一种页岩油立体井网压裂多元参数优化设计方法

专利主权项内容

1.一种页岩油立体井网压裂多元参数优化设计方法，其特征是：包括以下步骤：步骤1：基于体元的构造框架建模技术建立目标页岩油地层的构造格架，通过岩心描述、录井、测井和地震数据，并结合导眼井分层数据进行各小层的厚度标定，实现包含页岩油储层各个小层的区块三维页岩油储层地质建模；步骤2：通过地震反演数据体和测井解释成果，通过克里金插值、序贯高斯模拟的数值模拟方法进行计算，为地质模型增加油藏关键属性，得到包含渗透率、孔隙度、含油饱和度的三维页岩油物性模型；其中岩性模型和油层模型通过波阻抗反演体拟合趋势对建模结果进行控制；步骤3：结合天然裂缝描述的多源数据，如地震蚂蚁体数据、成像测井、岩心地质描述，运移离散裂缝网络模型实现天然裂缝建模；在建模当中，采用地震蚂蚁体数据对断层和大尺度裂缝进行解释，而通过成像测井、岩心地质描述的中小尺度裂缝进行解释；步骤4：考虑岩相岩性的空间分布非均质性，通过相属性约束建立页岩储层三维岩石力学模型；进一步考虑天然裂缝的发育分布特征，构建包含层理缝和天然裂缝特征的页岩油储层岩石力学模型；开展页岩油储层的三维地应力场构建，通过收集的地破实验数据，测井计算的单井页岩油地应力纵向剖面数据，同时收集古地磁、波速各向异性、声发射和差应变相关实验数据对构建的地应力场进行空间反演并进行反复迭代试算，得到三维页岩应力场分布特征；步骤5：通过构建的页岩油储层属性模型、岩石力学模型、地应力模型开展压裂数值模拟，设置现场实际的水力压裂施工泵入程度，布置立体井网井身结构和相关射孔参数，得到立体井网条件下的水力压裂裂缝扩展形态，同时利用现场监测数据对页岩油储层的初始裂缝形态进行反演校正；以初始裂缝形态和油藏属性作为输入参数，开展油藏数值模拟并通过现场收集数据完成历史拟合，得到不同开发时刻条件下的页岩储层产水产油特征，并与现场收集数据进行校正；步骤6：将影响改造体积以及压裂成本的参数进行分类处理，具体包括地质油藏参数、地质力学参数和压裂施工参数，运用主成分分析方法进行主控因素分析，得到影响立体井网压裂井产量及成本的核心因素；步骤7：利用影响压裂改造效果井核心因素为样本基础，设置油藏参数、压裂施工参数、相邻井距的边界界限，通过Kriging代理模型、正交拉丁超立方抽样和SEUMRE空间搜索技术对核心因素样本和对应数值模拟样本进行产量代理模型的构建；步骤8：通过构建代理模型实现压裂模拟设计，与压裂数值模拟结果拟合对比模型精度，采用拉丁超立方抽样扩大样本训练并优化模型达到理想精度，在构建的产量代理模型上开展立体井网压裂数值模拟，并结合成本计算模型和产量模型设置NPV参数为目标函数，得到NPV参数计算模型；步骤9：以经济最优和立体井网下压开裂缝之间不发生干扰和压窜为最终优化目标，选择竞争粒子群算法进行进行平面、纵向立体缝网的压裂优化，考虑同层井、上下层井间压裂裂缝分布，还需要避免井间干扰、窜通，以达到经济效益最大化，并且比较优化前后的NPV值差异，最终得到以NPV最优为目标立体井网压裂优化设计方案。