專利名稱：一種基于梯度算法的自適應(yīng)井網(wǎng)優(yōu)化方法
一種基于梯度算法的自適應(yīng)井網(wǎng)優(yōu)化方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于油氣田開發(fā)領(lǐng)域，具體地，涉及大規(guī)模油田開發(fā)過程中的井網(wǎng)優(yōu)化方法，在給定初始井網(wǎng)參數(shù)的條件下，結(jié)合油藏?cái)?shù)值模擬，通過優(yōu)化算法優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，在保證計(jì)算效率的同時(shí)獲得與實(shí)際油藏相適應(yīng)的經(jīng)濟(jì)可行的最優(yōu)井網(wǎng)形式，提高油藏最終采收率。
背景技術(shù)：
目前世界上越來越多的油田進(jìn)入開發(fā)后期，油氣資源急劇減少，勘探發(fā)現(xiàn)新油氣資源難度加大，如何最大程度提高油氣產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值成為油氣開發(fā)的關(guān)鍵。油田生產(chǎn)優(yōu)化新方法的開發(fā)是石油工作者亟待解決的問題，布井優(yōu)化憑借其優(yōu)勢逐步成為油藏開發(fā)中獨(dú)立而關(guān)鍵的課題。
油田開發(fā)方案以降低生產(chǎn)成本、提高穩(wěn)產(chǎn)時(shí)間及采收率為主要研究目標(biāo)，油田注采井的布局是油藏優(yōu)化開發(fā)的關(guān)鍵。油田布井優(yōu)化是通過調(diào)整油水井井位布局以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效益的最大化，由于油藏井網(wǎng)優(yōu)化問題控制變量多，如優(yōu)化策略的多樣性(井距優(yōu)化、注采優(yōu)化)，相關(guān)參數(shù)的多樣性(①地質(zhì)參數(shù)油藏結(jié)構(gòu)、滲透率分布、飽合度分布、流體接觸面等；②生產(chǎn)參數(shù)井位、井?dāng)?shù)、井型、采油速度等；③經(jīng)濟(jì)參數(shù)產(chǎn)液成本、鉆井成本等)，因此研究過程中面臨的困難無論從規(guī)模還是復(fù)雜性上都是可想而知的。
長期以來，井網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)主要依靠人為經(jīng)驗(yàn)，輔助以油藏?cái)?shù)值模擬進(jìn)行多方案測試調(diào)整，最終優(yōu)選較好的方案進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)施。但由于油藏非均質(zhì)性強(qiáng)，物性差異大，人為選擇井網(wǎng)很難判別最優(yōu)的井網(wǎng)類型、尺度及角度，不能找到適合于該油藏的最優(yōu)井網(wǎng)布局，具有較大的局限性。近幾年來，現(xiàn)場工程技術(shù)人員提出了矢量井網(wǎng)設(shè)計(jì)理念，它是依據(jù)簡單的滲透率關(guān)系設(shè)計(jì)單個(gè)井網(wǎng)單元油水井的距離，對于數(shù)量較少的幾口井較為適用，但是對于大規(guī)模布井，就很難得到所有單元相對應(yīng)的最優(yōu)井網(wǎng)尺寸、井網(wǎng)類型及油水井的間距等指標(biāo)。因此可以看出，傳統(tǒng)的井網(wǎng)設(shè)計(jì)方法效率低，不能得到整體最優(yōu)的井網(wǎng)形式，有待對其進(jìn)行改進(jìn)，滿足實(shí)際油田開發(fā)的要求。
本發(fā)明者特設(shè)計(jì)了 “一種基于梯度算法的自適應(yīng)井網(wǎng)優(yōu)化方法”，用于快捷簡便地優(yōu)化井網(wǎng)形式，得到有利于工程人員參考的最優(yōu)井網(wǎng)形式、油水井的間距、夾角、井網(wǎng)的走向等參數(shù)。發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的是針對大規(guī)模油藏開發(fā)進(jìn)行井網(wǎng)優(yōu)化，提出了基于梯度算法的井網(wǎng)優(yōu)化方法。該方法引入新的井網(wǎng)改進(jìn)構(gòu)建形式，在考慮井網(wǎng)單元形式的同時(shí)考慮油田的注采情況，結(jié)合優(yōu)化算法尋找最優(yōu)井網(wǎng)布局，旨在解決目前國內(nèi)井網(wǎng)優(yōu)化方面存在的計(jì)算效率低、精度小、全局性差等問題。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案
