2i (t) ...), worin yi(t) das Schachtausfluß-Strömungsmuster des Schachtes i ist, überwacht zur Zeit t, und u1i,u2i... die Fördervariablen des Schachtes i sind, wie Druck und/oder andere Eigenschaften, die sich auf den Schachtausflußstrom
in dem überwachten Schacht während des Schachttests und während der normalen Schachtförderung
durch die Überwachungsausrüstung des Schachtes i beziehen;
- Ausdrücken des geschätzten dynamischen Fluidströmungsmusters an den Fluidauslässen
der Fluidtrennanordnung als

worin γi anfänglich unbekannte Gewichtskoeffizienten sind, die gleichförmig über die gewählte
Zeitperiode sind;
- Ausdrücken des überwachten Fluidströmungsmusters, das durch die Strömungsmesser
in den Auslaßleitungen der Trennanordnung gemessen wird, als y(t)überwacht;
- Vergleichen von y(t)überwacht mit y(t)geschätzt, und
- Schätzen eines Wertes jedes Gewichtskoeffizienten γi durch iteratives Variieren der Gewichtskoeffizienten γi, bis y(t)geschätzt im wesentlichen y(t)überwacht gleich ist.
3. Verfahren nach Anspruch 2, bei welchem ein mathematisches Abgleichverfahren angewendet
wird, um den Wert jedes der Gewichtskoeffizienten γi zu erhalten.
4. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem jeder der Schächte des Clusters von Schächten
hinsichtlich seiner Charakterisierung getestet wird, indem eine Reihe von Aktionen
ausgeführt wird, während denen die Förderung aus dem getesteten Schacht variiert wird,
einschließlich Stillsetzen der Schachtförderung für eine Zeitperiode, und sodann Wiederaufnahme
der Förderung des getesteten Schachtes in Schritten, derart, daß der getestete Schacht
dazu veranlaßt wird, multiple Förderungsraten gegenüber dem normalen potentiellen
Betriebsbereich des Schachtes zu fördern, wobei der Test als Deliberately Disturbed
Well Testing by Difference (DDWTBD) bezeichnet wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem eine Sequenz von Schachttests ausgeführt wird,
derart, daß sequentiell jeder der Schächte des Clusters von Schächten hinsichtlich
seiner Charakterisierung getestet wird, indem anfänglich in allen Schächten des Clusters
die Förderung stillgesetzt und nachfolgend die Förderung eines Schachtes nach dem
anderen in Sequenz wieder aufgenommen wird, wobei die Schächte einzeln in Schritten
gestartet werden, um mul-tiple Förderungsraten gegenüber dem normalen potentiellen
Betriebsbereich des Schachtes zu erzeugen, welche Sequenz der Schachttests als Deliberately
Disturbed Production Testing (DDPT) bezeichnet wird, wobei aus den Schachttests resultiert:
- eine Schätzung der Förderung eines ersten zu startenden Schachtes, die direkt aus
dem Schachttest des ersten Schachtes erhalten wird, und das Schachtförderschätzmodell
für den Schacht berechnet wird;
- die Förderung aus dem zweiten zu startenden Schacht durch Substraktion der Förderung
des ersten Schachtes unter Verwendung des Schachtmodells des ersten Schachtes erhalten
wird, das bereits erstellt ist; und
- die Förderung und das Schachtförderschätzmodell des dritten und jedes folgenden
gestarteten Schachtes in der Reihe ihrer Starts berechnet werden, wodurch ein Schachtförderschätzmodell
jedes Schachtes des Clusters von Schächten erhalten wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Schachtförderschätzmodelle konstruiert
wird, indem Daten kombiniert werden aus:
- Durchführen eines Testing by Difference (TBD) Tests, wodurch die Basisschachtförderung
erstellt wird, indem die einzelne Schachtförderung über eine Zeitpe-riode unterbrochen
wird, während mit Hilfe von Strömungsmessern in den Fluidauslaßleitungen der Fluidtrennanordnung
die Variation des Strömungsmusters der Ausflüsse überwacht wird, die von dem Cluster
von Schächten erzeugt wird, wodurch eine Schätzung der Basisschachtförderung des getesteten
Schachtes erhalten wird; und
- Durchführen eines ausgedehnten Deliberately Disturbed Production Tests (eDDPT),
während welchem die Messungen durch die Strömungsmesser in den Fluidauslaßleitungen
der Fluidtrennanordnung über eine Zeitperiode gemeinsam mit den meßbaren Mengen an
allen Schächten aufgezeichnet werden;
- das Schachtförderschätzmodell für alle Schächte des Clusters von Schächten gleichzeitig
konstruiert wird, um eine beste Anpassung an das TBD und die gesammelten eDDPT-Daten
zu schaffen.
7. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Schachtförderschätzmodell einen statischen
und einen dynamischen Teil hat, wobei der statische Teil durch Vergleichen des Resultates
einer Vielzahl von alternativen angepaßten Näherungskurven und der dynamische Teil
durch Vergleichen des Resultates einer Vielzahl von alternativen dynamischen Näherungsidentifizierungen
konstruiert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Verfahren auf Öl- und Gasförderschächte
angewendet werden wird, die multiple einzelne Förderzonen oder unterirdische Zweige
aufweisen, jede mit ihrer eigenen Förderungskontrolle und Meßvorrichtungen.
9. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Verfahren auf einem Cluster von unter Wasser
liegenden Öl- und Gasförderschächten angewendet wird, die gemeinsam eine einzige Pipeline
zu Oberflächenförderanlagen aufweisen und die keine Unterwasserschacht-Testanlagen
oder eine zugeordnete Pipeline zum Leiten der Ströme aus den einzelnen Schächten zu
Oberflächenschacht-Testanlagen aufweisen.
10. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem während des Schachttests gemäß dem Schritt
b die Förderung des getesteten Schachtes variiert wird, wogegen die Förderung aus
den anderen Schächten des Clusters von Schächten im wesentlichen konstant gehalten
wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Schächte des Clusters von Schächten eine
einzige öl- und/oder - gashältige Untergrundformation durchsetzen.
12. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Schächte des Clusters von Schächten eine
Vielzahl von öl- und/oder gashältigen Formationen durchsetzen, und/oder Förderzonen,
die gegebenenfalls verschiedenen wirtschaftlichen oder rechtlichen Förderbedingungen
unterliegen.
13. Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Überwachungsausrüstung Mittel zum Überwachen
eines oder mehrerer der folgenden Fördervariablen umfaßt, wie Druck und/oder Eigenschaften,
die sich auf den Schachtausflußstrom beziehen:
- Schachtrohrkopfdruck;
- Schachtströmungsleitungsdruck;
- Schachtrohrkopftemperatur;
- Schachtströmungsleitungstemperatur;
- Differentialdrücke über das Schachtförder-Drosselventil;
- Differentialdrücke über irgendwelche Differentialdruckerzeuger, wie Naßgas-Venturi,
auf einer Schachtströmungsleitung;
- Strömungsmesser, wie Strömungsmesser, die nominal nur für eine Einphasen-Strömung
geeignet sind, die aber als Input für Schachtschätzmodelle verwendet werden, selbst
wenn die Schächte Mehrphasen-Strömung aufweisen;
- Schachtförderdrosselventilöffnung;
- Status oder Position irgendwelcher Mittel zum reversiblen und kontrollierten Schließen
und Öffnen eines Schachtes;
- Schachtliftgaseinspritzrate;
- Schacht-Jetpumpen-Hydraulikfluid-Einspritzrate;
- Schachtförderauskleidungsdruck;
- elektrische Schacht-Tauchpumpengeschwindigkeit (ESP);
- Schacht-ESP-Einlaßdruck;
- Schacht-ESP-Bohrlochpumpenabgabedruck;
