[发明专利]一种水平井压裂段分段方法、系统、设备及存储介质

说明书

本发明公开了一种水平井压裂段分段方法、系统、设备及存储介质，初始化图神经网络的权重和全连接层权重；根据水平井地质信息构造输入图；创建输入图的自连接带权邻接矩阵，进行拉普拉斯谱分解得到拉普拉斯矩阵；求出拉普拉斯矩阵的特征向量矩阵，输入图神经网络做前向传播计算，得到网络预测的分段方案；使用交叉熵损失函数计算网络预测的分段方案和人工分段方案之间的差值，再使用Adam优化算法反向传播更新权重；直到所有水平井地质信息全部训练完成，得到最终训练完成的图神经网络；将待分段水平井地质信息输入图神经网络中，得到水平井压裂段分段方案。大幅提高了分段效率，并且分段质量保持稳定。

技术领域

本发明属于非常规油气开采领域，涉及一种水平井压裂段分段方法、系统、设备及存储介质。

背景技术

随着国内页岩气、致密油气的开发，非常规油气资源已成为近年来一项新的开发热点。目前，水平井分段多簇压裂技术是非常规油气资源开发的核心技术之一，在水平井施工中，分簇射孔-复合桥塞联作的分段压裂开发模式得到了广泛应用。与其他开发模式相比，它具有可实现大排量注入、分簇射孔、分段体积压裂和作业效率高等优点。通过将水平井分为多个压裂段，在段内进行多簇射孔，能够在单次泵注下同时形成数条水力裂缝，有效降低施工成本。

分簇射孔-复合桥塞的分段压裂技术需要将水平井段分成若干段(一段的控制距离为100～150m)，第一段采用油管、连续油管及电缆爬行器进行射孔后压裂，其他段采用分簇射孔-复合桥塞联作工艺技术施工。用电缆将联作仪器串下入井内，在大斜度及水平井段用水力泵送的方式推进，即水力泵送工艺技术。首先用复合桥塞封堵前一段，再对本段进行分簇射孔，起出联作仪器串，再对该段进行体积压裂施工。

分簇射孔-复合桥塞的分段压裂技术的第一步为水平井分段，要进行水平井分段首先要对测井进行地质勘查，测量得到水平井的气测值、孔隙度、岩层分布、预测裂缝段等地质信息，然后依据这些信息，将位于同一小层的、拥有天然裂缝发育段的、储层参数相近的、岩石力学参数相近的等拥有相近地质结构的水平井段划分为同一段射孔压裂段，由此将水平井划分为多个压裂段。分段水平的优劣直接决定了射孔质量、水力裂缝的有效程度和体积压裂施工的效果，而这些又直接影响到油气产出效率和产出量，因此水平井分段是分簇射孔-复合桥塞分段压裂技术的一个关键环节。

目前水平井压裂段分段都是采用人工分段的方式，依靠人力根据地质信息来对水平井进行分段，但是人工分段效率低下，人力成本过高，而且人工分段的质量不稳定，一些生产测井资料显示有些压裂段划分不够合理，部分射孔簇未能形成有效的水力裂缝，部分压裂段未能形成有效压裂，因此降低了油气产出效率，而且造成油气资源的浪费。因此如何提高分段效率，降低分段成本，提高分段质量就成为了急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种水平井压裂段分段方法、系统、设备及存储介质，在保持分段质量与人工分段相近的情况下，高效、快速地自动分段，从而大幅提高了分段效率，降低了人力成本，并且分段质量保持稳定。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种水平井压裂段分段方法，包括以下步骤；

步骤1、初始化图神经网络的权重和全连接层权重；

步骤2、根据水平井地质信息构造输入图；

步骤3、创建输入图的自连接带权邻接矩阵，将自连接带权邻接矩阵进行拉普拉斯谱分解得到拉普拉斯矩阵；

步骤4、求出拉普拉斯矩阵的特征向量矩阵，将特征向量矩阵输入图神经网络做前向传播计算，得到网络预测的分段方案；

步骤5、获取网络预测的水平井压裂段的人工分段方案，使用交叉熵损失函数计算网络预测的分段方案和人工分段方案之间的差值，再使用Adam优化算法反向传播更新权重；