一種基于梯度算法的自適應(yīng)井網(wǎng)優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟
(I)、獲取油藏資料，建立三維數(shù)字化油藏地質(zhì)模型，進(jìn)行油藏?cái)?shù)值模擬；
(2)、構(gòu)建自適應(yīng)規(guī)則井網(wǎng)單元，生成井網(wǎng)；
(3)、計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益，評價(jià)初始井網(wǎng)；
(4)、設(shè)定參數(shù)，為井網(wǎng)優(yōu)化做準(zhǔn)備；
(5)、使用梯度方法，優(yōu)化單元構(gòu)建參數(shù)，生成新的井網(wǎng)；
(6)、計(jì)算并評價(jià)新井網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，再迭代運(yùn)算，直到生成最優(yōu)井網(wǎng)。
優(yōu)選地，上述步驟I具體包括如下步驟
(11)、查明油藏內(nèi)油氣聚集的有利地帶，選定布井有利的油田區(qū)塊；
(12)、搜集油藏靜態(tài)資料；
(13)、建立三維數(shù)字化油藏地質(zhì)模型；
(14)、搜集油藏動(dòng)態(tài)資料；
(15)、整合靜態(tài)資料及動(dòng)態(tài)資料，構(gòu)建油藏?cái)?shù)值模擬模型，進(jìn)行開發(fā)模擬計(jì)算。
優(yōu)選地,步驟2具體包括如下步驟
(21)、選定井網(wǎng)類型，預(yù)估初始參數(shù)，采用6參數(shù)井網(wǎng)單元構(gòu)建方法，生成初始自適應(yīng)井網(wǎng)單元。
6參數(shù)是指井距、排距、旋轉(zhuǎn)角、剪切角、橫向及縱向平移距離，使用它們能夠得到單元不同的幾何形變，通過優(yōu)化這6個(gè)參數(shù)，間接實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)井網(wǎng)的最優(yōu)化。
(22)、基于初始自適應(yīng)井網(wǎng)單元，在油藏區(qū)域內(nèi)進(jìn)行展布，生成自適應(yīng)井網(wǎng)；
(23)、將生成的井網(wǎng)匹配商業(yè)油藏模擬器角點(diǎn)網(wǎng)格，設(shè)定井位。
優(yōu)選地，井網(wǎng)類型包括四點(diǎn)井網(wǎng)、五點(diǎn)井網(wǎng)、七點(diǎn)井網(wǎng)及九點(diǎn)井網(wǎng)。
優(yōu)選地，步驟3的具體步驟如下
依據(jù)油藏模型和已得到的井網(wǎng)布局，設(shè)定適宜的總注采量，利用商業(yè)油藏?cái)?shù)值模擬軟件模擬油田開發(fā)，記錄其產(chǎn)油量、產(chǎn)水量及注水量，考慮每口井的鉆井成本，計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益，評價(jià)井網(wǎng)的優(yōu)劣。
優(yōu)選地，步驟4的具體步驟如下
(41)、設(shè)定井網(wǎng)可調(diào)整尺度的最大及最小值，設(shè)定參數(shù)包括6個(gè)井網(wǎng)單元構(gòu)建參數(shù)和注采總量；
(42)、設(shè)定總模擬時(shí)間及更新井網(wǎng)參數(shù)的步長。
優(yōu)選地，步驟5的具體步驟如下
(51)、分別擾動(dòng)6個(gè)井網(wǎng)單元構(gòu)建優(yōu)化參數(shù)，求生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值相對于每一個(gè)參數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)；
(52)、更新井網(wǎng)構(gòu)建參數(shù)；
(53)、生成新的井網(wǎng)，搜尋更好的井網(wǎng)形式；
優(yōu)選地，步驟6的具體步驟如下
(61)、若效益變好，重復(fù)步驟2-6，直到生成最優(yōu)井網(wǎng)。