- Schacht-ESP-Bohrloch-Venturi-Differentialdruck;
- Schacht-ESP-Energie;
- Schacht-ESP-Motorphasenstrom;
- Schachtpumpenstangen-Motorenergiezufuhr;
- Schachtpumpenstangen-Motorgeschwindigkeit;
- Schachtpumpenstangen-Hubversetzung;
- Schachtpumpenstangen-Ladezelle;
- Schachtpumpen-Getriebeschaftposition;
- Schachtpumpen-Differentialgeschwindigkeit, einschließlich Motor/Getriebekastenschlupf;
- Schacht-Rohrdruck;
- Schacht-Ringraumdruck;
- Schacht-Rohrtemperatur oder verschiedene Abwandlungen derselben aus verteilten Temperatursensoren;
- Schachttiefen-Ringraumtemperatur oder verschiedene Abwandlungen derselben aus verteilten
Temperatursensoren;
- Schacht-Intervall oder Schacht-Segmentsteuerungs-Ventilöffnung;
- Amplitude einer Auswahl von Schallfrequenzen aus einem oder mehreren Schallsensoren,
die auf einer Schachtströmungsleitung montiert sind;
- Propagierungsverzögerung der zugeordneten Schallmuster an einer Wahl von Frequenzen
von zwei oder mehr Schallsensoren, die in einer stromaufwärtigen-stromabwärtigen Richtung
an der Schachtströmungsleitung montiert sind.
14. Verfahren zum Bestimmen der Beiträge eines oder mehrerer Segmente eines segmentierten
Einströmbereiches einer Multizonen- und/oder multilateralen Schachtanordnung zur Förderung
aus einem Cluster von Segmenten eines Multizonen- und/oder multilateralen Schachtes
und/oder eines Clusters von Schächten, wobei die Schachtausflußströme, die von den
Segmenten der Multizonen- und/oder multilateralen Schächte erzeugt werden, und gegebenenfalls
durch andere Öl-, Gas- und/oder andere Fluidförderschächte des Clusters von Schächten,
vermischt sind und über eine Fluidtrennanordnung in Fluidauslaßleitungen für den Transport
von zumindest teilweise getrennten Strömen von Rohöl, Gas und/oder anderen Fluiden
geroutet werden, wobei das Verfahren umfaßt:
a) Anordnen eines Strömungsmessers in jeder Fluidauslaßleitung der Fluidtrennanordung
und Bereitstellen für jedes der Schachtsegmente, für welches Realzeit-Förderschätzungen
erforderlich sind, von Schachtsegment-Überwachungsausrüstungen zum Überwachen einer
oder mehrerer Schachtsegmentfördervariablen, wie Druck und/oder andere Eigenschaften,
die sich auf die Schachtsegment-Ausflußströme beziehen;
b) sequentielles Testen der Segmente des Multizonen- und/oder multilateralen Schachtes
durch Ausführen eines Schachttests, während dem die Förderung aus dem getesteten Schachtsegment
variiert wird;
c) Überwachen während des Schrittes b von Variationen eines oder mehrerer Fördervariablen,
die sich auf den Schachtsegment-Ausflußstrom beziehen, durch die Schachtüberwachungsausrüstung
und gleichzeitiges Messen mit Hilfe von Strömungsmessern an den Fluidauslaßleitungen
der Fluidtrennanordnung während jedes Schachttests der Variation der Strömungsmuster
der Ausflußströme, die von dem Cluster von Schächten erzeugt wird, einschließlich
