一种页岩气压裂工程智能调度方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种页岩气压裂工程智能调度方法，根据页岩气压裂工程特点构建采集压裂工程基础数据的压裂的主要素模型以及采集水电路基建数据的压裂的保障要素模型，并预设包括压裂数量、投产井数、新建产能的压裂计划作为目标；先由压裂的主要素模型根据采集的压裂工程基础数据通过跟踪推演算法制定出压裂实施顺序，形成初版的压裂运行计划；再由压裂的保障要素模型根据采集的水电路基建数据通过动态规划算法对初版的压裂运行计划进行供需平衡判断、预设目标的可行性判断及反馈，并通过多步迭代调优不断收敛结果数据，以使迭代调优结果满足供需平衡和既定目标，最终形成具有可执行性的定版的压裂工程运行计划，从而实现压裂工程的智能调度。

【技术实现步骤摘要】
一种页岩气压裂工程智能调度方法及系统
本专利技术涉及工程智能调度
，特别涉及一种页岩气压裂工程智能调度方法及页岩气压裂工程智能调度系统。
技术介绍
随着常规油气田的开发，石油资源不断枯竭，国际社会把更多的精力投入到致密油及页岩气的开发中。页岩气勘探开发单位在产能建设阶段的主要工作是承担建设用地、钻前工程、钻井、压裂、投产的实施计划分配和过程管理的页岩气勘探开发任务；并计划未来几年将页岩气生产规模迅速扩大。随着页岩气井规模建产的进行，压裂机组的调度工作量逐年加大，压裂工程的智能调度已经成为了业务发展趋势。其中，页岩气压裂工程是包括了压裂准备、压裂调度等主业务和供水、供电、道路、集输线路等配套业务的系统工程，生产运行过程共涉及多个环节的交叉作业和协调配合，步步相关、环环相扣。但是，目前页岩气勘探开发过程中，主要采取传统的手工分配、分析、汇总方式，效率低下；而且由于经常按需手动调整，联动性较差导致出错率相对较高，同时没有形成一个完善的生产数据库，对数据报表的汇总分析带来诸多不利因素。随着业务主体产能建设不断提速，压裂工作量不断增加，如何保障数量多平台压裂工程进度的合理规划一直是困扰人们的问题。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术无法保障多平台压裂工程进度合理规划的不足，提供一种页岩气压裂工程智能调度方法，从页岩气田压裂工程的实际运行管理需要出发，通过压裂工程压裂的主要素模型计算出初版的压裂工程运行计划，同时结合水电路的压裂的保障要素模型对压裂工程运行计划进行判断及反馈，并通过不断迭代调优最终形成具有可执行性的定版的压裂工程运行计划，从而保障多平台压裂工程进度合理规划，最终实现压裂工程的智能调度。本专利技术中一种页岩气压裂工程智能调度方法采用的具体技术方案如下：一种页岩气压裂工程智能调度方法，根据页岩气压裂工程特点构建采集压裂工程基础数据的压裂的主要素模型以及采集水电路基建数据的压裂的保障要素模型，并预设包括压裂数量、投产井数、新建产能的压裂计划作为目标；先由压裂的主要素模型根据采集的压裂工程基础数据通过跟踪推演算法制定出压裂实施顺序，形成初版的压裂工程运行计划；再由压裂的保障要素模型根据采集的水电路基建数据通过动态规划算法对初版的压裂工程运行计划进行判断及反馈，判断是否存在不满足供需条件的平台以及预测是否能实现预设的目标；当存在不满足供需条件的平台或预测不能实现预设的目标时，返回到压裂的保障要素模型中对不满足供需条件的平台进行主要素和/或保障要素对应的基础数据进行修改，形成修改的压裂计划，并通过多步迭代调优不断收敛结果数据，以使迭代调优结果满足供需平衡和既定目标，最终形成具有可执行性的定版的压裂工程运行计划，从而实现压裂工程的智能调度；所述初版的压裂工程运行计划、修改的压裂工程运行计划、定版的压裂工程运行计划为不同版本的压裂工程运行计划，且压裂工程运行计划的内容包括推演的与平台号及井号相关的开始压裂准备时间、压裂开始时间、压裂结束时间、投产时间、停产时间，以及预测的压裂数量、投产井数、新建产能。