阅读说明：本技术 用于操作井下流入控制阀的系统及方法 (System and method for operating a downhole inflow control valve ) 是由 默罕默德·扎法尔·阿勒-阿杰米 纳赛尔·穆巴拉克·阿勒-哈伊里 于 2018-11-27 设计创作，主要内容包括：本发明提供了用于操作和维护烃井(106)的井下流入控制阀(162)的系统及方法,该方法包括：监测ICV的操作以分别识别有缺陷的ICV和无缺陷的ICV的故障时间和无故障时间；根据故障时间和无故障时间确定ICV的故障概率(P<Sub>f</Sub>)；根据ICV的故障概率(P<Sub>f</Sub>)确定操作性往复持续时间；以及根据所确定的操作性往复持续时间操作ICV。(The present invention provides systems and methods for operating and maintaining a downhole inflow control valve (162) of a hydrocarbon well (106), the method comprising: monitoring operation of the ICV to identify a time to failure and a time to no failure of the defective ICV and the non-defective ICV, respectively; determining the failure probability (P) of an ICV from the time of failure and the time of no failure f ) (ii) a Probability of failure (P) according to ICV f ) Determining an operational reciprocation duration; and based on the determined operational reciprocation durationThe ICV was operated.)

用于操作井下流入控制阀的系统及方法

技术领域

本发明总体上涉及开发井，并且更具体地涉及操作和维护烃井的井下流入控制阀。

背景技术

井通常包括钻入地下的井筒(或“钻孔”)，以提供进入地下地层(地表以下的地理地层)的入口，以便于从地下地层提取例如烃和水等天然资源，便于将流体注入到地下地层中或便于地下地层的评价和监测。在石油工业中，通常钻出井，以从地下地层提取(或“生产”)烃，例如油和气。术语“油井”用于指设计用于生产油的井。在油井的情况中，一些天然气通常与石油一起生产。生产油和天然气两者的井有时被称为“油气井”或“油井”。

构建油井通常涉及若干个阶段，包括钻井阶段、完井阶段和生产阶段。钻井阶段通常包括在预期含有一定浓度的可开采烃的地下地层中钻出井筒。预期含有烃的地下地层部分通常被称为“烃储层”或“储层”。通常利用位于地表的钻机来帮助钻井过程。钻机设置用于操作钻头以切割井筒、提升、降低和转动钻杆和工具，使钻井流体在井筒中循环并且总体上控制井筒中的各种操作(通常被称为“井下”操作)。完井阶段包括使井准备好生产烃。在一些情况中，完井阶段包括将套管安装到井筒中，将套管水泥灌浆就位，使套管和水泥穿孔，安装生产油管，安装用于调节生产流量的井下阀以及将流体泵送到井中以压裂、清洁或以其它方式准备储层和井以生产烃。生产阶段包括利用井从储层生产烃。在生产阶段期间，钻机通常被移除并用地面处的一组阀替换，这些阀通常被称为“采油树”。地面阀与井下阀协同操作，以调节井筒中的压力、控制来自井筒的生产流动并且在需要进一步的完井工作的情况下提供通向井筒的通路。特别是在井中的压力低到使得烃不能自由地流动到地面的情况下，采油机(pump jack)或其它机构可以提供帮助进行从储层提取烃的举升。来自采油树的出口阀的流动通常连接到例如罐、管道和运输车辆等中游设施的分配网络，中游设施将产品运输到下游设施，例如精炼厂和出口终端。

通常，井下阀包括安装在井筒中的流入控制阀(ICV)，以调节井筒中的物质流动。特别地，ICV可以安装在井筒中，以调节例如油、气和水等物质在地下地层和生产管道(例如提供通向地面的流动路径的套管或生产油管)之间的流动。在井作为生产井操作的情况下，例如，完井单元可以包括一个或多个ICV，一个或多个ICV调节生产流体从储层流入到套管或生产油管的中心通道的流入量，该中心通道将生产流体引导到地面以进行收集。

ICV的操作状态通常例如被地面的井控制系统远程控制。ICV可以被控制为在完全打开位置与完全关闭位置之间致动。完全打开位置包括打开阀的整个流动区域，以便于例如生产流体等物质流过ICV。完全关闭位置关闭阀的整个流动区域，以阻挡物质流动穿过ICV。通常，ICV具有若干个部分打开位置，这些位置可以用于调节通过ICV的流动。例如，ICV可以具有十个“梯级”，其中，梯级0为0％打开位置(称为“完全关闭”位置)，梯级1为10％打开位置，梯级2为20％打开位置等等，梯级10为100％打开位置(称为“完全打开”位置)。ICV的状态可以由多种因素决定，例如期望的流量和压力、含水率(相对于总的流体产量而言产出水的体积)以及井的其它部分的流动贡献。

发明内容

本申请的申请人已经认识到，在例如油井等烃井中安装和维护流入控制阀(ICV)是耗时且昂贵的过程，通常需要钻机或其它地面系统的辅助，以运行、接近或取回井的井筒深处的ICV。因此，在井的整个生命周期中保持全功能ICV对于减少操作井所需的时间和成本以帮助提高井的投资回报是重要的。

本申请的申请人已经认识到，在安装在烃井的井筒中时ICV发生故障并不罕见，并且如果ICV没有周期性地往复运动，则更可能发生故障。使ICV往复运动(或“循环”)的过程可以包括在ICV的完全打开位置与完全关闭位置之间操作ICV，反复地从完全关闭位置到完全打开位置移动通过ICV的每个可用位置(或“梯级”)，反之亦然。例如，使液压控制的ICV往复运动可以包括：地面控制系统通过液压控制管线将液压压力施加到ICV，以反复地将ICV致动到从完全关闭位置到完全打开位置的每个可用梯级。使ICV往复运动的动作有助于确保ICV的打开，并且机构免遭例如沙子、淤泥或其它碎屑等阻塞性物质，这些物质会阻止ICV在每个梯级中的正常操作。本申请的申请人已经认识到，ICV中存在阻塞材料是ICV损坏或以其它方式发生故障的常见原因，例如在给定梯级处卡住或不能移动到特定梯级。不幸的是，当ICV发生故障时，有限的选项是可行的，选项包括以下：(1)进行昂贵的更换操作以更换ICV；(2)在修复ICV的尝试中进行昂贵的功能恢复操作(不保证成功结果)；(3)继续使用具有限功能的ICV；(4)声明ICV是无用的并且没有在使用ICV。

认识到用于操作ICV的现有技术的这些和其它缺点，本申请的申请人已经开发了用于操作和维护烃井的ICV的新系统和方法。所述实施例可以提高ICV的可靠性，并且继而减少与维护和操作ICV相关的时间和成本，同时还提高性能。在一些实施例中，监测ICV的性能的特定方面以产生ICV性能数据，评估ICV性能数据以确定操作性(例如“最佳”)往复频率，并且ICV至少以操作性往复频率进行往复运动，以试图消除ICV的故障。例如，在一些实施例中，进行监视操作以收集安装在烃井中的相对大量ICV的ICV性能数据，评估具有共同操作特征的ICV组(例如，相同类型和/或具有类似操作条件的ICV)的ICV性能数据，以确定ICV组的故障概率(P_f)，利用ICV组的故障概率(P_f)确定ICV组的操作性往复频率，并且具有共同特征的ICV至少以操作性往复频率往复运动。

