【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及石油天然气领域，特别涉及一种地下储气库地层压力确定方法、系统、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、储气库用于储存天然气等战略性能源，能够解决季节性用气不均衡等难题。储气库运行过程伴随着注采井的注气过程和采气过程的往复循环，地下储气库发挥季节性消费和应急调峰作用，是防止能源供应意外中断下的安全措施。鉴于储气库运行涉及到往复式的天然气注入和采出过程，对地层压力的确定可提高储气库运行的安全性和实用性。
2、专利技术人经调查发现，现有技术中确定地层压力的对象通常是天然油气藏，对于已转化为储气储层的地下储气库尚未涉及。天然油气藏是从可开采的自然资源中生产石油和天然气的地下地质构造，地下储气库是地下地质构造被转换为天然气储存设施，相对于天然油气藏的衰竭式开采，地下储气库注采运行具有明显的周期性，地层压力变化亦具有周期性特点。
3、中国专利申请cn112112639a公开了一种凝析气藏循环注气条件下地层压力确定方法及系统，地层压力确定包括以下步骤：1)获取凝析气藏地质特征参数及开发动态数据；2)根据凝析气藏地质特征参数、开发动态数据与地层压力的对应关系得到实时的地层压力。该方法能够准确确定地层压力，实时监控凝析气开采过程中凝析气藏的地层压力，避免大量的凝析气析出为凝析油后损失在地层中。但是该现有技术涉及的是天然气油气藏，并不适用本专利技术的地下储气库地层压力确定。
4、因此，亟需一种地下储气库地层压力确定方法，使其适应地下储气库注采井往复循环的注气和采气过程。
5、公开于该
技术介绍
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种地下储气库地层压力确定方法，通过dtw算法度量注采井井底流压时间序列与地层压力时间序列相似度，选取相似度最高的注采井，通过构建注采井井底流压、注采指数时间序列预测模型，可确定下一周期地下储气库注采运行的地层压力，评价下一周期注采计划的合理性。
2、为实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了一种地下储气库地层压力确定方法，包括如下步骤：a、获取并处理储气库历史生产动态数据，该历史数据包括注、采气基础数据，井底流压以及地层压力；b、度量注采井井底流压时间序列和地层压力时间序列相似度，选取与地层压力时间序列相似度最高的注采井，计算该注采井的注采指数；c、构建注采井井底流压、注采指数时间序列预测模型，并利用历史数据以及计算出的注采指数进行模型训练；d、通过下一周期注采井的计划注、采气基础数据，预测注采井下一注采周期的井底流压、注采指数；e、依据同一时刻井底流压、注采指数预测值以及计划注气量或采气量计算该时刻的地层压力，确定下一周期地下储气库注采运行的地层压力。
3、进一步，上述技术方案中，步骤a中的注、采气基础数据可包括：注气量、采气量、注气时长以及采气时长；历史数据的处理可以为经过归一化处理将数值映射至[0-1]之间。
4、进一步，上述技术方案中，步骤b中的注采井井底流压时间序列和地层压力时间序列相似度可以通过dtw算法进行度量。
5、进一步，上述技术方案中，步骤b中的相似度的度量可具体包括：b1、设注采井井底流压时间序列数据集为y＝(y1，y2，…，yl)；地层压力时间序列为pe＝(p1，p2，…，pi，…，pm)；任意单井井底流压时间序列为pwf＝(y1，y2，…，yj，…，yn)且取自所述数据集y；其中，l为注采井数量，m、n为时间序列维度；b2、通过dtw算法构建距离矩阵、计算累计距离并获取最优规整路径对应的最短距离dtw(pe，pwf)，通过度量井底流压时间序列数据集y中每一单井井底流压时间序列pwf与地层压力时间序列pe的相似度，获取最短距离数据集。
6、进一步，上述技术方案中，步骤b2可具体包括：b21、构建距离矩阵dm×n，矩阵中元素(i，j)为点pi与点yj之间的距离，元素(i，j)的计算方法为：d(pi，yj)＝(pi-yj)2；b22、计算累计距离γ(i，j)，γ(i，j)表示在距离矩阵dm×n中从(0,0)到(i,j)路径上局部距离的累计距离，累计距离γ(i，j)计算方法为：
7、
8、b23、获取最优规整路径对应的最短距离dtw(pe，pwf)＝min{γ(m，n)}；b24、重复步骤b21至b23，度量井底流压时间序列数据集y中每一单井井底流压时间序列pwf与地层压力时间序列pe的相似度，获取最短距离数据集。
9、进一步，上述技术方案中，步骤b中的选取与地层压力时间序列相似度最高的注采井，计算该注采井的注采指数可以具体为：选取最短距离数据集中数值最小的注采井，计算该注采井的注采指数j，注采指数计算方法如下：
10、
11、其中，j为注采指数，qg为注气量或采气量，pe为地层压力，pwf为井底流压。
12、进一步，上述技术方案中，步骤c中的注采井井底流压、注采指数时间序列预测模型可基于lstm门控机制进行构建，通过预测模型进行异常值剔除；井底流压时间序列预测模型的输入参数为注气量qpro、采气量qinj、注气时长tpro、采气时长tinj；输出参数为井底流压ywf；注采指数时间序列预测模型的输入参数为注气量qpro、采气量qinj、注气时长tpro、采气时长tinj；输出参数为注采指数j。
13、进一步，上述技术方案中，预测模型的样本集可按照储气库注采周期划分训练集和验证集。
14、进一步，上述技术方案中，可通过如下方式对预测模型进行评估验证：
15、
