Reservoir characterization using dynamic capacitance–resistance model with application to shut-in and horizontal wells

Abstract

Le modèle de capacité-résistance (CRM) est une approche de traitement du signal non linéaire qui fournit des informations sur la communication entre puits et l'hétérogénéité du réservoir. Plusieurs formes de CRM ont été introduites ; cependant, elles fourniraient des paramètres de modèle erronés si l'historique de production impliquait une période d'arrêt. Pour résoudre ce problème, cette étude présente un modèle de capacité-résistance dynamique (D-CRMP), une formulation complète capable de gérer plusieurs périodes d'arrêt chez différents producteurs. Les paramètres du modèle CRM sont représentatifs des informations géologiques. En conséquence, deux exemples synthétiques géologiquement identiques sont utilisés pour valider le D-CRMP ; l'un incluant des périodes d'arrêt dans les données de production historiques de certains producteurs et l'autre avec tous les puits en fonctionnement continu. L'obtention des mêmes paramètres du modèle et la haute qualité de l'ajustement dans les deux cas ont prouvé la fiabilité du D-CRMP, qui permet l'utilisation de données historiques pour caractériser le comportement du réservoir dans des cas réels. L'étude de l'incertitude sur les paramètres du modèle ajusté a également été réalisée pour démontrer que les intervalles de confiance sont affectés principalement par deux aspects ; la distribution de la perméabilité et la distance entre les puits. Il est montré que bien que les intervalles de confiance dans les champs hétérogènes soient relativement plus élevés que les exemples homogènes, une perméabilité plus élevée et une distance producteur-injecteur plus faible réduisent l'incertitude des paramètres du modèle dans les deux cas. Cette étude applique également le modèle proposé dans les réservoirs avec des puits horizontaux et examine en outre l'impact de la direction du puits et de la longueur de l'intervalle productif sur les connectivités entre les puits.El modelo de capacitancia-resistencia (CRM) es un enfoque de procesamiento de señales no lineal que proporciona información sobre la comunicación entre pozos y la heterogeneidad del yacimiento. Se han introducido varias formas de CRM; sin embargo, entregarían parámetros de modelo erróneos si el historial de producción implica un período de cierre. Para abordar este problema, este estudio presenta un modelo dinámico de capacitancia-resistencia (D-CRMP), una formulación integral que es capaz de manejar múltiples períodos de cierre en diferentes productores. Los parámetros del modelo CRM son representativos de la información geológica. En consecuencia, se utilizan dos ejemplos sintéticos geológicamente idénticos para validar el D-CRMP; uno que incluye períodos de cierre en los datos históricos de producción de algunos productores y el otro con todos los pozos en funcionamiento continuo. La obtención de los mismos parámetros del modelo y la alta calidad del ajuste en ambos casos demostraron la confiabilidad de D-CRMP, lo que permite la utilización de datos históricos para caracterizar el comportamiento del yacimiento en casos reales. También se realizó una investigación de la incertidumbre en los parámetros del modelo ajustado para demostrar que los intervalos de confianza se ven afectados principalmente por dos aspectos; distribución de la permeabilidad y distancia entre pozos. Se muestra que aunque los intervalos de confianza en los campos heterogéneos son relativamente más altos que los ejemplos homogéneos, una mayor permeabilidad y una menor distancia productor-inyector reducen la incertidumbre de los parámetros del modelo en ambos casos. Este estudio también aplica el modelo propuesto en reservorios con pozos horizontales y examina más a fondo el impacto de la dirección del pozo y la longitud del intervalo productivo en las conectividades entre pozos.Capacitance–resistance model (CRM) is a nonlinear signal processing approach that provides information about interwell communication and reservoir heterogeneity. Several forms of CRM have been introduced; however, they would deliver erroneous model parameters if production history involves shut-in period. To address this issue, this study presents a dynamic capacitance–resistance model (D-CRMP), a comprehensive formulation that is capable of handling multiple shut-in periods in different producers. CRM model parameters are representative of the geological information. Accordingly, two geologically identical synthetic examples are used to validate D-CRMP; one including shut-in periods in historical production data of some producers and the other one with all continuously operating wells. Obtaining the same model parameters and the high quality of fitting in both cases proved the reliability of D-CRMP, which allows the utilization of historical data to characterize the reservoir behavior in real cases. Investigation of uncertainty on the fitted model parameters was also performed to demonstrate that confidence intervals are affected mostly by two aspects; permeability distribution and interwell distance. It is shown that though the confidence intervals in the heterogeneous fields are relatively higher than the homogeneous examples, higher permeability and lower producer–injector distance reduce the uncertainty of model parameters in both cases. This study also applies the proposed model in reservoirs with horizontal wells and further examines the impact of well direction and length of the productive interval on the connectivities between wells.نموذج مقاومة السعة (CRM) هو نهج غير خطي لمعالجة الإشارات يوفر معلومات حول الاتصال البيني وعدم تجانس الخزان. تم تقديم عدة أشكال من إدارة علاقات العملاء ؛ ومع ذلك، فإنها ستقدم معلمات نموذج خاطئة إذا كان تاريخ الإنتاج ينطوي على فترة إغلاق. لمعالجة هذه المشكلة، تقدم هذه الدراسة نموذجًا ديناميكيًا لمقاومة السعة (D - CRMP)، وهو تركيبة شاملة قادرة على التعامل مع فترات إغلاق متعددة في منتجين مختلفين. تمثل معلمات نموذج إدارة علاقات العملاء المعلومات الجيولوجية. وفقًا لذلك، يتم استخدام مثالين تخليقيين متطابقين جيولوجيًا للتحقق من صحة D - CRMP ؛ يتضمن أحدهما فترات الإغلاق في بيانات الإنتاج التاريخية لبعض المنتجين والآخر مع جميع الآبار التي تعمل باستمرار. أثبت الحصول على نفس معلمات النموذج والجودة العالية للتركيب في كلتا الحالتين موثوقية D - CRMP، مما يسمح باستخدام البيانات التاريخية لتوصيف سلوك الخزان في الحالات الحقيقية. كما تم إجراء تحقيق في عدم اليقين بشأن معلمات النموذج المجهز لإثبات أن فترات الثقة تتأثر في الغالب بجانبين ؛ توزيع النفاذية والمسافة بين الآبار. يتضح أنه على الرغم من أن فترات الثقة في الحقول غير المتجانسة أعلى نسبيًا من الأمثلة المتجانسة، إلا أن النفاذية الأعلى والمسافة الأقل بين المنتج والحاقن تقلل من عدم اليقين في معلمات النموذج في كلتا الحالتين. تطبق هذه الدراسة أيضًا النموذج المقترح في الخزانات ذات الآبار الأفقية وتفحص كذلك تأثير اتجاه البئر وطول الفاصل الإنتاجي على الروابط بين الآبار.