7/17/2019 stimulation matrix
http://slidepdf.com/reader/full/stimulation-matrix 1/22
US 20140182841A1
( 1 9 ) United
S t a t e s
( 1 2 ) Patent Application Publication ( 1 0 )
P u b .
N o . : US
2 0 1 4 / 0 1 8 2 8 4 1
A 1
L e c e r f e t a ] . ( 4 3 ) P u b .
D a t e :
J u l . 3 ,
2 0 1 4
( 5 4 )
METHOD
FORWELLBORE STIMULATION ( 5 2 )
US.
l .
OPTIMIZATION CPC . . . . . . . . . . . . . . . EZIB 3/25
(2013.01),
EZIB
3/26
( 2 0 1 3 . 0 1 ) ,
EZIB
4 1 / 0 0 9 2
( 2 0 1 3 . 0 1 )
(71) Applicant: SCHLUMBERGERTECHNOLOGY
USPC
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
.
166/250.01
CORPORATION, S u g a r
L a n d ,
TX U S )
( 5 7 )
ABSTRACT
(72) Inventors: Bruno ecerf,
Houston, TX
US);
M d f r f
. . 1 . .
1 1
.
Pierre Ramondenc’ Sugar Land, TX e t
0
s
o
pe
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_ . . . are
disclosed.
The
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w e l l b o r e
t h e r e t h r o u g h a n d
z o n e s
t h e r e
a b o u t . The method n v o l v e s e s t a b l i s h i n g t l e a s t one
b j e c t i v e
( 7 3 )
A s s i g n e e :
SCHLUMBERGER
TECHNOLOGY f o r s t i m u l a t i n g p r o d u c t i o n o f
r e s e r v o i r
? u i d
f r o m t h e
s u b t e r
CORPORATION,
u g a r
L a n d , TX
U s )
r a n e a n f o r m a t io n a n d
i n t o
t h e w e l l b o r e . The s t i m u l a t i n g
i n v o l v e s
p l a c i n g
a s t i m u l a t i n g
? u i d a l o n g t h e z o n e s o f
t h e
( 2 1 ) A p p 1 _ NO;
1 3 / 7 2 9 , 4 5 4
w e l l b o r e . The b j e c t i v e i s b a s e d o n
w e l l s i t e
d a t a . The
method
a l s o i n v o l v e s i d e n t i f y i n g a t l e a s t one o n s t r a i n t f o r t h e s t i m u
( 2 2 ) F i l e d ;
D e c , 2 8 , 2 0 1 2 l a t i n g ,
d e t e r m i n i n g t a r g e t d i s t r i b u t i o n s
o f t h e s t i m u l a t i o n
? u i d b a s e d o n t h e o b j
c t i v e ( s )
a n d t h e c o n s t r a i n t ( s ) , a n d
P u b l i c a ti o n C l a s s i? c a t io n s e l e c t i n g o p e r a t i o n a l
p a r a m e t e r s
f o r t h e s t i m u l a t i n g
b a s e d
on
t h e c o n s t r a i n t ( s )
a n d
t h e
t a r g e t
d i s t r i b u t i o n s .
The
method
may
( 5 1 ) I n t . C l . a l s o i n v o l v e s t i m u l a t i n g t h e s u b t e r r a n e a n f o r m a t io n u s i n g t h e
E21B
4 3 / 2 5 ( 2 0 0 6 . 0 1 ) t a r g e t d i s t r i b u t i o n s
a n d
t h e o p e r a t i o n a l
p a r a m e t e r s ,
m o n i t o r
E21B 4 1 / 0 0
( 2 0 0 6 . 0 1 ) i n g t h e w e l l s i t e d u r i n g t h e
s t i m u l a t i n g ,
a n d a d j u s t i n g t h e
E21B 4 3 / 2 6 ( 2 0 0 6 . 0 1 ) s t i m u l a t i n g
b a s e d
on h e m o n i t o r i n g .
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S h e e t 1
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US 2 0 1 4 / 0 1 8 2 8 4 1 A 1
F I G . 1
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1 2 5
1 1 4
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u l .
3 ,
2014
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3 ,
2014
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4 0 f 1 1a t e n t
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5 0 f 1 1a t e n t
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6 0 f 1 1
c o m
P a t e n t
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S h e e t 7
0 f 1 1
US 2 0 1 4 / 0 1 8 2 8 4 1 A 1
700
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DEVIATION
OF
SKIN
O B J
1 : M A X
P R O D R A T E
VOLUME
T O T A L I N J E C T E D : ZOO b b l
ZONE 3
ZONE
2
ZONE 1
0
20
4O
6O
80 1 0 0
VOLUME PER ZONE ( b e )
F I G . 8 . 1
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3 ,
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S h e e t 1 0
0 f 1 1a t e n t
A p p l i c a t i o n
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2
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2014
S h e e t
1 1 0 f 1 1
US 2 0 1 4 / 0 1 8 2 8 4 1 A 1
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US
014/0182841A1
METHODFORWELLBORE STIMULATION
OPTIMIZATION
BACKGROUND
[ 0 0 0 1 ] The
r e s e n t
d i s c l o s u r e
r e l a t e s
g e n e r a l l y
t o
m e t h o d s
a n d s y s t e m s
f o r p e r f o r m i n g w e l l s i t e
o p e r a t i o n s .
More p a r
t i c u l a r l y , t h i s d i s c l o s u r e i s d i r e c t e d to methods
a n d
s y s t e m s
f o r p e r f o r m i n g
s t i m u l a t i o n o p e r a t i o n s a l o n g
a
w e l l b o r e .
[ 0 0 0 2 ]
W e l l b o r e
o p e r a t i o n s
a r e
p e r f o r m e d
o
p r o d u c e v a r i
o u s
? u i d s ,
s u c h
a s h y d r o c a r b o n s ,
from
s u b s u r f a c e
forma
t i o n s .
To a c i l i t a t e t h e p r o d u c t i o n o f
s u c h
? u i d s from r e s e r
v o i r s w i t h i n t h e
f o r m a t i o n s ,
s t i m u l a t i o n
o p e r a t i o n s
may b e
p e r f o r m e d .
S t i m u l a t i o n o p e r a t i o n s
may
i n v o l v e
a c i d
t r e a t
m e n t s , s u c h a s m a t r i x a c i d i z i n g
o r h y d r a u l i c
f r a c t u r i n g .
Matrix a c i d i z i n g
may
n v o l v e
pumping an a c i d
i n t o
an i l
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g a s - p r o d u c i n g w e l l
t o remove
some
of
h e f o r m a t i o n damage
a l o n g a w a l l o f t h e w e l l b o r e c a u s e d b y t h e d r i l l i n g a n d
c o m p l e t i o n
? u i d s a n d d r i l l
b i t s
d u r i n g t h e d r i l l i n g
a n d
c o m p l e t i o n r o c e s s . H y d r a u l i c f r a c t u r i n g may
n v o l v e
i n j e c t
i n g ? u i d s
i n t o
t h e
f o r m a t i o n
to
c r e a t e
f r a c t u r e s t h a t
de?ne
l a r g e r
p a t h w a y s
f o r
? u i d
t o p a s s
f r o m
s u b s u r f a c e
r e s e r v o i r s
and i n t o t h e
w e l l b o r e .
[ 0 0 0 3 ] I n
some
c a s e s ,
i t may
be
d e s i r a b l e
t o
p r e d i c t t h e
outcome f s t i m u l a t i o n
o p e r at i o n i n v o l v i n g
a c i d
t r e a t m e n t s .
E x a m p l e s
o f
s t i m u l a t i o n t e c h n i q u e s in v o l v i n g a c i d s a r e p r o
v i d e d i n US.
a t .
No.
7 , 6 0 3 , 2 6 1 . I t
may
l s o
be
e s i r a b l e to
e v a l u a t e
v a r i o u s
a s p e c t s o f t h e s t i m u l a t i o n o p e r a t i o n . T e c h
n i q u e s
f o r ? u i d p l a c em e n t a n d p u m p i n g
s t r a t e g y ,
a n d
m a t r i x
s t i m u l a t i o n
t r e a t m e n t
e v a l u a t i o n
a r e p r o v i d e d i n Economides
a n d
0 l 2 e ,
RESERVOIR STIMULATION, 3 d
E d i t i o n ,
W i l e y
& o n s L t d .
( 2 0 0 0 ) ,
C h a p t e r s 1 9 a n d 2 0 ( h e r e a f t e r “RESER
VOIR
STIMULATION”), t h e
e n t i r e
c o n t e n t s
o f
which
i s
h e r e b y
i n c o r p o r a t e d b y r e f e r e n c e
h e r e i n .
SUMMARY
[ 0 0 0 4 ] I n
a t l e a s t one a s p e c t , t h e
p r e s e n t
d i s c l o s u r e
r e l a t e s
t o
a method
of performing
a s t i m u l a t i o n
o p e r a t i o n at
a
w e l l s i t e . The
e l l s i t e
i s
p o s i t i o n e d
a b o u t a
s u b t e r r a n e a n
f o r
m a t i o n h a v i n g a w e l l b o r e
t h e r e t h r o u g h
a n d z o n e s t h e r e a l o n g .
The
method i n v o l v e s e s t a b l i s h i n g a t least o n e o b j e c t i v e f o r
s t i m u l a t i n g p r o d u c t i on o f r e s e r v o i r ? u i d f r o m
t h e
s u b t e r r a
nean
f o r m a t i o n
and i n t o t h e w e l l b o r e . The s t i m u l a t i n g
i n v o l v e s
p l a c i n g
a s t i m u l a t i n g
? u i d a l o n g
t h e
z o n e s o f
t h e
w e l l b o r e .
The b j e c t i v e i s b a s e d on
e l l s i t e d a t a .
The method
a l s o i n v o l v e s
i d e n t i f y i n g a t
l e a s t one o n s t r a i n t f o r t h e s t i m u
l a t i n g , d e t e r m i n i n g t a r g e t
d i s t r i b u t i o n s
o f t h e s t i m u l a t i o n
? u i d b a s e d
on
t h e o b j e c t i v e ( s )
a n d
t h e c o n s t r a i n t ( s ) , and
s e l e c t i n g
o p e r a t i o n a l
p a r a m e t e r s
f o r t h e s t i m u l a t i n g
b a s e d o n
t h e
c o n s t r a i n t ( s )
a n d t h e t a r g e t d i s t r i b u t i o n s .
The
method may
a l s o
i n v o l v e
c o l l e c t i n g w e l l s i t e d a t a ,
s t i m u l a t i n g t h e s u b t e r
r a n e a n f o r m a t i o n u s i n g t h e t a r g e t d i s t r i b u t i o n s and h e o p e r a
t i o n a l p a r a m e t e r s , m o n i t o r i n g
t h e w e l l s i t e d u r i n g t h e s t i m u
l a t i n g ,
a n d / o r a d j u s t i n g t h e s t im u l a t i n g
b a s e d
o n t h e
m o n i t o r i n g .
B R I E F
DESCRIPTION OF THEDRAWINGS
[ 0 0 0 5 ]
Embodiments
o f
m e t h o d s f o r
p e r f o r m i n g s t i m u l a
t i o n
o p t i m i z a t i o n
a r e
d e s c r i b e d
w i t h r e f e r e n c e t o t h e
f o l l o w
i n g
? g u r e s . The
s a m e ,
o r s i m i l a r , numbers may b e
u s e d
t h r o u g h o u t t h e ? g u r e s t o r e f e r e n c e l i k e
f e a t u r e s a n d
compo
n e n t s .
[ 0 0 0 6 ]
F I G . 1
i s
a s c h e m a t i c d i a g r a m
i l l u s t r a t i n g
a s t i m u
l a t i o n
o p e r a t i o n a t a w e l l s i t e ;
J u l . 3 , 2 0 1 4
[ 0 0 0 7 ]
F I G . 2 i s a s c h e m a t i c
d i a g r a m i l l u s t r a t i n g
a method
o f s t i m u l a t i n g a w e l l b o r e u s i n g a
" d e s i g n - e x e c u t e - e v a l u a t e ”
c o n ? g u r a t i o n ;
[ 0 0 0 8 ]
F I G . 3 i s a s c h e m a t i c
d i a g r a m i l l u s t r a t i n g
a method
o f
s t i m u l a t i n g a
w e l l b o r e
u s i n g a “ s k i n
e f f e c t ”
c o n ? g u r a t i o n ;
and
[ 0 0 0 9 ]
F I G .
4 i s a s c h e m a t i c d i a g r a m i l l u s t r a t i n g a method
o f
s t i m u l a t i n g a w e l l b o r e u s i n g
a n
“ o b j e c t i v e f u n c t i o n ”
con
? g u r a t i o n .
[ 0 0 1 0 ]
F I G S . 5 . 1 - 5 . 3 a r e
s c h e m a t i c
d i a g r a m s i l l u s t r a t i n g
z o n e s o f
a
w e l l b o r e
d u r i n g
i n j e c t i o n ;
[ 0 0 1 1 ] F I G .
6
i s
a
graph e p i c t i n g
s k i n
e v o l u t i o n a s
a f u n c
t i o n o f ? o w
a t e and
volume c r o s s z o n e s d u r i n g s t i m u l a t i o n ;
[ 0 0 1 2 ]
F I G .
7
i s
a s c h e m a t i c d i a g r a m s
i l l u s t r a t i n g
o p t i
mized
n j e c t i o n f o r two
z o n e s o f
a
w e l l b o r e ;
[ 0 0 1 3 ] F I G S . 8 . 1 - 8 . 3 a r e
g r a p h s
d e p i c t i n g v o l u m e i n j e c t e d
a c r o s s
zones based
on
given
o b j e c t i v e s ;
[ 0 0 1 4 ] F I G S .
9 . 1 - 9 . 2 a r e
g r a p h s d e p i c t i n g v o l u m e
i n j e c t e d
a c r o s s
zones
with an
o b j e c t i v e t o maximize
p r o d u c t i o n
and
a n o t h e r
o
m i n i m i z e
s t a n d a r d d e v i a t i o n
o f
k i n ,
r e s p e c t i v e l y ;
[ 0 0 1 5 ]
F I G S . 1 0 . 1 - 1 0 . 2 a r e s c h e m a t i c d i a g r a m s i l l u s t r a t i n g
o p t i m i z e d i n j e c t i o n f o r
t h r e e
z o n e s
o f
a
w e l l b o r e
h a v i n g t h e
same a n d d i f f e r e n t
i n j e c t i o n
r a t e s ,
r e s p e c t i v e l y ; a n d
[ 0 0 1 6 ]
F I G . 1 1 i s a method f
s t i m u l a t i n g
a w e l l b o r e u s i n g
a n
“ o p t i m i z e d ”
c o n ? g u r a t i o n .
DETAILED DESCRIPTION
[ 0 0 1 7 ] T h e d e s c r i p t i o n t h a t f o l l o w s i n c l u d e s
e x e m p l a r y
a p p a r a t u s e s , m e t h o d s ,
t e c h n i q u e s ,
a n d i n s t r u c t i o n s e q u e n c e s
t h a t
embody e c h n i q u e s
o f
t h e i n v e n t i v e
s u b j e c t
a t t e r .
How
e v e r , i t i s u n d e r s t o o d t h a t t h e
d e s c r i b e d
embodiments may be
p r a c t i c e d w i t h o u t t he s e s p e c i ? c d e t a i l s .