在一些实施例中提供了一种方法，包括以下步骤：识别流入控制阀(ICV)，所述ICV布置在烃井的井筒中，并具有共同操作特征组(烃井的每个所述ICV适于调节从地下地层到所述烃井的井筒的生产管中的生产流体的流动)；使每个所述ICV在打开位置与关闭位置之间进行往复运动，所述打开位置适于帮助生产流体流动通过所述ICV，并且所述关闭位置适于阻止生产流体流动通过所述ICV；以及监测所述流入控制阀的操作。监测包括：识别有缺陷的ICV，所述有缺陷的ICV包括所述ICV的不能正常往复运动的第一子集；识别无缺陷的ICV，所述无缺陷的ICV包括所述ICV的正常往复运动的第二子集；对于每个所述有缺陷的ICV，确定故障时间，所述故障时间包括在所述ICV的最近正常往复运动与所述ICV的正常往复运动发生故障之间的持续时间；对于每个所述无缺陷的ICV，确定无故障时间，所述无故障时间包括所述ICV的最近两个正常往复运动之间的持续时间；确定所述有缺陷的ICV的总数(D_T)；以及确定所述无缺陷的ICV的总数(ND_T)。所述方法还包括确定所述ICV的故障概率(P_f)，包括：根据所述有缺陷的ICV的所述故障时间和所述有缺陷的ICV的所述总数(D_T)确定缺陷阀累积概率分布函数(P_D(T))，所述缺陷阀累积概率分布函数将所述有缺陷的ICV的一部分定义为往复持续时间(T)的函数；根据所述无缺陷的ICV的所述无故障时间和所述无缺陷的ICV的所述总数(ND_T)确定无缺陷阀累积概率分布函数(P_ND(T))，所述无缺陷阀累积概率分布函数将所述无缺陷的ICV的一部分定义为往复持续时间(T)的函数；确定基准往复持续时间(t_ss)；确定故障函数(F)，所述故障函数定义了在短于所述基准往复持续时间(t_ss)的往复持续时间(T)，有故障的ICV的预期数量，所述故障函数(F)被确定为如下：

F＝P_D(T≤t_ss)×D_T；

确定存活-故障函数(SF)，所述存活-故障函数定义了在长于所述基准往复持续时间(t_ss)的往复持续时间(T)，有故障的ICV的预期数量，所述存活-故障函数(SF)被确定如下：

SF＝P_D(T＞t_ss)×D_T；

确定存活-存活函数(SS)，所述存活-存活函数定义了在长于所述基准往复持续时间(t_ss)的往复持续时间(T)，无故障的ICV存活的预期数量，所述存活-存活函数(SS)被确定如下：

SS＝P_ND(T＞t_ss)×ND_T；以及

如下确定所述ICV的故障概率(P_f)：

所述方法还包括确定总ICV管理成本(C_MGT)，包括：确定有缺陷的ICV成本(C_D)，所述有缺陷的ICV成本定义为修理或替换有缺陷的ICV的成本；确定ICV维护成本(C_M)，所述ICV维护成本定义为维护ICV的成本；以及确定总ICV管理成本(C_MGT)，所述总ICV管理成本定义用于操作ICV的成本作为往复持续时间的函数。所述总ICV管理成本(C_MGT)被确定为如下：

其中，R(T≤t_ss)＝1-P_f(T≤t_ss)，Z是时间单位转换因子。所述方法还包括确定操作性往复持续时间，所述操作性往复持续时间包括与所述总ICV管理成本(C_MGT)中的最小值对应的往复持续时间；以及响应于确定所述操作性往复持续时间，对于具有共同操作特征组的一个或多个ICV：在第一时间使所述ICV往复运动；以及在第二时间使所述ICV往复运动，其中，所述第一时间与所述第二时间之间的持续时间短于或等于所述操作性往复持续时间。

在一些实施例中，所述方法还包括：确定第二操作性往复持续时间，所述第二操作性往复持续时间包括与小于预定百分比的所述ICV的所述故障概率(P_f)对应的往复持续时间；以及，响应于确定所述第二操作性往复持续时间，对于具有共同操作特征组的一个或多个ICV：在第三时间使所述ICV往复运动；以及在第四时间使所述ICV往复运动，其中，所述第三时间与所述第四时间之间的持续时间短于或等于所述第二操作性往复持续时间。在一些实施例中，所述预定百分比是0％，并且所述第二操作性往复持续时间包括所述ICV的所述故障概率(P_f)为0％的最大往复持续时间。在一些实施例中，所述共同操作特征组包括以下各项中的一者或多者：给定的阀类型、给定的阀尺寸、给定的阀安装深度间隔、给定的操作温度范围、给定的操作压力范围、给定的操作生产流体类型、给定的制造商和给定的阀型号。在一些实施例中，确定所述基准往复持续时间(t_ss)包括从所识别的最小故障时间与所识别的最大无故障时间之间的值选择所述基准往复持续时间(t_ss)。

在一些实施例中提供了一种烃井系统，其包括：流入控制阀(ICV)，其布置在烃井的井筒中，并具有共同操作特征组(烃井的每个所述ICV适于调节从地下地层到所述烃井的井筒的生产管中的生产流体的流动)；以及烃井监测和控制系统。所述烃井监测和控制系统适于执行如下操作：使每个所述ICV在打开位置与关闭位置之间进行往复运动，所述打开位置适于帮助生产流体流动通过所述ICV，并且所述关闭位置适于阻止生产流体流动通过所述ICV；监测所述流入控制阀的操作。所述监测包括：识别有缺陷的ICV，所述有缺陷的ICV包括所述ICV的不能正常往复运动的第一子集；识别无缺陷的ICV，所述无缺陷的ICV包括所述ICV的正常往复运动的第二子集；对于每个所述有缺陷的ICV，确定故障时间，所述故障时间包括在所述ICV的最近正常往复运动与所述ICV的正常往复运动发生故障之间的持续时间；对于每个所述无缺陷的ICV，确定无故障时间，所述无故障时间包括所述ICV的最近两个正常往复运动之间的持续时间；确定有缺陷的ICV的总数(D_T)；以及确定无缺陷的ICV的总数(ND_T)。所述烃井监测和控制系统还适于进行如下操作：确定ICV的故障概率(P_f)，包括：根据所述有缺陷的ICV的所述故障时间和所述有缺陷的ICV的所述总数(D_T)确定缺陷阀累积概率分布函数(P_D(T))，所述缺陷阀累积概率分布函数将所述有缺陷的ICV的一部分定义为往复持续时间(T)的函数，所述往复持续时间(T)是ICV的连续往复运动之间的持续时间；根据所述无缺陷的ICV的无故障时间和无缺陷的ICV的总数(ND_T)确定无缺陷阀累积概率分布函数(P_ND(T))，所述无缺陷阀累积概率分布函数将所述无缺陷的ICV的一部分定义为往复持续时间(T)的函数；确定基准往复持续时间(t_SS)；确定故障函数(F)，所述故障函数定义了在短于基准往复持续时间(t_SS)的往复持续时间(T)，有故障的ICV的预期数量，所述故障函数(F)被确定如下：

F＝P_D(T≤t_ss)×D_T；

确定存活-故障函数(SF)，所述存活-故障函数定义了在长于所述基准往复持续时间(t_SS)的往复持续时间(T)，有故障的ICV的预期数量，所述存活-故障函数(SF)被确定如下：