des getesteten Schacht-segmentes, und Erzielen aus den gemessenen Variationen einer
Schätzung der Förderung des getesteten Schachtsegmentes während des Schachtsegmenttests;
d) Ableiten aus den Schritten b und c eines Schachtsegment-Förderschätzmodells für
jedes getestete Schachtsegment, welches Modell eine Beziehung zwischen Va-riationen
des Druckes und/oder anderer Eigenschaften herstellt, die sich auf den Schachtsegment-Ausflußstrom
beziehen, und die Schätzung der Förderung des Schachtsegmentes während des Schachttests,
gemessen durch die Strömungsmesser;
e) Fördern von Öl und/oder Gas aus dem Cluster von Schächten, während ein dynamisches
Fluidströmungsmuster der akkumulierten Schachtausflußströme der Schachtausflüsse durch
das Cluster von Schächten mittels der Strömungsmesser an den Fluidauslässen der Fluidtrennanordnung
überwacht wird, wobei eine oder mehrere der Schachtsegment-Fördervariablen durch die
Schachtsegment-Überwachungsausrüstung überwacht werden;
f) Kalkulieren während des Schrittes e eines geschätzten Beitrages jedes Schachtsegmentes
zur Förderung von Fluiden durch den Cluster von Schächten auf der Basis einer oder
mehrerer Fördervariablen, die sich auf den Schachtsegment-Ausflußstrom beziehen, der
von der Schachtsegment-Überwachungsausrüstung und dem Schachtsegment-Förderschätzmodell,
abgeleitet im Schritt d, überwacht wird;
g) Kalkulieren eines geschätzten dynamischen Strömungsmusters an den Fluidauslässen
der Fluidtrennanordnung über eine gewählte Zeitperiode durch Akkumulieren der geschätzten
Beiträge jedes Schachtsegmentes gemäß Schritt f über eine ausgewählte Zeitperiode;
und
h) iteratives Einstellen von Zeit zu Zeit für jedes Schachtsegment des Schachtsegment-Förderschätzmodells
für dieses Schachtsegment, bis über die gewählte Zeitperiode das akkumulierte geschätzte
dynamische Strömungsmuster gemäß Schritt g im wesentlichen dem überwachten dynamischen
Fluidströmungsmuster, überwacht durch die Strömungsmesser in den Fluidauslaßleitungen
der Fluidtrennanordnung, entspricht.
15. Verfahren nach Anspruch 1 oder 14, bei welchem zwei oder mehr Schacht- oder Schachtsegment-Testdatensätze,
die über eine längere Zeitperiode gesammelt wurden, verfügbar sind, wobei jegliche
Differenz zwischen den "Schacht- oder Schachtsegment-Förderschätzmodellen", das aus
den Schacht- oder Schachtsegment-Testdaten vor und nach einer längeren Förderzeitspanne
erhalten wurde, durch einen oder mehrere Schächte oder Schachtsegmente eine Anzeige
eines "Schacht- oder Schachtsegment-Abnahmefaktors" liefert, der als Funktion der
Zeit repräsentiert wird und als beste Lösung zur Ermöglichung einer Differenz zwischen
den erzeugten "Schacht- oder Schachtssegment-Förderschätzmodellen" berechnet wird,
um eine mögliche Abnahme der Schachtförderung infolge einer inhärenten Abnahme des
Schacht- oder Schachtsegmentpotentials als Funktion einer kumulativen Schacht- oder
Schachtsegmentförderung wiederzugeben.