[ 0 0 1 8 ] W e l l b o r e s t i m u l a t i o n ? u i d s ( e . g . ,
a c i d s )
a r e s e l e c
t i v e l y
p l a c e d d o w n h o l e
d u r i n g
s t i m u l a t i o n o p e r a t i o n s
( o r
t r e a t m e n t ) t o f a c i l i t a t e t h e p r o d u c t i o n
o f
? u i d s f r o m s u b s u r
f a c e
r e s e r v o i r s .
S t i m u l a t i o n
o p e r a t i o n s may i n v o l v e , f o r
e x a m p l e , m a t r i x a c i d i z a t i o n , i n j e c t i o n , f r a c t u r i n g ,
e t c . T h e
s t i m u l a t i o n
? u i d s may b e
p l a c e d
i n s e l e c t z o n e s a l o n g
t h e
w e l l b o r e b a s e d
on a n
u n d e r s t a n d i n g o f o p e r a t i o n a l
o b j e c
t i v e s ,
s u c h
a s maximum
p r o d u c t i o n
r a t e , maximum
? u i d
r e c o v e r y , uniform placement of ? u i d s
a c r o s s z o n e s , a n d / o r
o t h e r
o b j e c t i v e s ,
f o r
p e r f o r m i n g
t h e s t i m u l a t i o n
o p e r a t i o n .
The s t i m u l a t i o n ? u i d s
may a l s o b e a p p l i e d
u s i n g
v a r i o u s
s t i m u l a t i o n p a r a m e t e r s , s u c h a s ? ow a t e s , c o n c e n t r a t i o n s ,
c o m p o s i t i o n , e t c . O t h e r c o n s i d e r a t i o n s may b e t a k e n i n t o
a c c o u n t ,
s u c h
a s
t h e
s k i n
s u r r o u n d i n g t h e w e l l b o r e a n d / o r
o t h e r w e l l s i t e
p a r a m e t e r s .
[ 0 0 1 9 ] A s used h e r e i n , ‘ s k i n ’
r e f e r s
t o
a d i m e n s i o n l e s s
number h a t d e s c r i b e s t h e
amount
f damage h a t t h e
p o r t i o n
o f
t h e
f o r m a t io n s u r r o u n d i n g
t h e
w e l l b o r e
u n d e r w e n t
d u r i n g
d r i l l i n g
( o r
o t h e r o p e r a t i o n s ) o f t h e w e l l b o r e . I n some c a s e s ,
damage a l o n g
t h e
w e l l b o r e
may e s u l t i n
a
r e d u c t i o n i n p e r
m e a b i l i t y
d u e
o ,
f o r e x a m p l e , b l o c k a g e o f
e r f o r a t i o n s
i n t h e
f o r m a t i o n as e a r t h
s
d i s p l a c e d
d u r i n g d r i l l i n g a n d /
r
c o m p l e
t i o n . S k i n p a r a m e t e r s may
i n c l u d e
s k i n e f f e c t ,
p e r m e a b i l i t y
due o
s k i n damage, t c .
“Placement”
s
used
e r e i n
may e f e r
t o t h e p o s i t i o n ,
c o m p o s i t i o n ,
? ow
r a t e a n d / o r
o t h e r ? u i d
parameters
about one
o r
more
zones
t h a t may be
a d j u s t e d
when
s i n g s t i m u l a t i on ? u i d s ,
s u c h a s
a c i d s .
[ 0 0 2 0 ] F I G .
1 d e p i c t s a s t i m u l a t i o n o p e r a t i o n a t a
w e l l s i t e
1 0 0 . The
e l l s i t e 100
h a s a
w e l l b o r e
104
e x t e n d i n g from a
wellhead 108
t
a s u r f a c e l o c a t i o n and through
s u b t e r r a n e a n
f o r m a t i o n
1 0 2
t h e r e b e l o w . A ump s y s t e m
1 2 9
i s p o s i t i o n e d
7/17/2019 stimulation matrix
http://slidepdf.com/reader/full/stimulation-matrix 14/22
US
014/0182841A1
a b o u t
t h e
w e l l h e a d 1 0 8 f o r
p a s s i n g s t i m u l a t i o n
? u i d
t h r o u g h
t u b i n g
1 4 2 an d
i n t o
t h e w e l l b o r e 1 0 4 .
[ 0 0 2 1 ]
V a r i o u s
s t i m u l a t i o n ? u i d s
may e
d e p l o y e d
down
h o l e t o p e r f o r m
v a r i o u s
s t i m u l a t i o n
o p e r a t i o n s .
F o r e x a m p l e ,
a c i d s
( e . g . ,
h y d r o c h l o r i c
( H C l ) ,
h y d r o ? u o r i c ( H P ) ,
o r
a c e t i c
a c i d ) may e
a p p l i e d t o p o r t i o n s o f t h e w a l l
1 0 7
o f t h e w e l l
b o r e
104 f o r m a t r i x a c i d i z a t i o n a s i n d i c a t e d
by
arrow 1 0 9 .
A c i d s may b e d i s p o s e d downhole
a l o n g
z o n e s 1 1 0 . 1 - 1 1 0 . 5
l o c a t e d
a t
v a r i o u s d e p t h s a l o n g t h e
w e l l b o r e
104 as s h o w n .
[ 0 0 2 2] D e v i c e s , such s
d i v e r t e r s ,
v a l v e s o r o t h e r ?uid con
t r o l d e v i c e s , may e p o s i t i o n e d a b o u t t h e t u b i n g 1 4 2 a n d may
b e u s e d t o s e l e c t i v e l y
d i s t r i b u t e
t h e
s t i m u l a t i o n
? u i d p a s s i n g
t h r o u g h t h e t u b i n g 1 4 2 .
The
e v i c e s may
l s o
b e u s e d o f o c u s
t h e
?uid
i n t o a d e s i r e d a r e a
of
t h e w e l l b o r e .
For
e x a m p l e ,
d i v e r t e r s may
e c h e m i c a l a g e n t s a n d / o r m e c h a n i c a l d e v i c e
( e . g . , b a l l d i v e r t e r ) u s e d t o p r o v i d e u n i f o r m
d i s t r i b u t i o n
o f
stimulation
?uid
across one or more
f he zones 1101-1104.
[ 0 0 2 3 ] S t i m u l a t i o n
? u i d s ,
s u c h
s
w a t e r , a c i d , p o l y m e r e l ,
e t c . , may a l s o o p t i o n a l l y
b e i n j e c t e d
i n t o t h e
s u r r o u n d i n g
f o r m a t i o n
to f r a c t u r e
t h e f o r m a ti o n s u r r ou n d i n g t h e
w e l l b o r e
a s i n d i c a t e d
by arrow
1 1 2 . The
formation 102
may
ave
a
f r a c t u r e n e t w o r k
1 0 6
i n c l u d i n g
n a t u r a l f r a c tu r e s 1 1 4
p r e s e n t
b e f o r e f r a c t u r i n g , a s w e l l a s f r a c t u r e p l a n e s 1 1 6
g e n e r a t e d
d u r i n g
t h e
i n j e c t i o n o f
t h e
s t i m u l a t i o n
? u i d s . S t i m u l a t i o n
? u i d s , s u c h a s a c i d s , v i s c o u s g e l s , “ s l i c k w a t e r ”
( w h i c h
may
h a v e a f r i c t i o n r e d u c er ( p o l y m e r ) and a t e r ) may e u s e d to
h y d r a u l i c a l l y f r a c t u r e t h e f o r m a t i o n 1 0 2 . Such s l i c k w a t e r ”
may be
i n t h e form
o f
a
t h i n ? u i d ( e . g . ,
n e a r l y t h e same
v i s c o s i t y
a s
w a t e r ) and may
be
s e d t o c r e a t e more complex
f r a c t u r e s , s u c h a s m u l t i p l e m i c r o - s e i s m i c
f r a c t u r e s d e t e c t a b l e
b y m o n i t o r i n g . P r o p p a n t s ,
s u c h
a s
s a n d
may h e n b e i n j e c t e d
to p r o p c h a n n e l s i n
t h e
f o r m a t i o n s open
f o r
p r o d u c t i o n o f
? u i d t h e r e t h r o u g h .
[ 0 0 2 4 ] S t i m u l a t i o n
? u i d s
may e d e p l o y e d d o w n h o l e
u s i n g
t h e
pump s y s t e m
1 2 9 .
The pump s y s t e m 1 2 9 i s d e p i c t e d
a s
b e i n g
o p e r a t e d
b y
a
? e l d o p e r a t o r
1 2 7 f o r
r e c o r d i n g m a i n t e
nance and p e r a t i on a l d a t a a n d / r
p e r f o r m i n g
m a i n t e n a n c e i n
a c c o r d a n c e w i t h a p r e s c r i b e d m a i n t e n a n c e p l a n . I n t h e
e x a m p l e s h o w n , t h e
pump
s y s t e m 1 2 9 i n c l u d e s a
p l u r a l i t y
o f
t a n k s
1 3 1 , which
e e d
? u i d s t o a b l e n d e r
135
where t
i s mixed
w i t h a p r o p p a n t
t o
form a s t i m u l a t i o n ? u i d . A e l l i n g a g e n t
may e u s e d
t o i n c r e a s e t h e v i s c o s i t y o f t h e
s t i m u l a t i o n
? u i d ,
and o
a l l o w
t h e
p r o p p a n t t o b e
s u s p e n d e d
i n
t h e
s t i m u l a t i o n
? u i d . I t may l s o a c t a s a
f r i c t i o n
r e d u c i n g a g e n t t o a l l o w
h i g h e r pump ates
w i t h
l e s s
f r i c t i o n a l p r e s s u r e .
[ 0 0 2 5 ]
The s t i m u l a t i o n ? u i d i s t h e n pumped f r o m t h e
b l e n d e r 135 t o t h e
t r e a t m e n t
t r u c k s 120 w i t h p l u n g e r
pumps
a s shown
by s o l i d l i n e s
1 4 3 .
Each t r e a t m e n t
t r u c k
120
r e c e i v e s t h e f r a c t u r i n g ? u i d
a t
a low r e s s u r e and i s c h a r g e s
i t t o a common manifold 139 (sometimes
c a l l e d
a m i s s i l e
t r a i l e r
o r
m i s s i l e )
a t
a
h i g h
p r e s s u r e
a s
shown
by
dashed
i n e s
1 4 1 . The i s s i l e 139 t h e n d i r e c t s t h e s t i m u l a t i o n
? u i d
from
t h e t r e a t m e n t t r u c k s
120 o
t h e w e l l b o r e
104
s shown y o l i d
l i n e
1 1 5 .
[ 0 0 2 6 ] One o r more t r e a t m e n t t r u c k s 120 may e used t o
s u p p l y s t i m u l a t i o n ?uid t a d e s i r e d a t e . Each
r e a t m e n t t r u c k
120 may e n o r m a l l y o p e r a t e d a t a n y
a t e ,
s u c h
a s
w e l l u n d e r
i t s
maximum o p e r a t i n g c a p a c i t y . O p e r a t i n g
t h e
t r e a t m e n t
t r u c k s 120 n d e r t h e i r
o p e r a t i n g c a p a c i t y
may l l o w
f o r
one o
f a i l
and
h e
r e m a i n i n g
t o
be r u n a t
a h i g h e r
s p e e d i n
o r d e r to
make
up f o r t h e
a b s e n c e o f
t h e f a i l e d
pump.
[ 0 0 2 7 ] A
u r f a c e
u n i t
121
w i t h
a
s t i m u l a t i o n t o o l
123
i s
p r o v i d e d
t o d i r e c t t h e e n t i r e pump s y s t e m
1 2 9
d u r i n g t h e
s t i m u l a t i o n o p e r a t i o n . The s u r f a c e u n i t
1 2 1
i s s c h e m a t i c a l l y
J u l . 3 , 2 0 1 4
d e p i c t e d
a s
b e i n g l i n k e d t o
t h e
o p e r a t o r 12 7 , b u t may b e
m a n u a l l y
o r a u t o m a t i c al l y l i n k e d
t o
v a r i o u s p o r t i o n s o f t h e
w e l l s i t e
a n d / o r o f f s i t e
l o c a t i o n s a s
d e s i r e d , such
a s mobile
c o n t r o l s t a t i o n 1 4 9 .
[ 0 0 2 8 ]
A
t i m u l a t i o n
t o o l
1 2 3
may
b e u s e d
t o
s e l e c t i v e l y
p r o v i d e t h e s t i m u l a t i o n ? u i d s .
The
s t i m u l a t i o n t o o l 1 2 3 i s
s c h e m a t i c al l y d e p i c t e d a s p a r t o f
t h e s u r f a c e
u n i t
1 2 1 ,
b u t
c o u l d
be t
any
l o c a t i o n . The
s t i m u l a t i o n t o o l 123 may
be
u s e d t o communicate w i t h
t h e
w e l l s i t e , f o r e x a m p l e , t o
r e c e i v e d a t a
a n d / o r
t o s e n d commands. The s t i m u l a t i o n t o o l
1 2 3
may e t e r m i n e d i s t r i b u t i o n s based on e s i r e d o b j e c t i v e s
u s i n g a
d i s t r i b u t i o n
c o m p o n e n t , m o n i t o r i n r e a l t i m e u s i n g a
m o n i t o r i n g component a n d
d i r e c t a
c o n t r o l l e r 1 2 6
t o a d j u s t
o p e r a t i o n s
a s n e e d e d . The s t i m u l a t i o n
t o o l
123 and t h e con
t r o l l e r
126 may h e n be used o
d i r e c t
t h e ? o w
of
t i m u l a t i o n
? u i d s o n t o t h e w e l l b o r e w a l l a n d / r
i n t o
t h e f o r m a t i o n s a l o n g
one
r more
ofthe zones 110.1-11 0.5 along
h e
wellbore
1 0 4 .
[ 0 0 2 9 ]
The
s t i m u l a t i o n
? u i d s
may a l s o be
c o n t r o l l e d t o
m a n i p u l a t e t h e
m a t r i x
a c i d i z a t i o n , f r a c t u r i n g
p r o c e s s a n d / o r
o t h e r s t i m u l a t i o n
o p e r a t i o n s .
F o r e x a m p l e , ? u i d
t y p e s ,
p r e s
s u r e s ,
p l a c e m e n t , a n d
o t h e r
s t i m u l a t i o n p a r a m e t e r s
may b e
m a n i p u l a t e d t o
o p t i m i z e
t h e
m a t r i x
a c i d i z a t i o n a n d / o r
f r a c
t u r i n g .
D e p e n d i n g u p o n d e s i r e d o b j e c t i v e s o f
h e s t i m u l a t i o n ,
t h e s t i m u l a t i o n
? u i d s
may b e p l a c e d a n d / o r t h e s t i m u l a t i o n
o p e r a t i o n
p e r f o r m e d a s
d e s i r e d .
[ 0 0 3 0 ] S e n s o r s 1 2 5 may e
p r o v i d e d
a b o u t t h e
w e l l s i t e
1 0 0
t o measure v a r i o u s
p a r a m e t e r s ,
such a s s t i m u l a t i o n param
e t e r s ( e . g . , ?ow a t e s ) ,
w e l l s i t e
p a r a m e t e r s
( e . g . , d o w n h o l e
t e m p e r a t u r e s ) a n d / r
o t h e r
p a r a m e t e r s .
