一种压裂施工参数和工作制度参数优化方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种压裂施工参数和工作制度参数优化方法及系统，属于石油开发技术领域，方法包括：构建数据集；利用数据集对深度卷积

【技术实现步骤摘要】
一种压裂施工参数和工作制度参数优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及石油开发
，特别是涉及一种压裂施工参数和工作制度参数优化方法及系统。

技术介绍

[0002]致密油和页岩油等非常规油气对保障中国石油产量稳定增长、降低原油对外依存度具有重要意义。体积压裂技术是实现非常规油气高效开发的基础。该技术主要包括压裂和开采两个过程：首先向储层中泵入高压液体，形成人工裂缝网络，为原油从基质孔隙流向井筒提供高速流动通道（“压裂”过程）；然后，设置生产工作制度参数，使井筒和裂缝网络之间产生压力差，原油经人工裂缝网络流入井筒并采出，从而获得经济效益（“开采”过程）。因此，合理的压裂施工参数和工作制度参数对提高非常规油气采收率至关重要。
[0003]目前的压裂和工作制度优化方法主要包括两种：一种是针对压裂过程，从裂缝扩展的角度出发，追求裂缝均一扩展或储层改造体积最大化，但该方法不能直接评价压裂井的产能，因此，常会造成过度投入难以保证最优开采效果和最佳经济效益；另一种是针对开采过程，假设裂缝为平面双翼形态并基于油藏数值模拟方法优化水力裂缝的半缝长、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种压裂施工参数和工作制度参数优化方法，其特征在于，包括：构建数据集；所述数据集包括地质参数、压裂施工参数、工作制度参数以及与所述地质参数、所述压裂施工参数以及所述工作制度参数对应的生产动态、油藏压力场和饱和度场；所述地质参数包括孔隙度分布、渗透率分布、初始含油饱和度分布、储层有效厚度分布、相对渗透率曲线、毛管力曲线、油气水粘度、油气水压缩系数、岩石杨氏模量、岩石泊松比、Biot系数、最大主应力的方向和大小、最小主应力的方向和大小、天然裂缝的走向、密度、长度和破裂强度，层理缝的密度、倾角和破裂强度、流体组分和高压物性数据；所述压裂施工参数包括井的位置、水平井段长度、簇间距、段间距、射孔位置、射孔方位角、压裂液排量、压裂液泵入时间、压裂液类型、支撑剂类型和用量；所述工作制度参数为油嘴大小、井底流压、产液量或者产油量；利用所述数据集对深度卷积
‑
长短期记忆神经网络模型进行训练，得到训练好的深度卷积
‑
长短期记忆神经网络模型；构建压裂施工参数和工作制度参数的优化数学模型；利用所述训练好的深度卷积
‑
长短期记忆神经网络模型对不同压裂施工参数和工作制度参数组合下的生产动态、油藏压力场和饱和度场进行预测，确定任一压裂施工参数和工作制度参数组合下的生产动态、油藏压力场和饱和度场；根据任一所述压裂施工参数和工作制度参数组合下的生产动态、油藏压力场和饱和度场，利用智能优化算法对所述优化数学模型进行求解，得到最优的压裂施工参数和工作制度参数组合。2.根据权利要求1所述的压裂施工参数和工作制度参数优化方法，其特征在于，所述构建数据集，具体包括：获取目标储层的地质参数范围、压裂施工参数范围和工作制度参数范围；根据所述地质参数范围利用地质统计学方法生成多个地质参数；根据所述压裂施工参数范围利用随机抽样方法生成多个压裂施工参数；根据所述工作制度参数范围利用随机抽样方法生成多个工作制度参数；将多个所述地质参数、多个所述压裂施工参数以及多个所述工作制度参数组合成多个数值模拟方案；根据所述数值模拟方案，构建数值模拟模型，得到多个数值模拟模型；利用压裂生产一体化数值模拟方法对多个所述数值模拟模型进行计算，得到多个数值模拟结果；所述数值模拟结果包括压裂后的生产动态、压裂生产后的油藏压力场和压裂生产后的饱和度场；将每个所述数值模拟结果作为输出数据，将每个所述数值模拟结果对应的地质参数、压裂施工参数和工作制度参数作为输入数据，构建数据集。3.根据权利要求2所述的压裂施工参数和工作制度参数优化方法，其特征在于，所述利用所述数据集对深度卷积