SF＝P_D(T＞t_ss)×D_T；

确定存活-存活函数(SS)，所述存活-存活函数(SS)定义了在长于所述基准往复持续时间(t_SS)的往复持续时间(T)，无故障的ICV存活的预期数量，所述存活-存活函数(SS)被确定如下：

SS＝P_ND(T＞t_ss)×ND_T；以及

如下确定ICV的故障概率(P_f)：

所述烃井监测和控制系统还适于执行如下操作：确定总ICV管理成本(C_MGT)，包括：确定有缺陷的ICV成本(C_D)，所述有缺陷的ICV成本定义为修理或替换有缺陷的ICV的成本；确定ICV维护成本(C_M)，所述ICV维护成本定义为维护ICV的成本；以及确定总ICV管理成本(C_MGT)，所述总ICV管理成本定义用于操作ICV的成本作为往复持续时间的函数。所述总ICV管理成本(C_MGT)被确定为如下：

其中，R(T≤t_ss)＝1-P_f(T≤t_ss)，Z是时间单位转换因子。所述烃井监测和控制系统还适于执行如下操作：确定操作性往复持续时间，所述操作性往复持续时间包括与所述总ICV管理成本(C_MGT)中的最小值对应的往复持续时间；以及，响应于确定所述操作性往复持续时间，对于具有共同操作特征组的一个或多个ICV：在第一时间使所述ICV往复运动；以及在第二时间使所述ICV往复运动，其中，所述第一时间与所述第二时间之间的持续时间短于或等于所述操作性往复持续时间。

在一些实施例中，烃井监测和控制系统还适于执行以下操作：确定第二操作性往复持续时间，所述第二操作性往复持续时间包括与小于预定百分比的ICV的故障概率(P_f)对应的往复持续时间；以及，响应于确定所述第二操作性往复持续时间，对于具有共同操作特征组的一个或多个ICV：在第三时间使所述ICV往复运动；以及在第四时间使所述ICV往复运动，其中，所述第三时间与所述第四时间之间的持续时间短于或等于所述第二操作性往复持续时间。在一些实施例中，所述预定百分比是0％，并且所述第二操作性往复持续时间包括所述ICV的故障概率(P_f)为0％的最大往复持续时间。在一些实施例中，所述共同操作特征组包括以下各项中的一者或多者：给定的阀类型、给定的阀尺寸、给定的阀安装深度间隔、给定的操作温度范围、给定的操作压力范围、给定的操作生产流体类型、给定的制造商和给定的阀型号。在一些实施例中，确定所述基准往复持续时间(t_SS)包括从所识别的最小故障时间与所识别的最大无故障时间之间的值选择所述基准往复持续时间(t_SS)。

在一些实施例中提供了一种非暂时性计算机可读介质，其包括存储在所述非暂时性计算机可读介质上的程序指令，所述程序指令可以由处理器执行以进行以下操作：识别流入控制阀(ICV)，所述流入控制阀布置在烃井的井筒中，并具有共同操作特征组(烃井的每个所述ICV适于调节从地下地层到烃井的井筒的生产管中的生产流体的流动)；使每个所述ICV在打开位置与关闭位置之间进行往复运动，所述打开位置适于帮助生产流体流动通过所述ICV，并且所述关闭位置适于阻止生产流体流动通过所述ICV；监测所述流入控制阀的操作。所述监测包括：识别有缺陷的ICV，所述有缺陷的ICV包括所述ICV的不能正常往复运动的第一子集；识别无缺陷的ICV，所述无缺陷的ICV包括所述ICV的正常往复运动的第二子集；对于每个所述有缺陷的ICV，确定故障时间，所述故障时间包括在所述ICV的最近正常往复运动与所述ICV的正常往复运动发生故障之间的持续时间；对于每个所述无缺陷的ICV，确定无故障时间，所述无故障时间包括所述ICV的最近两个正常往复运动之间的持续时间；确定所述有缺陷的ICV的总数(D_T)；以及确定所述无缺陷的ICV的总数(ND_T)。所述操作还包括确定所述ICV的故障概率(P_f)，其包括：根据所述有缺陷的ICV的所述故障时间和所述有缺陷的ICV的所述总数(D_T)确定缺陷阀累积概率分布函数(P_D(T))，所述缺陷阀累积概率分布函数将所述有缺陷的ICV的一部分定义为往复持续时间(T)的函数；根据所述无缺陷的ICV的无故障时间和所述无缺陷的ICV的总数(ND_T)确定无缺陷阀累积概率分布函数(P_ND(T))，所述无缺陷阀累积概率分布函数将无缺陷的ICV的一部分定义为往复持续时间(T)的函数；确定基准往复持续时间(t_SS)；确定故障函数(F)，所述故障函数定义了在短于所述基准往复持续时间(t_SS)的往复持续时间(T)，有故障的ICV的预期数量，所述故障函数(F)被确定如下：

F＝P_D(T≤t_ss)×D_T；

确定存活-故障函数(SF)，所述存活-故障函数定义了在长于所述基准往复持续时间(t_SS)的往复持续时间(T)，有故障的ICV的预期数量，所述存活-故障函数(SF)被确定如下：

SF＝P_D(T＞t_ss)×D_T；

确定存活-存活函数(SS)，所述存活-存活函数定义了在长于所述基准往复持续时间(t_SS)的往复持续时间(T)，无故障的ICV存活的预期数量，所述存活-存活函数(SS)被确定如下：

SS＝P_ND(T＞t_ss)×ND_T；以及

确定所述ICV的故障概率(P_f)如下：

所述操作还包括确定总ICV管理成本(C_MGT)，其包括：确定有缺陷的ICV成本(C_D)，所述有缺陷的ICV成本定义为修理或替换有缺陷的ICV的成本；确定ICV维护成本(C_M)，所述ICV维护成本定义为维护ICV的成本；以及确定总ICV管理成本(C_MGT)，所述总ICV管理成本定义用于操作ICV的成本作为往复持续时间的函数。所述总ICV管理成本(C_MGT)被确定为如下：

其中，R(T≤t_ss)＝1-P_f(T≤t_ss)，Z是时间单位转换因子。所述操作还包括：确定操作性往复持续时间，所述操作性往复持续时间包括与所述总ICV管理成本(C_MGT)中的最小值对应的往复持续时间；以及，响应于确定操作性往复持续时间，对于具有共同操作特征组的一个或多个ICV：在第一时间使所述ICV往复运动；以及在第二时间使所述ICV往复运动，其中，所述第一时间与所述第二时间之间的持续时间短于或等于所述操作性往复持续时间。

在一些实施例中，所述操作还包括：确定第二操作性往复持续时间，所述第二操作性往复持续时间包括与小于预定百分比的ICV的故障概率(P_f)对应的往复持续时间；以及，响应于确定所述第二操作性往复持续时间，对于具有共同操作特征组的一个或多个ICV：在第三时间使所述ICV往复运动；以及在第四时间使所述ICV往复运动，其中，所述第三时间与所述第四时间之间的持续时间短于或等于所述第二操作性往复持续时间。在一些实施例中，所述预定百分比是0％，并且所述第二操作性往复持续时间是所述ICV的故障概率(P_f)为0％的最大往复持续时间。在一些实施例中，所述共同操作特征组包括以下各项中的一者或多者：给定的阀类型、给定的阀尺寸、给定的阀安装深度间隔、给定的操作温度范围、给定的操作压力范围、给定的操作生产流体类型、给定的制造商和给定的阀型号。在一些实施例中，确定所述基准往复持续时间(t_SS)包括从所识别的最小故障时间与所识别的最大无故障时间之间的值选择所述基准往复持续时间(t_SS)。