I n f o r m a t i o n g a t h e re d
from h e s e n s o r s 125 may
e
f e d
i n t o
t o t h e s t i m u l a t i o n t o o l
1 2 3 . The s t i m u l a t i o n
t o o l 123 may be used t o
r e c e i v e
and
p r o c e s s t h e i n f o r m a t i o n . The s t i m u l a t i o n t o o l
1 2 3
may t h e n
b e
u s e d
t o
a f f e c t o p e r a t i o n a l c h a n g e s , s u c h as a d j u s t i n g t h e
s t i m u l a t i o n o r o t h e r
o p e r a t i o n s , a t
t h e
w e l l s i t e 100
v i a t h e
c o n t r o l l e r 1 2 6 .
[ 0 0 3 1 ]
T h e s t i m u l a t i o n o p e r a t i o n may
e
p e r f o r m e d u s i n g
v a r i o u s t e c hn i q u e s ,
s u c h
as
t h e
" d e s i g n - e x e c u t e - e v a l u a t e ”
c o n ? g u r a t i o n o f F I G . 2 , t h e
“ s k i n
e f f e c t ” c o n ? g u r a t i on o f
F I G .
3 , a n d t h e “ o b j e c t i v e
f u n c t i o n ” c o n ? g u r a t i o n o f F I G .
4 .
While t h e v a r i o u s c o n ? g u r a t i o n s a r e d e s c r i b e d s e p a r a t e l y ,
v a r i o u s
a s p e c t s
o f
t h e
c o n ? g u r a t i o n s may
p t i o n a l l y b e u s e d
a n d / o r i n t e r c h a n g e d
a s
d e s i r e d .
F o r e x a m p l e ,
t h e o b j e c t i v e
f u n c t i o n
c o n ? g u r a t i o n
o f
F I G .
4 may o p t i o n a l l y e m p l o y t h e
s k i n f f e c t
c o n ? g u r a t i o n o f I G . . The e l e c t e d c o n ? g u r a t i o n
may e u s e d t o
o p t i m i z e
t h e s t i m u l a t i o n , p r o d u c t i o n a n d / o r
o t h e r o p e r a t i o n s a t t h e
w e l l s i t e .
[ 0 0 3 2 ]
The
e t h o d s a s s o c i a t e d w i t h
t h e
v a r i o u s c o n ? g u r a
t i o n s
p r o v i d e d h e r e i n
may
e p e r f o r m e d ,
f o r
e x a m p l e , b y t h e
s t i m u l a t i o n
t o o l 1 2 3
a n d / o r s u r f a c e
u n i t 1 2 1 o f F I G . 1 .
The
methods may e p e r f o r m e d i t e r a t i v e l y a s new
a t a
s
r e c e i v e d ,
f o r example, from s e n s o r s 125 a t t h e w e l l s i t e 100 a s t h e
s t i m u l a t i o n o p e r a t i o n
i s i m p l e m e n t e d .
T h e s t i m u l a t i o n
t o o l
1 2 3
may have a r i o u s modules a n d / o r s i m u l a t o r s t h a t may
be
u s e d t o p e r f o r m s i m u l a t i o n s , s u c h a p l a c e m e n t
s i m u l a t o r
( e . g . ,
as
WELLBOOK,
STIMCADE,
ACTIVE,
ACTIVE
MATRIX, PROCADE,
P I P E S I M , e t c .
( c o m m e r c i a l l y a v a i l
a b l e from SCHLUMBERGER TECHNOLOGY CORPO
RATI ON
t
h t t p : / / w w w . s l b . c o m ) ) .
[ 0 0 3 3 ]
T h e s t i m u l a t i o n o p e r a t i o n
may
b e
a d j u s t e d ,
f o r
e x a m p l e b y
s e l e c t i v e l y p r o v i d i n g p l a c e m e n t o f
t h e
a c i d ,
a s
i n f o r m a t i o n
i s r e c e i v e d u s i n g , f o r e x a m p l e , t h e p u m p i n g
o p e r a t i o n o f F I G . 1 .
The
c o n t r o l l e r 1 2 6 may i m p l e m e n t
a d j u s t m e n t s a t t h e
w e l l s i t e
1 0 0 . The methods
may
e
used o
p r o v i d e ,
f o r
e x a m p l e ,
a p u m p i n g s c h e d u l e d e ? n i n g p u m p i n g
7/17/2019 stimulation matrix
http://slidepdf.com/reader/full/stimulation-matrix 15/22
US
014/0182841A1
c o n ? g u r a t i o n s f o r
p l a c e m e n t o f
s t i m u l a t i o n
? u i d
a c r o s s
one
o r more
zones
1 1 0 . 1 - 11 0 . 5 d u r i n g s t i m u l a t i o n o p e r a t i o n s .
[ 0 0 3 4 ]
F I G . 2 s h o w s
a n
e x a m p l e
method
0 0 o f e r f o r m i n g
a s t i m u l a t i o n
o p e r a ti o n i n v o l v i n g m a t r i x
a c i d i z i n g u s i n g a
" d e s i g n - e x e c u t e - e v a l u a t e ” c o n ? g u r a t i o n .
T h e m e t h o d
2 0 0
i n c l u d e s a w e l l b o r e p h a s e 2 4 0 , a d e s i g n
p h a s e
2 4 2 , a n
e x e c u
t i o n p h a s e 2 4 4 , a n d
a n
e v a l u a t i o n p h a s e 2 4 6 . The e l l b o r e
p h a s e
2 4 0
i n v o l v e s p r o d u c t i o n c u r v e
m a t c h i n g
2 4 8 a n d
w e l l
zone
d e ? n i t i o n
2 5 0 . The w e l l b o r e
phase
240 may be p e r
f o r m e d u s i n g ,
f o r e x a m p l e ,
PROCADE, A n a l y s i s WELL
BOOK: P r o d u c t i o n (AWP) o c u r v e ? t p r o d u c t i o n
e s t i m a t e s ,
and n o d a l
a n a l y s i s
w i t h
a
s i m u l a t o r , s u c h a s
PIPESIM, to
de?ne t h e w e l l b o r e .
S i m u l a t i o n s
may b e p e r f o r m e d , f o r
e x a m p l e ,
t o
d i s c r e t i z e t h e w e l l
i n z o n e s and o
d e t e r m i n e , f o r
e x a m p l e ,
t h e
o p t i m a l ? n a l
s k i n
d i s t r i b u t i o n . T h e s e s i m u l a
t i o n s may r o v i d e i n f o r m a t i o n h a t may e u s e d , f o r e x a m p l e ,
i n
a
? u i d p l a c e m e n t s i m u l a t o r a n d / o r t o d e s i g n
s t i m u l a t i o n
o p e r a t i o n s
t o a c h i e v e
a
? n a l
s k i n d i s t r i b u t i o n
a l o n g
t h e
w e l l
b o r e .
[ 0 0 3 5 ]
T h e
d e s i g n p h a s e
2 4 2
i n v o l v e s g a t h e r i n g
d e s i g n
p a r a m e t e r s
2 5 2 ,
d e t e r m i n i n g
a c i d
p l a c e m e n t
2 5 4 ,
a n d d e t e r
m i n i n g
p r o d u c t i o n
f o r e c a s t 2 5 6 . T h e
d e s i g n p a r a m e t e rs 2 5 2
may n c l u d e , f o r
example a c a n d i d a t e s e l e c t i o n , a f o r m a t i o n
damage
i d e n t i ? c a t i o n ,
a
? u i d
s e l e c t i o n , a pumping s c h e d u l e
g e n e r a t i o n ,
e t c .
[ 0 0 3 6 ]
V a r i o u s m o d u l e s may e u s e d o p r o v i d e t h e d e s i g n
p a r a m e t e r s 2 5 2 , a c i d p l a c e m e n t a n d o t h e r
p o r t i o n s
o f
t h e
method 2 0 0 .
F o r
e x a m p l e , a c r i t i c a l drawdown i n f o r m a t i o n
module
may e u s e d
t o
p r o v i d e
c a n d i d a t e
s e l e c t i o n , a
s c a l e
p r e d i c t o r may e u s e d
t o
p r o v i d e f o r m a t i o n damage
d e n t i ?
c a t i o n , a
b a l l s e a l e r may b e u s e d
to
p r o v i d e
t h e
pumping
s c h e d u l e g e n e r a t o r ,
e t c .
I n a n o t h er e x a m p l e ,
a t
l e a s t some
i n f o r m a t i o n ,
s u c h
a s t h e
pumping s c h e d u l e i n f o r m a t i o n
f o r
t h e pumping
s c h e d u l e g e n e r a t o r , may b e p r o v i d e d
b y
a n
e n g i n e e r .
[ 0 0 3 7 ] A c i d p l a c e m e n t 2 5 4
i s d e t e r m i n e d
f r o m t h e d e s i g n
p a r a m e t e r s
2 5 2 a n d
p r o d u c t i o n
f or e c a s t 2 5 6
i s g e n e r a t e d
f r o m t h e a c i d p l a c e m e n t 2 5 4 . The a c i d p l a c e m e n t 2 5 4 a n d
p r o d u c t i o n f o r e c a s t
256 may
e
i t e r a t e d
a s
i n d i c a t e d
by
t h e
d u a l
a r r o w . The
e s u l t s may be implemented t
t h e
w e l l s i t e i n
t h e e x e c u t i o n p h a s e
2 4 4 ( e . g . ,
u s i n g t h e o p e r a t o r
1 2 7
a n d / o r
t h e s u r f a c e
u n i t 1 2 1
o f
F I G .
1 ) .
D u r i n g
i m p l e m e n t a t i on , s e n
s o r s ( e . g . , 1 2 5 o f F I G .
1 )
may e u s e d t o p r o v i d e i n f o r m a t i o n
d u r i n g t h e
e v a l u a t i o n
p h a s e
2 4 6 .
New
r o d u c t i o n
f o r e c a s t s
may e
g e n e r a t e d a n d
a d j u s t m e n t s i m p l e m e n t e d .
A t v a r i o u s
i n t e r v a l s
o r
a t
d e s i r e d
t i m e s ( e . g . , upon c o m p l e t i o n o f t h e
d e s i g n p h a s e 2 4 2 o r e v a l u a t i o n p h a s e
2 4 6 ) ,
o u t p u t s ( e . g . ,
r e p o r t s ,
g r a p h i c s ) 2 6 8 . 1 , 2 6 8 . 2 may
e p r o v i d e d .
[ 0 0 3 8 ]
V a r i o u s
m o d u l e s
may e u s e d
o
p r o v i d e
a c i d
p l a c e
ment 5 4 , p r o d u c t i o n
f o r e c a s t
2 5 6 , e x e c u t i o n
2 4 4
a n d e v a l u
a t i o n
2 4 6 .
F o r
e x a m p l e ,
a
p l a c e m e n t
module
( e . g . ,
GEOCHECKTM)
may e u s e d o
p r o v i d e
a c i d p l a c e m e n t
2 5 4 ,
an e x e c u t i o n module
( e . g . ,
MATTIME and
STEP RATE
M i g r a t i o n ) may b e u s e d i n e x e c u t i o n 2 4 4 ,
a n d
p r o d u c t i o n
m o d u l e s ( e . g . ,
r e a l t i m e
a c i d
p l a c e m e n t
a n d p r o d u c t i o n f o r e
c a s t / e c o n ) may e u s e d i n
e v a l u a t i o n .
[ 0 0 3 9 ] The i n f o r m a t i o n
p r o v i d e d i n
t h e
method
2 0 0
may
i n c l u d e g l o b a l v a r i a b l e s . T h e g l o b a l
v a r i a b l e s
may e u s e d ,
f o r
e x a m p l e ,
i n
t h e
e x e c u t i o n 244
and t h e
e v a l u a t i o n 246
to
p r o v i d e a
g l o b a l
t a r g e t , o r a n
o v e r a l l
s o l u t i o n f o r p e r f o r m i n g
t h e s t i m u l a t i o n
o p e r a t i o n .
The method 2 0 0
may l s o
o p t i o n
a l l y b e p e r f o r m e d u s i n g
o b j e c t i v e
v a r i a b l e s ,
w h i c h
t a i l o r t h e
s t i m u l a t i o n o p e r a t i o n t o a c h i e v e p r e d e ? n e d
o b j e c t i v e s ,
s u c h
a s which o n e s t o
s t i m u l a t e
and by h ow much.
The
e s u l t i n g
J u l . 3 , 2 0 1 4
?uid s c h e d u l e may
e an optimum
?uid s c h e d u l e , o r a s o l u
t i o n g e n e r a t e d s o t h a t a d e s i r e d o b j e c t i v e i s a c h i e v e d .
F o r
e x a m p l e , o p t i m i z a t i o n may
e
g e n e r a t e d b a s e d
o n
t h e a b i l i t y
t o g e n e r a t e a b e t t e r s t i m u l a t i o n o f t h e w e l l w i t h t h e volume of
t h e i n j e c t e d ? u i d s ,
o r
t h e
a b i l i t y
t o d i s t r i b u t e
? u i d
d i f f e r e n t l y
a c r o s s zones
t o
o p t i m i z e production o r reach
a
production
p r o ? l e t a r g e t .
[ 0 0 4 0 ]
T h e
g l o b a l v a r i a b l e s may e p r o v i d e d w i t h o u t b e i n g
d i s c r e t i z e d
b y z o n e , a n d
may
i n c l u d e , f o r e x a m p l e , t a r g e t
? u i d i n v a s i o n d e p t h , t a r g e t l i v e a c i d i n v a s i o n d e p t h , t a r g e t
? n a l damage k i n ,
w e l l b o r e
v o l u m e , e t c . T a r g e t ? u i d
i n v a s i o n
d e p t h i s t h e
d i s t a n c e from t h e
w e l l b o r e
u s e d
f o r n o n r e a c t i v e
p r e ? u s h , o v e r ? u s h ,
a n d m a i n
? u i d s .
T a r g e t
l i v e
a c i d i n v a s i o n
d e p t h
i s
t h e d i s t a n c e from t h e w e l l b o r e u s e d f o r r e a c t i v e
p r e ? u s h
? u i d s
( e . g . ,
HCl
t e p s i n
s a n d s t o n e
f o r m a t i o n s ) .
T a r
g e t ? n a l
damage k i n may
e
de?ned o r
r e a c t i v e
main u i d s
a n d / o r
f o r
s c a l e - d i s s o l v i n g ? u i d s
( e . g . ,
i f t h e r e i s
s c a l e dam
a g e ) . F o r
e x a m p l e ,
HCl may
e u s e d f o r
c a r b o n a t e
r e s e r v o i r s
and
HF may be used f o r s a n d s t o n e s . W e l l b o r e
volume
i s
i n t e r n a l l y
c a l c u l a t e d
b a s e d
on
h e i n p u t
t o
a w e l l
c o m p l e t i o n
window a n d may e
u s e d f o r d i s p l a c e m e n t
? u i d s a n d t u b i n g
s p a c e r s .
[ 0 0 4 1] F l u i d d i s t r i b u t i o n
a l o n g
t h e z o n e s may l s o
b e p e r
f o r m e d
u s i n g a c i d
p l a c e m e n t s i m u l a t i o n s .
