[發明專利]一種水平井流入控制裝置限流強度多目標優化方法

有效

• 申請號: 201811465165.0
• 申請日: 2018-12-03
• 公開（公告）號: CN109577968B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發明（設計）人: 張銳;張繼鵬;楊斌;賈宗毅;張峰;周賢海;劉斌;李娜;唐逸男;高東亮;于亞楠;王俊豪
• 申請（專利權）人: 中國石油大學（華東）
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/12;G06F30/28;E21B49/00;E21B43/00;G06F111/06;G06F113/08;G06F119/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 李琳

本公開提供了一種水平井流入控制裝置限流強度多目標優化方法，包括：建立水平井ICD完井流動耦合模型；以水平井產量和見水時間變異系數為目標函數，設定約束條件，建立ICD限流強度多目標優化模型；通過NSGA?Ⅱ算法對多目標優化模型進行求解，得到多目標優化模型的最優解集；通過Topsis法根據最優解集中的所有解到理想最優解與理想最劣解的距離進行排序，得到水平井ICD限流強度最優方案。

技術領域

本公開涉及鉆完井技術領域，尤其涉及一種水平井流入控制裝置限流強度多目標優化方法。

背景技術

近年來隨著鉆完井技術的日益發展與成熟，水平井被廣泛應用于各類油藏并取得了良好的開發效果。由于水平井在儲層中穿行距離較長，水平段儲層物性非均質、避水高度差異和水平井筒流動的跟趾效應等造成井筒各處的生產壓差和見水時間存在不同，從而導致底水過早突破以及局部大量出砂，嚴重影響水平井的產能發揮和開發綜合效益。油田現場在開發過程中廣泛采用水平井流入控制裝置(Inflow control device，ICD)完井技術來實現水平井產能最大化的同時控水控砂生產。該技術通過調節各分段ICD限流強度(噴嘴直徑與個數)，調節沿井筒方向上的生產壓差，控制油水界面均衡推進，同時使各段生產壓差小于出砂臨界生產壓差，確保儲層不出砂。但ICD是一種“被動式”的完井裝置，不可調式限流強度在下入管柱之后無法更改，可調式ICD在下入后也需隨著生產需要實時調整。因此，配置合理的ICD限流強度變得尤為重要。

目前國內外所用的ICD限流強度設計方法主要集中于提高水平井產能的單目標優化，其目標函數往往選取采收率或凈現值，優化出來的結果往往只能獲得較高的產量，而忽視了水平井控水控砂的需要。同時也未有兼顧綜合考慮控砂與控水要求的水平井ICD限流強度設計方法。

發明內容

為了解決現有技術的不足，本公開提供了一種水平井流入控制裝置限流強度多目標優化方法，該方法基于水平井ICD完井流動耦合模型，建立了以水平井均衡見水與產量最大化為目標，同時保證儲層不出砂的ICD限流強度多目標優化模型，并應用NSGA-Ⅱ算法獲得Pareto最優前沿，利用TOPSIS法優選最佳ICD限流強度布置方案，形成了綜合考慮控水控砂的水平井ICD限流強度優化方法。

名詞解釋：

NSGA-Ⅱ算法：第二代非支配排序遺傳算法；

Pareto最優前沿：Pareto最優解，也稱為帕累托效率，是多目標優化問題的一組最優解的集合，所有Pareto最優解對應的目標矢量即為Pareto最優前沿；

TOPSIS法：接近理想解排序法，又稱逼近理想解排序法。

為了實現上述目的，本公開的技術方案如下：

一種水平井流入控制裝置限流強度多目標優化方法，包括

建立水平井ICD完井流動耦合模型；

以水平井產量和見水時間變異系數為目標函數，設定約束條件，建立ICD限流強度多目標優化模型；

通過NSGA-Ⅱ算法對多目標優化模型進行求解，得到多目標優化模型的最優解集；

通過Topsis法根據最優解集中的所有解到理想最優解與理想最劣解的距離進行排序，得到水平井ICD限流強度最優方案。

進一步的，所述水平井ICD完井流動耦合模型依據水平井ICD完井的流動過程分為油藏滲流模型、ICD噴嘴的壓降模型和井筒流動壓降模型三個流動子模型，所述三個流動子模型組合后通過迭代法求解。

進一步的，所述水平井ICD限流強度多目標優化模型的建立具體包括將水平井的水平段按照出砂臨界生產壓差與見水時間相近分為若干個分段，并對每個分段安裝不同限流強度的ICD，使各分段凈生產壓差小于出砂臨界壓差，同時各分段均勻見水。