在一些实施例中提供了一种方法，其包括：识别流入控制阀(ICV)，所述流入控制阀布置在烃井的井筒中，并具有共同特征组；使每个所述ICV在打开位置与关闭位置之间进行往复运动，所述打开位置适于帮助生产流体流动通过所述ICV，并且所述关闭位置适于阻止生产流体流动通过所述ICV；监测所述流入控制阀的操作，包括：识别有缺陷的ICV，所述有缺陷的ICV包括所述ICV的不能正常往复运动的第一子集；识别无缺陷的ICV，所述无缺陷的ICV包括所述ICV的正常往复运动的第二子集；对于每个所述有缺陷的ICV，确定故障时间，所述故障时间包括在所述ICV的最近正常往复运动与所述ICV的正常往复运动发生故障之间的持续时间；对于每个所述无缺陷的ICV，确定无故障时间，所述无故障时间包括所述ICV的最近两个正常往复运动之间的持续时间；确定所述有缺陷的ICV的总数(D_T)；以及确定所述无缺陷的ICV的总数(ND_T)；确定所述ICV的故障概率(P_f)，包括：根据所述有缺陷的ICV的所述故障时间和所述有缺陷的ICV的所述总数(D_T)确定缺陷阀累积概率分布函数(P_D(T))，所述缺陷阀累积概率分布函数将所述有缺陷的ICV的一部分定义为往复持续时间(T)的函数；根据所述无缺陷的ICV的无故障时间和所述无缺陷的ICV的总数(ND_T)确定无缺陷阀累积概率分布函数(P_ND(T))，所述无缺陷阀累积概率分布函数将所述无缺陷的ICV的一部分定义为往复持续时间(T)的函数；确定基准往复持续时间(t_SS)；确定故障函数(F)，所述故障函数定义了在短于所述基准往复持续时间(t_SS)的往复持续时间(T)，有故障的ICV的预期数量；确定存活-故障函数(SF)，所述存活-故障函数定义了在长于所述基准往复持续时间(t_SS)的往复持续时间(T)，有故障的ICV的预期数量；确定存活-存活函数(SS)，所述存活-存活函数定义了在长于所述基准往复持续时间(t_SS)的往复持续时间(T)，无故障的ICV存活的预期数量；以及根据所述故障函数(F)、所述存活-故障函数(SF)和所述存活-存活函数(SS)确定所述ICV的所述故障概率(P_f)；根据所述ICV的故障概率(P_f)确定所述操作性往复持续时间；以及，响应于确定所述操作性往复持续时间，对于具有共同操作特征组的一个或多个ICV：在第一时间使所述ICV往复运动；以及在第二时间使所述ICV往复运动，其中，所述第一时间与所述第二时间之间的持续时间短于或等于所述操作性往复持续时间。

在一些实施例中，所述故障函数(F)如下确定：

F＝P_D(T≤t_ss)×D_T，

所述存活-故障函数(SF)如下确定：

SF＝P_D(T＞t_ss)×D_T，

所述存活-存活函数(SS)如下确定：

SS＝P_ND(T＞t_ss)×ND_T；以及

所述ICV的所述故障概率(P_f)如下确定：

在一些实施例中，根据所述ICV的故障概率(P_f)确定所述操作性往复持续时间包括确定第二操作性往复持续时间，所述第二操作性往复持续时间包括与小于预定百分比的所述ICV的故障概率(P_f)对应的往复持续时间。在一些实施例中，根据所述ICV的故障概率(P_f)确定操作性往复持续时间包括：确定总ICV管理成本(C_MGT)，包括：确定有缺陷的ICV成本(C_D)，所述有缺陷的ICV成本定义为修理或替换所述有缺陷的ICV的成本；确定ICV维护成本(C_M)，所述ICV维护成本定义为维护ICV的成本；以及确定总ICV管理成本(C_MGT)，所述总ICV管理成本定义用于操作ICV的成本作为往复持续时间的函数，所述总ICV管理成本(C_MGT)被确定为如下：

其中，R(T≤t_ss)＝1-P_f(T≤t_ss)，并且Z是时间单位转换因子；以及将所述操作性往复持续时间确定为与所述总ICV管理成本(C_MGT)的最小值对应的往复持续时间。

附图说明

图1是示出了根据一个或多个实施例的井环境的图。

图2是示出了根据一个或多个实施例的维护流入控制阀(ICV)的方法的流程图。

图3是示出了根据一个或多个实施例的示例性结果分布图的视图，该示例性结果分布图包括缺陷阀累积概率分布曲线和无缺陷阀累积概率分布曲线。

图4是示出了根据一个或多个实施例的示例性决策图的视图，包括ICV故障概率曲线和总ICV管理成本曲线。

图5是示出了根据一个或多个实施例的示例性计算机系统的视图。

虽然本发明易于进行各种修改和替换形式，但是在附图中通过示例示出了具体实施例，并且将对其进行详细描述。附图可能不是按比例绘制的。应当理解的是，附图和详细描述不是要将本发明限制为所公开的特定形式，而是要公开落在由权利要求限定的本发明的精神和范围内的修改、等同物和替代方案。

具体实施方式

本发明描述了用于操作和维护烃井的井下流入控制阀(ICV)的新系统和方法的实施例。所述实施例可以提高ICV的可靠性，并且继而减少与维护和操作ICV相关联的时间和成本，同时还提高性能。在一些实施例中，监测ICV性能的特定方面以产生ICV性能数据，评估ICV性能数据以确定操作性(例如“最佳”)往复频率，并且ICV至少以操作性往复频率往复运动，以试图消除ICV的故障。例如，在一些实施例中，进行监视操作，以收集安装在烃井中的相对大量ICV的ICV性能数据，评估具有共同操作特征的一组ICV(例如相同类型和/或具有类似操作条件的ICV)的ICV性能数据，以确定该ICV组的故障概率(P_f)，故障概率(P_f)用于确定该ICV组的操作性往复频率，并且至少以操作性往复频率使具有共同特征的ICV往复运动。

在一些实施例中，为了收集安装在烃井中的相对大量ICV的ICV性能数据而采取的监测操作包括识别ICV中的哪些ICV是有缺陷的(如果存在缺陷的话)以及ICV中的哪些ICV是无缺陷的。有缺陷的ICV可以包括不能正常往复运动的ICV，例如卡在给定位置(或“梯级”)或不能移动到给定位置。无缺陷的ICV可以包括正常往复运动的ICV，并因此能够在ICV的整个操作范围内操作(例如，ICV能够移动到完全打开位置和完全关闭位置中的每一者以及完全打开位置与完全关闭位置之间的部分打开梯级中的每一者)。在一些实施例中，对于每个有缺陷的ICV，ICV性能数据包括故障时间，故障时间指定ICV的最近正常往复运动与ICV的正常往复运动发生故障之间的持续时间，并且对于每个无缺陷的ICV，ICV性能数据包括无故障时间，无故障时间指定ICV的最近两个正常往复运动之间的持续时间。