V a r i o u s p a r a m e t e r s
may e
changed o
a c h i e v e a
d e s i r e d
c o n ? g u r a t i o n , such
a s
a
? u i d
d i s t r i b u t i o n
h a t
w i l l
p r o v i d e t h e a r g e t s k i n d i s t r i b u t i o n .
C o r r e l a t i o n s
b e t w e e n ? u i d i n j e c t i o n r a t e , ? u i d
volume
a n d
s k i n
r e d u c t i o n may e
c o n s i d e r e d .
The
p l a c e m e n t
s i m u l a t o r
may
o n s i d e r
v a r i o u s
zones
i n
each
s i m u l a t i o n t o
determine
how e a c h
c h a n g e i n
t h e d e s i g n
may
m p a c t t h e ? u i d
d i s t r i b u
t i o n
i n
s e v e r a l z o n e s . A
lacement
s i m u l a t o r , s u c h a s WELL
BOOK r STIMCADE ay
e c o u p l e
v a r i o u s a s p e c t s
o f
t h e
s t i m u l a t i o n o p e r a t i o n from a n o v e r a l l
s o l u t i o n
t o
p r o v i d e
where a n d / o r how o i n j e c t
t h e s t i m u l a t i o n ? u i d .
The a t e r i
a l s ,
d i v e r t e r ,
p l a c e m e n t
a n d / r
o t h e r
s t i m u l a t i o n
p a r a m e t e r s
may e s e l e c t e d t o a c h i e v e
t h e
o p t i m a l ? u i d d i s t r i b u t i o n .
[ 0 0 4 2 ] T h e
d e s i g n - e x e c u t e - e v a l u a t e ”
c o n ? g u r a t i o n
i n v o l v e s d e s i g n i n g t r e a tm e n t s t h a t a r e s e n s i t i v e
t o
informa
t i o n t h a t may e g a t h e r e d . F o r
e x a m p l e , d e s i g n i n g
a
t r e a t m e n t
w i t h a n
e n g i n e e r in g d e s i g n
t o o l ( s u c h as
STIMCADE)
may
i n v o l v e c h a r a c t e r i z a t i o n o f t h e s k i n in
e a c h
l a y e r .
S k i n
dam
a g e c h a r a c t e r i s t i c s
may
be e t e r m i n e d
b a s e d
on damage pen
e t r a t i o n u s i n g l o g g i n g t o o l s .
[ 0 0 4 3 ]
S t i m u l a t i o n
may e o p t i m i z e d ,
f o r
e x a m p l e , b y p e r
f o r m i n g
s e n s i t i v i t y
a n a l y s i s
o n v a r i o u s
w e l l s i t e
p a r a m e t e r s ,
s u c h s d a m a g e r o p e r t i e s , v o l u m e s , p e r m e a b i l i t y , r a t e , s k i n ,
e t c . ,
and
s e l e c t i n g t h e
t r e a t m e n t
t h a t i s most
r o b u s t
t o s u c h
p a r a m e t e r s . I n o t h e r
w o r d s ,
t r e a t m e n t
may e
s e l e c t e d
b a s e d
on h e
outcome h a t
i s t h e
l e a s t s e n s i t i v e t o
u n c e r t a i n t y w h i l e
p r o v i d i n g a
r e s u l t
c l o s e
e n o u g h t o
t h e o p t i m u m .
[ 0 0 4 4 ]
A d j u s t m e n t
may
b e p e r f o r m e d
d u r i n g
s t i m u l a t i o n
e x e c u t i o n 2 4 6
b a s e d on r e a l - t i m e
( R T ) m o n i t o r i n g . F o r
e x a m p l e , c o r r e c t i v e a c t i o n s may b e t a k e n w h i l e
pumping
b a s e d on measurements t a k e n d u r i n g
t h e pumping.
The RT
m o n i t o r i n g may i n v o l v e u s i n g a g l o b a l p a r a m e t er , s u c h
as
s k i n ( o r w e l l b o r e damage
a l o n g
t h e
w a l l
o f t h e
w e l l b o r e
g e n e r a t ed d u r i n g d r i l l i n g ) . I n a n o t h e r
e x a m p l e ,
f o r
m u l t i
l a y e r e d c a r b o n a t e
f o r m a t i o n s ,
t h e p r o p e r p l a c e m e n t o f
t h e
? u i d
a c r o s s z o n e s o f i f f e r e n t i n j e c t i v i t y a n d d i f f e r e n t i m p a c t
on
h e p r o d u c t i o n may
be
o n i t o r e d .
[ 0 0 4 5 ] A d j u s t m e n t s
may
e t a k e n
d u r i n g
o p e r a t i o n s u s i n g ,
f o r e x a m p l e ,
a c o i l e d
t u b i n g u n i t
e q u i p p e d
w i t h a n o p t i c a l
? b e r p l a c e d
i n t h e
s t r i n g t o p r o v i d e
t e l e m e t r y
t o
t h e
BHA.
T h i s e q u i p m e n t may e
u s e d
o m o d i f y t h e o r i g i n a l t r e a t m e n t
7/17/2019 stimulation matrix
http://slidepdf.com/reader/full/stimulation-matrix 16/22
US
014/0182841A1
d e s i g n
t o
t a r g e t z o n e s t h a t
show
o o r n j
e c t i v i t y d u r i n g a
o b .
A n
x a m p l e
o f c o i l e d
t u b i n g
i n c l u d e s ACTIVETM.
[ 0 0 4 6 ] C o r r e c t i v e a c t i o n s d u r i n g
t r e a t m e n t
may a l s o b e
t a k e n w i t h a n o p t i m a l p l a c e m e n t
o f
t h e ? u i d i n m i n d . T o o l s ,
s u c h
as c o i l ed t u b i n g
e q u i p m e n t ,
may
b e u s e d
to
i d e n t i f y
zones
which a r e n o t t a k i n g ? u i d s , and c o r r e c t i v e a c t i o n s a r e
t a k e n
to r e d i r e c t
? u i d s
t o
t h e s e z o n e s ,
b u t
n o t
t o d i s t r i b u t e
t h e
? u i d a l o n g t h e
w e l l
t o r e a c h t h e b e s t
t r e a t m e n t
d e s i g n .
[ 0 0 4 7 ]
T r e a t m e n t
d e s i g n
may d e c o u p l e
t h e q u e s t i o n s o f
o p t i m a l
p l a c e m e n t o f ? u i d
f o r
a
g i v e n w e l l ,
t h e
p e r f o r m a n c e
o f t h e
m a t e r i a l s
s e l e c t e d , and h e t r e a t m e n t s c h e d u l e c o n s i d
e r e d .
[ 0 0 4 8 ]
A h a l l e n g e o r a c i d i z i n g
i n
m u l t i - l a y e r e d
c a r b o n a t e
r e s e r v o i r s may e
t o
r e a c h optimum l a c e m e n t o f s t i m u l a t i o n
? u i d s . Optimum
p l a c e m e n t may b e
i n t e r p r e t e d a s
u n i f o r m
p l a c e m e n t o f
t h e
? u i d a c r o s s
a
p r o d u c i n g i n t e r v a l . Optimum
p l a c e m e n t
may a l s o c o n s i d e r b o t h t h e t r e a tm e n t ’ s o b j e c t i v e
a n d t s
c o n s t r a i n t s .
C a r b o n a t e a c i d i z i n g t r e a tm e n t d e s i g n may
b e s u p p l e m e n t e d t o
d e t e r m i n e
t h e optimum p l a c e m e n t o f
?uid
o
r e a c h
an
o b j e c t i v e f u n c t i o n .
[ 0 0 4 9 ]
F I G .
3
s h o w s
a n o t h e r
e x a m p l e
method
0 0
o f p e r
f o r m i n g a s t i m u l a t i o n o p e r a t i o n i n v o l v i n g a “ s k i n e f f e c t ”
c o n ? g u r a t i o n . T h i s m e t h o d 3 0 0 p r o v i d e s t r e at m e n t d i a g n o s i s
u s i n g
r e a l - t i m e s k i n e v o l u t i o n .
The method 0 0
i n v o l v e s i n i
t i a l s k i n e v a l u a ti o n 3 4 3 , s k i n e f f e c t 3 4 5 ,
a n d
s k i n e v a l u a t i o n
3 4 7 . S k i n e v a l u a t i o n 343 i n v o l v e s d e t e r m i n i n g 347
a n
i n i t i a l
s k i n e f f e c t
349
s i n g
a
s t e p r a t e e s t 3 5 1 ,
and
e e v a l u a t i n g w e l l
c o n c e r n s 353
f no
p o s i t i v e s k i n e f f e c t i s p r e s e n t .
[ 0 0 5 0 ] I f
a
p o s i t i v e
s k i n
f f e c t
i s
p r e s e n t , t h e n
t h e s k i n
f f e c t
3 4 5 may e
p e r f o r m e d . The k i n f f e c t
3 4 5
i n v o l v e s
p e r f o r m
i n g
m a t r i x
s t i m u l a t i o n
t r e a t m e n t 355 t o d e t e r m i n e a p p a r en t
s k i n e f f e c t i n
r e a l
t i m e 3 5 7 . Whether
s k i n
e f f e c t i s r e a c h e d
a
t a r g e t i s t h e n
d e t e r m i n e d 3 5 9 .
I f
o , t h e
j o b
may e s t o p p e d o r
n e x t ? u i d s t a g e d 3 6 1 .
I f s o , whether
h e
s k i n
e f f e c t
r e s p o n s e
i s
l e v e l i n g
o f f
may e d e t e r m i n e d 3 6 3 . I f
o , t h e
s t a g e may e
c o n t i n u e d
u n t i l l e v e l i n g
o f f o c c u r s 3 6 5 .
[ 0 0 5 1 ]
I f t h e s k i n
e f f e c t r e s p o n s e
l e v e l s
o f f ,
t h e
s k i n e v a l u
a t i o n
347
may
b e p e r f o r m e d . The
s k i n e v a l u a t i o n
347
i n v o l v e s e v a l u a t i n g t h e e ? i c i e n c y o f t h e t r e a t m e n t
f o r
t h e
p r e s e n t
s t a g e 3 6 7 a n d
d e t e r m i n i n g i f
t h e e v a l u a t i o n
i n d i c a t e s
an u n t r e a t e d zone o r h e i g h t 3 6 9 . I f s o , a d j u s t m e n t s a t
t h e
w e l l s i t e may e p e r f o r m e d
3 7 1 .
I f t h e
a d j u s t m e n t
i s
ef f ec ti v e
( e . g . , t h e r e
i s
a n i n c r e a s e i n c o n c e n t ra t i on ) 3 7 3 , t h e n t h e
p r o c e s s may r e t u r n
to b l o c k
3 5 9 . I f
n o t ,
t h e
j o b may be
s t o p p e d
3 7 5 .
[ 0 0 5 2 ] F I G .
3
i s an example o f
a
method t h a t
t a k e s
i n t o
c o n s i d e r a t i o n
p l a c e m e n t o f
s t i m u l a t i o n
? u i d s .
P r o p e r
p l a c e
ment
may
e
d e p e n d e n t , f o r example,
on
t h e zones
encoun
t e r e d , t h e e q u i p m e n t
u s e d e t c .
I d e a l p l a c e m e n t o f t i m u l a t i n g
? u i d
may n v o l v e a u n i f o r m
p l a c e m e n t ,
f o r
e x a m p l e
where l l
z o n e s
h a v e
s i m i l a r
i n j e c t i v i t y .
I d e a l p l a c e m e n t
may
a r y ,
f o r
e x a m p l e w h e r e
m u l t i p l e l a y e r e d z o n e s
w i t h d i f f e r e n t i n j e c
t i v i t i e s may e p r o v i d e d a l o n g t h e
w e l l b o r e .
E v a l u a t i o n s may
b e
p e r f o r m e d b y
c o m p a r i n g v o l u m e s
r e q u i r e d f o r a w e l l w i t h
t h r e e zones
of i f f e r e n t
p r o p e r t i e s t o a case
where
l l zones
have same
n j e c t i v i t y .
V a r i o u s d i v e r t e r s may
be
used i n t h e
w e l l b o r e ,
which
may a l s o
b e
c o n s i d e r e d .
T h e s e a n d
o t h e r
f a c t o r s
may e c o n s i d e r e d
i n d e t e r m i n i n g
t h e optimum
l a c e
m e n t . Examples o f ? u i d p l a c e m e n t
a r e
p r o v i d e d
i n
RESER
VOIR ST M
LAT
N ,
p r e v i o u s l y
i n c o r p o r a t e d b y r e f e r e n c e
h e r e i n .
[ 0 0 5 3 ] S t i m u l a t i o n may e a d j u s t e d i n r e a l t i m e
b a s e d
on
v a r i o u s downhole p a r a m e t e r s ,
s u c h
a s
r e a l - t i m e
s k i n e v o l u
t i o n S k i n
e v a l u a t i o n
may n v o l v e , f o r e x a m p l e , t h e P a c c a l o n i
J u l . 3 , 2 0 1 4
t e c h n i q u e ,
t h e P r o u v o s t a n d
E c o n o m i d e s
m e t h o d , t h e
Behema e t h o d , a n d / o r
o t h e r
m e t h o d s .
E x a m p l e s
o f pump
i n g s t r a t e g y and a t r i x t r e a t m e n t e v a l u a t i o n
a r e
p r o v i d e d i n
RESERVOIR S T I M U L A T I O N ,
p r e v i o u s l y
i n c o r p o r a t e d b y
r e f e r e n c e
h e r e i n .
[ 0 0 5 4 ] I n v e r s e
i n j e c t i v i t y d i a g n o s t i c s may e u s e d t o p r o
v i d e a r e a l
t i m e
e s t i m a t i o n o f t h e
g l o b a l
a n d / o r
l o c a l
s k i n
d i s t r i b u t i o n s .
The
b o t t o m - h o l e p r e s s u r e (BHP) may b e
assumed
t o
v a r y
based on
a r i o u s
f a c t o r s ,
such
a s pumping
r a t e , s k i n and o t h e r f a c t o r s . T h e s e methods may d e t e r m i n e ,
f o r e x a m p l e , whether d i v e r t e r h a s an
f f e c t
on h e i n j e c t i v i t y
of t h e w e l l .
These
methods may l s o be used t o re?ne a
d e s c r i p t i o n
o f
t h e d i v e r s i o n down o t h e
zone
e v e l , t o quan
t i f y ? o w
i s t r i b u t i o n ,
and
o
d e t e r m i n e i f t h e t a r g e t
z o n e s
a r e
a c t u a l l y
t h e o n e s b e i n g
a c i d i z e d .
S e n s o r s may e p r o v i d e d t o
d e t e c t
i n j e c t i o n
r a t e s
even n c a s e s where h e
?uid
s
i n j e c t e d
a t
r a t e s t h a t a r e v e r y l o w , s u c h a s i n l a r g e i n j e c t i v i t y
w e l l s
( l o n g h o r i z o n t al
w e l l s
o r
w e l l s
i n t h i c k
c a r b o n a t e
l a y e r s )
where
i t t l e
p r e s s u r e i s
g e n e r a t e d
when i v e r t e r s a r e i n j e c t e d .
