(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111677098.0 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 中国石油大 学 （北京） 地址 102299 北京市昌平区府学路18号 (72)发明人 鲜成钢　李国欣　李曹雄　申颍浩　 葛洪魁　 (74)专利代理 机构 北京纪凯知识产权代理有限 公司 11245 代理人 王春霞 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/18(2020.01) G06F 30/13(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G06F 111/06(2020.01) (54)发明名称 一种立体开发井网的全局优化和决策方法 (57)摘要 本发明公开了一种立体开发井网的全局优 化和决策方法。 本发明针对立体井网开发的特 点， 能够对每个开发单元进行建模并基于优化方 法求得最优解集， 并能在给定决策/优化目标参 数的基础上建立决策图， 实现对每个开发单元在 整体上中所处的地位和优化潜力的直观评估， 进 一步给出综合决策系数， 为方案是否优化给出定 量参数。 进一步在所有立体井网的开发单元的层 面上， 实现在给定参数组合下， 对各个开发层系 最优方案的评价、 对全局优化方案的决策并给出 决策图和综合决策系数。 本发明是一种有效的立 体开发井网的全局决策方法， 能够为立体开发井 网全局优化提供支撑， 为立体井网整体开发设计 以及后续方案修 正提供积极指导。 权利要求书4页 说明书9页 CN 114330005 A 2022.04.12 CN 114330005 A 1.一种立体开发井网的全局优化和决策 方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： S1、 根据目标储层的基础物性， 在纵向上划分开发单元， 各个所述开发单元呈叠合状且 渗流场相互独立； S2、 构建合理井距及目标参数计算模型， 使用合理井距及目标参数计算模型计算每一 个开发单元的帕累托最优解集， 从帕累托最优解集中， 选取井距Lwell最小的解作为最优解， 最优解对 应的Lwell， IRR， R1的值作为最优目标取值， 最优目标取值及其对应的被优化参 数取 值作为该开发单元的优化结果， 从优化结果 中挑选出Nuni_well_H， IRR， R1的值， 形成一个最优 解集(Nuni_well_H， IRR， R1)； S3、 建立决策图； 具体地： 以Nuni_well_H， IRR， R1为三维直角坐标系的x坐标， y坐标， z坐标， 将每一个开发单 元的最优解 集(Nuni_well_H， IRR， R1)作为一个点， 画在决策图中； S4、 建立综合决策系数： 具体地， 使用加权法对Nuni_well_H， IRR， R1进行加权求和， 得到综 合决策系数E： 其中w1、 w2、 w3为加权系数， 通过专家打分法给出具体开发区块的取值， Nuni_well_H(q)， IRR (q)， R1(q)分别代表纵向上的j个开发单元 中的第q个开发单元的最优解集中 的单井控制储 量Nuni_well_H， 单井平均内部收益率IRR以及 单井平均采收率R1， 综合决策系数E越大， 储层开 发效果越好； S5、 使用决策图以及综合决策系数进行立体开发井网的井距全局决策： S5a)针对开发单元开发优先级的全局决策： 基于步骤S3中所有开发单元在决策图中的 点， 进行空间聚类计算， 将开发单元分为3类， 并求解每类中所有开发单元的综合系数E， 其 中E值最大类型 的作为优先开发的开发单元， 优先开发； E值中等的类型的作为次优先开发 的开发单 元， 选择性 开发； E值 最小的类型作为低效益的开发单 元， 暂缓开发； S5b)对于多个不同区块开发优先级的决策： 针对每一个区块， 重复步骤S1 ‑S4， 并使用 S5a)的聚类方法， 挑选出优先开发的开发单元和次优先开发的开发单元进行合并， 求得综 合决策系数E， 对于 E越大的区块， 开发效益和开发潜力越好， 建议优先开发； S5c)对于滚动开发的区块开发形势优劣的决策： 随着工程现场条件和勘探开发进度的 不断改变和更新， S2中用到的常数和被优化参数会随着开 