在一些实施例中，确定一组ICV的故障概率(P_f)包括如下步骤：(1)根据ICV组中的有缺陷的ICV的故障时间和有缺陷的ICV的总数(D_T)来确定缺陷阀累积概率分布函数(P_D(T))，缺陷阀累积概率分布函数定义为作为往复持续时间(T)(例如，ICV 162的相继往复运动之间的持续时间)的函数的ICV组中的有缺陷的ICV的一部分；(2)根据ICV组中的无缺陷的ICV的无缺陷时间和无缺陷的ICV的总数(N_DT)来确定无缺陷阀累积概率分布函数(P_ND(T))，无缺陷阀累积概率分布函数将ICV组中的无缺陷的ICV的一部分定义为往复持续时间(T)的函数；(3)确定基准往复持续时间(t_ss)；(4)确定故障函数(F)，故障函数定义了在短于基准往复持续时间(t_ss)的往复持续时间(T)，有故障的ICV的预期数量；(5)确定存活-故障函数(SF)，存活-故障函数定义了在长于基准往复持续时间(t_ss)的往复持续时间(T)，有故障的ICV的预期数量；(6)确定存活-存活函数(SS)，存活-存活函数定义了在长于基准往复持续时间(t_ss)的往复持续时间(T)，无故障的ICV存活的预期数量；以及(7)根据故障函数(F)、存活-故障函数(SF)和存活-存活函数(SS)确定ICV的故障概率(P_f)。

在一些实施例中，确定ICV组的操作性往复频率包括将往复频率确定为将用于维护和操作具有共同特征的ICV的成本最小化(称为“经济的”往复频率)和/或将往复频率确定为将具有共同特征的ICV的故障最小化(称为“性能”往复频率)。经济的往复频率可以基于用于维护、修理和/或更换ICV的成本。性能往复频率可以基于ICV的故障概率(P_f)来确定。

在一些实施例中，至少以操作性往复频率使具有共同特征的ICV往复运动包括：以等于或大于为ICV组确定的操作性往复频率的频率使ICV(例如ICV组中的ICV和/或具有共同特征的其它ICV)往复运动。例如，在操作性往复频率被确定为每三十个月一次的情况下，具有共同特征的ICV(例如与ICV组的ICV类型相同和/或具有类似操作条件的ICV)可以在第一天往复运动，然后在第一天之后三十个月再次往复运动。这种往复运动计划可以有助于冲洗具有共同碎屑特征的ICV，以降低ICV故障的可能性。

图1是示出了根据一个或多个实施例的井环境100的图。在所示实施例中，井环境100包括位于地下地层(“地层”)104中的烃储层(“储层”)102和井系统(“井”)106。

地层104可以包括位于地下的、地表(“地面”)108下方的多孔或压裂的岩层。在井106是烃井的情况下，储层102可以包括地层104的包含(或至少被确定为或预期包含)例如油和气等烃的地下池的部分。地层104和储层102均可以包括具有不同特征的不同岩石层，不同特征例如为不同程度的渗透性、孔隙度和电阻率。在井106作为生产井进行操作的情况下，井106可以有助于从储层102提取烃(或“产品”)。在井106作为注入井进行操作的情况下，井106可以有助于将例如水等流体注入到储层102中。在井106作为监测井进行操作的情况下，井106可以有助于监测储层102的特征，例如储层压力或水侵入。

井106可以包括井筒120、井控制系统(“控制系统”)122和井筒生产系统124。控制系统122可以控制井106的各种操作，例如钻井操作、完井操作、井生产操作以及井和地层监测操作。在一些实施例中，控制系统122包括与至少关于图5描述的计算机系统1000相同或相似的计算机系统。

井筒120可以包括从地面108延伸到地层104的目标区域(例如储层102)中的钻孔。井筒120的在地面108处或附近的上端可以被称为井筒102的“上孔”端，并且井筒的终止于地层104的下端可以被称为井筒120的“下孔”端。例如，可以利用钻头钻穿地层104和储层102来形成井筒120。井筒120可以设置用于钻井操作期间的钻井流体循环、生产操作期间的从储层102到地面108的烃(例如油和气)的流动、注入操作期间的将物质(例如水)注入到地层104和储层102中的一者或两者中或监测操作期间(例如原位测井操作期间)的将监测装置(例如测井工具)通入地层104和储层102中的一者或两者中。

在一些实施例中，井筒120包括带套管的部分和/或无套管的部分。例如，井筒120可以具有带套管的部分132和无套管的(或“裸井”)部分134。带套管的部分132可以包括井筒120的布置有套管140(例如套管和/或套管水泥)的部分。无套管的部分134可以包括井筒120的未设置有套管140的部分。

在一些实施例中，套管140包括环形套管，该环形套管衬在井筒120的壁部141上，以限定中心通道142，该中心通道142提供用于通过井筒120输送工具和物质的管道。例如，中心通道142可以提供用于将测井工具降入到井筒120中的管道、用于使例如油和气等生产流体从储层102流动到地面108的管道或用于使例如水等注入物质从地面108流动到地层104中的管道。在一些实施例中，生产油管144设置用于提供用于通过井筒120输送工具和物质的额外管道。生产油管144可以例如布置在套管140内。在该实施例中，生产油管144可以提供用于使一些或所有生产流体通过井筒120和套管140的管道。

在一些实施例中，套管140包括穿孔146(例如穿孔146a和146b)。穿孔146可以包括在套管140的外部与套管140的中心通道142之间延伸的开口，以有助于例如油和气等生产流体从地层104流动到中心通道142中或有助于例如水等注入物质从中心通道142流动到地层104中。穿孔146可以采取各种形式，例如位于壳体140中的一个或多个细长孔或者由多个相对小的孔限定的网状结构，这能够使物质流动穿过孔，同时还从流动物质中过滤出较大的碎屑。

在一些实施例中，布置在井筒120中的完井单元160包括布置在井筒120中的一个或多个流入控制阀(ICV)162(例如，ICV 162a和162b)。ICV 162可以调节例如油、气和水等物质在地层104与例如套管140的中心通道142或生产油管144等生产管道之间的流动。例如，可以将ICV 162设置在完全打开位置，以能够使生产流体164完全从储层102流动到中心通道142或生产油管144中，可以将ICV 162设置在部分打开位置，以能够使生产流体164部分地(或“扼流地”)从储层102流动到套管140的中心通道142或生产油管144中，或者可以将ICV 150设置在完全关闭位置，以阻塞(或“扼流”)来自储层102的生产流体164的流动，从而防止生产流体进入中心通道142或生产油管144。