[ 0 0 5 5 ]
D u r i n g
o p e r a t i o n ,
b o x e s
3 5 3 ,
3 6 1
a n d / o r
3 7 5
may
b e
c o n t i n u e d
o r
s t o p p e d
d u r i n g t h e
i n j e c t i o n .
O t h e r
o p t i o n s
may
l s o be n c l u d e d ,
s u c h
a s v a r i a t i o n o f h e i n j e c t i o n
r a t e i n
c a r b o n a t e s . V a r i o u s volumes o f ? u i d s may
be
s e d , a s
a v a i l
a b l e .
I n
some c a s e s ,
?uid
volumes may be
l i m i t e d
( e . g . ,
i n
o f f s h o r e a p p l i c a t i o n s where s t i m u l a t i o n ? u i d s a r e pumped
from s t i m u l a t i o n
v e s s e l , o r
where
?uid volumes a r e l i m i t e d
by
s p a c e
a n d
number
o f t a n k s on e c k ) .
[ 0 0 5 6 ] I n some
c a s e s ,
t h e a v e r a g e s k i n e f f e c t
may be
i s o
l a t e d from
BHP
easurements and used a s
a d i a g n o s t i c
f o r
o p t i m i z i n g t r e a t m e n t i n
a m u l t i - l a y e r e d
r e s e r v o i r . F o r
e x a m p l e , an
a v e r a g e s k i n e v a l u a t i o n
may be
used
t o d e t e r
mine w h e t h e r
t h e
a c i d i s r e m o v i n g
a
l a r g e f r a c t i o n o f t h e
damage o c a l l y o r u n i f o r m l y a l o n g t h e w h o l e t r e a t m e n t i n t e r
v a l . I n a m u l t i - l a y e r e d r e s e r v o i r , p l a c e m e n t may be f u n c t i o n
o f o c a l damage e m o v a l .
[ 0 0 5 7 ] I n some
c a s e s , i t
may be assumed t h a t t h e r e
i s a
r e l a t i o n s h i p between
s k i n
and BHP. I n o t h e r c a s e s , o t h e r
f a c t o r s
may cause t h e BHP
o v a r y
while t h e s k i n remains
c o n s t a n t . S u c h e f f e c t s may n c l u d e , f o r
e x a m p l e ,
m u l t i p h a s e
?ow f f e c t s , v i s c o s i t y c o n t r a s t b e t w e e n i n j e c t e d a n d r e s e r v o i r
? u i d s , o p e n i n g o f s s u r e s ,
e t c .
[ 0 0 5 8 ]
While e c i s i o n s may
be
based
on t r e a tm e n t o b j e c
t i v e t h a t i n v o l v e s r e a c h i n g u n i f o r m c o v e r a g e o f t h e e n t i r e
w e l l , t h e
t r e a t m e n t
o b j e c t i v e o f t h e s t i m u l a t i o n
may e c h a r
a c t e r i z e d a s
s e e k i n g t o a c h i e v e maximum p r o d u c t i o n
i n c r e a s e . I n some a s e s , i t may e more e n e ? c i a l t o i n j e c t a l l
t h e a c i d
i n t o
t h e most
p r o d u c t i v e
z o n e s .
These
zones m y
c o n t r i b u t e
t o
p r o d u c t i o n ,
a n d
d i v e r t i n g a c i d i n t o l e s s p r o d u c
t i v e
z o n e s
may
e
d e t r i m e n t a l to o v e r a l l p r o d u c t i o n .
H i g h l y
p r o d u c t i v e z o n e s may
e c a p a b l e o f
d r a i n i n g t h e o t h e r z o n e s
i n
a
manner
h a t
may
be
e q u i v a l e n t
t o
s t i m u l a t i n g t h e
l o w e r
p r o d u c t i v i t y z o n e s .
[ 0 0 5 9 ] F I G . 4 s h o w s a n e x a m p l e
method
0 0 o f
e r f o r m i n g
a s t i m u l a t i o n
o p e r a ti o n i n v o l v i n g m a t r i x
a c i d i z i n g
u s i n g
a n
“ o b j e c t i v e f u n c t i o n ” c o n ? g u r a t i o n . T h i s m e t h o d
i n v o l v e s
d e s i g n i n g and e x e c u t i n g a m a t r i x s t i m u l a t i o n tr e a t m e n t , s o
t h a t t h e
t r e a t m e n t
r e s u l t s in t h e
optimum
p l a c e m e n t o f
t h e
s t i m u l a t i n g ? u i d , t h u s
l e a d i n g
o optimum
r e a t m e n t
o f
w e l l .
Design a r a m e t e r s a r e con?gured o meet a n o b j e c t i v e f u n c
t i o n .
[ 0 0 6 0 ] The method 0 0 i n v o l v e s c o l l e c t i n g d a t a 4 7 6 , e s t a b
l i s h i n g o b j e c t i v e s 4 7 8 , i d e n t i f y i n g c o n s t r a i n t s 4 8 0 ,
d e t e r m i n
i n g t a r g e t d i s t r i b u t i o n s ( e . g . , v o l u m e
a n d
r a t e
v s . z )
4 8 2 ,
s e l e c t i n g o p e r a t i o n a l p a r a m e t e r s
e . g . ,
m a t e r i a l
s e l e c t i o n
a n d
7/17/2019 stimulation matrix
http://slidepdf.com/reader/full/stimulation-matrix 17/22
US
014/0182841A1
pump s c h e d u l e g e n e r a t i o n )
4 8 4 ,
a n d e x e c u t i n g 4 8 6 . D a t a
c o l l e c t i o n 476 may e p e r f o r m e d u s i n g
s e n s o r s
a t t h e
w e l l s i t e
( e . g . , 1 2 5 o f
F I G .
1 ) , d a t a i n p u t f r o m
on r o f f s i t e
p e r s o n n e l
( e . g . , a n e n g i n e e r ) , c l i e n t i n p u t , h i s t o r i c a l d a t a , e t c .
I n
a g i v e n
e x a m p l e ,
an
n g i n e e r
may
o l l e c t
i n f o r m a t i o n
on
l l
t h e
v a r i
a b l e s t h a t
c a n a f f e c t
t h e p l a c e m e n t
o f t h e ? u i d d u r i n g
t h e
i n j e c t i o n . E x a m p l e d a t a
may
i n c l u d e w e l l c o m p l e t i o n a n d
p r o p e r t i e s d a t a ( e . g . ,
s c h e m a t i c s , w e l l p e r f o r a t i o n s ,
w e l l b o r e
d e v i a t i o n
s u r v e y s ) ,
r e s e r v o i r d a t a ( e . g . , d r a i n a g e r a d i u s , b o t
t o m - h o l e
t e m p e r a t u r e ,
r e s e r v o i r
? u i d s
p r o p e r t y t y p e o r p h y s i
c a l p r o p e r t i e s ) , d a m a g e t y p e d a t a ( e . g . , d r i l l i n g , m u d ,
s c a l e s ) ,
z o n a l p r o p e r t y d a t a a n d
p r o d u c t i o n
d a t a .
[ 0 0 6 1 ] Z o n a l p r o p e r t i e s d a t a may i n c l u d e , f o r e x a m p l e ,
i n f o r m a t i o n
a b o u t
z o n e s t o p and bottom measured d e p t h s ,
p e r m e a b i l i t y ,
p o r o s i t y ,
f a r
? e l d
p r e s s u r e ,
r o c k c h a r a c t e r i s t i c s
( m i n e r a l o g y / f a c i e s ) ,
p r e s e n c e o f
n a t u r a l
f r a c t u r e s ,
m e c h a n i
c a l p r o p e r t i e s , l o g s w i t h
i n f o r m a t i o n
b y d e p t h , e t c . Z o n a l
p r o p e r t i e s may r o v i d e d i s c r e t i z a t i o n
o f
p a r a m e t e r s b y z o n e .
The v a l u e s can be
e s t i m a t e d
from l o g measurements and
c o r r e l a t e d
w i t h
e x p e r i e n c e
i n t h e
r e s e r v o i r .
The
r e s e n c e
o f
n a t u r a l
f r a c t u r e s and c h a r a c t e r i z a t i o n
by
a f o r m a t i o n m i c r o
imager can be
used
t o s e e
d i f f e r e n c e s
between core
perme
a b i l i t i e s a n d w e l l i n j e c t i v i t y .
[ 0 0 6 2 ]
P r o d u c t i o n
d a t a may n c l u d e , f o r
e x a m p l e ,
F l o w S
c a n
I m a g e r F S I ) , p r o d u c t i o n
l o g g i n g
t o o l s
( P L T )
o r w e l l
t e s t
d a t a . The r o d u c t i o n
d a t a may e
u s e d
t o
r e ? n e
t h e
r e s e r v o i r
d e s c r i p t i o n a n d t h e
v a l i d i t y
o f z o n a l
p r o p e r t i e s . C o n s i s t e n c y
b e t w e e n r e s er v o i r d e s c r i p t i o n
a n d a c t u a l p r o d u c t i o n d a t a may
b e e s t i m a t e d f r o m l o g s . The
r o d u c t i o n
d a t a may l s o b e
u s e d
t o e n s u r e c o n s i s t e n c y between r e s e r v o i r
d e s c r i p t i o n and
a c t u a l
p r o d u c t i o n d a t a .
[ 0 0 6 3 ] D a t a may
e s e p a r a t e l y c a t e g o ri z e d a n d /
r
m a n i p u
l a t e d .
F o r e x a m p l e , i n f o r m a t io n a b o u t damage may e
i n
t h e
f o r m o f “damage a t u r e ” , w h i c h may e u s e f u l i n s e l e c t i n g
p r o p e r ? u i d s o r a d d i t i v e s
t o
remove h e
damage. However,
h e
q u a n t i ? c a t i o n
o f
h e d a m a g e may
e o f
s e c o n d a r y
i m p o r t a n c e
f o r
p o r t i o n s
4 7 6 - 4 8 2 o f
t h e
m e t h o d ( e . g . , i n c l u d i n g t a r g e t
volu me and a t e d i s t r i b u t i o n ) . Damage may r may
o t
i n ? u
ence
?uid p l a c e m e n t ,
and
o p t i m a l
t r e a t m e n t
may
n o t
be a
p r e r e q u i s i t e f o r
a
t r e a t m e n t
t h a t b y p a s s e s damage n l l z o n e s
t h a t may
be
s t i m u l a t e d .
[ 0 0 6 4 ] I n a n o t h e r e x a m p l e , i n c a s e s
w h e r e
d e e p damage s
s u s p e c t e d o r when
low c i d volumes a r e
u s e d ,
an
b j e c t i v e
o f
b y p a s s i n g
damage may e i n t r o d u c e d i n t h e o b j e c t i v e f u n c
t i o n d e ? n i n g t h e optimum t r e a t m e n t . T h i s may b e d o n e b y
d e ? n i n g
a h y p o t h e t i c a l d e p t h o f d a m a g e
( e . g . ,
g l o b a l o r p e r
z o n e ) , o r
b y
i n t r o d u c i n g
s e n s i t i v i t y i n
t h e o b j e c t i v e f u n c t i o n
t h a t f a v o r s d e e p e r t r e a t m e n t s . The o c a l damage
may
be con
s i d e r e d a s
a v a r i a b l e ,
which
may
in?uence
t h e
?uid
i s t r i b u
t i o n .
[ 0 0 6 5 ]
How
h e
damage
i n ? u e n c e s
t h e
p l a c e m e n t
may
e
a p p l i e d t o p o r t i o n s 4 8 4
a n d
4 8 6 o f t h e m e t h o d . F o r
e x a m p l e ,
damage i n ? u e n c e s
o n p l a c e m e n t may b e
a p p l i e d
d u r i n g
d i v e r t e r s e l e c t i o n and r e a t m e n t
e x e c u t i o n ,
a n d / o r where
t h e
r o l e of h e e n g i n e e r i s t o s e l e c t t h e
c o r r e c t
d i v e r t e r t o coun
t e r a c t
t h e
n a t u r a l i n j e c t i o n
p r o ? l e
and t o
remain c l o s e
t o an
o p t i m a l i n j e c t i o n p r o ? l e .
[ 0 0 6 6 ] E s t a b l i s h i n g o b j e c t i v e s 4 7 8 i n v o l v e s e s t a b l i s h i n g
one
o r more o b j e c t i v e s
o f
t h e s t i m u l a t i o n o p e r at i o n . The
o b j e c t i v e s
may e
e s t a b l i s h e d 478
i t h i n
t h e
c o n s t r a i n t s i d e n
t i ? e d
4 8 0 . Example b j e c t i v e s may n c l u d e
one
r
more of
h e
f o l l o w i n g : maximum r o d u c t i o n r a t e a f t e r t r e a t m e n t , m a x i
mum u i d
r e c o v e r y o f
t h e r e s e r v o i r ,
u n i f o r m p l a c e m e n t o f
? u i d a c r o s s a l l z o n e s , u n i f o r m i n j e c t i v i t y a f t e r
t r e a t m e n t
( f o r
J u l . 3 , 2 0 1 4
i n j e c t o r w e l l s ) , minimum n j e c t i o n p r e s s u r e
a f t e r
t r e a t m e n t
( f o r i n j e c t o r w e l l s ) , r e a c h g i v e n
n e g a t i v e s k i n v a l u e s
i n
c e r t a i n
zones ( w h i l e
t h e
f a t e
of
o t h e r zones may o r may o t be
i m p o r t a n t ) , u n i f o r m r e m o v a l o f d a m a g e , e l i m i n a t i o n o f a
r e q u i r e m e n t
t o
f u r t h e r s t i m u l a t e t h e
z o n e
i . e . ,
r e a c h i n g
dam
a g e s k i n : 0 i n
e a c h
z o n e ) , e t c .
[ 0 0 6 7 ] The b j e c t i v e f u n c t i o n
may
e
t r a n s l a t e d i n t o
math
e m a t i c a l t e r m s i n t h e e n g i n e e r i n g t o o l u s e d
i n
d e t e r m i n i n g t h e
d i s t r i b u t i o n s
4 8 2 . F o r
e x a m p l e ,
t h e o b j e c ti v e f u n c t i o n
may e
formed a s a n y
c o m b i n a t i o n o f
t h e
e x a m p l e
o b j e c t i v e s
l i s t e d
a b o v e , w i t h
v a r i o u s
w e i g h t s t o
a l l o w t h e r a n k i n g o f t h e
p r i
o r i t y o f h e o b j e c t i v e s .
[ 0 0 6 8 ]
The
b j e c t i v e f u n c t i o n may e
e s t a b l i s h e d
4 7 8 p r i o r
t o s e l e c t i n g t h e o p e r a t i o n a l p a r a m e t e r s 4 8 4 .
O p e r a t i o n a l
p a r a m e t e r s ,
s u c h
a s
s e l e c t i o n
o f d i v e r t e r s , may
b e
used t o
a c h i e v e t h e e s t a b l i s h e d
o b j e c t i v e .
