一种压裂水平井井网分布的优化方法、介质、终端和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种压裂水平井井网分布的优化方法、介质、终端和装置，首先建立压裂水平井单井数值模型，以经济净现值为目标函数，通过程序自动修改数值模拟器内部文件，并采用预设算法自动优化压裂水平井单井优化参数；在此基础上采用Onwuna l u井网优化方法建立压裂水平井井网不相交约束优化模型，同步优化井网形式、布井数目、水平井倾角和长度、射孔位置及裂缝属性等参数，得到与地质情况相匹配的最优压裂水平井井网分布，并将其应用到典型非均质气藏，大幅提高了气藏开发效率和经济效益。

An optimization method, medium, terminal and device for well pattern distribution of fractured horizontal wells

【技术实现步骤摘要】
一种压裂水平井井网分布的优化方法、介质、终端和装置
本专利技术涉及油气藏生产方法，尤其涉及一种压裂水平井井网分布的优化方法、介质、终端和装置。
技术介绍
常规天然气资源经过长期开采已逐步枯竭，致密油气、页岩气、煤层气和天然气水合物等非常规油气资源成为增储上产的重要组成部分。近年来我国多个地区非常规气藏开发实践证明，压裂水平井是非常规气藏有效开采的主要技术。准确高效获取最优裂缝参数和井网部署能为油气田决策者提供关键性帮助。常规油气藏水平井压裂开发时主要采用人工方案设计结合数值模拟等方法进行压裂优化设计，但是采用人工方案结合数值模拟等手段不能准确得到全局最优参数、井网与缝网参数不能同步优化，同时人工方案设计耗时耗力，无法实现对油气藏开发的实时优化。现有技术将智能优化技术引入到水平井压裂开发应用中，得到了比正交试验法优化更准确灵活的结果。比如一个技术方案以经济净现值最大化为优化目标，先优化导流能力、间距、半缝长三个单井裂缝，再建立三个算子优化井网参数，在不降低优化结果准确性的基础上提高了寻优效率。另一技术方案提出一种基于EDFM与智能算法相结合的框架来优化压裂水平井参数，并将该框架应用到实际油藏中，获得了比LGR方法更高的净现值。压裂水平井井网参数智能优化技术可以高效准确的进行压裂优化设计，但是现有技术主要侧重于基于固定井网形式进行裂缝参数优化，不能根据地质条件自动优化压裂水平井井网分布及布井数目。
技术实现思路
本专利技术提供了一种压裂水平井井网分布的优化方法、介质、终端和装置，解决了以上所述的技术问题。本专利技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种压裂水平井井网分布的优化方法，包括以下步骤：步骤1，采用初始单井参数值在数值模拟器中建立压裂水平井对应的单井数值模型，所述初始单井参数值包括水平井中心位置、水平井长度、水平井倾角、裂缝条数、裂缝与水平井夹角以及裂缝导流能力；步骤2，采用初始井网参数值构建覆盖整个气藏区域的井网布局，并在井网布局的各井点建立所述单井数值模型，形成井网数值模型，所述初始井网参数值包括井距变化量、排距变化量、横向平移距离、纵向平移距离、井网单元旋转角和井网单元剪切角；步骤3，以经济净现值为目标函数，采用预设算法同时对所述单井数值模型的单井参数值和所述井网数值模型的井网参数值进行优化，直到满足预设收敛条件时输出最优单井参数值和最优井网参数值对应的最优压裂水平井井网分布。进一步，所述步骤1具体包括以下步骤：S101，通过几何关系将所述初始单井参数值转换为关键点坐标，所述关键点坐标包括射孔点坐标和射孔点对应裂缝的两顶点坐标；S102，根据所述关键点坐标确定每条裂缝与数值模拟器中网格之间的几何相交关系，并基于局部网格加密方法对不同角度的裂缝进行表征，以将每条裂缝匹配给数值模拟器中对应网格；S103，根据关键点坐标和裂缝表征结果在数值模拟器中建立所述压裂水平井的单井数值模型。进一步，所述步骤2具体包括以下步骤：S201，采用初始井网参数值构建四点基础井网单元；S202，确定井网参数的边界，在边界范围内对所述四点基础井网单元进行缩放、平移、旋转和剪切变换，将所述四点基础井网单元形变拓展到整个气藏区域形成井网布局；S203，获取所述井网布局中各井点的坐标，将各井点的坐标替换为所述单井数值模型中水平井中心位置坐标，即在井网布局的各井点建立所述单井数值模型，形成井网数值模型。