在一些实施例中，ICV 162定位成调节来自地层104和井筒120的特定区域的生产流体164的流动。例如，当安装在套管140内时，完井单元160可以包括完井封隔器166(例如完井封隔器166a、166b和166c)，完井封隔器166抵靠套管140膨胀以隔离(或“密封”)位于生产油管144的外部与套管140的内壁之间的环形区域的一部分，以调节来自地层104的特定区域的生产流体164的流动。例如，完井封隔器166a和166b可以在生产油管144的外部与套管140的内壁之间提供密封，以限定通过穿孔146a与储层102的第一部分连通的第一内部区域168a，并且完井封隔器166b和166c可以在生产油管144的外部与套管140的内壁之间提供密封，以限定通过穿孔146b与储层102的第二部分连通的第二内部区域168b。第一ICV 162a可以通过穿孔146a和第一内部区域168a调节进入生产油管144的生产流体164的流动。第二ICV 162b可以通过穿孔146b和第一内部区域168a调节进入生产油管144的生产流体164的流动。ICV 162a和162b中的每一者可以独立地完全打开以使生产流体152从储层102的相应部分完全流动到生产油管144中，可以部分打开以能够使生产流体164从储层102的相应部分部分地(或“扼流地”)流动到生产油管144中，或可以完全关闭以阻塞(或“扼流”)生产流体152从储层102的相应部分流动到中心通道142或生产油管144中。虽然已经关于井筒的带套管的部分描述了完井单元160，但是完井单元可以设置在井筒的裸眼部分中。例如，完井单元160可以设置在井筒120的裸眼部分134中。在该实施例中，完井封隔器166(例如，完井封隔器166a、166b和166c)可以直接密封地抵靠在井筒120的壁部141上，而不是位于套管140的内部。此外，虽然为了说明的目的已经描述了具有安装在井筒的带套管的部分中的两个ICV 162的单个完井单元160，但是实施例可以包括具有安装在井筒的带套管的部分和/或无套管的部分中的任何数量的ICV的任何数量的完井单元。

在一些实施例中，监测ICV 162性能的特定方面以产生ICV性能数据170，评估ICV性能数据170以确定操作性往复频率，并且ICV 162至少以操作性往复频率进行往复运动，以试图消除ICV 162的故障。例如，在一些实施例中，进行监测操作以收集安装在包括井系统106的烃井中的相对大量ICV 162的ICV性能数据170，评估具有共同特征的ICV 162组(例如相同类型且具有类似操作条件的ICV 162)的ICV性能数据170以确定ICV 162组的故障概率(P_f)，ICV 162组的故障概率(P_f)用于确定ICV 162组的操作性往复频率，并且具有共同特征的ICV 162至少以操作性往复频率进行往复运动，以试图消除ICV 162的故障。

在一些实施例中，为收集安装在烃井中的相对大量ICV 162的ICV性能数据170所采取的监测操作包括识别ICV 162中的哪些ICV 162是有缺陷的(如果存在缺陷的话)以及ICV 162中的哪些是无缺陷的。有缺陷的ICV 162可以包括不能正常往复运动的ICV 162，例如卡在给定位置(或“梯级”)或不能移动到给定位置。无缺陷的ICV 162可以包括正常往复运动的ICV 162，并因此能够在ICV 162整个操作范围内操作(例如，ICV 162能够移动到完全打开位置和完全关闭位置中的每一者以及完全打开位置和完全关闭位置之间的部分打开梯级中的每一者)。在一些实施例中，对于每个有缺陷的ICV 162，ICV性能数据170包括故障时间，该故障时间指定ICV 162的最近正常往复运动与ICV 162的正常往复运动发生故障之间的持续时间，并且对于每个无缺陷的ICV 162，ICV性能数据170包括无故障时间，该无故障时间指定ICV 162的最近两个正常往复运动之间的持续时间。

在一些实施例中，确定ICV 162组的故障概率(P_f)包括如下步骤：(1)根据ICV 162组中的有缺陷的ICV 162的故障时间和有缺陷的ICV 162的总数(D_T)来确定缺陷阀累积概率分布函数(P_D(T))，缺陷阀累积概率分布函数将ICV 162组中的有缺陷的ICV 162的一部分定义为往复持续时间(T)的函数；(2)根据ICV 162组中的无缺陷的ICV 162的无缺陷时间和无缺陷的ICV 162的总数(ND_T)来确定无缺陷阀累积概率分布函数(P_ND(T))，无缺陷阀累积概率分布函数将ICV 162组中的无缺陷的ICV 162的一部分定义为往复持续时间(T)的函数；(3)确定基准往复持续时间(t_ss)；(4)确定故障函数(F)，故障函数定义了在短于基准往复持续时间(t_ss)的往复持续时间(T)，故障的ICV 162的预期数量；(5)确定存活-故障函数(SF)，存活-故障函数定义了在长于基准往复持续时间(t_ss)的往复持续时间(T)，故障的ICV162的预期数量；(6)确定存活-存活函数(SS)，存活-存活函数定义了对于长于基准往复持续时间(t_ss)的往复持续时间(T)，无故障的ICV 162存活的预期数量；以及(7)根据故障函数(F)、存活-故障函数(SF)和存活-存活函数(SS)确定ICV 162的故障概率(P_f)。

在一些实施例中，确定ICV 162组的操作性往复频率包括将往复频率确定为将用于维护和操作具有共同特征的ICV 162的成本最小化(称为“经济的”往复频率)和/或将往复频率确定为将具有共同特征的ICV 162的故障最小化(称为“性能”往复频率)。经济的往复频率可以基于用于维护、修理和/或更换ICV的成本。性能往复频率可以基于ICV的故障概率(P_f)来确定。

在一些实施例中，至少以操作性往复频率使具有共同特征的ICV 162往复运动包括：在等于或大于为ICV 164组所确定的操作性往复频率的频率使ICV 162(例如ICV 162组中的ICV 162和/或具有共同特征的其它ICV)往复运动。例如，在操作性往复频率被确定为每三十个月一次的情况下，具有共同特征(例如相同类型和具有与ICV 162组中的ICV 162类似的操作条件的ICV 162)的ICV 164可以在第一天往复运动，然后在第一天之后三十个月或更早再次往复运动。这种往复运动计划可以有助于冲洗具有共同碎屑特征的ICV 162，以降低ICV 162故障的可能性。

图2是示出了根据一个或多个实施例的维护ICV的方法200的流程图。方法200可以包括监测多个ICV 162的性能以产生ICV性能数据(方框202)，根据ICV性能数据确定具有给定特征组的ICV的操作性往复频率(方框204)以及根据操作性往复频率使具有给定特征组的ICV往复运动(方框206)。在一些实施例中，方法200的一些或所有操作由井控制系统122执行。

在一些实施例中，监测多个ICV的性能以产生ICV性能数据(方框202)包括监测位于一个或多个井系统106中的多个ICV 162。例如，监测多个ICV 162的性能可以包括：井控制系统122收集安装在烃井的井筒中的一千个ICV 162的ICV性能数据170，烃井的井筒包括井系统106的井筒120。在一些实施例中，每个ICV 162的ICV性能数据170均包括ICV 162的特征和ICV 162是否有缺陷的指示。每个ICV 162的特征均可以包括阀特征，例如类型、尺寸、制造商和/或阀型号和/或阀操作特征，例如安装深度间隔(例如10,000m至11,000m)、操作温度范围(例如50℃至60℃)、操作压力范围(例如5,000psi至6,000psi)和/或操作生产流体类型(例如具有5％至10％含水量的油)。有缺陷的ICV 162可以包括被确定为不能正常往复运动的ICV 162，例如被确定为卡在给定位置(或“梯级”)和/或被确定为不能移动到给定位置的ICV 162。无缺陷的ICV 162可以包括被确定为正常往复运动的ICV 162，例如被确定为能够在ICV 162的整个操作范围内操作的ICV 162(例如，ICV 162能够移动到完全打开位置和完全关闭位置中的每一者以及完全打开位置与完全关闭位置之间的部分打开梯级中的每一者)。在一些实施例中，ICV性能数据170包括关于ICV 170的最近两次尝试往复运动的信息。例如，对于每个有缺陷的ICV 162，ICV性能数据170可以包括故障时间，该故障时间指定ICV 162的最近正常往复运动与ICV 162的正常往复运动发生故障之间的持续时间，并且对于每个无缺陷的ICV 162，ICV性能数据170可以包括无故障时间，该无故障时间指定ICV 162的最近两个正常往复运动之间的持续时间。例如，如果ICV 162a成功地往复运动一天并且在七十五个月后不能正常往复运动，则有缺陷的ICV 162a的ICV性能数据170可以包括七十五个月的故障时间。作为另一实例，如果ICV 162b最近成功往复运动是在今日，并且先前成功往复运动(在今天的成功往复运动之前的最近一次成功往复运动)是在今天之前一百个月，则无缺陷的ICV 162b的ICV性能数据170可以包括一百个月的无故障时间。