The o b j e c t i v e l e a d s t o
d e t e r m i n i n g t a r g e t
v o l u m e
a n d r a t e
d i s t r i b u t i o n ,
a n d t h e
o p e r a t i o n a l
p a r a m e t e r s
( e . g . , m a t e r i a l s / p u m p i n g
s c h e d u l e s )
a r e
u s e d
to
a c h i e v e t h i s o b j e c t i v e . The method 400 p r o v i d e s
s e p a r a t i o n
b e t w e e n
t h e o b j e c t i v e
f u n c t i o n
i n
4 7 8 a n d
t h e
o p e r a t i o n a l p a r a m e t e r s
i n
4 8 4 . T h e
m e t h o d , t h e r e f o r e ,
d e c o u p l e s a s p e c t s
o f
t h e s t i m u l a t i o n
o p e r a t i o n 4 0 0 t o c o n
s i d e r e a c h
a s p e c t
i n d i v i d u a l l y .
[ 0 0 6 9 ]
T a s k s , s u c h
as
m a t e r i a l
s e l e c t i o n ,
pumping c h e d u l e
d e ? n i t i o n
a n d o b j e c t i v e
o p t i m i z a t i o n , may
b e p e r f o r m e d
s i m u l t a n e o u s l y
( e . g . , b y
a n
e n g i n e e r ) , w i t h o u t i n d i c a t i o n o f
w h e t h e r t h e t r e a t m e n t b e i n g d e s i g n e d s
o p t i m a l
o r o t . I n t e r
a c t i o n between a r i o u s a s p e c t s o f h e
method
may e p r e s e n t ,
s u c h a s r e l a t i o n s h i p s b e t w e e n i n j e c t i o n r a t e a n d s t i m u l a t i o n
e ? i c i e n c y .
[ 0 0 7 0 ] The
method
may be used i n a
manner
h a t
p e r m i t s
t h e c o n s i d e r a t i o n of each a s p e c t i n d i v i d u a l l y a n d / r
a s
a
w h o l e . T h i s
may
l s o a l l o w
f o r t h e d e t e c t i o n of
a r i o u s
c a u s e s
o f
o u t c o m e s .
I f a s t i m u l a t i o n o p e r a t i o n i s
p r e d e t e r m i n e d
n o t
t o
b e
o p t i m a l ,
t h i s may
e due
o
wrong
a t e r i a l
s e l e c t i o n ,
pumping
a r a m e t e r s , o r s i m p l y to t h e p a r a m e t e r s o f t h e w e l l
o r
e s e r v o i r .
By e c o u p l i n g
t h e
m e t h o d , v a r i o u s
a s p e c t s o f h e
method may be examined l o n e o r i n combination n o r d e r t o
d e t e r m i n e w h i c h g e n e r a t e d
t h e
n e g a t i v e
o r p o s i t i v e
i m p a c t .
[ 0 0 7 1 ] C o n s t r a i n t s
( o r b o u n d a r i e s ) f o r d e t e r m i n i n g t h e d i s
t r i b u t i o n s
482 may e
i d e n t i ? e d
4 8 0 .
C o n s t r a i n t s
may be o f
v a r i o u s
n a t u r e s ,
a n d
may n c l u d e , f o r e x a m p l e t y p e o f c i d ,
h o r s e p o w e r ,
f r a c t u r e g r a d i e n t , w e l l h e a d maximum
r e s s u r e ,
a c i d
v o l u m e , o p e r a t i n g p r e s s u r e s , c o s t s ,
e n v i r o n m e n t a l
o b j e c t i v e s , c l i e n t r e q u i r e m e n t s ,
? u i d
a v a i l a b i l i t y ,
e t c .
A
a r i
e t y
o f
a c i d s may
e u s e d
f o r
s t i m u l a t i o n
o p e r a t i o n ,
d e p e n d i n g
o n
p e r f o r m a n c e u n d e r
a p p l i c a b l e c o n d i t i o n s .
F o r
e x a m p l e ,
a v a i l a b l e
h o r s e p o w e r may d e ? n e p u m p i n g
c a p a c i t y ,
w h i c h
may e l i m i t e d b y t h e a p p l i c a t i o n ( e . g . , o f f s h o r e ,
c o i l ed t u b
i n g
r a t e s ,
e t c . ) .
[ 0 0 7 2 ] A c i d v o l u m e may b e l i m i t e d b y , f o r e x a m p l e , t h e
number
of
v a i l a b l e
?uid a n k s ,
room
on
o c a t i o n ,
e t c . Maxi
mum BHP n d / o r
wellhead
r e s s u r e may
e
determined o r a
g i v e n
s t i m u l a t i o n
o p e r a t i o n . C o s t l i m i t s may b e
s e t b y t h e
c l i e n t ,
w h i c h
may f f e c t ,
f o r
e x a m p l e , pump o l u m e , p r i c e o f
a d d i t i v e s ,
c e r t a i n
p l a c e m e n t
l i m i t a t i o n s , e t c .
O t h e r c o n s i d e r
a t i o n s , such a s concern
a b o u t
c o r r o s i o n t h a t may e s t r i c t t h e
s t r e n g t h
o f
a c i d
t h a t
c a n
b e
u s e d , w i s h e s
from
h e c l i e n t s who
a r e keen on r y i n g a t e c h n i c a l s o l u t i o n
over
another based on
t h e i r p a s t e x p e r i e n c e o r
m o t i v a t i o n s
f r o m t h e i r o r g a n i z a t i o n
( e . g . , no
a r t i c u l a t e d i v e r t e r on
s m a r t c o m p l e t i o n s and
n t e r
n a l
c o n t r o l
v a l v e ( I C V ) ) ,
t y p e o f p l a c e m e n t t e c h n i q u e
( e . g . ,
c o i l e d
t u b i n g
v e r s u s b u l l h e a d i n g ) , e t c .
7/17/2019 stimulation matrix
http://slidepdf.com/reader/full/stimulation-matrix 18/22
US
014/0182841A1
[ 0 0 7 3 ] The
i d e n t i ? e d c o n s t r a i n t s 4 8 0
may
b e
a p p l i e d
i n
d e t e r m i n i n g t h e i s t r i b u t i o n s 4 8 2 u s i n g , f o r
e x a m p l e ,
a n
e n g i
n e e r i n g t o o l
( e . g . ,
WELLBOOK r o t h e r a c i d
p l a c e m e n t
s i m u l a t o r ) . T h e
d e t e r m i n i n g
d i s t r i b u t i o n s 4 8 2 may n v o l v e ,
f o r
e x a m p l e ,
d e t e r m i n i n g
volume a n d
r a t e
d i s t r i b u t i o n s
p e r
z o n e f o r t h e s t i m u l a t i o n
? u i d t o be
n j e c t e d i n e a c h d i s c r e t i z e d
?ow n i t a l o n g t h e
w e l l b o r e .
[ 0 0 7 4 ]
F I G S . 5 . 1 - 5 . 3 show x a m p l e s
5 0 0 . 1 - 5 0 0 . 3
o f a w e l l
bore 506 with two zones 588 and
9 0 .
FIG.
. 1
i l l u s t r a t e s one
?ow n i t per
zone
n a
two-zone e s e r v o i r .
FIG. . 2 i l l u s t r a t e s
?ow omputation over
h e
?ow n i t with
one of
h e
two zones
i s o l a t e d . F I G .
5 . 3 i l l u s t r a t e s ? o w
c o m p u t a t i o n
o v e r t h e ?ow
u n i t
with
t h e o t h e r zone i s o l a t e d .
[ 0 0 7 5 ]
I n
t h e
e x a m p l e
5 0 0 . 1 o f
F I G . 5 . 1 ,
t h e
d i s c r e t i z a t i o n
o f t h e
w e l l b o r e
and f o r m a t i o n a l o n g t h e w e l l i s made
i t h
a
r e s o l u t i o n of t l e a s t one ?ow n i t p e r z o n e . M u l t i p l e
? o w
u n i t s may be a s s i g n e d to each zone t o i n c r e a s e c a l c u l a t i o n
a c c u r a c y . T h i s may b e d o n e , f o r
e x a m p l e , when t h e
?ow
d i s t r i b u t i o n w i t h i n a g i v e n zone may o t
be
uniform
e . g . , due
t o
g r a v i t y
e f f e c t s
f o r
i n s t a n c e ) .
The
s i m u l a t o r
may
r e c e i v e
p i e c e s
o f
i n f o r m a t i o n g a t h e r e d i n 4 7 6 , 4 7 8 a n d 4 8 0 o f I G .
4 .
[ 0 0 7 6 ] The s k i n v e r s u s i n j e c t e d volume o r v a r i o u s rates o f
p l a c e m e n t a n d
f o r t h e c h o s e n ? u i d s ,
i n d e p e n d e n t l y ,
l a y e r b y
l a y e r
may
e c o m p u t e d . I n
t h e
t w o - z o n e c a s e o f F I G . 5 . 2 ,
t h e
?ow
s ? r s t computed n t h e ?ow
n i t
o f
o n e 5 8 8
by s o l a t i n g
z o n e 5 9 0 , a n d
v a r y i n g t h e
i n j e c t i o n p a r a m e t e r s .
Zone 5 8 8
may t h e n be i s o l a t e d and t h e
p r o c e s s r e p e a t e d
o v e r t h e ?ow
u n i t of zone
590
a s shown n FIG. 5 . 3 .
A
umber of i m u l a
t i o n s
may e p e r f o r m e d
p e r
?ow
n i t .
[ 0 0 7 7 ] I n a g i v e n e x a m p l e ,
e a c h
s i m u l a t i o n may n c l u d e t h e
i n j e c t i o n o f a l a r g e
volume
o f s t i m u l a t i o n ? u i d , w i t h i n t h e
volume o n s t r a i n t s , a t a
r a t e
i . F o r e a c h
? o w n i t
, t h e o u t p u t
i s t h e r e f o r e a s e t of r x n f c u r v e s of h e l o c a l s k i n s ] ,
t ,
j of h e
? o w
u n i t
v s .
volume
f o r e a c h t : l ,
n ,
i n j e c t i o n r a t e and f o r
e a c h ? u i d
I I I ,
n f
[ 0 0 7 8 ] Once s e t of u r v e s h a s
been
determined o r l l
? o w
u n i t s ,
a n
o p t i m i z a t i o n
r o u t i n e may b e u s e d t o d e t e r m i n e
which
c o m b i n a t i o n of volumes and r a t e s l e a d s t o ( o r t h e
c l o s e r
t o )
t h e o b j e c t i v e e s t a b l i s h e d a t
4 7 8 , w i t h i n
t h e
c o n
s t r a i n t s
e s t a b l i s h e d
a t
4 8 0 . T h i s t h e n
de?nes
an optimum
t r e a t m e n t . T h i s method
may be s e d
to p r e d i c t
how a r
e a c h
t r e a t m e n t outcome i s from
t h e s e l e c t e d
o b j
e c t i v e ( s )
and
w h e t h e r t h e
c o n s t r a i n t s a r e m e t .
F o r e x a m p l e ,
i f t h e o b j e c t i v e
i s t o e n s u r e
maximum o s t - t r ea t m e n t p r o d u c t i o n ,
t h e r o u t i n e
may a l c u l a t e p r o d u c t i o n b a s e d on g i v e n
s k i n
p r o ? l e f o r
t h e
w e l l b o r e and h e r e s e r v o i r u n d e r c o n s i d e r a t i o n .
[ 0 0 7 9 ] I n a n o t h e r e x a m p l e ,
t h e
r o u t i n e may l o o k a t
t h e
s i m u l a t i o n e s u l t s , w h i c h may l r e ad y i n c l u d e t h e
p r o d u c t i o n
c a l c u l a t i o n s a s p a r t o f t h e i r o u t p u t . T h i s
may e
done u s i n g
t h e s i m u l a t o r
c o m p u t i n g
t h e
i n j e c t i o n i n
some
c a s e s
( e . g . ,
D e s i g n
WELLBOOK:
c i d i z i n g ) . I f
t h e o b j e c t i v e i s u n i f o r m
p o s t - t r e a t m e n t s k i n o f a c e r t a i n v a l u e ,
t h e n
a
s i m p l e r o u t i n e
may e e v i s e d t o l o o k a t a l l
t h e
t r e a t m e n t combinations h a t
h a v e
b e e n
s i m u l a t e d p r e v i o u s l y
a n d
t h a t l e a d
o
t h i s
o b j e c t i v e .
T h i s
may
e done i t h o u t h a v i n g
to compute o r recompute
? o w .
[ 0 0 8 0 ] F I G . 6 i s a g r a p h
6 0 0
i l l u s t r a t i n g s t i m u l a t i o n o p e r a
t i o n
s c e n a r i o s
u s e d i n
d e t e r m i n i n g
a n
optimum
t r e a t m e n t .
The r a p h 600
l o t s
volume V x - a x i s ) i n z o n e 588 and o n e
590
o f
FIGS.
5 . 1 - 5 . 3
v e r s u s
s k i n
S
( y - a x i s ) f o r v a r i o u s
? o w
r a t e s
1 - 4 .
L i n e s 5 9 2 . 1 - 4 r e p r e s e n t t h e s k i n
e v o l u t i o n
i n zone
588 t
r a t e s 1 - 4 ,
r e s p e c t i v e l y . L i n e s
5 9 4 . 1 - 3
r e p r e s e n t t h e s k i n
e v o l u t i o n i n zone 590 t r a t e s 1 - 3 ,
r e s p e c t i v e l y .
J u l . 3 , 2 0 1 4
[ 0 0 8 1 ]
T h i s p l o t 6 0 0 d e p i c t s e v o l u t i o n
o f
t h e s k i n
a s
a
f u n c t i o n o f h e i n j e c t e d volume n e a c h
z o n e , f o r
t h e r a t e s 1
4 .
I n
t h i s c a s e , f o u r r a t e s were used f o r zone 5 8 8 , with a t e one
b e i n g
t h e l o w e s t
a n d r a t e f o u r
t h e
h i g h e s t . A
o t a l
volume
t
i s
a
maximum
olume
o s s i b l e
a l o n g
t h e
- a x i s .
Volume
5 8 8
i s
t h e
volume i n zone 5 8 8 .
[ 0 0 8 2 ] For zone 9 0 ,
r a t e s
up
o
a v a l u e r e q u i r i n g a p r e s s u r e
l a r g e r t h a n
t h e f r a c tu r i n g
p r e s s u r e h a v e
b e e n c o n s i d e r e d . T h i s
f r a c t u r i n g p r e s s u r e
l i m i t p r o v i d e s a
c o n s t r a i n t
4 8 0 ( F I G .
4 ) .
The opti mum t r e a t m e n t
c a n , t h u s , be
i d e n t i ? e d i n
F I G .
6
a s
t h e c a s e
where
volume 588 of c i d
s
pumped t r a t e f o u r i n
zone 588 and
a
volume V590 ( : V t — V S S S ) i s
i n j e c t e d
a t r a t e
t h r e e
i n zone
9 0 . The o t a l volumth
f a c i d
a v a i l a b l e
f o r t h e
t r e a t m e n t
may l s o
be
o n s i d e r e d
a c o n s t r a i n t
4 8 0 . T h i s
o p t i
mum r e a t m e n t meets
t h e
o b j e c t i v e of t h e l o w e s t uniform
p o s t - t r e a t m e n t s k i n
and h e
i d e n t i ? e d
c o n s t r a i n t s .
[ 0 0 8 3 ]
As a d d i t i o n a l i n f o r m a t i o n
i s
r e c e i v e d ,
i t
may b e
r e p r e s e n t e d
i n
t h e
d i a g r a m
7 0 0
o f
F I G . 7 . T h i s
d i a g r a m
7 0 0
shows
t h e
w e l l b o r e
506 with t h e z o n e s 5 8 8 ' and 5 9 0 ' . The
z o n e
5 8 8 ' d e p i c t s th e
o p t i m i z e d
volume n d
i n j e c t i o n
a t e
f o r
zone
588 of FIGS. 5 . 1 - 5 . 3 .