1. Procédé pour déterminer les contributions de puits individuels à la production d'un
groupe de puits dont les courants d'effluent de puits sont mélangés et acheminés par
l'intermédiaire d'un ensemble de séparation de fluide dans des conduits de sortie
de fluide pour le transport de courants au moins partiellement séparés de pétrole
brut, de gaz et/ou d'autres fluides, le procédé comprenant les étapes consistant à
:
a) fournir des débitmètres pour mesurer le débit de fluide dans les conduits de sortie
de fluide de l'ensemble de séparation de fluide, et fournir des équipements de surveillance
de puits pour surveiller une ou plusieurs variables de production, telles qu'une pression
et/ou d'autres caractéristiques, connexes à des courants d'effluent de puits des puits
individuels ;
b) réaliser des essais séquentiels sur des puits du groupe de puits en réalisant un
essai de puits au cours duquel la production à partir d'un puits sur lequel un essai
est réalisé est variée ;
c) surveiller, au cours de l'étape b, une ou plusieurs variables de production par
l'intermédiaire des équipements de surveillance et simultanément mesurer au moyen
des débitmètres dans les conduits de sortie de fluide de l'ensemble de séparation
de fluide une quelconque variation du profil de débit d'effluents produits par le
groupe de puits, y compris le puits sur lequel un essai est réalisé, et obtenir à
partir de la variation estimée une estimation de la production du puits sur lequel
un essai est réalisé au cours de l'essai de puits ;
d) dériver, à partir des étapes b et c, un modèle d'estimation de production de puits
pour chaque puits sur lequel un essai est réalisé, lequel modèle fournit une corrélation
entre des variations d'une ou de plusieurs variables de production surveillées par
les équipements de surveillance et l'estimation de la production du puits au cours
de l'essai de puits telle qu'elle est mesurée par les débitmètres ;
e) produire du pétrole et/ou du gaz à partir du groupe de puits alors qu'un profil
dynamique de débit de fluide des courants accumulés d'effluent de puits produits par
le groupe de puits est mesuré au moyen des débitmètres et une ou plusieurs variables
de production de chaque puits sont surveillées par les équipements de surveillance
de puits ;
f) calculer, au cours de l'étape e, une contribution estimée de chaque puits à la
production de fluides par le groupe de puits sur la base des variables de production
surveillées par les équipements de surveillance de puits et du modèle d'estimation
de production de puits dérivé dans l'étape d ;
g) calculer un profil de débit dynamique estimé aux sorties de fluide de l'ensemble
de séparation de fluide au cours d'une période sélectionnée en accumulant les contributions
estimées de chacun des puits réalisées conformément à l'étape f au cours de la période
sélectionnée ; et
h) régler itérativement de temps en temps pour chaque puits le modèle d'estimation
de production de puits pour ce puits jusqu'à ce que, au cours de la période sélectionnée,
le profil dynamique estimé accumulé calculé conformément à l'étape g corresponde sensiblement
au profil de débit de fluide dynamique surveillé, surveillé par les débitmètres dans
les conduits de sortie de fluide de l'ensemble de séparation de fluide.
2. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le groupe de puits comprend un nombre
de n puits i, de sorte que i = 1, 2, 3,..., n, et l'étape h comprend les étapes consistant
à :
- exprimer le modèle d'estimation de production de puits pour chaque puits i comme
yi(t)=fi(uli, U2i(t) ...) où yi(t) est le profil de débit d'effluent de puits de puits i tel qu'il est surveillé
à l'instant t, et u1i, u2i... sont des variables de production de puits i, telles que la pression et/ou d'autres
caractéristiques connexes au courant d'effluent de puits dans le puits surveillées
au cours de l'essai de puits et au cours de la production normale du puits par les
équipements de surveillance de puits i ;
- exprimer le profil de débit de fluide dynamique estimé aux sorties de fluide de
l'ensemble de séparation de fluide comme :

où γi sont des coefficients pondéraux initialement inconnus, qui sont uniformes au cours
de la période sélectionnée ;
- exprimer le profil de débit de fluide surveillé, qui est mesuré par les débitmètres
dans les conduits de sortie de l'ensemble de séparation, comme y(t) surveillé ;
- comparer y(t) surveillé à y(t) estimé et
- estimer une valeur de chacun des coefficients pondéraux γi en variant itérativement les coefficients pondéraux γi jusqu'à ce que y(t) estimé soit sensiblement égal à y(t) surveillé.
3. Procédé selon la revendication 2, dans lequel un procédé de réconciliation mathématique
est utilisé pour obtenir la valeur de chacun des coefficients pondéraux γi.