所述页岩气压裂工程智能调度方法中涉及的压裂工程基础数据和水电路基建数据具体内容如下：1、所述压裂工程基础数据包括平台基本数据、井基本数据、压裂机组库数据、压裂参数；①所述平台基本数据，包括：平台号、平台名称；②所述井基本数据，包括：井号、井名称、井类型、井位置、井所属平台、井实际分组号、同组井顺序；③所述压裂机组库数据，包括：压裂机组生产能力、压裂机组数量、压裂机组编号、压裂机组状态、压裂机组维护计划；④所述压裂参数，包括：压裂准备周期、压裂周期、压裂设备同平台转移周期；2、所述水电路基建数据，包括：供水数据、供电数据、道路数据、集输线路数据；①所述供水数据，包括：临时供水点、临时和永久计划供水时间、临时和永久供水涉及的平台、临时和永久供水的平台日供水能力、供水管线名称；②所述供电数据，包括：临时供电点、临时和变电站计划供电时间、临时和永久供电涉及的平台、临时和变电站的日供电能力、供电线路名称；③所述道路数据，包括：道路基础数据、道路与平台对应关系的关联数据、道路计划投用时间、道路断点维护时间；④所述集输线路数据，包括：集输线路基础数据、集输线路与平台对应关系的关联数据、集输线路完工时间。进一步地，所述由压裂的主要素模型根据采集的压裂工程基础数据通过跟踪推演算法制定出压裂实施顺序，形成初版的压裂工程运行计划，具体是指：采集包括平台基本数据、井基本数据、压裂机组库数据、压裂参数的压裂工程基础数据，根据页岩气压裂工程业务流程建立压裂的主要素模型；然后将井基本数据中井号与压裂机组库数据中压裂机组编号按照压裂匹配规则自动匹配，进行压裂机组安排及井分组，并根据压裂的主要素模型编排压裂工程进度，形成预测压裂工程实施进度的初版的压裂工程运行计划。进一步地，所述由压裂的保障要素模型根据采集的水电路基建数据通过动态规划算法对初版的压裂工程运行计划进行判断及反馈，具体包括需求分析、基础信息维护、供应能力分析、供需平衡判断的内容。所述需求分析包括单井需求分析和平台需求分析。一、单井需求分析所述单井需求分析，通过初版的压裂工程运行计划分析出单井需水时间和量、单井需电时间和量、单井需求道路时间、单井集输线路需求时间；具体分析方法如下：从初版的压裂工程运行计划中获取开始压裂准备时间、压裂开始时间、压裂结束时间、投产时间；（1）使单井需水开始时间与压裂开始时间一致，并使单井需水结束时间与压裂结束时间一致，由单井需水开始时间和单井需水结束时间的差值计算出单井需水时间；单井日需水量采用系统的默认值或者由管理人员修改设定；（2）使单井需电开始时间与压裂开始时间一致，并使单井需电结束时间与压裂结束时间一致，由单井需电开始时间和单井需电结束时间的差值计算出单井需电时间；单井日供电负荷采用系统的默认值或者由该井对应的压裂机组功率总和计算得到或者由管理人员修改设定；（3）以压裂开始时间的前T1天作为单井入场占道开始时间，以压裂开始时间作为单井入场占道结束时间，由此以压裂开始时间的前T1天至压裂开始时间作为单井入场需求道路时间；以压裂结束时间的后T2天作为单井出场占道开始时间，以压裂开始时间的后T3天作为单井出场占道结束时间，由此以压裂结束时间的后T2天至压裂开始时间的后T3天作为单井出场需求道路时间；最终由单井入场需求道路时间和单井出场需求道路时间两段时间作为单井需求道路时间；其中，T1、T2、T3为非负整数；（4）使单井集输线路需求开始时间与投产时间一致，使单井钻前平台的需求结束时间与停产时间一致，从单井集输线路需求开始时间至单井集输线路需求结束时间为单井集输线路需求时间。二、平台需求分析所述平台需求分析，通过平台涉及的单井对应的单井需水时间和量、单井需电时间和量、单井需求道路时间、单井集输线路需求时间，计算平台需水时间和量、平台需电时间和量、平台需求道路时间、平台集输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种页岩气压裂工程智能调度方法，其特征在于：根据页岩气压裂工程特点构建采集压裂工程基础数据的压裂的主要素模型以及采集水电路基建数据的压裂的保障要素模型，并预设包括压裂数量、投产井数、新建产能的压裂计划作为目标；先由压裂的主要素模型根据采集的压裂工程基础数据通过跟踪推演算法制定出压裂实施顺序，形成初版的压裂工程运行计划；再由压裂的保障要素模型根据采集的水电路基建数据通过动态规划算法对初版的压裂工程运行计划进行判断及反馈，判断是否存在不满足供需条件的平台以及预测是否能实现预设的目标；当存在不满足供需条件的平台或预测不能实现预设的目标时，返回到压裂的保障要素模型中对不满足供需条件的平台进行主要素和/或保障要素对应的基础数据进行修改，形成修改的压裂计划，并通过多步迭代调优不断收敛结果数据，以使迭代调优结果满足供需平衡和既定目标，最终形成具有可执行性的定版的压裂工程运行计划，从而实现压裂工程的智能调度。/n