(62)、若效益變差，縮短步長，重復(fù)步驟5-6，直到效益變好為止；此后，再重復(fù)步驟2-6，直到生成最優(yōu)井網(wǎng)。
由最優(yōu)井網(wǎng)可以知曉油藏中最優(yōu)的井?dāng)?shù)、不同位置井的類型(注水井或生產(chǎn)井)， 每口井的注采量及相應(yīng)井網(wǎng)布局下的經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值。利用優(yōu)化得到的參數(shù)，可以計(jì)算得到最優(yōu)井網(wǎng)所對應(yīng)的井網(wǎng)單元尺寸、井網(wǎng)單元的夾角、方位角、單元所處最優(yōu)的平面位置等參數(shù)，根據(jù)油田實(shí)際情況，進(jìn)行校正后現(xiàn)場實(shí)施。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
I、利用最優(yōu)化理論進(jìn)行井網(wǎng)優(yōu)化，能夠找到最優(yōu)的井網(wǎng)形式。
人為設(shè)定多組井網(wǎng)參數(shù)進(jìn)行模擬對比的方法能夠找到相對較好的井網(wǎng)形式，但該井網(wǎng)限于參數(shù)的大小和組合形式，很難找到最優(yōu)井網(wǎng)。本發(fā)明最大的優(yōu)勢在于將油藏模擬與最優(yōu)化理論相結(jié)合，自動(dòng)調(diào)參匹配油藏，設(shè)計(jì)適應(yīng)該油藏的最優(yōu)井網(wǎng)，得到有利于工程人員參考的最優(yōu)井網(wǎng)形式、油水井的間距、夾角、井網(wǎng)的走向等參數(shù)。
2、提出了井網(wǎng)單元的構(gòu)建方法，通過6個(gè)構(gòu)建參數(shù)的調(diào)整達(dá)到井網(wǎng)變更的目的。
梯度求解方法每算得一個(gè)參數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)就需要一次油藏?cái)?shù)值模擬，實(shí)際油藏模擬一次常耗時(shí)幾小時(shí)甚至幾天，因此參數(shù)過多將大大影響優(yōu)化的速度。通過簡化，本發(fā)明提出了 6參數(shù)井網(wǎng)構(gòu)建方法，僅需要6+1次油藏模擬就能得到井網(wǎng)參數(shù)的梯度。
3、將井網(wǎng)優(yōu)化與注采優(yōu)化相結(jié)合，優(yōu)化不同井網(wǎng)形式下的最優(yōu)注采量。
不同的井網(wǎng)要求注采的條件也是不相同的，配合上述6參數(shù)，本發(fā)明考慮油藏的總注采量，在優(yōu)化井網(wǎng)形式的同時(shí)得到其相應(yīng)最適宜的注采總量。
4、能夠?qū)Χ喾N規(guī)則井網(wǎng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化，包括四點(diǎn)、五點(diǎn)、七點(diǎn)、九點(diǎn)井網(wǎng)。
參數(shù)構(gòu)建的方法不僅僅適用于最常見的五點(diǎn)井網(wǎng)，對于其他的四點(diǎn)、七點(diǎn)及九點(diǎn)井網(wǎng)，本發(fā)明采用6參數(shù)方法均能井網(wǎng)的構(gòu)建，并對其進(jìn)行優(yōu)化。


圖I為本發(fā)明基于梯度算法的自適應(yīng)井網(wǎng)優(yōu)化方法流程示意圖2為五點(diǎn)井網(wǎng)示意圖
圖3為七點(diǎn)井網(wǎng)示意圖
圖4為九點(diǎn)井網(wǎng)示意圖
圖5為五點(diǎn)井網(wǎng)剪切變換示意圖
圖6為七點(diǎn)井網(wǎng)剪切變換示意圖
圖7為五點(diǎn)井網(wǎng)旋轉(zhuǎn)變換示意圖
圖8為七點(diǎn)井網(wǎng)旋轉(zhuǎn)變換示意圖
圖9為五點(diǎn)井網(wǎng)放縮變換示意圖
圖10為七點(diǎn)井網(wǎng)放縮變換示意圖
圖11為五點(diǎn)井網(wǎng)平移變換示意圖
圖12為七點(diǎn)井網(wǎng)平移變換示意圖
圖13為五點(diǎn)井網(wǎng)形變示意圖
圖14為多單元相互組合五點(diǎn)井網(wǎng)示意圖
圖15為井位與網(wǎng)格匹配示意圖
圖16為三維非均質(zhì)油藏地質(zhì)模型示意圖
圖17為初始控制參數(shù)下的五點(diǎn)井網(wǎng)單元示意圖
圖18為初始控制參數(shù)下的五點(diǎn)井網(wǎng)三維地質(zhì)模型示意圖