16、其中，m表示所述验证集数据数量，yi、分别表示真实值、预测值和平均值。
17、进一步，上述技术方案中，步骤e中的下一周期地下储气库注采运行的地层压力可依据对应时刻的井底流压、注采指数预测值以及下一周期的计划注气量和采气量计算，计算可分为注气阶段和采气阶段，计算方法如下：
18、注气阶段：其中，在注气阶段qg为注气量；
19、采气阶段：其中，在采气阶段qg为采气量。
20、根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了一种地下储气库地层压力确定系统，包括：历史数据获取模块，其用于获取并处理储气库历史生产动态数据，该历史数据包括注、采气基础数据，井底流压以及地层压力；度量计算模块，其用于度量注采井井底流压时间序列和地层压力时间序列相似度，选取与地层压力时间序列相似度最高的注采井，计算该注采井的注采指数；模型构建及训练模块，其用于构建注采井井底流压、注采指数时间序列预测模型，并利用历史数据以及计算出的注采指数进行模型训练；参数预测模块，其用于通过下一周期注采井的计划注、采气基础数据，预测注采井下一注采周期的井底流压、注采指数；地层压力确定模块，其用于依据同一时刻井底流压、注采指数预测值以及计划注气量或采气量计算该时刻的地层压力，确定下一本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，所述步骤A中的注、采气基础数据包括：注气量、采气量、注气时长以及采气时长；所述历史数据的处理为经过归一化处理将数值映射至[0-1]之间。
3.根据权利要求1所述的地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，所述步骤B中的注采井井底流压时间序列和地层压力时间序列相似度通过DTW算法进行度量。
4.根据权利要求3所述的地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，所述步骤B中的相似度的度量具体包括：
5.根据权利要求4所述的地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，所述步骤B2具体包括：
6.根据权利要求4所述的地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，所述步骤B中的选取与地层压力时间序列相似度最高的注采井，计算该注采井的注采指数具体为：
7.根据权利要求1所述的地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，所述步骤C中的注采井井底流压、注采指数时间序列预测模型基于LSTM门控机制进行构建，通过所述预测模型
8.根据权利要求7所述的地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，所述预测模型的样本集按照储气库注采周期划分训练集和验证集。
9.根据权利要求8所述的地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，通过如下方式对所述预测模型进行评估验证：
10.根据权利要求1所述的地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，所述步骤E中的下一周期地下储气库注采运行的地层压力依据对应时刻的井底流压、注采指数预测值以及下一周期的计划注气量和采气量计算，分为注气阶段和采气阶段，计算方法如下：
11.一种地下储气库地层压力确定系统，其特征在于，包括：
12.一种地下储气库地层压力确定电子设备，其特征在于，包括：
13.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令用于使所述计算机执行如权利要求1～10中任意一项所述的地下储气库地层压力确定方法。
...【技术特征摘要】
1.一种地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，所述步骤a中的注、采气基础数据包括：注气量、采气量、注气时长以及采气时长；所述历史数据的处理为经过归一化处理将数值映射至[0-1]之间。
3.根据权利要求1所述的地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，所述步骤b中的注采井井底流压时间序列和地层压力时间序列相似度通过dtw算法进行度量。
4.根据权利要求3所述的地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，所述步骤b中的相似度的度量具体包括：
5.根据权利要求4所述的地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，所述步骤b2具体包括：
6.根据权利要求4所述的地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，所述步骤b中的选取与地层压力时间序列相似度最高的注采井，计算该注采井的注采指数具体为：
7.根据权利要求1所述的地下储气库地层压力确定方法，其特征在于，所述步骤c中的注采井井底流压、注采指数时...
【专利技术属性】
技术研发人员：隋顾磊，傅钰江，陈博，李雪，王若琳，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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