【技术特征摘要】
1.一种页岩气压裂工程智能调度方法，其特征在于：根据页岩气压裂工程特点构建采集压裂工程基础数据的压裂的主要素模型以及采集水电路基建数据的压裂的保障要素模型，并预设包括压裂数量、投产井数、新建产能的压裂计划作为目标；先由压裂的主要素模型根据采集的压裂工程基础数据通过跟踪推演算法制定出压裂实施顺序，形成初版的压裂工程运行计划；再由压裂的保障要素模型根据采集的水电路基建数据通过动态规划算法对初版的压裂工程运行计划进行判断及反馈，判断是否存在不满足供需条件的平台以及预测是否能实现预设的目标；当存在不满足供需条件的平台或预测不能实现预设的目标时，返回到压裂的保障要素模型中对不满足供需条件的平台进行主要素和/或保障要素对应的基础数据进行修改，形成修改的压裂计划，并通过多步迭代调优不断收敛结果数据，以使迭代调优结果满足供需平衡和既定目标，最终形成具有可执行性的定版的压裂工程运行计划，从而实现压裂工程的智能调度。


2.根据权利要求1所述的一种页岩气压裂工程智能调度方法，其特征在于：
所述压裂工程基础数据包括平台基本数据、井基本数据、压裂机组库数据、压裂参数；
所述平台基本数据，包括：平台号、平台名称；
所述井基本数据，包括：井号、井名称、井类型、井位置、井所属平台、井实际分组号、同组井顺序；
所述压裂机组库数据，包括：压裂机组生产能力、压裂机组数量、压裂机组编号、压裂机组状态、压裂机组维护计划；
所述压裂参数，包括：压裂准备周期、压裂周期、压裂设备同平台转移周期；
所述水电路基建数据，包括：供水数据、供电数据、道路数据、集输线路数据；
所述供水数据，包括：临时供水点、临时和永久计划供水时间、临时和永久供水涉及的平台、临时和永久供水的平台日供水能力、供水管线名称；
所述供电数据，包括：临时供电点、临时和变电站计划供电时间、临时和永久供电涉及的平台、临时和变电站的日供电能力、供电线路名称；
所述道路数据，包括：道路基础数据、道路与平台对应关系的关联数据、道路计划投用时间、道路断点维护时间；
所述集输线路数据，包括：集输线路基础数据、集输线路与平台对应关系的关联数据、集输线路完工时间。


3.根据权利要求2所述的一种页岩气压裂工程智能调度方法，其特征在于：所述由压裂的主要素模型根据采集的压裂工程基础数据通过跟踪推演算法制定出压裂实施顺序，形成初版的压裂工程运行计划，具体是指：采集包括平台基本数据、井基本数据、压裂机组库数据、压裂参数的压裂工程基础数据，根据页岩气压裂工程业务流程建立压裂的主要素模型；然后将井基本数据中井号与压裂机组库数据中压裂机组编号按照压裂匹配规则自动匹配，进行压裂机组安排及井分组，并根据压裂的主要素模型编排压裂工程进度，形成预测压裂工程实施进度的初版的压裂工程运行计划；
所述初版的压裂工程运行计划、修改的压裂工程运行计划、定版的压裂工程运行计划为不同版本的压裂工程运行计划，且压裂工程运行计划的内容包括推演的与平台号及井号相关的开始压裂准备时间、压裂开始时间、压裂结束时间、投产时间、停产时间，以及预测的压裂数量、投产井数、新建产能。


4.根据权利要求2所述的一种页岩气压裂工程智能调度方法，其特征在于：所述由压裂的保障要素模型根据采集的水电路基建数据通过动态规划算法对初版的压裂工程运行计划进行判断及反馈，具体包括需求分析、基础信息维护、供应能力分析、供需平衡判断的内容。