进一步，所述步骤2还包括约束优化步骤，所述约束优化步骤具体为：S2041，建立用于表示压裂水平井最小控制面积的平行四边形CDEF和平行四边形HIJK，所述平行四边形CDEF的中心点为A，所述平行四边形HIJK的中心点为B；S2042，将所述平行四边形CDEF的宽和高均增大两倍，扩展为平行四边形C′D′E′F′，且将平行四边形HIJK缩小为点B；S2043，由两点法生成直线AB、直线C′D′和直线D′E′的表达式，并求得直线AB和直线C′D′的交点M以及直线AB和直线D′E′的交点N；S2044，计算线段AM和线段AN的长度，并将线段AM和线段AN的较小值设定为MINa；S2045，比较井距变化量a’和MINa的大小，若井距变化量a’<MINa，则将MINa赋值于井距变化量a’，否则井距变化量a’保持不变，从而生成井距变化量a’的约束条件，以使形成井网布局时两口井之间不会交叉或者两口井的裂缝不会交叉。本专利技术实施例的第二方面提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现以上所述压裂水平井井网分布的优化方法。本专利技术实施例的第三方面提供了一种压裂水平井井网分布的优化终端，包括所述的计算机可读存储介质和处理器，所述处理器执行所述计算机可读存储介质上的计算机程序时实现以上所述压裂水平井井网分布的优化方法的步骤。本专利技术实施例的第四方面提供了一种压裂水平井井网分布的优化装置，包括单井模型建立模块、井网模型建立模块和优化模块，所述单井模型建立模块用于采用初始单井参数值在数值模拟器中建立压裂水平井对应的单井数值模型，所述初始单井参数值包括水平井中心位置、水平井长度、水平井倾角、裂缝条数、裂缝与水平井夹角以及裂缝导流能力；所述井网模型建立模块用于采用初始井网参数值构建覆盖整个气藏区域的井网布局，并在井网布局的各井点建立所述单井数值模型，形成井网数值模型，所述初始井网参数值包括井距变化量、排距变化量、横向平移距离、纵向平移距离、井网单元旋转角和井网单元剪切角；所述优化模块用于以经济净现值为目标函数，采用预设算法同时对所述单井数值模型的单井参数值和所述井网数值模型的井网参数值进行优化，直到满足预设收敛条件时输出最优单井参数值和最优井网参数值对应的最优压裂水平井井网分布。进一步，所述单井模型建立模块具体包括：坐标转换单元，用于通过几何关系将所述初始单井参数值转换为关键点坐标，所述关键点坐标包括射孔点坐标和射孔点对应裂缝的两顶点坐标；裂缝表征单元，用于根据所述关键点坐标确定每条裂缝与数值模拟器中网格之间的几何相交关系，并基于局部网格加密方法对不同角度的裂缝进行表征，以将每条裂缝匹配给数值模拟器中对应网格；第一模型建立单元，用于根据关键点坐标和裂缝表征结果在数值模拟器中建立所述压裂水平井的单井数值模型。进一步，所述井网模型建立模块具体包括：基础井网构建单元，用于采用初始井网参数值构建四点基础井网单元；拓展单元，用于确定井网参数的边界，在边界范围内对所述四点基础井网单元进行缩放、平移、旋转和剪切变换，将所述四点基础井网单元形变拓展到整个气藏区域形成井网布局；第二模型建立单元，用于获取所述井网布局中各井点的坐标，将各井点的坐标替换为所述单井数值模型中水平井中心位置坐标，即在井网布局的各井点建立所述单井数值模型，形成井网数值模型。进一步，所述井网模型建立模块还包括约束优化单元，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压裂水平井井网分布的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，采用初始单井参数值在数值模拟器中建立压裂水平井对应的单井数值模型，所述初始单井参数值包括水平井中心位置、水平井长度、水平井倾角、裂缝条数、裂缝与水平井夹角以及裂缝导流能力；/n步骤2，采用初始井网参数值构建覆盖整个气藏区域的井网布局，并在井网布局的各井点建立所述单井数值模型，形成井网数值模型，所述初始井网参数值包括井距变化量、排距变化量、横向平移距离、纵向平移距离、井网单元旋转角和井网单元剪切角；/n步骤3，以经济净现值为目标函数，采用预设算法同时对所述单井数值模型的单井参数值和所述井网数值模型的井网参数值进行优化，直到满足预设收敛条件时输出最优单井参数值和最优井网参数值对应的最优压裂水平井井网分布。/n