圖19為初始控制參數(shù)下的五點(diǎn)井網(wǎng)示意圖
圖20為五點(diǎn)井網(wǎng)單元形變示意圖
圖21為最終五點(diǎn)井網(wǎng)井位分布示意圖具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
如圖I所示，基于梯度算法的自適應(yīng)井網(wǎng)優(yōu)化方法，包括如下步驟
步驟1，獲取油藏資料，建立三維數(shù)字化油藏地質(zhì)模型，進(jìn)行油藏?cái)?shù)值模擬。
油藏?cái)?shù)值模擬是在電腦上用數(shù)字化的方式呈現(xiàn)油田開發(fā)的全過程，集合油藏、流體、井位于一體，能夠模擬油、氣、水在地層中的流動(dòng)，預(yù)測剩余油的分布、原油的產(chǎn)量、油田的含水上升率，優(yōu)選最優(yōu)開發(fā)方案，指導(dǎo)現(xiàn)場生產(chǎn)。
具體步驟如下
(11)、查明油藏內(nèi)油氣聚集的有利地帶，選定布井有利的油田區(qū)塊；
從區(qū)域出發(fā)，進(jìn)行油藏的整體調(diào)查，了解地質(zhì)概況，查明油氣聚集的有利地帶，并進(jìn)行油氣地質(zhì)儲(chǔ)量的估算，選定有利區(qū)域進(jìn)行布井開發(fā)。
(12)、搜集油藏靜態(tài)資料
在已控制含油面積內(nèi)，打資料井，通過錄井、取心、鉆桿測試、測井解釋所取得的資料，得到地層的巖性、孔隙度、滲透率及含油飽合度參數(shù)，進(jìn)行詳細(xì)的地層對比，搞清楚油層的性質(zhì)及分布，搜集井口坐標(biāo)、井斜校正數(shù)據(jù)、油藏頂深、分層數(shù)據(jù)、小層數(shù)據(jù)。
(13)、建立三維數(shù)字化油藏地質(zhì)模型
將地質(zhì)、測井、地球物理資料和各種解釋結(jié)果或者概念模型綜合在一起生成三維數(shù)字化油藏地質(zhì)模型。
(14)、搜集油藏動(dòng)態(tài)資料
獲取油藏流體及巖心，通過實(shí)驗(yàn)得到油藏流體(組分)參數(shù)、巖石物性參數(shù)，確定油藏初始條件(油水界面、油氣界面、壓力梯度)及生產(chǎn)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)(射孔完井?dāng)?shù)據(jù)、試油及試采數(shù)據(jù)、注采井動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)日產(chǎn)油、日產(chǎn)液、日產(chǎn)氣、日注水、井底流壓)。
(15)、整合靜態(tài)資料及動(dòng)態(tài)資料，構(gòu)建油藏?cái)?shù)值模擬模型，進(jìn)行開發(fā)模擬計(jì)算
整理得到的靜態(tài)資料及動(dòng)態(tài)資料，給出油水生產(chǎn)歷史，構(gòu)建油藏?cái)?shù)值模擬模型，進(jìn)行油藏開發(fā)油、氣、水的流動(dòng)模擬計(jì)算。這里構(gòu)建的油藏?cái)?shù)模模型就類似于將真實(shí)的油藏搬到了電腦上，是一種數(shù)字化的油藏，其埋藏在地下的深度、鉆井的位置、各層的屬性、流體的屬性均與實(shí)際油藏相一致。在此基礎(chǔ)上，可以在不同的部位布井，設(shè)計(jì)不同的井網(wǎng)形式，修改油水井井?dāng)?shù)的比例，通過模擬開發(fā)找出最優(yōu)的井網(wǎng)形式。
步驟2，構(gòu)建自適應(yīng)井網(wǎng)單元，生成井網(wǎng)。
面積井網(wǎng)包括多種形式，最典型包括四點(diǎn)、五點(diǎn)、七點(diǎn)及九點(diǎn)井網(wǎng)，每種井網(wǎng)由多個(gè)相同井網(wǎng)單元構(gòu)成，因此，只需要優(yōu)化出單個(gè)井網(wǎng)單元的邊長、方位角及邊長間的夾角， 就能夠確定該油藏最優(yōu)的井網(wǎng)布局。這類井網(wǎng)根據(jù)油藏的不同，自動(dòng)得到與之相適應(yīng)的最優(yōu)井網(wǎng)單元尺寸、井?dāng)?shù)、注采井?dāng)?shù)比，所以是一種新的自適應(yīng)井網(wǎng)。其具體步驟為
(21)、選定井網(wǎng)類型，預(yù)估初始參數(shù)，采用6參數(shù)井網(wǎng)單元構(gòu)建方法，生成初始自適應(yīng)井網(wǎng)單元
