[發(fā)明專利]一種水平井分段壓裂技術(shù)施工方案優(yōu)化設(shè)計方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210181810.6
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114547748A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周德勝;接葉楠;王海洋;嚴(yán)樂;王小香;鄒易
• 申請（專利權(quán)）人: 西安石油大學(xué)
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/27;E21B43/26;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

1.一種水平井分段壓裂技術(shù)施工方案優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于，包括如下過程：

將需要進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)儲層不同施工方案的儲層參數(shù)和裂縫參數(shù)分別作為已預(yù)訓(xùn)練好的儲層水平井分段壓裂產(chǎn)量預(yù)測模型的輸入層數(shù)據(jù)，計算得到目標(biāo)儲層壓裂之后不同施工方案的單井預(yù)設(shè)時間內(nèi)的累積產(chǎn)氣量，所述目標(biāo)儲層為包括頁巖儲層或致密砂巖儲層；

將所述不同施工方案的單井預(yù)設(shè)時間內(nèi)的累積產(chǎn)氣量及對應(yīng)裂縫參數(shù)作為儲層壓裂經(jīng)濟(jì)效益計算模型的輸入，計算得到不同施工方案下的經(jīng)濟(jì)效益；

根據(jù)不同施工方案下的經(jīng)濟(jì)效益，篩選出單井預(yù)設(shè)時間內(nèi)累計產(chǎn)量最高的施工方案、壓裂施工成本最低的施工方案以及壓裂經(jīng)濟(jì)效益最高的施工方案；在施工時，以單井預(yù)設(shè)時間內(nèi)累計產(chǎn)量最高的施工方案對應(yīng)的裂縫參數(shù)作為該施工方案的施工參數(shù)，以單井預(yù)設(shè)時間內(nèi)壓裂施工成本最低的施工方案對應(yīng)的裂縫參數(shù)作為該施工方案的施工參數(shù)，以單井預(yù)設(shè)時間內(nèi)壓裂經(jīng)濟(jì)效益最高的施工方案對應(yīng)的裂縫參數(shù)作為該施工方案的施工參數(shù)，實現(xiàn)水平井分段壓裂技術(shù)施工方案優(yōu)化設(shè)計。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水平井分段壓裂技術(shù)施工方案優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：

儲層水平井分段壓裂產(chǎn)量預(yù)測模型的訓(xùn)練包括如下過程：

設(shè)定wellwhiz數(shù)值模擬軟件中的儲層參數(shù)和裂縫參數(shù)，計算得到壓裂之后單井預(yù)設(shè)時間內(nèi)的累積產(chǎn)氣量；

將所述儲層參數(shù)和裂縫參數(shù)作為已預(yù)建立的儲層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層參數(shù)，將所述壓裂之后單井預(yù)設(shè)時間內(nèi)的累積產(chǎn)氣量作為已預(yù)建立的儲層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出層參數(shù)，對已預(yù)建立的儲層的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的儲層水平井分段壓裂產(chǎn)量預(yù)測模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水平井分段壓裂技術(shù)施工方案優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于，儲層水平井分段壓裂產(chǎn)量預(yù)測模型訓(xùn)練時：

對于頁巖儲層，學(xué)習(xí)參數(shù)設(shè)置范圍為：學(xué)習(xí)速率0.03～0.06；期望誤差0.01～0.05；迭代步長4000～8000；隱含層節(jié)點數(shù)5～14；

利用MATLAB函數(shù)traingda作為訓(xùn)練函數(shù)；在訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)中隨機(jī)選擇若干組數(shù)據(jù)作為檢驗樣本，其余數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本；利用MATLAB函數(shù)corrcoef檢驗樣本的預(yù)測結(jié)果與真實結(jié)果的相似度，通過調(diào)整學(xué)習(xí)參數(shù)以提高相似度，當(dāng)相似度不小于0.97時模型滿足精度要求，得到訓(xùn)練好的儲層水平井分段壓裂產(chǎn)量預(yù)測模型。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種水平井分段壓裂技術(shù)施工方案優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于，儲層水平井分段壓裂產(chǎn)量預(yù)測模型訓(xùn)練時：

對于致密砂巖儲層，學(xué)習(xí)參數(shù)設(shè)置范圍為：學(xué)習(xí)速率0.01～0.05；期望誤差0.01～0.03；迭代步長3000～5000；隱含層節(jié)點數(shù)10～15；

利用MATLAB函數(shù)trainlm作為訓(xùn)練函數(shù)，在訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)中隨機(jī)選擇若干組數(shù)據(jù)作為檢驗樣本，其余數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本；利用MATLAB函數(shù)corrcoef檢驗樣本的預(yù)測結(jié)果與真實結(jié)果的相似度，通過調(diào)整學(xué)習(xí)參數(shù)以提高相似度，當(dāng)相似度不小于0.98時模型滿足精度要求。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水平井分段壓裂技術(shù)施工方案優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于：

所述儲層參數(shù)包括地層壓力、目的層有效厚度、氣藏深度、孔隙度、滲透率以及含氣飽和度；

所述裂縫參數(shù)包括裂縫數(shù)目、裂縫半縫長、裂縫間距、裂縫導(dǎo)流能力和水平井段長度。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水平井分段壓裂技術(shù)施工方案優(yōu)化設(shè)計方法，其特征在于，對于頁巖儲層，地層壓力范圍為25MPa～55MPa，目的層有效厚度范圍為18m～42m，氣藏深度范圍為600m～3300m，孔隙度范圍為1.2％～8.5％，滲透率范圍為0.0001mD～1mD，含氣飽和度范圍為11％～58％，裂縫數(shù)目范圍為6條～17條，裂縫半縫長范圍為80m～160m，裂縫間距范圍為60m～140m，裂縫導(dǎo)流能力范圍為5μm²cm～30μm²cm，水平井段長度范圍為800m～2000m。