5.根据权利要求4所述的一种页岩气压裂工程智能调度方法，其特征在于：所述需求分析包括单井需求分析和平台需求分析；
所述单井需求分析，通过初版的压裂工程运行计划分析出单井需水时间和量、单井需电时间和量、单井需求道路时间、单井集输线路需求时间；
具体分析方法如下：
从初版的压裂工程运行计划中获取开始压裂准备时间、压裂开始时间、压裂结束时间、投产时间；
（1）使单井需水开始时间与压裂开始时间一致，并使单井需水结束时间与压裂结束时间一致，由单井需水开始时间和单井需水结束时间的差值计算出单井需水时间；单井日需水量采用系统的默认值或者由管理人员修改设定；
（2）使单井需电开始时间与压裂开始时间一致，并使单井需电结束时间与压裂结束时间一致，由单井需电开始时间和单井需电结束时间的差值计算出单井需电时间；单井日供电负荷采用系统的默认值或者由该井对应的压裂机组功率总和计算得到或者由管理人员修改设定；
（3）以压裂开始时间的前T1天作为单井入场占道开始时间，以压裂开始时间作为单井入场占道结束时间，由此以压裂开始时间的前T1天至压裂开始时间作为单井入场需求道路时间；以压裂结束时间的后T2天作为单井出场占道开始时间，以压裂开始时间的后T3天作为单井出场占道结束时间，由此以压裂结束时间的后T2天至压裂开始时间的后T3天作为单井出场需求道路时间；最终由单井入场需求道路时间和单井出场需求道路时间两段时间作为单井需求道路时间；其中，T1、T2、T3为非负整数；
（4）使单井集输线路需求开始时间与投产时间一致，使单井钻前平台的需求结束时间与停产时间一致，从单井集输线路需求开始时间至单井集输线路需求结束时间为单井集输线路需求时间。


6.根据权利要求5所述的一种页岩气压裂工程智能调度方法，其特征在于：所述平台需求分析，通过平台涉及的单井对应的单井需水时间和量、单井需电时间和量、单井需求道路时间、单井集输线路需求时间，计算平台需水时间和量、平台需电时间和量、平台需求道路时间、平台集输线路需求时间；
具体分析方法如下：
（1）以平台中时间最早的单井需水开始时间作为平台需水开始时间，以平台中时间最晚的单井需水结束时间作为平台需水结束时间，由平台需水开始时间和平台需水结束时间的差值计算出平台需水时间；以平台涉及的所有单井的单井日需水量总和作为平台日需水量；
（2）以平台中时间最早的单井需电开始时间作为平台需电开始时间，以平台中时间最晚的单井需电结束时间作为平台需电结束时间，由平台需电开始时间和平台需电结束时间的差值计算出平台需电时间；以平台涉及的所有单井的单井日供电负荷总和作为平台日供电负荷；
（3）以平台中时间最早的单井入场占道开始时间作为平台入场占道开始时间，以平台中时间最晚的单井入场占道结束时间作为平台入场占道结束时间，以平台中时间最早的单井出场占道开始时间作为平台出场占道开始时间，以平台中时间最晚的单井出场占道结束时间作为平台出场占道结束时间，再以平台入场需求道路时间和平台出场需求道路时间两段时间作为平台需求道路时间；
（4）以平台中时间最早的单井集输线路需求开始时间作为平台集输线路需求开始时间，以平台中时间最晚的单井集输线路需求结束时间作为平台集输线路需求结束时间，从平台集输线路需求开始时间至平台集输线路需求结束时间作为平台集输线路需求时间。


7.根据权利要求6所述的一种页岩气压裂工程智能调度方法，其特征在于：所述基础信息维护，主要是对供水工程、供电工程、道路建设、集输线路的基础信息进行维护；
（1）供水工程的基础信息维护，主要是维护供水管线涉及平台以及给平台的供水时间和供水量；
（2）供电工程的基础信息维护，主要是维护供电线路涉及平台以及给平台的供电时间和供电负荷；
...

【专利技术属性】
技术研发人员：何骁，吴春林，何益萍，肖坤，冉海波，徐天源，王舟洋，李超，李洪浪，陈中平，刘蔚，
申请(专利权)人：四川长宁天然气开发有限责任公司，成都川油瑞飞科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51