发时间t的增加而不断更新， 更新 常数和被优化参数后， 重复步骤S2 ‑S5， 在决策图中更新新一轮开发的层系的最优解集位 置， 同时更新综合决策系数， 若随着开发的不断进行， 整体数据点离原点越来越远， 且综合 决策系数越来越大， 说明勘探开发过程在逐渐变好， 方案整体更加优化； 否则， 随着开发的 不断进行， 整体数据点离原 点越来越近， 且综合决策系数越来越小， 说明勘探开发过程在逐 渐变差， 方案整体更加不经济， 需要重新调整开发方案； S5d)对于经济形势变化条件下， 开发形势的优劣决策： 修改未来每年国际油价P的预测 模型， 设定国际油价P的函数为已知区间[P1,Pn]和在区间内出现的概率函数F(P)时， 使用 概率统计算法求出所述参数P在区间内的最大似然 估计值 将所述最大似然 估计值 作为 国际油价P的取值， 带入步骤S1～S4， 判断更新国际油价P的模型后， 整体数据点离原 点的聚 集程度以及综合决策系 数的变化： 整体数据点离原点越远且综合决策系 数越大， 则新的国权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114330005 A 2际油价预测模型条件下， 立体井网开发效益更佳； 若整体数据点离原点越近且综合决策系 数越小， 则新的国际油价预测模型 条件下， 立体 井网开发效益更差 。 2.如权利要求1所述的全局优化和决策方法， 其特征在于： 按照下述步骤得到合理井距 及目标参数计算模型： a)计算单井总成本； 所述单井总成本为建井成本与维护成本之和； 所述建井成本包括 地面工程、 钻井完井和压裂成本； 所述维护成本包括建井之后、 废弃之前维护井正常运 转以及改造施工的所有费用； b)计算单位 地层厚度的单井控制储量 Nuni_well_H； c)计算单井有效缝高Huni_well， d)基于成本倒算， 确定约束下的合理井距边界； e)判断是否满足控制储量判别系数β1≥1且井距可行性系数β2≥1， 如果不满足， 表示现 有压裂主体工艺无法抵消开发成本， 方案不可 行， 如果满足， 则方案可 行； f)当方案可 行时， 根据下式得到单层系中的井距； 式中， Lwell表示井距， Nuni_well_H表示单井控制储量， Huni_well表示单井有效缝高， R表示规 划采收率， SH表示单层系的储量丰度， LH表示设计平均水平井长度， Hlayer表示小层厚度； 根据下式计算单井平均采收率： 根据下式计算单井平均内部收益 率IRR： 式中， D0为单井综合递减率， Q0为平均单井规划首年产量， T为预计开采年限； P(t)为第 t 年的平均油价， Cuni_well_d为单井建井成本， Cuni_well_m为单井维护成本； IRR计 算方法为： 以IRR 为变量， 以其它参数为常数， 求解一元T次方程， 得到方程的T个解； 从所有解中， 挑选满足取 值范围条件0≤IRR≤1的所有实数解中的最小值作为最终的单井平均内部收益率IRR的取 值； |sgn(x)|表示对变量x进行符号 函数运算后取绝对值； [x]表示对 x的取整运 算； g)建立多目标优化模型的边 界条件和约束条件并求解， 其中， 常数包括Hlayer， SH， P(t)， D0以及计算Cuni_well_d， Cuni_well_m Nuni_well_H， Huni_well所用到的常数； 被优化参数包括R， LH， Q0， T， 以及计 算Cuni_well_d， Cuni_well_m Nuni_well_H， Huni_well所用到的被优化参数,以各被优化参数作 为自变量； 基于物探 资料， 工程 实践资料以及临井经验， 确定 常数取值以及确定被优化参数 的合理取值范围， 将各被优化参数的合理取值范围的上下限作为边界条件， 将步骤e)的限 定条件作为自变 量约束条件或约束方程； 以步骤f)中， Lwell， IRR， R1的表达式为目标函数， 求 解针对优化目标参数Lwell， 1/IRR， 1/R1的多目标优化的最小值问题， 得到优化目标参数 Lwell， 1/IRR， 1/R1构成的帕累托 最优解集。 3.如权利要求1所述的全局优化和决策方法， 其特征在于： 所述建井成本按照下式得权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114330005 A 3