4. Procédé selon la revendication 1, dans lequel chacun des puits du groupe de puits
subit un essai de caractérisation en réalisant une série d'actions au cours desquelles
la production à partir d'un puits sur lequel un essai est réalisé est variée, comprenant
le fait de fermer la production du puits pendant une période, et puis la production
du puits sur lequel un essai est réalisé est démarrée progressivement de sorte que
le puits sur lequel un essai est réalisé soit obligé de produire à de multiples taux
de production au cours d'une plage normale de fonctionnement potentiel du puits, lequel
essai est appelé « Deliberately Disturbed Well Testing by Difference » (DDWTBD ou
essai de puits perturbé délibérément par différence).
5. Procédé selon la revendication 1, dans lequel une séquence d'essais de puits est réalisée
de sorte que, séquentiellement, chacun des puits du groupe de puits subisse un essai
de caractérisation en fermant initialement tous les puits dans le groupe, et en démarrant
par la suite un puits à la fois, en séquence, avec des puits démarrés individuellement
et progressivement pour produire aux multiples taux de production au cours de la plage
de fonctionnement potentielle normale du puits, laquelle séquence d'essais de puits
est appelée « Deliberately Disturbed Production Testing » (DDPT ou essai de production
délibérément perturbée), à partir desquels essais de puits :
- une estimation de la production d'un premier puits destiné à être démarré est directement
obtenue à partir de l'essai de puits du premier puits, et le modèle d'estimation de
production de puits est calculé pour ce puits,
- la production à partir du deuxième puits destiné à être démarré est dérivée de la
soustraction de la production du premier puits en utilisant le modèle de puits du
premier puits déjà établi et
- la production et le modèle d'estimation de production de puits du troisième puits
et de tout puits démarré par la suite sont calculés en séquence de leurs démarrages,
obtenant ainsi le modèle d'estimation de production de puits de chaque puits du groupe
de puits.
6. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les modèles d'estimation de production
de puits sont construits en associant des données à partir de :
- la réalisation d'un essai « Testing by Difference » (TBD ou essai par différence),
moyennant quoi une production de puits de base est établie en interrompant la production
de puits individuel pendant une période, tout en surveillant, au moyen des débitmètres
dans les conduits de sortie de fluide de l'ensemble de séparation de fluide, la variation
du profil de débit d'effluents produits par le groupe de puits, obtenant ainsi une
estimation de la production de puits de base du puits sur lequel un essai est réalisé,
et
- la réalisation d'un essai « extended Deliberately Disturbed Production Test » (eDDPT
ou « essai prolongé de production délibérément perturbée »), au cours duquel les mesures
par les débitmètres dans les conduits de sortie de fluide de l'ensemble de séparation
de fluide sont enregistrées au cours d'une période conjointement aux quantités mesurables
à tous les puits,
- les modèles d'estimation de production de puits pour tous les puits du groupe de
puits sont construits simultanément pour fournir un meilleur ajustement aux données
collectées des essais TBD et eDDPT.
7. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le modèle d'estimation de production
de puits possède une partie statique et une partie dynamique et la partie statique
est construite en comparant le résultat d'une pluralité de variantes d'approches d'ajustement
de courbe et la partie dynamique est construite en comparant le résultat d'une pluralité
de variantes d'approches d'identification dynamique.
8. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le procédé est appliqué sur des puits
de production de pétrole et de gaz qui possèdent de multiples zones ou branches de
production individuelles souterraines, chacune avec ses propres dispositifs de contrôle
de production et de mesure.
9. Procédé selon la revendication 1, dans lequel le procédé est appliqué à un groupe
de puits de production de pétrole et de gaz sous-marins, qui partagent un pipeline
unique jusqu'à des installations de production à la surface, et qui ne possèdent aucune
installation d'essai de puits sous-marine ou aucun pipeline dédié pour acheminer le
débit à partir de puits individuels jusqu'à des installations d'essai de puits à la
surface.
10. Procédé selon la revendication 1, dans lequel, au cours de l'essai de puits conformément
à l'étape b, la production du puits sur lequel un essai est réalisé est variée alors
que la production à partir d'autres puits du groupe de puits est maintenue sensiblement
constante.
11. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les puits du groupe de puits traversent
une formation pétrolifère et/ou gazéifère souterraine unique.
12. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les puits du groupe de puits traversent
une pluralité de formations pétrolifères et/ou gazéifères et/ou de zones de production
de pétrole et/ou de gaz qui sont facultativement soumises à différentes conditions
de production commerciales ou légales.
13. Procédé selon la revendication 1, dans lequel les équipements de surveillance comprennent
des moyens pour surveiller une ou plusieurs des variables de production suivantes,
telles que la pression et/ou d'autres caractéristiques connexes au courant d'effluent
de puits :
- la pression de tête de colonne de production de puits ;
- la pression de conduite d'écoulement de puits ;
- la température de tête colonne de production de puits ;
- la température de conduite d'écoulement de puits ;
- les pressions différentielles à travers une soupape d'étranglement de production
de puits ;
- les pressions différentielles à travers un quelconque dispositif de production de
pression différentielle, tel qu'un venturi à gaz humide, sur une conduite d'écoulement
de puits ;
- les débitmètres, tels que des débitmètres nominalement appropriés seulement pour
un écoulement à une phase, qui sont utilisés en tant qu'entrées pour des modèles d'estimation
de puits, même lorsque les puits présentent un écoulement à phases multiples ;
- l'ouverture de soupape d'étranglement de production de puits ;
- l'état ou la position de quelconques moyens de fermeture et de démarrage réversibles
et commandé d'un puits ;
- le débit d'injection gaz de poussée de puits ;
- le débit d'injection de fluide hydraulique d'éjecteur de puits ;
- la pression de tubage de production de puits ;
- la vitesse de pompe submersible électrique (ESP) de puits ;
- la pression d'admission d'ESP de puits ;
- la pression de refoulement de pompe de fond d'ESP de puits ;
- la pression différentielle de venturi de fond d'ESP de puits ;
- la puissance d'ESP de puits ;
- le courant de phase de moteur d'ESP de puits ;
- la puissance d'entrée de moteur de pompe de tige de puits ;
- le régime de moteur de pompe de tige de puits ;
- le déplacement de coup de pompe de tige de puits ;
- la cellule de charge de pompe de tige de puits ;
- la position d'arbre de boîte à engrenages de pompe à balancier ;
- la vitesse différentielle de pompe de tige de puits, y compris le glissement de
moteur/boîte d'engrenages ;
- la pression de colonne de production de fond de puits ;
- la pression d'espace annulaire de fond de puits ;
- la température de colonne de production de fond de puits, ou diverses dérivations
de celle-ci à partir de capteurs de température distribués ;
- la température d'espace annulaire de fond de puits, ou diverses dérivations de celle-ci
à partir de capteurs de température distribués ;
- l'intervalle de fond de puits ou l'ouverture de soupape de commande de segment de
puits,
- l'amplitude d'une sélection de fréquences de son à partir d'un ou plusieurs capteurs
acoustiques montés sur une conduite d'écoulement de puits ;
- le délai de propagation de configurations de son corrélées à une sélection de fréquences
à partir de deux, ou plus, capteurs de son montés dans une direction amont-aval sur
une conduite d'écoulement de puits.
