[发明专利]一种基于梯度算法的自适应井网优化方法

说明书

技术领域

本发明属于油气田开发领域，具体地，涉及大规模油田开发过程中的井网优化方法，在给定初始井网参数的条件下，结合油藏数值模拟，通过优化算法优化目标函数，在保证计算效率的同时获得与实际油藏相适应的经济可行的最优井网形式，提高油藏最终采收率。

背景技术

目前世界上越来越多的油田进入开发后期，油气资源急剧减少，勘探发现新油气资源难度加大，如何最大程度提高油气产量及经济净现值成为油气开发的关键。油田生产优化新方法的开发是石油工作者亟待解决的问题，布井优化凭借其优势逐步成为油藏开发中独立而关键的课题。

油田开发方案以降低生产成本、提高稳产时间及采收率为主要研究目标，油田注采井的布局是油藏优化开发的关键。油田布井优化是通过调整油水井井位布局以实现生产效益的最大化，由于油藏井网优化问题控制变量多，如优化策略的多样性(井距优化、注采优化)，相关参数的多样性(①地质参数：油藏结构、渗透率分布、饱合度分布、流体接触面等；②生产参数：井位、井数、井型、采油速度等；③经济参数：产液成本、钻井成本等)，因此研究过程中面临的困难无论从规模还是复杂性上都是可想而知的。

长期以来，井网优化设计主要依靠人为经验，辅助以油藏数值模拟进行多方案测试调整，最终优选较好的方案进行现场实施。但由于油藏非均质性强，物性差异大，人为选择井网很难判别最优的井网类型、尺度及角度，不能找到适合于该油藏的最优井网布局，具有较大的局限性。近几年来，现场工程技术人员提出了矢量井网设计理念，它是依据简单的渗透率关系设计单个井网单元油水井的距离，对于数量较少的几口井较为适用，但是对于大规模布井，就很难得到所有单元相对应的最优井网尺寸、井网类型及油水井的间距等指标。因此可以看出，传统的井网设计方法效率低，不能得到整体最优的井网形式，有待对其进行改进，满足实际油田开发的要求。

本发明者特设计了“一种基于梯度算法的自适应井网优化方法”，用于快捷简便地优化井网形式，得到有利于工程人员参考的最优井网形式、油水井的间距、夹角、井网的走向等参数。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的是针对大规模油藏开发进行井网优化，提出了基于梯度算法的井网优化方法。该方法引入新的井网改进构建形式，在考虑井网单元形式的同时考虑油田的注采情况，结合优化算法寻找最优井网布局，旨在解决目前国内井网优化方面存在的计算效率低、精度小、全局性差等问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于梯度算法的自适应井网优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)、获取油藏资料，建立三维数字化油藏地质模型，进行油藏数值模拟；

(2)、构建自适应规则井网单元，生成井网；

(3)、计算经济效益，评价初始井网；

(4)、设定参数，为井网优化做准备；

(5)、使用梯度方法，优化单元构建参数，生成新的井网；

(6)、计算并评价新井网的经济效益，再迭代运算，直到生成最优井网。

优选地，上述步骤1具体包括如下步骤：

(11)、查明油藏内油气聚集的有利地带，选定布井有利的油田区块；

(12)、搜集油藏静态资料；

(13)、建立三维数字化油藏地质模型；

(14)、搜集油藏动态资料；

(15)、整合静态资料及动态资料，构建油藏数值模拟模型，进行开发模拟计算。

优选地，步骤2具体包括如下步骤：

(21)、选定井网类型，预估初始参数，采用6参数井网单元构建方法，生成初始自适应井网单元。

6参数是指井距、排距、旋转角、剪切角、横向及纵向平移距离，使用它们能够得到单元不同的几何形变，通过优化这6个参数，间接实现了自适应井网的最优化。

(22)、基于初始自适应井网单元，在油藏区域内进行展布，生成自适应井网；

(23)、将生成的井网匹配商业油藏模拟器角点网格，设定井位。

优选地，井网类型包括四点井网、五点井网、七点井网及九点井网。

优选地，步骤3的具体步骤如下：

依据油藏模型和已得到的井网布局，设定适宜的总注采量，利用商业油藏数值模拟软件模拟油田开发，记录其产油量、产水量及注水量，考虑每口井的钻井成本，计算经济效益，评价井网的优劣。

优选地，步骤4的具体步骤如下：

(41)、设定井网可调整尺度的最大及最小值，设定参数包括6个井网单元构建参数和注采总量；