‑
长短期记忆神经网络模型进行训练，得到训练好的深度卷积
‑
长短期记忆神经网络模型，具体包括：以所述数据集中的地质参数、压裂施工参数和工作制度参数为输入，利用所述深度卷积
‑
长短期记忆神经网络模型对生产动态、油藏压力场和饱和度场进行预测，得到预测的生产动态、预测的油藏压力场和预测的饱和度场；
根据所述预测的生产动态、所述预测的油藏压力场和所述预测的饱和度场以及所述压裂后的生产动态、所述压裂生产后的油藏压力场和所述压裂生产后的饱和度场，计算所述深度卷积
‑
长短期记忆神经网络模型的损失函数；根据所述损失函数对所述深度卷积
‑
长短期记忆神经网络模型的参数进行调整，得到训练好的深度卷积
‑
长短期记忆神经网络模型。4.根据权利要求1所述的压裂施工参数和工作制度参数优化方法，其特征在于，所述构建压裂施工参数和工作制度参数的优化数学模型，具体包括：以经济净现值和储层动用程度最大化为优化目标，以压裂施工参数和工作制度为优化变量，建立压裂施工参数和工作制度参数的优化数学模型，所述优化数学模型为：变量，建立压裂施工参数和工作制度参数的优化数学模型，所述优化数学模型为：变量，建立压裂施工参数和工作制度参数的优化数学模型，所述优化数学模型为：；其中，u为优化变量所构成的参数组合；u*表示最优的压裂施工参数和工作制度参数组合；u
m
表示第m组优化变量，u0表示理想参数组合；U表示优化变量可供选择的空间；w1和w2为权重系数，且w1与w2之和等于1；J(u
m
，u0)表示采用第m组压裂施工参数和工作制度组合u
m
所获得的经济净现值与采用理想参数组合u0所获得的经济净现值之比；N
t
表示总的时间步数；n表示第n个时间步；
∆
t
n
表示第n个时间步的步长，天；b表示年利率；N
stage
表示总的压裂级数；j表示第j级裂缝；r
o
表示原油价格；S(Ω(gradP(u
m
)>λ)表示控制区域内压力梯度大于启动压力梯度λ的区域；S
well
表示控制面积；P
i
表示原始地层压力；ΔP(Ω(gradP(u
m
)>λ))表示区域Ω(gradP(u
m
)>λ)内的平均压降；r
g
表示天然气价格；表示第j级裂缝在第n时间步的平均日产油量；表示第j级裂缝在第n时间步的平均日产气量；r
w
表示产出水的处理成本；表示第j级裂缝在第n时间步的平均日产水量；r
wi
表示注入水的成本；表示第j级裂缝在第n时间步的平均日注水量；E(u
m
)表示采用第m组压裂施工参数和工作制度参数组合u
m
所对应的储层动用程度。5.根据权利要求4所述的压裂施工参数和工作制度参数优化方法，其特征在于，所述构建压裂施工参数和工作制度参数的优化数学模型，还包括：构建压裂施工参数和工作制度参数优化的约束条件；
所述约束条件为；其中，q
j
表示注入第j级裂缝的压裂液量，Q
w
为压裂液注入总量，表示第i个优化变量的最小值，表示第i个优化变量的最大值。6.一种压裂施工参数和工作制度参数优化系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：王森，徐世乾，冯其红，李航宇，王潇，杨雨萱，杨富康，
申请(专利权)人：西南石油大学，
类型：发明
国别省市：