The zone 5 9 0 '
d e p i c t s
t h e
o p t i
mized volume and
i n j e c t i o n
r a t e f o r zone 590 o f FIGS.
5 . 1
5 . 3 .
[ 0 0 8 4 ]
Optimum l a c e m e n t may e d e t e r m i n e d f r o m
c a s e s
where
s i m u l a t i o n s a r e
run
on s i n g l e
?ow
n i t s , one by
o n e ,
a n d i n d e p e n d e n t l y .
I n
o t h e r w o r d s , e a c h
s i m u l a t i o n
may
o t
c o n s i d e r t h e d i s t r i b u t i o n
of ?ow c r o s s
a w e l l where
s e v e r a l
?ow n i t s
a r e
p r e s e n t . T h i s a l s o means
h a t
some
o n s i s t e n c y
c h e c k s
may
n e e d t o b e p e r f o r m e d when c o m b i n i n g a l l
t h e
r e s u l t s
f o r
d e ? n i n g t h e optimum r e a t m e n t .
[ 0 0 8 5 ]
C o n ? r m a t i o n s
may e p e r f o r m e d
t o
c h e c k t h a t t h e
outcomes a r e
c o r r e c t . For
e x a m p l e ,
t h e sum
o f
t h e
i n j e c t i o n
volumes f o r
each
zone
may
be checked
t o
con?rm t h a t
i t
e q u a l s
t h e t o t a l
volume
o b e pumped f i t i s a c o n s t r a i n t . I n
a n o t h e r e x a m p l e ,
f o r
t h e t w o - z o n e
s c e n a r i o
o f F I G S .
5 . 1 - 5 . 3
and assuming t h a t t h e
t o t a l
t r e a t m e n t
volume
was a con
s t r a i n t , t h e s c e n a r i o
g i v e n
i n
F I G .
5 c a n b e v a l i d i f t h e t o t a l
volume o i n j e c t i s 90 b l . Such c o n s i s t e n c y check
a s k
can
b e d o n e by t h e o p t i m i z a t i o n
r o u t i n e
t h a t h a s b e e n d e s c r i b e d
p r e v i o u s l y .
[ 0 0 8 6 ] R e f e r r i n g back
to
F I G . 4 , a f t e r d i s t r i b u t i o n s a r e
d e t e r m i n e d 4 8 2 , t h e ? u i d
p l a c e m e n t
c a n b e d e t e r m i n e d . Sub
s e q u e n t
d e c i s i o n s
r e g a r d i n g t h e
p l a c e m e n t
s t r a t e g y ,
d i v e r t e r
m a t e r i a l
s e l e c t i o n
may
e
made
o g e t a s
c l o s e a s p o s s i b l e t o
t h e
optimum ? u i d d i s t r i b u t i o n . T h i s
may b e d o n e w i t h o u t
q u e s t i o n i n g t h e
optimum
? u i d
d i s t r i b u t i o n i t s e l f , as d e t e r
mined
n
4 8 2 .
[ 0 0 8 7 ] O p e r a t i o n a l p a r a m e t e r s 4 8 4 , s u c h a s
m a t e r i a l
s e l e c
t i o n
and
r e a t m e n t
d e s i g n ,
may
e x t
be
e l e c t e d .
At h i s s t a g e ,
d i v e r t e r s
and pumping s c h e d u l e p a r a m e t e r s a r e s e l e c t e d .
D i v e r t e r
s e l e c t i o n i n v o l v e s d e t e r m i n i n g
which
d i v e r t e r
can
g i v e
t h e a b i l i t y t o d i s t r i b u t e t h e ? ow a s d e t e r m i n e d 4 8 2 .
Method o f p l a c e m e n t may a l s o b e p r o v i d e d b a s e d on t h e
d i v e r t e r s e l e c t i o n .
Pumping
s c h e d u l e p a r a m e t e r s , s u c h a s
i n j e c t i o n
r a t e ,
number o f s t a g e s o f i v e r t e r s ,
r a t e ,
v o l u m e o f
d i v e r t e r s t o
i n j e c t
p e r
s t a g e ,
e t c . ,
a r e d e t e r m i n e d
i n o r d e r t o
o b t a i n
t h e ? o w i s t r i b u t i o n
4 8 2 .
[ 0 0 8 8 ]
D i v e r t e r s
may e
s e l e c t e d u s i n g
d i v e r t e r
p r o p e r t i e s
a v a i l a b l e from documentation o r o b t a i n e d from made-for
p u r p o s e l a b o r a t o r y e s t s . The a t e r i a l s e l e c t i o n a n d pumping
s c h e d u l e d e s i g n c a n
b e
made u s i n g a p l a c e m e n t
s i m u l a t o r ,
s u c h
a s
t h e a c i d
p l a c e m e n t
module
n
STIMCADE, r
d e s i g n
WELLBOOK: c i d i z i n g , o r a n y
p l a c e m e n t
s i m u l a t o r . At h i s
s t a g e ,
a t l e a s t some v a r i a b l e s may
b e
s e n s i t i z e d .
Damage
7/17/2019 stimulation matrix
http://slidepdf.com/reader/full/stimulation-matrix 19/22
US
014/0182841A1
v a r i a b l e s , s u c h
a s damage s k i n a n d damage e n e t r a t i o n , may
a l s o b e
i n c l u d e d .
Damage
a r i a b l e s
may a f f e c t t h e ?ow i s
t r i b u t i o n and h e outcome
f e a c h
d i v e r s i o n s t a g e ,
b u t
may o t
i n ? u e n c e t h e
o p t i m u m
p l a c e m e n t d e s i g n d e t e r m i n e d
4 8 2 ,
which
may
be
n d e p e n d e n t
o f
h e
c h a r a c t e r i s t i c s
o f
e a r w e l l
b o r e
d a m a g e .
[ 0 0 8 9 ] I n an
p e r a t i o n a l e x a m p l e , a n e n g i n e e r o r c l i e n t may
s t a r t
t h e
d e s i g n o f
a s t i m u l a t i o n
o p e r a t i o n w i t h
t h e
wish h a t
no
mechanical
i s o l a t i o n t o o l
should be used i n o r d e r t o s a v e
c o s t .
The e n g i n e e r i n c h a r g e
o f
d e s i g n c a n
e s t i m a t e
how
h i s
wish may f f e c t t h e
outcome f
t h e
t r e a t m e n t
and show
i t h
o u t a m b i g u i t y
how
a r
t h e
t r e a t m e n t w i t h
d i v e r t i n g
s l u r r i e s
l a y s f r o m t h e
o p t i m a l
? u i d
i s t r i b u t i o n .
I f n o t
d i v e r t i n g
s l u r r y
a l l o w s p l a c i n g t h e ? u i d c l o s e
t o
t h e optimum a r g e t , t h e n t h e
e n g i n e e r may
e
a b l e to make a c l e a r c a l l on where and
how
many r i d g e p l u g s
may e p l a c e d
f o r a c h i e v i n g a t r e a t m e n t
t h a t l a y s w i t h i n
a n
a c c e p t a b l e d e v i a t i o n f r o m t h e o p t i m a l
treatment.
[ 0 0 9 0 ]
The x e c u t i o n 4 8 6
may n v o l v e
pumping r e a t m e n t ,
m o n i t o r in g ? u i d d i s t r i b u t i o n
p a r a m e t e r s, a n d / o r m o d i f y i n g
t r e a t m e n t .
The
o d i f y i n g may
i n v o l v e i n j e c t i n g
d i v e r t e r s t o
overcome e v i a t i o n
from a r g e t a s d e t e r m i n e d i n
d e t e r m i n i n g
d i s t r i b u t i o n
4 8 2 .
D u r i n g e x e c u t i o n
4 8 6 , t h e
?ow i s t r i b u t i o n
o f
t h e
? u i d
d u r i n g t h e s t i m u l a t i o n
o p e r a t i o n may b e moni
t o r e d
t o
u n d e r s t a n d
where t h e
optimum ? u i d
d i s t r i b u t i o n
d e v i a t e s
from
t h e d e t e r m i n e d
d i s t r i b u t i o n 4 8 2 . A p p r o p r i a t e
d e c i s i o n s
may be made t o a d d r e s s t h o s e d e v i a t i o n s .
The
e x e c u t i o n 486 may e
a c t i v a t e d
u s i n g , f o r e x a m p l e ,
t h e
s u r
f a c e
u n i t 1 2 1 and o n t r o l l e r 126 o f F I G . 1 .
[ 0 0 9 1 ]
Methods t o t r a c k t h e volume and
r a t e o f
? u i d
i n j e c t e d
a l o n g
t h e e l l , s u c h s D i s t r i b u t e d V i b r a t i o n
S e n s i n g
( D V S ) a n d D i s t r i b u t e d T e m p e r a t u r e
S e n s i n g
( D T S ) , may e
u s e d .
R e a l t i m e m o n i t o r i n g
may b e p e r f o r m e d u s i n g , f o r
e x a m p l e , ACTIVE MATRIX. h i s may e u s e d ,
f o r
e x a m p l e ,
to
monitor t r e a t m e n t s
t h a t a r e done
u s i n g c o i l e d
t u b i n g a s a
c o n v e y a n c e a n d
pumping
e t h o d .
[ 0 0 9 2 ] I n some c a s e s , i t may e n e c e s s a r y
t o
i n t e r v e n e
t o
r e d i r e c t ? o w n n o n - s t i m u l a t e d
z o n e s ,
f o r e x a m p l e , where
h e
i n i t i a l damage r o ? l e
s l i k e l y t o
b e
d i f f e r e n t
f r o m
t h e
damage
p r o ? l e
i n i t i a l l y a s s u m e d . I n
some
t h e r c a s e s ,
when
h e dam
a g e
of
one
zone
s
removed,
t h e n
t h e ?uid
e n d s t o go
r e f e r
e n t i a l l y t o t h a t
z o n e , and c t i o n may
e r e q u i r e d t o r e d i s t r i b
u t e t h e ?uid
o
t h e o t h e r
t a r g e t
z o n e s .
[ 0 0 9 3 ]
The
s t i m u l a t i o n t o o l 1 2 3 may e u s e d t o o p t i m i z e
t h e
? u i d volume and a t e a l o n g
t h e w e l l .
The
s t i m u l a t i o n t o o l
may have
a
d i s t r i b u t i o n component used to
p e r f o r m
t h e d i s
t r i b u t i o n
d e t e r m i n a t i o n
4 8 2 .
T h i s
may n v o l v e c o m p u t i n g t h e
o p t i m a l
v o l u m e a n d r a t e s o f p l a c e m e n t ,
i n d e p e n d e n t l y , l a y e r
by a y e r . The i s t r i b u t i o n component
may
l s o
r u n
a number
J u l . 3 , 2 0 1 4
o f
s i m u l a t i o n s p e r z o n e ( o r ? ow n i t ) .
Each s i m u l a t i o n i s
t h e
i n j e c t i o n
o f a
l a r g e volume
o f
s t i m u l a t i o n
? u i d a t a g i v e n
i n j e c t i o n r a t e ” . Once h e set of u r v e s
h a s
been s t i m a t e d f o r
a l l
z o n e s ,
a n
o p t i m i z a t i o n r o u t i n e
t h e n d e t e r m i n e s
t h e
o p t i
mum
ombination
of
volume
and
r a t e
v e r s u s
depth
t o
mini
mize e v i a t i o n from a c h o s e n o b j e c t i v e .
[ 0 0 9 4 ] The s t i m u l a t i o n t o o l
123
may
l s o have
a r e a l - t i m e
measurement
component
t o
e s t i m a t e
?uid
volume
and r a t e
a l o n g
t h e w e l l b o r e .
T h i s may e u s e d t o
t a k e
c o r r e c t i v e
a c t i o n
when
e v i a t i n g f r o m t h e optimum l a c e m e n t d e t e r m i n e d
a t
4 8 2 . C o r r e c t i v e
a c t i o n
may e i m p l e m e n t e d
by
h e c o n t r o l l e r
126 a n d / r s u r f a c e u n i t 1 2 1 .
[ 0 0 9 5 ]
T h e o p t i m i z e d
v o l u m e p l a c em e n t c a n
b e d e s i g n e d
c o n s i d e r i n g
a n u n d a m a g e d
w e l l
( e . g . , i n c a r b o n a t e s , d a m a g e
may e
b y p a s s e d a n d ,
t h e r e f o r e , may
o t i n ? u e n c e w h a t t h e
o p t i m a l ? u i d p l a c e m e n t i s ) . How
d a m a g e
i n ? u e n c e s
? u i d
p l a c e m e n t may b e d e a l t w i t h
d u r i n g t h e m a t e r i a l
s e l e c t i o n
4 8 4 a n d e x e c u t i o n 4 86 . F l u i d p l a c e m e n t
may
b e o p t i m i z e d
b a s e d on known a t a , s u c h a s p e r m e a b i l i t y
l o g s
and e s e r v o i r
p r e s s u r e
t h a t
can be
measured.
Damage
may
be based
on
a s s u m p t i o n s , b u t
i f
i t
c h a n g e s
t h e
i n j e c t i v i t y
p r o ? l e w h i l e
? u i d s a r e pumped,
t h e
t r e a t m e n t may be
modi?ed
t o s t a y
c l o s e
t o
t h e g o a l
o f
p l a c i n g t h e ? u i d s
o p t i m a l l y .
[ 0 0 9 6 ]
I n
a n
e x a m p l e o p e r a t i o n i m p l e m e n t i n g t h e m e t h o d
o f
F I G .
4 , d a t a
i s
c o l l e c t e d
4 7 6 .
The
c o l l e c t e d d a t a
i n t h i s
e x a m p l e i n c l u d e s d r a i n a g e
r a d i u s ,
b o t t o m h o l e s t a t i c t e m
p e r a t u r e ( B H S T ) , s u r f a c e t e m p e r a t u r e a n d ? u i d s u r f a c e tem
p e r a t u r e a s s e t f o r t h i n
T a b l e
1 b e l o w . Other
d a t a ,
such a s
c a si n g d i m e n s i o n , p e r f o r a t i o n s a n d z o n e p r o p e r t i e s may l s o
b e c o n s i d e r e d .
TABLE
R e s e r v o i r d a t a
Data
Measurement
Drainage R a d i u s :
1 5 0 0 . 0 f t
4 5 7 . 2
m
Bottom H o l e S t a t i c 2 2 0
d e g F .
1 0 4 . 4
d e g
C .
T e m p e r a t u r e ( B H S T ) :
S u r f a c e T e m p e r a t u r e : 8 0 d e g F . 2 6 . 7 d e g
C .
F l u i d S u r f a c e
T e m p e r a t u r e :
8 0 d e g F . 2 6 . 7 d e g C .