在一些实施例中，根据ICV性能数据确定具有给定特征组的ICV的操作性往复频率(方框204)包括：根据ICV 162组的ICV性能数据170确定具有共同特征的ICV 162组的故障概率(P_f)。继续前面的实例，确定具有给定特征组的ICV 162的操作性往复频率可以包括：井控制系统122从监测产生ICV性能数据170的一千个ICV 162中识别出一千个ICV 162中的具有共同特征组，例如具有相同的阀类型和相同的操作温度和压力范围的一组一百个ICV162，并且根据识别出的一组一百个ICV 162的ICV性能数据170确定具有共同特征组的ICV162的操作性往复频率。

在一些实施例中，确定ICV 162组的故障概率(P_f)包括：根据ICV 162组中的有缺陷的ICV 162的故障时间和有缺陷的ICV 162的总数(D_T)确定缺陷阀累积概率分布函数(P_D(T))，缺陷阀累积概率分布函数将ICV 162组中的有缺陷的ICV 162的一部分定义为往复持续时间(T)的函数；以及根据ICV 162组中的无缺陷的ICV 162的无故障时间和无缺陷的ICV162的总数(ND_T)确定无缺陷阀累积概率分布函数(P_ND(T))，无缺陷阀累积概率分布函数将ICV 162组中的无缺陷的ICV 162的一部分定义为往复持续时间(T)的函数。图3是示出了根据一个或多个实施例的示例性结果分布图300的视图，示例性结果分布图300包括与缺陷阀累积概率分布函数(P_D(T))对应的缺陷阀累积概率分布曲线302以及与无缺陷阀累积概率分布函数(P_ND(T))对应的无缺陷阀累积概率分布曲线304。缺陷阀累积概率分布曲线302表示有缺陷的ICV 162的对于每个相应故障时间的部分。例如，对于每个故障时间，缺陷阀累积概率分布曲线302表示有缺陷的ICV 162中的具有短于或等于该故障时间的故障时间的有缺陷的ICV 162的数量除以ICV 162组中的有缺陷的ICV 162的总数(D_T)。无缺陷阀累积概率分布曲线304表示无缺陷的ICV 162的对于每个相应无缺陷时间的部分。例如，对于每个无缺陷时间，无缺陷阀累积概率分布曲线304表示无缺陷的ICV 162中的具有短于或等于该无缺陷时间的无缺陷时间的无缺陷的ICV 162的数量除以ICV 162组中的无缺陷的ICV162的总数(ND_T)。继续前面的实例并参考图3，如果一百个ICV 162中的四十个ICV 162被确定为是有缺陷的并且一百个ICV 162中的六十个ICV 162被确定为是无缺陷的，则缺陷阀累积概率分布曲线302可以指示四十个有缺陷的ICV 162中的约40％(例如约十六个有缺陷的ICV 162)具有约一百个月或更少的故障时间，并且无缺陷阀累积概率分布曲线304可以指示六十个无缺陷的ICV 162中的约20％(例如约十二个无缺陷的ICV 162)具有约五十个月或更少的无故障时间。应注意的是，所示的缺陷阀累积概率分布曲线302指示出有缺陷的ICV 162具有在约三十五个月到约一百七十五个月的范围内的故障时间，而所示的无缺陷阀累积概率分布曲线304指示出无缺陷的ICV 162具有在约四十个月到约九十五个月的范围内的无故障时间。

在一些实施例中，确定ICV 162组的故障概率(P_f)包括确定基准往复持续时间(t_ss)。在一些实施例中，基准往复持续时间(t_ss)从所识别的最小故障时间与最大无故障时间之间选取。因此，例如，基准往复持续时间(t_ss)可以在约三十五个月到约九十五个月之间。在一些实施例中，ICV 162组的故障概率(P_f)包括对于基准往复持续时间(t_ss)范围中的每个基准往复持续时间(t_ss)确定故障概率(P_f)。例如，可以针对约三十五个月到约九十五个月中的每个月确定故障概率(P_f)。

在一些实施例中，确定ICV 162组的故障概率(P_f)包括确定故障函数(F)，该故障函数定义了在短于基准往复持续时间(t_ss)的往复持续时间(T)，有故障的ICV 162的预期数量。故障函数(F)可以如下确定：

F＝P_D(T≤t_ss)×D_T (1)

在一些实施例中，确定ICV 162组的故障概率(P_f)包括确定存活-故障函数(SF)，存活-故障函数定义了在长于基准往复持续时间(t_ss)的往复持续时间(T)，有故障的ICV162的预期数量。存活-故障函数(SF)可以如下确定：

F＝P_D(T＞t_ss)×D_T (2)

在一些实施例中，确定ICV 162组的故障概率(P_f)包括确定存活-存活函数(SS)，存活-存活函数定义了在长于基准往复持续时间(t_ss)的往复持续时间(T)，无故障的ICV162存活的预期数量。存活-存活函数(SS)可以如下确定：

SS＝P_ND(T>t_ss)×ND_T (3)

在一些实施例中，确定ICV 162组的故障概率(P_f)包括根据故障函数(F)、存活-故障函数(SF)和存活-存活函数(SS)来确定ICV 162组的故障概率(P_f)。ICV的故障概率(P_f)可以如下确定：

ICV 162组的故障概率(P_f)可以定义为具有ICV 162组的给定特征组的ICV 162的故障概率。在一些实施例中，确定ICV 162组的操作性往复频率包括确定总ICV管理成本(C_MGT)。总ICV管理成本(C_MGT)可以将用于维护、修理和/或替换具有共同特征的ICV 162的估计总成本定义为不同的往复持续时间(或往复频率)的函数。在一些实施例中，确定总ICV管理成本(C_MGT)包括确定有缺陷的ICV成本(C_D)以及确定ICV维护成本(C_M)，有缺陷的ICV成本定义为修理或替换有缺陷的ICV 162的成本，并且ICV维护成本一般定义为维护ICV 162的成本或定义为维护具有共同特征组的ICV 162的成本。在一些实施例中，确定总ICV管理成本(C_MGT)包括确定如下总ICV管理成本(C_MGT)：总ICV管理成本定义为作为往复持续时间(频率的倒数)的函数的用于操作ICV 162的成本。在一些实施例中，总ICV管理成本(C_MGT)被确定为如下：

其中，R(T≤t_ss)＝1-P_f(T≤t_ss)，Z是时间单位转换因子。例如，在以月来表示t_ss的情况下，Z可以具有值12，以提供每年的总ICV管理成本(C_MGT)。