選用6參數(shù)構(gòu)建井網(wǎng)形式井網(wǎng)單元尺寸變化量(Λ a、Ab)、井網(wǎng)單元夾角(Θ)、單元旋轉(zhuǎn)角度(Y)、橫向平移距離(Λχ)和縱向平移距離(Ay)，由這6個(gè)參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)井網(wǎng)單元尺度縮放、旋轉(zhuǎn)、剪切及平移的多種演變形式，實(shí)現(xiàn)對油藏的自適應(yīng)。由于規(guī)則井網(wǎng)類型較多，這里選取最典型的矩形井網(wǎng)(五點(diǎn)井網(wǎng))和三角形井網(wǎng)(七點(diǎn)井網(wǎng))描述井網(wǎng)單元的構(gòu)建思路。
(211)、井網(wǎng)構(gòu)建方法
根據(jù)油藏特性，依據(jù)現(xiàn)場施工人員的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)定單元中心點(diǎn)坐標(biāo)(X，y)及井網(wǎng)單元的6個(gè)基本參數(shù)，確定井網(wǎng)的基本形式，如圖2-4所示。因?yàn)榇隧?xiàng)發(fā)明的目標(biāo)是優(yōu)化得到最優(yōu)的井網(wǎng)，所以要求該井網(wǎng)形式是可以調(diào)節(jié)、可以變換的。依據(jù)面積規(guī)則井網(wǎng)的幾何結(jié)構(gòu)，如果6個(gè)參數(shù)發(fā)生改變，可以衍生出四種變換方式旋轉(zhuǎn)，剪切，放縮和平移，這樣才能夠?qū)@些參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化、改變，以至得到更好的井網(wǎng)形式。變換方式定義如下
①剪切
本發(fā)明井網(wǎng)單元的側(cè)向變形通過剪切角度實(shí)現(xiàn)，在發(fā)生側(cè)向剪切角度Y后，五點(diǎn)井網(wǎng)的A'B*點(diǎn)發(fā)生了側(cè)移，七點(diǎn)井網(wǎng)由的2'3'5*和6*也發(fā)生了側(cè)移，這樣實(shí)現(xiàn)了不同剪切角度井網(wǎng)的構(gòu)建，剪切變形之后，井組的幾何形狀發(fā)生變化，如圖5-6所示。
②旋轉(zhuǎn)
通過剪切變形不能完全構(gòu)建出井網(wǎng)的方位和走向，還需要結(jié)合井網(wǎng)的旋轉(zhuǎn)，如當(dāng)井網(wǎng)沿順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)Θ后，原始井網(wǎng)可以演變成為新的井網(wǎng)形式，但基本幾何形狀不會(huì)發(fā)生變化，如圖7-8所示。
③放縮
通過增加或者減少井網(wǎng)單元尺寸a和b，井組就可以在尺度上進(jìn)行自由地變換，五點(diǎn)井網(wǎng)由初始井網(wǎng)單元A-D變?yōu)锳*-D%七點(diǎn)井網(wǎng)由1-6變?yōu)?*-6%這樣實(shí)現(xiàn)了不同尺度井網(wǎng)的構(gòu)建，如圖9-10所示。
④平移
經(jīng)歷上述3種變換后，井網(wǎng)單元仍是處于原地發(fā)生形變，并沒有發(fā)生位移，為了使得構(gòu)建的井網(wǎng)符合演變的所有特征，構(gòu)建井網(wǎng)的變量增添了平行移動(dòng)距離ΛΧ和縱向移動(dòng)距離Ay。井組可以做平面位置上的移動(dòng)，其幾何形狀不會(huì)發(fā)生改變，如圖11-12所示。
(212)、預(yù)估初始值，生成初始井網(wǎng)
基于上述井網(wǎng)變換描述，根據(jù)油藏特性，設(shè)計(jì)初始井網(wǎng)，預(yù)估6個(gè)參數(shù)相適宜的初始值U。= {a。，b。，Δ χ0, Δ y0, θ 0, Y。},完成初始井網(wǎng)的構(gòu)建，以五點(diǎn)井網(wǎng)為例描述構(gòu)建過程。五點(diǎn)井網(wǎng)如圖6所示，圓點(diǎn)為生產(chǎn)井，三角形點(diǎn)為注水井。其中，井網(wǎng)AB邊長為2a，AC 邊長為2b，Y為剪切角，Θ為旋轉(zhuǎn)角。
