本发明专利技术公开了一种石油开采的最优钻井计划确定方法及系统，包括构建典型井产量剖面3维张量；对3维张量按照当前钻井计划中对应的权重进行多次求和，得到当前钻井计划张量对应的总产量剖面；根据在开发年限内油气田目标产量序列以及总产量剖面计算损失函数；对损失函数求导，并对可学习参数、待求解的初始钻井计划张量进行梯度下降计算，获得本轮梯度下降更新后的钻井计划张量；对更新后的钻井计划张量进行处理以得到标准化的钻井计划张量；计算本轮迭代结束标准化的钻井计划张量与待求解的初始钻井计划张量的差异；重复步骤S2～S6，迭代优化直至收敛，获得最优化钻井计划。本发明专利技术基于张量和梯度下降算法，可快速求解最优化钻井计划。井计划。井计划。
【技术实现步骤摘要】
一种石油开采的最优钻井计划确定方法及系统
[0001]本专利技术涉及石油开采
，具体涉及一种石油开采的最优钻井计划确定方法及系统。
技术介绍
[0002]在油气田开发方案编制或者调整时，需要根据未来目标油气田总产量剖面规划未来的钻井工作量。目前普遍采用的方法是根据典型井的产量递减曲线剖面，由人工进行未来钻井工作量试算，直到接近目标产量剖面曲线。在传统的油气藏方案编制中，由于油气田目标总产量剖面和递减曲线的频繁变动，钻井计划编制也需要频繁变动，这其中需要人工通过反复试算来设计钻井计划，工作量巨大，且试算过程中需依赖工程师经验，无法快速响应频繁的方案内容的变动。
技术实现思路
[0003]为了解决以上问题，本专利技术的目的在于提供了一种石油开采的最优钻井计划确定方法及系统，旨在快速求解最优化钻井计划，输出的钻井计划能够实现以最少的各类总井数最接近油气田总产量计划，可取代传统的人工通过反复试算来设计钻井计划，不依赖工程师的经验，能够稳定地且快速逼近最优解。
[0004]本专利技术的第一个目的在于提供一种石油开采的最优钻井计划确定方法，包括：
[0005]S1：构建典型井产量剖面3维张量；
[0006]S2：对S1中的3维张量按照当前钻井计划中对应的权重进行多次求和，得到当前钻井计划张量对应的总产量剖面；
[0007]S3：根据在开发年限内油气田目标产量序列以及S2中的总产量剖面计算损失函数；
[0008]S4：对损失函数求导，并对可学习参数、待求解的初始钻井计划张量进行梯度下降计算，获得本轮梯度下降更新后的钻井计划张量；
[0009]S5：对S4中更新后的钻井计划张量进行处理以得到标准化的钻井计划张量；
[0010]S6：计算本轮迭代结束标准化的钻井计划张量与S4中待求解的初始钻井计划张量的差异；
[0011]S7：重复步骤S2～S6，迭代优化直至收敛，获得最优化钻井计划。
[0012]本专利技术基于张量和梯度下降算法，在给定总钻井数量和油气田总产量剖面计划的情况下，快速求解最优化钻井计划，输出的钻井计划能够实现以最少的各类总井数最接近油气田总产量计划。本专利技术将钻井计划编制过程整合归纳为数学问题，基于最优化思想设计，可取代传统的人工通过反复试算来设计钻井计划，不依赖工程师的经验，能够稳定地且快速逼近最优解。可直接用于油气藏开发方案的设计中，能够快速响应频繁的方案内容的变动。
[0013]在一可选的实施例中，所述S1中构建典型井产量剖面3维张量的过程为：获取钻井
年限T
dl
，开发年限T
pl
，N类典型井从投产至第T
pl
月的产量剖面在开发年限内油气田目标
产量序列
{
Py}
；
[0014]将完成钻井并在第k月投产的钻井的投产产量划分为两段：自第1月到第k
‑
1月产量均为0，第k月至第T
pl
月的产量为N
i
＝1，2...，N的第1项到第T
pl
‑
k项；
[0015]根据所述划分，将所有类别钻井的产量剖面组织为大小为(N，T
pl
，T
pl
)的3维张量
[0016]本专利技术中基于钻井计划，将完成钻井并在第k月投产的钻井的投产产量划分为两段，并将所有类别钻井的产量剖面记为大小为(N，T
pl
；，T
pl
)的3维张量，从而可以将非线性计算转变为线性计算，以可以实现后续的梯度下降算法，将钻井计划编制过程整合归纳为数学问题。
[0017]在一可选的实施例中，所述S2中当前钻井计划张量对应的总产量剖面的获取过程为：
[0018]采用爱因斯坦求和约定记法，根据当前钻井计划，计算所有第N
i
类井在第m月的总产量为Squeeze(
·
)为降维函数；
[0019]获取在第m月所有井的总产量为
[0020]获取当前钻井计划张量对应的第y年的总产量剖面
[0021]y
′
＝1，2...，Y
pl
；m＝1，2...，T
pl
，Y
pl
为按年计的钻井开发年限。
[0022]本专利技术中采用爱因斯坦求和约定记法可以大大简化公式算法，以简便高效地获取当前钻井计划张量对应的总产量剖面。