图4是示出根据一个或多个实施例的示例性决策图400的示图，该示例性决策图400包括与所确定的故障概率(P_f)对应的ICV故障概率(P_f)曲线402以及对于具有给定特征组的ICV 162的示例性总ICV管理成本(C_MGT)曲线404。ICV故障概率(P_f)曲线402指示出ICV故障可能发生在约四十八个月到约两百个月的往复持续时间范围内。也就是说，ICV故障概率(P_f)曲线402指示出如果具有给定特征组的ICV 162没有每四十八个月往复运动至少一次，则该ICV 162可以被预期为发生故障。总ICV管理成本(C_MGT)曲线404指示出在约三十七个月的往复持续时间处每年约$250的最小ICV维护成本。也就是说，总ICV管理成本(C_MGT)曲线404指示出如果ICV 162约每三十七个月进行往复运动，则用于维护具有给定特征组的ICV 162的成本预期最小达约$250。

在一些实施例中，确定ICV 162组的操作性往复频率包括将往复频率确定为使用于维护和操作具有共同特征的ICV 162的成本最小(称为“经济的”往复频率)。在该实施例中，可以选择与总ICV管理成本(C_MGT)的最小值对应的往复频率。参见图4，例如，与总ICV管理成本(C_MGT)曲线404的最小值对应的约三十七个月的往复持续时间(每三十七个月一次的频率)可以被确定作为具有共同特征的ICV 162的经济往复频率。

在一些实施例中，确定ICV 162组的操作性往复频率包括将往复频率确定为使具有共同特征的ICV 162的故障最小(称为“性能”往复频率)。在该实施例中，可以选择与所确定的故障概率(P_f)首先大于零或另一预定百分比(例如5％)的点对应的往复频率。参考图4，例如，与故障概率(P_f)曲线402首先从零增加的点对应的约四十八个月的往复持续时间(每四十八个月一次的频率)可以被确定作为具有共同特征的ICV 162的性能往复频率。

在一些实施例中，根据操作性往复频率使具有给定特征组的ICV往复运动(方框206)包括至少以操作性往复频率使具有共同特征的ICV 162往复运动。这可以包括：例如控制系统122控制ICV 162(例如，ICV 162组中的ICV 162和/或具有共同特征的其它ICV 162)以等于或大于为具有共同特征的ICV164组所确定的操作性往复频率的频率进行往复运动。例如，在操作性往复频率为三十七个月的情况下，具有共同特征(例如相同类型且具有与ICV 162组中的一百个ICV 162类似的操作条件的ICV 162)的ICV 164可以往复运动一天，然后在第一天之后三十七个月再次往复运动。这种往复运动计划可以有助于冲洗ICV 162的碎屑，以降低ICV 162故障的可能性。

在一些实施例中，方法200可以对具有不同特征组的ICV 162组执行，以产生不同的操作性往复频率，并且ICV 162可以根据与其特征组对应的操作性往复频率往复运动。例如，如果第一ICV 162a具有第一组特征并且对于具有第一组特征的ICV 162确定三十七个月的第一操作性往复频率，则控制系统122可以操作第一ICV 162a以每三十七个月或更短地往复运动。如果第二ICV 162b具有第二特征组并且为具有第二特征组的ICV 162确定五十个月的第二操作性往复频率，则控制系统122可以操作第二ICV 162a以每五十个月或更短地往复运动。

图5是示出了根据一个或多个实施例的示例计算机系统(或“系统”)1000的视图。在一些实施例中，系统1000是可编程逻辑控制器(PLC)。系统1000可以包括存储器1004、处理器1006和输入/输出(I/O)接口1008。存储器1004可以包括非易失性存储器(例如闪存、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM))、易失性存储器(例如，随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、同步动态RAM(SDRAM))和大容量存储器(例如，CD-ROM或DVD-ROM、硬盘驱动器)中的一者或多者。存储器1004可以包括存储有程序指令1010的非暂时性计算机可读存储介质。程序指令1010可以包括可以由计算机处理器(例如处理器1006)执行以引起所描述的功能操作的程序模块1012，例如关于井控制系统122和/或方法200所描述的那些操作。

处理器1006可以是能够执行程序指令的任何合适的处理器。处理器1006可以包括中央处理单元(CPU)，中央处理单元执行程序指令(例如(一个或多个)程序模块1012的程序指令)以执行所描述的算术、逻辑和输入/输出操作。处理器1006可以包括一个或多个处理器。I/O接口1008可以提供用于与例如操纵杆、计算机鼠标、键盘和显示屏(例如，用于显示图形用户界面(GUI)的电子显示器)等一个或多个I/O装置1014通信的接口。I/O装置1014可以包括一个或多个用户输入设备。I/O装置1014可以经由有线连接(例如工业以太网连接)或无线连接(例如Wi-Fi连接)连接到I/O接口1008。I/O接口1008可以提供用于与例如传感器、阀、泵、马达、其他计算机和网络等一个或多个外部装置1016通信的接口。在一些实施例中，I/O接口1008包括天线和收发器中的一者或两者。在一些实施例中，外部装置1016包括ICV阀162和/或完井单元160。

根据本说明书，本发明的各个方面的进一步修改和替代实施例对于本领域的技术人员将是显而易见的。因此，本说明书应被解释为仅是说明性的，并且是为了教导本领域的技术人员实施这些实施例的一般方式。应当理解的是，这里示出和描述的实施例的形式应当被认为是实施例的实例。元件和材料可以代替本文所说明和描述的那些，部件和过程可以颠倒或省略，并且可以独立地利用实施例的某些特征，所有这些对于受益于实施例的该描述的本领域的技术人员来说是显而易见的。在不背离如所附权利要求中描述的实施例的精神和范围的情况下，可以对本文描述的元件进行改变。本文所用的标题仅用于组织目的，而不是用于限制本说明书的范围。

应理解的是，本文描述的过程和方法是可以根据本文描述的技术采用的过程和方法的示例实施例。可以修改这些过程和方法以便于它们的实现和使用的变化。所提供的过程和方法以及操作的顺序可以改变，并且可以添加、重新排序、组合、省略、修改各种元件等。过程和方法的部分可以以软件、硬件或其组合来实现。过程和方法的部分中的一些或全部可以由这里描述的处理器/模块/应用中的一个或多个来实现。

如本发明全文所使用的那样，词语“可以”是在许可的意义上(即，意味着具有可能性)而不是在强制的意义上(即，意味着必须)使用的。词语“包括”、“包含”和“含有”表示包括但不限于。如本发明通篇所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”包括复数指代，除非内容清楚地另外指出。因此，例如，提及“一个元件”可以包括两个或更多个元件的组合。如本发明全文所使用的那样，短语“根据”不将相关联的操作限制为仅基于特定项。因此，例如，“根据”数据A的处理可以包括至少部分根据数据A和至少部分根据数据B的处理，除非内容清楚地另外指出。如本发明全文所使用的那样，术语“来自”不将关联操作限制为直接来自。因此，例如，从实体“接收”项目可以包括直接从实体或间接从实体(例如通过中间实体)接收项目。除非另外特别说明，否则如从论述中显而易见，应了解，在本说明书全文论述中，利用例如“处理”、“计算”、“运算”、“确定”等术语指代例如专用计算机或类似专用电子处理/计算装置等特定设备的动作或过程。在本说明书的上下文中，专用计算机或类似的专用电子处理/计算设备能够操纵或变换信号，该信号通常表示为专用计算机或类似的专用电子处理/计算设备的存储器、寄存器或其他信息存储设备、传输设备或显示设备内的物理、电子或磁量。