[ 0 0 9 7 ]
W e l l s i t e
p a r a m e t e r s
f o r
h i s
e x a m p l e
may e known
o r d e t e r m i n e d . Some
such
parameters may n c l u d e t h e
num
b e r o f z o n e s , t h e z o n e d i m e n s i o n s ,
a n d
p e r m e a b i l i t y , i n j e c
t i v i t y
( K - H i p e r m e a b i l i t y x h e i g h t ) , p o r o s i t y , z o n e
p r e s s u r e ,
r a t i o o f
o r i z o n t a l
p e r m e a b i l i t y ( K h ) o v e r e r t i c a l p e r m e a b i l
i t y
( K v ) , f r a c t u r e
g r a d i e n t a n d o t h e r z o n e
p r o p e r t i e s .
T a b l e 2
b e l o w s h o w s
( i n
E n g l i s h a n d S I u n i t s )
e x a m p l e s
o f w e l l s i t e
p a r a m e t e r s ( o r z o n e p r o p e r t i e s )
t h a t
may e c o n s i d e r e d :
TABLE
Zone
r o p e r t i e s ,
to b e s t i m u l a t e d
P r o d u c i n g Z o n e
P r o p e r t i e s
Top
Bottom
I n t e r v a l Zone F r a c
Z o n e
(MD) (MD) (MD) P e r m e a b i l i t y KH P r e s s u r e
G r a d i e n t
Name f t f t
?
md md f t P o r o s i t y p s i Kh/Kv p s i / f t
K1 15322.0
15457.9
1 3 5 . 9 3 2 . 3
2487
1 9 . 0
5200
1 0 . 0 0
0 . 9 0 0
K2 15850.0
1 5 8 9 4 . 1 4 4 . 1 2 0 9 . 9 5042 2 0 . 0 5232 1 0 . 0 0 0 . 9 0 0
K3 16802.0 16904.9 1 0 2 . 9 7 1 . 4
3999
2 1 . 0 5287 1 0 . 0 0 0 . 9 0 0
7/17/2019 stimulation matrix
http://slidepdf.com/reader/full/stimulation-matrix 20/22
US 014/0182841
A 1
J u l . 3 , 2 0 1 4
TABLE - c o n t i n u e d
Zone r o p e r t i e s ,
to
b e s t i m u l a t e d
P r o d u c i n g Z o n e
P r o p e r t i e s
Zone
F r a c
Zone
Top
Bottom I n t e r v a l P e r m e a b i l i t y K- H P r e s s u r e G r a d i e n t
Name
(MD)
m
( M D )
m
( M D )
m
m2 m2 I n P o r o s i t y
MPa Kh/Kv
kPa/m
K1 4 6 7 0 . 1 4 7 1 1 . 6 4 1 . 5 3 2 . 3 > < 1 0 7 1 5 1340><10715 1 9 . 0 3 5 . 8 5 1 0 . 0 0
2 2 . 6 2
K2 4 8 3 1 . 1
4 8 4 4 . 5
1 3 . 4
2 0 9 . 9 > < 1 0 * 1 5 2813 x1 0 1 5 2 0 . 0
3 6 . 0 7
1 0 . 0 0
2 2 . 6 2
K3 5 1 2 1 . 3 5 1 5 2 . 6 3 1 . 3 7 1 . 4 > < 1 0 7 1 5 2235 x10 15 2 1 . 0
3 6 . 4 5
1 0 . 0 0 2 2 . 6 2
[ 0 0 9 8 ]
I n t h i s
e x a m p l e ,
two i f f e r e n t o b j e c t i v e s a r e s e l e c t e d
compared t o
t h e maximum t o t a l
volume
a d m i s s i b l e .
The
4 7 8 :
1 ) m a x i m i z i n g t h e
p r o d u c t i o n
i n c r e a s e a s m e a s u r e d a t
d o w n h o l e c o n d i t i o n s , a n d 2 )
m i n i m i z i n g
a s t a n d a r d d e v i a t i o n
o f
t h e ? n a l s k i n s
o f t h e
t h r e e
z o n e s ( i e .
t h e
most uniform s k i n
r e d u c t i o n ) . T h e s e o b j e c t i v e s
w i l l
b e u s e d
t o
i l l u s t r a t e t h e i r
i m p a c t on u i d p l a c e m e n t .
[ 0 0 9 9 ] C o n s t r a i n t s
a r e i d e n t i ? e d 480
a s
bottom-hole p r e s
s u r e
d u r i n g
t r e a t m e n t , i n j e c t i o n
r a t e
p e r z o n e ,
and
o t a l
v o l
ume f
c i d .
The c o n s t r a i n t
on
bottom-hole
p r e s s u r e
d u r i n g
t r e a t m e n t
e s t a b l i s h e s
t h a t ,
a t a n y
t i m e d u r i n g
t h e t r e a t m e n t ,
t h e b o t t o m - h o l e p r e s s u r e r e m a i n s below
f r a c t u r i n g
p r e s s u r e
of
h e t h r e e z o n e s . The
c o n s t r a i n t on i n j e c t i o n
r a t e per
zone
e s t a b l i s h e s t h a t t h e
maximum
n j e c t i o n
r a t e
p e r
zone
o e s n o t
exceed 8 0 b b l / m i n .
[ 0 1 0 0 ] The
c o n s t r a i n t
on
t h e t o t a l
volume o f a c i d
e s t a b
l i s h e s t h a t t h e t o t a l volume i n j e c t e d d o e s n o t exceed a t o t a l
volume
V t .
F o r
t h e
s a k e
o f t h i s e x a m p l e , t h r e e c a s e s a r e
c o n s i d e r e d
t o i l l u s t r a t e h ow
h e
volume o n s t r a i n t may f f e c t
t h e optimum p l a c e m e n t t o r e a c h t h e
o b j e c t i v e s d e ? n e 4 7 8 :
C a s e
1 ) V5200
b l , C a s e
2 ) V5500
b l , a n d C a s e
3 ) V5800
b b l .
[ 0 1 0 1 ]
The
a r g e t
volume n d
r a t e d i s t r i b u t i o n
v e r s u s d e p t h
i s
determined
4 8 2 .
T h i s
volume
and
a t e d i s t r i b u t i o n
i s
t o
be
i n j e c t e d i n e a c h d i s c r e t i z e d
?ow
n i t a l o n g t h e w e l l b o r e .
I n
t h i s
e x a m p l e ,
one ? o w n i t
p e r
zone
s
u s e d . HCl
28 s
used
a s s t i m u l a t i o n
? u i d . S i m u l a t i o n s a r e run
u s i n g t h e
e n g i n e
f r o m
D e s i g n WELLBOOK:
[ 0 1 0 2 ] A o u t i n e h a s been coded o t h a t f o r
e a c h
o f h e t h r e e
z o n e s ,
a batch
of
i m u l a t i o n s a r e run while s o l a t i n g t h e zone
from t h e o t h e r two s e e , e . g . ,
F I G S .
5 . 1 - 5 . 3 ) . T h i s
i s o l a t i o n
may e
d o n e
w h i l e
v a r y i n g b o t h
i n j e c t i o n r a t e
( f r o m
5 b b l /
min o
8 0 b b l / m i n ,
w i t h
a s t e p o f 5
b b l / m i n )
a n d i n j e c t i o n
v o l u m e . T h e i n j e c t i o n v o l u m e may b e r e p r e s e n t e d b y t h e
“ c o v e r a g e ” ,
s t a r t i n g
a t
1 0
a l / t ( 1 2 4 . 1 9 l / m ) a n d u p o w h i c h
e v e r v a l u e
would
g i v e a
volume
of 800
b b l
of HCl
28
i n j e c t e d
i n
t h e z o n e , w i t h a c o v e r a g e
s t e p
o f 1 0 g a l / f t ( 1 2 4 . 1 9
l / m ) . A o t a l
o f 2 , 1 4 4 s i m u l a t i o n s
may
be
r u n t o
c o v e r
t h e
e x a m p l e
i n c l u d i n g
t h e
t w o
o b j e c t i v e
f u n c t i o n s
e s t a b l i s h e d
4 7 8 ,
and
h e d i f f e r e n t v a l u e s
o f
c o n s t r a i n t s i d e n t i ? e d 4 8 0 .
[ 0 1 0 3 ] The i m u l a t i o n s may be u n i n
t h r e e
d i s t i n c t
b a t c h e s
( o n e
f o r
e a c h z o n e , t a k e n s e p a r a t e l y ) .
T h i s
e x a m p l e
p r o v i d e s
400
i m u l a t i o n s
f o r
t h e t o p
z o n e
( z o n e K 1 ) , 1 , 2 16 s i m u l a t i o n s
f o r
t h e
c e n t r a l
z o n e
( z o n e K 2 ) , a n d 5 2 8 s i m u l a t i o n s f o r
t h e
b o t t o m z o n e ( z o n e K 3 ) .
[ 0 1 0 4 ]
Once
h e s i m u l a t i o n r e s u l t s a r e o b t a i n e d , an p t i m i
z a t i o n r o u t i n e may be used to l o o k f o r t h e c o m b i n a t i o n s
o f
r a t e s and volumes
f o r each zone
t h a t
approach o r
meet t h e
o b j e c t i v e
f u n c t i o n s 4 7 8 .
T h i s
r o u t i n e
may b e u s e d t o
? r s t
e l i m i n a t e c o m b i n a t i o n s t h a t do o t
meet h e
c o n s t r a i n t s i d e n
t i ? e d 4 8 0 . T h e n , f r o m t h e r e s u l t i n g
r e d u c e d m a t r i x
o f e s u l t s ,
t h e sum of h e t h r e e
volumes
pumped n t h e
t h r e e
zones
can be
c o m b i n a t i o n s
t h a t e x c e e d t h i s maximum volume may e
d i s
c a r d e d .
[ 0 1 0 5 ] The
r e m a i n i n g c o m b i n a t i o n s may b e r a n k e d w i t h
r e s p e c t to
how
l o s e to t h e o b j e c t i v e f u n c t i o n s t h e y a r e . Note
t h a t
i n
h i s
e x a m p l e , t h e o p t i m i z a t i o n
work
may e d o n e a f t e r
a l l t h e s i m u l a t i o n s have been r u n . An l t e r n a t i v e a p p r o a c h
may
be
t o
u s e
an
o p t i m i z a t i o n
a l g o r i t h m
t h a t
modi?es
t h e
? t t i n g p a r a m e t e r s i n t h i s
c a s e ,
r a t e a n d v o l u m e o r e a c h z o n e )
u s e d a s i n p u t o f t h e f o r w a r d s i m u l a t i o n s t h e m s e l v e s ( t h e r e
f o r e , m i x i n g o p t i m i z a t i o n a n d
s i m u l a t i o n ) i n
o r d e r
t o t e n d t o
t h e
o b j e c t i v e .
[ 0 1 0 6 ] The p e r a t i o n a l
p a r a m e t e r s
may e s e l e c t e d
4 8 4 ,
f o r
e x a m p l e , b y c o m p a ri n g v a r i o u s
o u t p u t s b a s e d
o n
t h e
s e l e c t e d
o b j e c t i v e s .
S e l e c t e d o u t p u t s may e p l o t t e d a n d a n a l y z e d as
shown i n FIGS. 8 . 1 - 8 . 3 . F I G S . 8 . 1 - 8 . 3 show p l o t s
8 0 0 . 1
8 0 0 . 3 d e p i c t i n g v o l u m e
i n j e c t e d
( x - a x i s ) f o r e a ch z o n e
( y - a x i s ) f o r t h r e e d i f f e r e n t t o t a l i n j e c t i o n v o l u m e s .
O b j e c t i v e
1 f o r
maximum
r o d u c t i o n r a t e
a n d o b j e c t i v e 2 f o r minimum
s t a n d a r d
d e v i a t i o n o f s k i n
a r e
e a c h
d e p i c t e d
i n b a r
c h a r t s
f o r
c o m p a r i s o n .
[ 0 1 0 7 ]
These
p l o t s
o f FIGS.
8 . 1 - 8 . 3 may
be used
t o
com
p a r e
d i f f e r e n c e s
i n
how
o b j e c t i v e f u n c t i o n s
can
a f f e c t
t h e
t a r g e t
? u i d
p l a c e m e n t ,
a n d how
t h e v a l u e s
o f
t h e
c o n s t r a i n t s
i n ? u e n c e p l a c e m e n t
s t r a t e g y .
As shown n t h e s e ? g u r e s ,
d i f
f e r e n c e s i n
volume
d i s t r i b u t i o n
a r e d e p i c t e d .
While FIGS.
8 . 1 - 8 . 3
d e p i c t s p e c i ? c
p a r a m e t e r s u s e d f o r c o m p a r i s o n , o t h e r
p l a c e m e n t o p t i o n s may e
g e n e r a t e d
b y t h e s i m u l a t o r s a n d
c a n
i n c l u d e o t h e r
i t e m s , s u c h a s b o t h volumes and
placement
r a t e s . T h i s i n f o r m a t i o n may
b e
o f v a l u e i n d e s i g n i n g
t h e
s t i m u l a t i o n o f t h e m u l t i - z o n e w e l l .
[ 0 1 0 8 ] The
l o t s
o f F I G S . 8 . 1 - 8 . 3
may e a n a l y z e d
o d e t e r
m i n e o p t i m u m
p l a c e m e n t
f o r
d i f f e r e n t
o b j e c t i v e f u n c t i o n s .
These
g u r e s
show t h e volumes e r zone o
i n j e c t
i n
o r d e r
t o
meet t h e
d i f f e r e n t
o b j e c t i v e f u n c t i o n s f o r t h e c a s e s
when
h e
t o t a l
volume
s
c o n s t r a i n e d t o 200 b l ,
500
b l and 800 b l ,
r e s p e c t i v e l y .
[ 0 1 0 9 ]
While
f o r
200
b l
i n
F I G .
8 . 1 ,
t h e
volume
i s t r i b u
t i o n
s
t h e same o r t h e two b j e c t i v e s , FIGS.
8 . 2
and . 3
show
t h a t t h e
? u i d p l a c e m e n t may b e
s i g n i ? c a n t l y d i f f e r e n t
d e p e n d i n g on
h e t h e r
t h e o b j e c t i v e i s
t o
maximize p r o d u c
t i o n
o r
to
r e a c h
uniform
placement n t h e c a s e s when
500 and
8 0 0
b b l
w i l l
b e i n j e c t e d . T h i s h i g h l i g h t s t h a t a c h i e v i n g a
uniform s k i n p r o ? l e i n
a l l zones may o t
be
a u n i v e r s a l
a p p r o a c h ,
a n d h a t m a x i m i z i n g p r o d u c t i o n a t e
may e q u i r e
a
? u i d d i s t r i b u t i o n t h a t d i f f e r s from n i f o r m
c o v e r a g e .
[ 0 1 1 0 ] Based on I G . 8 . 1 , a p e r f e c t match between h e two
o b j e c t i v e s i s p r o v i d e d .
T h i s
may e
t h e r e s u l t
o f volume t e p s
u s e d
i n t h e
i t e r a t i o n s . While
u i d volume
i s t r i b u t i o n
s i d e n
t i c a l f o r
t h e
two o b j e c t i v e s ,
t h e p l a c e m e n t r a t e i n
e a c h z o n e
may
be
i f f e r e n t . The ? n a l p r o d u c t i o n
r a t e of
h e c a s e
when
7/17/2019 stimulation matrix
http://slidepdf.com/reader/full/stimulation-matrix 21/22
7/17/2019 stimulation matrix
http://slidepdf.com/reader/full/stimulation-matrix 22/22