[0023]在一可选的实施例中，S3中损失函数
[0024]在一可选的实施例中，S4中梯度下降计算的过程为：：以得到本轮梯度下降更新后的钻井计划张量N
i
＝1，2...N，k＝1，2...，T
dl
，T
dl
为钻井年限。
[0025]在一可选的实施例中，S5中标准化的钻井计划张量为正整数且小于等于钻井数量上限所述标准化的钻井计划张量作为本轮迭代的结束钻井计划张量。
[0026]在一可选的实施例中，S5中将更新后的钻井计划张量沿着钻井投产月求和
即得到各类别的总钻井数
[0027]计算并将其作为本轮迭代的结束钻井计划张量；
[0028]round(
·
)为采用四舍五入的取整函数，clamp(
·
)为截断函数，将小于0的值赋为0。
[0029]在一可选的实施例中，步骤S6中的差异
[0030]T
dl
为钻井年限，为待求解的初始钻井计划张量。
[0031]在一可选的实施例中，S7中重复步骤S2～S6，迭代优化直至小于等于0.5，最终得到的即为最优化钻井计划。
[0032]本专利技术的第二个目的在于提供一种石油开采的最优钻井计划确定系统，包括：
[0033]产量剖面3维张量构建模块，用于构建典型井产量剖面3维张量；
[0034]求和处理模块，用于对3维张量按照当前钻井计划中对应的权重进行多次求和，以得到当前钻井计划张量对应的总产量剖面；
[0035]损失函数获取模块，用于根据在开发年限内油气田目标产量序列以及当前钻井计划张量对应的总产量剖面计算得到损失函数；
[0036]求导模块，用于对损失函数进行求导计算；
[0037]梯度下降计算模块，用于对学习参数、待求解的初始钻井计划张量进行梯度下降计算，以获得本轮梯度下降更新后的钻井计划张量；
[0038]标准化数据处理模块，用于对更新后的钻井计划张量进行标准化处理以得到标准化的钻井计划张量，所述标准化的钻井计划张量为正整数且小于等于钻井数量上限；
[0039]差异计算模块，用于计算本轮迭代结束标准化的钻井计划张量与待求解的初始钻井计划张量的差异；
[0040]迭代模块，用于进行迭代处理直至收敛以获得最优化钻井计划。
[0041]本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0042]本专利技术基于本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种石油开采的最优钻井计划确定方法，其特征在于，包括：S1：构建典型井产量剖面3维张量；S2：对S1中的3维张量按照当前钻井计划中对应的权重进行多次求和，得到当前钻井计划张量对应的总产量剖面；S3：根据在开发年限内油气田目标产量序列以及S2中的总产量剖面计算损失函数；S4：对损失函数求导，并对可学习参数、待求解的初始钻井计划张量进行梯度下降计算，获得本轮梯度下降更新后的钻井计划张量；S5：对S4中更新后的钻井计划张量进行处理以得到标准化的钻井计划张量；S6：计算本轮迭代结束标准化的钻井计划张量与S4中待求解的初始钻井计划张量的差异；S7：重复步骤S2～S6，迭代优化直至收敛，获得最优化钻井计划。2.根据权利要求1所述的一种石油开采的最优钻井计划确定方法，其特征在于，所述S1中构建典型井产量剖面3维张量的过程为：获取钻井年限T
dl
，开发年限T
pl
，N类典型井从投产至第T
pl
月的产量剖面在开发年限内油气田目标产量序列{P
j
}；将完成钻井并在第k月投产的钻井的投产产量划分为两段：自第1月到第k
‑
1月产量均为0，第k月至第T
pl
月的产量为N
i
＝1，2...，N的第1项到第T
pl
‑
k项；根据所述划分，将所有类别钻井的产量剖面组织为(N，T
pl
，T
pl
)的3维张量3.根据权利要求2所述的一种石油开采的最优钻井计划确定方法，其特征在于，所述S2中当前钻井计划张量对应的总产量剖面的获取过程为：采用爱因斯坦求和约定记法，根据当前钻井计划，计算所有第N
i
类井在第m月的总产量为Squeeze(
·
)为降维函数；获取在第m月所有井的总产量为获取当前钻井计划张量对应的第y年的总产量剖面Y
pl
为按年计的钻井开发年限。4.根据权利要求3所述的一种石油开采的最优钻井计划确定方法，其特征在于，S3中损失函数5.根据权利要求1所述的...
【专利技术属性】
技术研发人员：王贺华，邓睿，张亮，欧阳静芸，康博，米中荣，蒋利平，梁力文，武新民，张文中，李鑫，巫聪，王键，汪伟光，
申请(专利权)人：成都北方石油勘探开发技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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