14. Procédé pour déterminer les contributions d'un ou de plusieurs segments d'une région
de débit d'entrée segmentée d'une multizone et/ou d'un puits multilatéral à la production
d'un groupe de segments d'une multizone et/ou d'un puits multilatéral et/ou d'un groupe
de puits, dans lequel des courants d'effluent de puits produits par les segments de
la multizone et/ou du puits multilatéral et facultativement par d'autres puits de
production de pétrole, de gaz et/ou d'autre fluide du groupe de puits, sont mélangés
et acheminés par l'intermédiaire d'un ensemble de séparation de fluide dans des conduits
de sortie de fluide pour un transport de courants au moins partiellement séparés de
pétrole brut, de gaz et/ou d'autres fluides, le procédé comprenant les étapes consistant
à :
a) agencer un débitmètre dans chaque conduit de sortie de fluide de l'ensemble de
séparation de fluide, et fournir, pour chacun des segments de puits pour lesquels
des estimations de production en temps réel sont requises, des équipements de surveillance
de segment de puits pour surveiller une ou plusieurs variables de production de segment
de puits, telles que la pression et/ou d'autres caractéristiques, connexes au courant
d'effluent de segment de puits ;
b) réaliser des essais séquentiels sur des segments de la multizone et/ou du puits
multilatéral en réalisant un essai de puits au cours duquel la production à partir
du segment de puits sur lequel un essai est réalisé est variée ;
c) surveiller, au cours de l'étape b, des variations d'une ou de plusieurs variables
de production connexes au courant d'effluent de segment de puits par l'intermédiaire
des équipements de surveillance de puits et simultanément mesurer au moyen des débitmètres
dans les conduits de sortie de fluide de l'ensemble de séparation de fluide au cours
de chaque essai de puits, la variation du profil de débit d'effluents produits par
le groupe de puits, y compris le segment de puits sur lequel un essai est réalisé,
et obtenir, à partir des variations estimées, une estimation de la production du segment
de puits sur lequel un essai est réalisé au cours de l'essai de segment de puits ;
d) dériver, à partir des étapes b et c, un modèle d'estimation de production de segment
de puits pour chaque segment de puits sur lequel un essai est réalisé, lequel modèle
fournit une corrélation entre des variations de la pression et/ou d'autres caractéristiques
connexes au courant d'effluent de segment de puits et l'estimation de la production
du segment de puits au cours de l'essai de puits telle qu'elle est surveillée par
les débitmètres ;
e) produire du pétrole et/ou du gaz à partir du groupe de puits alors qu'un profil
dynamique de débit de fluide des courants accumulés d'effluents de puits produits
par le groupe de puits est surveillé au moyen des débitmètres aux sorties de fluide
de l'ensemble de séparation de fluide et la ou les variables de production de segment
de puits sont surveillées par les équipements de surveillance de segment de puits
;
f) calculer, au cours de l'étape e, une contribution estimée de chaque segment de
puits à la production de fluides par le groupe de puits sur la base de la ou des variables
de production connexes au courant d'effluent de segment de puits surveillées par les
équipements de surveillance de segment de puits et du modèle d'estimation de production
de segment de puits dérivé dans l'étape d ;
g) calculer un profil de débit dynamique estimé aux sorties de fluide de l'ensemble
de séparation de fluide au cours d'une période sélectionnée en accumulant les contributions
estimées de chaque segment de puits réalisées conformément à l'étape f au cours de
la période sélectionnée ; et
h) régler itérativement de temps en temps pour chaque segment de puits le modèle d'estimation
de production de segment de puits pour ce segment de puits jusqu'à ce que, au cours
de la période sélectionnée, le profil dynamique estimé accumulé calculé conformément
à l'étape g corresponde sensiblement au profil de débit de fluide dynamique surveillé,
surveillé par les débitmètres dans les conduits de sortie de fluide de l'ensemble
de séparation de fluide.
15. Procédé selon la revendication 1 ou 14, dans lequel si deux, ou plus, jeux de données
d'essai de puits ou de segment de puits accumulés au cours d'une période prolongée
sont disponibles, toute différence entre les « modèles d'estimation de production
de puits ou de segment de puits » dérivés à partir de données d'essai de puits ou
de segment de puits avant et après une période prolongée de production par un ou plusieurs
puits ou segments de puits fournit une indication d'un « facteur de déclin de puits
ou de segment de puits » qui est représenté en fonction du temps et qui est calculé
en tant que meilleur ajustement pour permettre une quelconque différence entre les
« modèles d'estimation de production de puits ou de segment de puits » générés pour
réfléchir un quelconque déclin de la production de puits en raison d'une réduction
inhérente de potentiel de puits ou de segment de puits en fonction de la production
cumulative de puits ou de segment de puits.