[發明專利]一種水平井分段壓裂技術施工方案優化設計方法及系統

在審

• 申請號: 202210181810.6
• 申請日: 2022-02-25
• 公開（公告）號: CN114547748A
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 周德勝;接葉楠;王海洋;嚴樂;王小香;鄒易
• 申請（專利權）人: 西安石油大學
• 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任公司 61200
• 代理人: 姚詠華

本發明公開了一種水平井分段壓裂技術施工方案優化設計方法及系統，方法包括如下過程：將需要進行優化設計的目標儲層不同施工方案的儲層基本參數分別作為已預訓練好的儲層水平井分段壓裂產量預測模型的輸入層數據，得到目標儲層壓裂之后不同施工方案的單井預設時間內的累積產氣量；將所述累積產氣量作為儲層壓裂經濟效益計算模型的輸入，得到不同施工方案下的經濟效益；篩選出單井預設時間內累計產量最高、壓裂施工成本最低以及壓裂經濟效益最高的施工方案；在施工時，各施工方案對應的裂縫參數分別作各施工方案的施工參數，實現水平井分段壓裂技術施工方案優化設計。利用本發明方案可指導現場壓裂施工可以保障非常規儲層的經濟高效開發。

技術領域

本發明涉及油氣田開發領域，特別涉及一種水平井分段壓裂技術施工方案優化設計方法及系統，用于水平井分段壓裂過程中對壓裂裂縫參數優化設計，指導油田現場水力壓裂施工設計。

背景技術

頁巖氣、致密砂巖氣等非常規油氣資源，儲量豐富、勘探前景廣闊，但由于具有低孔低滲、儲層非均質性強等特性導致其開發困難，常規勘探技術和開采手段已經不能滿足該類油氣藏的開發需求。水平井分段壓裂技術可以增加井筒與儲層的接觸面積，改善儲層滲透率，從而提高水平井產能，是推動非常規油氣儲層高效開發的關鍵技術。大量現場數據表明，裂縫數目、裂縫間距、裂縫縫長、裂縫導流能力以及水平井段長度等裂縫參數對水平井分段壓裂增產效果有著不同程度的影響，通過研究水平井壓裂裂縫參數能夠有效改善水平井分段壓裂技術的增產效果，這對非常規油氣儲層壓裂施工和經濟生產具有指導意義。然而，當前普遍的壓裂裂縫參數優化方式主要以單井產能為目標函數，這會導致目標函數隨裂縫參數線性增長而無法確定最優值，并且該方式未能綜合考慮壓裂裂縫參數與施工成本之間的關系，調整壓裂裂縫參數會大大提高開采成本，使得非常規儲層無法經濟開發。因此，如何提升水平井分段壓裂施工增產效果，建立經濟高效開發方案，是制約頁巖氣、致密砂巖氣等非常規油氣資源大規模有效開發的重大挑戰。

發明內容

為解決現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種水平井分段壓裂技術施工方案優化設計方法及系統，保障非常規油氣儲層(如頁巖儲層、致密砂巖儲層)經濟高效開發。

本發明采用的技術方案如下：

一種水平井分段壓裂技術施工方案優化設計方法，包括如下過程：

將需要進行優化設計的目標儲層不同施工方案的儲層參數和裂縫參數分別作為已預訓練好的儲層水平井分段壓裂產量預測模型的輸入層數據，計算得到目標儲層壓裂之后不同施工方案的單井預設時間內的累積產氣量，所述目標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設時間內的累積產氣量及對應裂縫參數作為儲層壓裂經濟效益計算模型的輸入，計算得到不同施工方案下的經濟效益；

根據不同施工方案下的經濟效益，篩選出單井預設時間內累計產量最高的施工方案、壓裂施工成本最低的施工方案以及壓裂經濟效益最高的施工方案；在施工時，以單井預設時間內累計產量最高的施工方案對應的裂縫參數作為該施工方案的施工參數，以單井預設時間內壓裂施工成本最低的施工方案對應的裂縫參數作為該施工方案的施工參數，以單井預設時間內壓裂經濟效益最高的施工方案對應的裂縫參數作為該施工方案的施工參數，實現水平井分段壓裂技術施工方案優化設計。

優選的：儲層水平井分段壓裂產量預測模型的訓練包括如下過程：

設定wellwhiz數值模擬軟件中的儲層參數和裂縫參數，計算得到壓裂之后單井預設時間內的累積產氣量；

將所述儲層參數和裂縫參數作為已預建立的儲層的BP神經網絡模型的輸入層參數，將所述壓裂之后單井預設時間內的累積產氣量作為已預建立的儲層的BP神經網絡模型的輸出層參數，對已預建立的儲層的BP神經網絡模型進行訓練，得到訓練好的儲層水平井分段壓裂產量預測模型。

優選的，儲層水平井分段壓裂產量預測模型訓練時：