根據(jù)現(xiàn)場工程人員對地下狀況的基本了解，選定滲透率最小的方向作為參照方向 dir-a,基于油層物理實(shí)驗(yàn)和測井解釋結(jié)果,獲得方向dir_a和方向dir_b上的滲流參數(shù)ka、 Φ a> krwfa kb> k fb,根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)大致估算出方向dir-a, dir_b兩個(gè)方向上的異向注采壓差A(yù)Pa、Apa，由于油藏開發(fā)中，常規(guī)情況下井組內(nèi)各方向上的異向注采壓差都比較接近，也可以近似認(rèn)為兩個(gè)方向上注采壓差相同，即Apa= APb。根據(jù)單井經(jīng)濟(jì)極限控制儲(chǔ)量，計(jì)算經(jīng)濟(jì)極限井距，并依此確定參照方向dir-a上的井距La(La大于或等于經(jīng)濟(jì)極限井距)，再根據(jù)公式 確定dir-b上的井距Lb，從而得到五點(diǎn)井網(wǎng)單元尺寸的近似值％ ^ La、k ^ Lb。其他4個(gè)初始參數(shù)Λ χ0, ΔΥο, θ0, y0根據(jù)實(shí)際油田情況設(shè)定得到。
由基本井網(wǎng)依據(jù)下述公式經(jīng)過剪切和旋轉(zhuǎn)變換，五點(diǎn)井網(wǎng)由ABDCO變換為如圖13所示。
已知C點(diǎn)井位坐標(biāo)為
權(quán)利要求
1.一種基于梯度算法的自適應(yīng)井網(wǎng)優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)、獲取油藏資料，建立三維數(shù)字化油藏地質(zhì)模型，進(jìn)行油藏?cái)?shù)值模擬； (2)、構(gòu)建自適應(yīng)規(guī)則井網(wǎng)單元，生成井網(wǎng)； (3)、計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益，評價(jià)初始井網(wǎng)； (4)、設(shè)定參數(shù)，為井網(wǎng)優(yōu)化做準(zhǔn)備； (5)、使用梯度方法，優(yōu)化單元構(gòu)建參數(shù)，生成新的井網(wǎng)； (6)、計(jì)算并評價(jià)新井網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，再迭代運(yùn)算，直到生成最優(yōu)井網(wǎng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于梯度算法的自適應(yīng)井網(wǎng)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟I具體包括如下步驟 (11)、查明油藏內(nèi)油氣聚集的有利地帶，選定布井有利的油田區(qū)塊； (12)、搜集油藏靜態(tài)資料； (13)、建立三維數(shù)字化油藏地質(zhì)模型； (14)、搜集油藏動(dòng)態(tài)資料； (15)、整合靜態(tài)資料及動(dòng)態(tài)資料，構(gòu)建油藏?cái)?shù)值模擬模型，進(jìn)行開發(fā)模擬計(jì)算。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述的基于梯度算法的自適應(yīng)井網(wǎng)優(yōu)化方法，其特征在于，步驟2具體包括如下步驟 (21)、選定井網(wǎng)類型，預(yù)估初始參數(shù)，采用6參數(shù)井網(wǎng)單元構(gòu)建方法，生成初始自適應(yīng)井網(wǎng)單元。
6參數(shù)是指井距、排距、旋轉(zhuǎn)角、剪切角、橫向及縱向平移距離，使用它們能夠得到單元不同的幾何形變，通過優(yōu)化這6個(gè)參數(shù)，間接實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)井網(wǎng)的最優(yōu)化。
(22)、基于初始自適應(yīng)井網(wǎng)單元，在油藏區(qū)域內(nèi)進(jìn)行展布，生成自適應(yīng)井網(wǎng)； (23)、將生成的井網(wǎng)匹配商業(yè)油藏模擬器角點(diǎn)網(wǎng)格，設(shè)定井位。
