(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 202111470757.3 (22)申请日 2021.12.0 3 (71)申请人 长江大学 地址 434000 湖北省荆州市南环路1号 (72)发明人 盛广龙　赵辉　周玉辉　邓海洋　 马嘉令　龚杰　阮佳禹　官元宵　 王范　张雨锡　 (74)专利代理 机构 武汉谦源知识产权代理事务 所(普通合伙) 42251 代理人 王力 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) E21B 43/26(2006.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 一种适用 于压裂水平井裂缝参数的一体化 优化方法及装置 (57)摘要 本申请公开的一种适用于压裂水平井裂缝 参数的一体化优化方法及装置， 该方法包括： 根 据页岩油藏流体微观运移机制， 并结合等效导流 能力表征微尺度水力裂缝， 建立压裂水平井数值 模型； 在压裂水平井数值模型的基础上， 以经济 净现值为目标函数， 以所属实数类型的裂缝位置 和裂缝半长、 以及所属整数类型的裂缝条数为优 化变量， 建立裂缝参数一体化优化模型； 采用嵌 套了二分搜索法的同步扰动随机逼近算法， 对优 化变量进行同步一体化优化， 得到最优裂缝条数 下所属最优裂缝位置和最优裂缝半长的裂缝分 布特征。 该方法的实施能够提高页岩油藏的开发 效果。 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 CN 114139390 A 2022.03.04 CN 114139390 A 1.一种适用于 压裂水平井 裂缝参数的一体化优化方法， 其特 征在于， 包括： S1、 根据页岩油藏流体微观运移机制， 并结合等效导流能力表征微尺度水力裂缝， 建立 目标压裂水平井数值模型； S2、 在所述压裂水平井数值模型的基础上， 以经济净现值为目标函数， 以所属实数类型 的裂缝位置和裂缝半长、 以及所属整数类型 的裂缝条数为优化变量， 建立裂缝参数一体化 优化模型； S3、 采用嵌套了二分搜索法的同步扰动随机逼近算法， 对所述优化变量进行同步一体 化优化， 得到最优裂缝 条数下所属最优裂缝位置和最优裂缝半长的裂缝分布特 征。 2.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤S1中， 所述根据页岩油藏流体微观运 移机制， 并结合 等效导流能力表征微尺度水力裂缝， 建立目标压裂水平井数值模型， 包括： S11、 获取基质网格的初始渗透率和初始孔隙度值； S12、 在初始时间步中， 根据所述初始渗透率和所述初始孔隙度值， 建立初始压裂水平 井数值模型， 并计算所述初始压裂水平井数值模型的油藏压力值； S13、 在确定当前的生产模拟时间小于或等于预设的终止时间时， 执行步骤S14， 否则， 执行步骤S16； S14、 基于所述油藏压力值， 计算下一个时间步中基质网格的渗透率 值； S15、 在进入到下一个时间步时， 返回到步骤S12 继续执行， 并基于所确定的渗透率值进 行油藏压力值的计算； S16、 停止模拟下一时间步的油藏 生产过程， 得到目标压裂水平井数值模型。 3.根据权利要求2所述的方法， 其特 征在于， 步骤S14中， 渗透率 值的计算公式包括： 其中， Ka为多孔介质表观渗透率； Φ为岩石孔隙度； μo为平均粘度； τ为岩石迂曲度； ρo为 平均密度； R为孔隙半径； ρb为体相流体平均密度； β 为页岩有机孔隙体积含量； δ为近壁面流 体厚度； μw为近壁面流体平均粘度； μb为体相流体平均粘度； C为速度滑移系数； ρw为近壁面 流体平均密度； δ ′为吸附层厚度； μads为吸附流体平均粘度； ρads为吸附流体平均密度。 4.根据权利要求1所述的方法， 其特 征在于， 步骤S2中， 经济净现值的计算公式为： 其中， J为待优化的性能指标函数， NPV为经济净现值； u为Nu维的控制变量向量； n为时间 索引， tn为时间段的长度， Nt为模拟过程的总时间步长； ro为原油价格， 为全部生产 井在 tn时间段内的累积产油量； b为年折现率， Nw为水平井数； Cv为水平单井每米垂直段钻井费 用， Ch为水平单井每米的水平段钻 井费用， Cph为每米深度射孔费用， Cpp为每条裂缝的射孔 材 料费用， Cl为每米压裂液及支撑剂费用； Lv为垂直段长度， L为水平段长度， Lh为裂缝半长； Nf权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114139390 A 2为水平单井的裂缝 条数， FC为每天水平单井的运行费用。 5.根据权利要求1所述的方法， 其特征在于， 步骤S3中， 所述采用嵌套了二分搜索法的 同步扰动随机逼近算法， 对所述优化变量进行同步一体化优化， 得到最优裂缝条数下所属 最优裂缝位置和最优裂缝半长的裂缝分布特 征， 包括： S31、 通过同步扰动随机逼近算法， 对初始裂缝条数下的裂缝位置以及裂缝半长， 进行 多次同步迭代优化； S32、 从得到的各项优化结果中， 筛选出所述初始裂缝条数下的最优左、 右边界裂缝条 数值； S33、 通过所述最优左、 右边界裂缝条数值对应的最大净现值， 获取二分搜索法中下一 次取到的二分取值方向， 并根据所述 二分取值方向进行裂缝 条数的更新； S34、 返回到步骤S31中， 并基于步骤S33中更新后的裂缝条数进行同步迭代优化， 直到 触发迭代结束 条件时， 得到最优裂缝条数下所属最优裂缝位置和最优裂缝半长的裂缝分布 特征。 6.一种适用于压裂水平井裂缝参数的一体化优化装置， 其特征在于， 所述装置包括模 型构建模块、 优化目标确定模块和参数优化模块， 其中： 所述模型构建模块， 用于根据页岩油藏流体微观运移机制， 并结合等效导流能力表征 微尺度水力裂缝， 建立压裂水平井数值模型； 所述优化目标确定模块， 用于在所述压裂水平井数值模型的基础上， 以经济净现值为 目标函数， 以所属实数类型 的裂缝位置和裂缝半长、 以及所属整数类型 的裂缝条数为优化 变量， 建立裂缝参数一体化优化模型； 所述参数优化模块， 用于采用嵌套了二分搜索法的同步扰动随机逼近算法， 对所述优 化变量进 行同步一体化优化， 得到最优裂缝条数下所属最优裂缝位置和最优裂缝半长的裂 缝分布特 征。 7.一种计算机设备， 包括存储器和处理器， 所述存储器存储有计算机程序， 其特征在 于， 所述处 理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至 5中任一项所述的方法的步骤。 8.一种计算机可读存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序被 处理器执行时实现权利要求1至 5中任一项所述的方法的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114139390 A 3