【技术特征摘要】
1.一种压裂水平井井网分布的优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，采用初始单井参数值在数值模拟器中建立压裂水平井对应的单井数值模型，所述初始单井参数值包括水平井中心位置、水平井长度、水平井倾角、裂缝条数、裂缝与水平井夹角以及裂缝导流能力；
步骤2，采用初始井网参数值构建覆盖整个气藏区域的井网布局，并在井网布局的各井点建立所述单井数值模型，形成井网数值模型，所述初始井网参数值包括井距变化量、排距变化量、横向平移距离、纵向平移距离、井网单元旋转角和井网单元剪切角；
步骤3，以经济净现值为目标函数，采用预设算法同时对所述单井数值模型的单井参数值和所述井网数值模型的井网参数值进行优化，直到满足预设收敛条件时输出最优单井参数值和最优井网参数值对应的最优压裂水平井井网分布。


2.根据权利要求1所述压裂水平井井网分布的优化方法，其特征在于，所述步骤1具体包括以下步骤：
S101，通过几何关系将所述初始单井参数值转换为关键点坐标，所述关键点坐标包括射孔点坐标和射孔点对应裂缝的两顶点坐标；
S102，根据所述关键点坐标确定每条裂缝与数值模拟器中网格之间的几何相交关系，并基于局部网格加密方法对不同角度的裂缝进行表征，以将每条裂缝匹配给数值模拟器中对应网格；
S103，根据关键点坐标和裂缝表征结果在数值模拟器中建立所述压裂水平井的单井数值模型。


3.根据权利要求1或2所述压裂水平井井网分布的优化方法，其特征在于，所述步骤2具体包括以下步骤：
S201，采用初始井网参数值构建四点基础井网单元；
S202，确定井网参数的边界，在边界范围内对所述四点基础井网单元进行缩放、平移、旋转和剪切变换，将所述四点基础井网单元形变拓展到整个气藏区域形成井网布局；
S203，获取所述井网布局中各井点的坐标，将各井点的坐标替换为所述单井数值模型中水平井中心位置坐标，即在井网布局的各井点建立所述单井数值模型，形成井网数值模型。


4.根据权利要求3所述压裂水平井井网分布的优化方法，其特征在于，所述步骤2还包括约束优化步骤，所述约束优化步骤具体为：
S2041，建立用于表示压裂水平井最小控制面积的平行四边形CDEF和平行四边形HIJK，所述平行四边形CDEF的中心点为A，所述平行四边形HIJK的中心点为B；
S2042，将所述平行四边形CDEF的宽和高均增大两倍，扩展为平行四边形C′D′E′F′，且将平行四边形HIJK缩小为点B；
S2043，由两点法生成直线AB、直线C′D′和直线D′E′的表达式，并求得直线AB和直线C′D′的交点M以及直线AB和直线D′E′的交点N；
S2044，计算线段AM和线段AN的长度，并将线段AM和线段AN的较小值设定为MINa；
S2045，比较井距变化量a’和MINa的大小，若井距变化量a’<MINa，则将MINa赋值于井距变化量a’，否则井距变化量a’保持不变，从而生成井距变化量a’的约束条件，以使形成井网布局时两口井之间不会交叉或者两口井的裂缝不会交叉。


5.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1-4任一项所述压裂水平井井网分布的优化方法。


6.一种压裂水平井井网分布的优化终端，其特征在于，包括权利要求5所述的计算机可读存储介质和处理器，所述处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵辉，盛广龙，周玉辉，马嘉令，刘伟，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42