優(yōu)選地，井網(wǎng)類型包括四點(diǎn)井網(wǎng)、五點(diǎn)井網(wǎng)、七點(diǎn)井網(wǎng)及九點(diǎn)井網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3所述的基于梯度算法的自適應(yīng)井網(wǎng)優(yōu)化方法，其特征在于，優(yōu)選地，步驟3的具體步驟如下 依據(jù)油藏模型和已得到的井網(wǎng)布局，設(shè)定適宜的總注采量，利用商業(yè)油藏?cái)?shù)值模擬軟件模擬油田開發(fā)，記錄其產(chǎn)油量、產(chǎn)水量及注水量，考慮每口井的鉆井成本，計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益，評價(jià)井網(wǎng)的優(yōu)劣。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4所述的基于梯度算法的自適應(yīng)井網(wǎng)優(yōu)化方法，其特征在于，優(yōu)選地，步驟4的具體步驟如下 (41)、設(shè)定井網(wǎng)可調(diào)整尺度的最大及最小值，設(shè)定參數(shù)包括6個(gè)井網(wǎng)單元構(gòu)建參數(shù)和注采總量； (42)、設(shè)定總模擬時(shí)間及更新井網(wǎng)參數(shù)的步長。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的基于梯度算法的自適應(yīng)井網(wǎng)優(yōu)化方法，其特征在于優(yōu)選地，步驟5的具體步驟如下 (51)、分別擾動(dòng)6個(gè)井網(wǎng)單元構(gòu)建優(yōu)化參數(shù)，求生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)凈現(xiàn)值相對于每一個(gè)參數(shù)的偏導(dǎo)數(shù)； (52)、更新井網(wǎng)構(gòu)建參數(shù)； (53)、生成新的井網(wǎng)，搜尋更好的井網(wǎng)形式。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6所述的基于梯度算法的自適應(yīng)井網(wǎng)優(yōu)化方法，其特征在于，優(yōu)選地，步驟6的具體步驟如下 (61)、若效益變好，重復(fù)步驟(2)- (6)，直到生成最優(yōu)井網(wǎng)。
(62)、若效益變差，縮短步長，重復(fù)步驟(5)-(6)，直到效益變好為止；此后，再重復(fù)步驟(2)-(6)，直到生成最優(yōu)井網(wǎng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7所述的基于梯度算法的自適應(yīng)井網(wǎng)優(yōu)化方法，其特征在于所述6參數(shù)井網(wǎng)單元構(gòu)建方法中，6參數(shù)是指井距、排距、旋轉(zhuǎn)角、剪切角、橫向及縱向平移距離，使用它們能夠得到單元不同的幾何形變，通過優(yōu)化這6個(gè)參數(shù)，間接實(shí)現(xiàn)了自適應(yīng)井網(wǎng)的最優(yōu)化。
全文摘要
本發(fā)明屬于油氣田開發(fā)領(lǐng)域，具體地，涉及大規(guī)模油田開發(fā)過程中的井網(wǎng)優(yōu)化方法，井網(wǎng)優(yōu)化方法如下(1)、獲取油藏資料，建立三維數(shù)字化油藏地質(zhì)模型，進(jìn)行油藏?cái)?shù)值模擬；(2)、構(gòu)建自適應(yīng)規(guī)則井網(wǎng)單元，生成井網(wǎng)；(3)、計(jì)算經(jīng)濟(jì)效益，評價(jià)初始井網(wǎng)；(4)、設(shè)定參數(shù)，為井網(wǎng)優(yōu)化做準(zhǔn)備；(5)、使用梯度方法，優(yōu)化單元構(gòu)建參數(shù)，生成新的井網(wǎng)；(6)、計(jì)算并評價(jià)新井網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益，再迭代運(yùn)算，直到生成最優(yōu)井網(wǎng)。本發(fā)明利用最優(yōu)化理論進(jìn)行井網(wǎng)優(yōu)化，能夠找到最優(yōu)的井網(wǎng)形式；將井網(wǎng)優(yōu)化與注采優(yōu)化相結(jié)合，優(yōu)化不同井網(wǎng)形式下的最優(yōu)注采量；在優(yōu)化井網(wǎng)形式的同時(shí)得到其相應(yīng)最適宜的注采總量；能夠?qū)Χ喾N規(guī)則井網(wǎng)實(shí)現(xiàn)優(yōu)化。
文檔編號G06Q50/06GK102930345SQ20121038415
公開日2013年2月13日 申請日期2012年10月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月12日
發(fā)明者張凱, 姚軍, 張黎明, 陳玉雪, 李蒙 申請人:中國石油大學(xué)(華東)