[发明专利]一种滑溜水压裂优化设计方法

说明书

本发明涉及石油工程学领域，具体涉及一种滑溜水压裂优化设计方法，利用平行板裂缝模拟系统模拟支撑剂铺置过程，采集实验参数和实验结果数据作为数据样本，实验参数和实验结果分别作为BP神经网络输入层神和输出层经元节点，建立BP神经网络模型；对BP神经网络模型进行训练；将现场需要优化的施工参数进行随机组合生成数值矩阵，归一化处理后带入BP神经网络模型，得到输出结果；对输出结果进行反归一化处理，生成输出矩阵；筛选出平衡高度最大、H因子最小和砂堤前缘距离最小的三组预测结果，并确在输出矩阵中对应的行列数；利用预测结果和对应的输入层的数据，生成三套施工方案。本发明能够指导现场滑溜水压裂施工设计，更好的开发非常规油气储层。

技术领域

本发明涉及石油工程学领域，具体涉及的是一种滑溜水压裂优化设计方法，用于滑溜水压裂过程中对施工参数进行优选设计，指导油田现场滑溜水压裂施工设计。

背景技术

非常规油气的有效开发已经成为当前能源领域的热点研究问题，特别是致密储层以及页岩储层，但由于其极低的渗透率以及自生自储的成藏特点，常规的开采方法已经很难适用该类油藏，我国页岩油气、致密油气开发起步晚，无论是勘探技术还是开采技术，都尚未成体系，虽然近年来非常规油气产量已大幅度增加，但在整个化石能源领域其所占的比例仍然很低。滑溜水压裂技术由于其储层改造体积大，易扩展沟通天然裂缝，能够在储层中形成以主裂缝为主的复杂缝网系统从而被广泛应用于开发非常规油气储层。然而为了在储层中形成高导流能力的填砂裂缝，改善滑溜水压裂效果，就必须尽可能优化施工参数优选支撑剂，使得支撑剂有效充填面积最大化。当前油田现场实际压裂优化设计模型主要还是基于Babcock建立的支撑剂沉降模型，但是Babcock沉降模型是基于小排量下的常规压裂液建立的，并没有考虑滑溜水压裂大排量下湍流效应对铺砂形态的影响，而且仅仅利用平衡高度表征铺砂形态，没有表征裂缝入口端砂堤前缘距离的理论公式，该模型已经不适合指导滑溜水压裂施工设计。如何提升滑溜水压裂施工增产效果，建立规范化的滑溜水压裂优化设计模型，是当前大规模有效开发我国非常规页岩气、致密砂岩等非常规储层资源要迫切面对的问题。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于：提供一种滑溜水压裂优化设计方法，本发明的方法能够快速从大量数据中优选出三套施工方案，指导现场滑溜水压裂施工设计，更好的开发非常规油气储层。

本发明采用的技术方案如下：

一种滑溜水压裂优化设计方法，包括以下步骤：

步骤一：利用平行板裂缝模拟系统模拟支撑剂铺置过程，将采集的实验参数和实验结果数据作为数据样本，其中实验参数包括压裂液粘度、施工排量、砂比、支撑剂密度、支撑剂粒径、缝高和缝宽，实验结果包括平衡高度、平衡时间和砂堤前缘距离；

步骤二：将实验参数作为BP神经网络输入层神经元节点，实验结果作为BP神经网络输出层神经元节点，建立BP神经网络模型，利用步骤一中采集的数据样本对神经网络模型进行训练，调整模型使得BP神经网络模型达到设定精度，建立起输入层到输出层之间的非线性映射关系；

步骤三，将现场需要优化的施工参数进行随机组合生成数值矩阵，将数值矩阵归一化处理后带入训练好的BP神经网络模型，得到BP神经网络模型的输出结果；

步骤四，对BP神经网络模型的输出结果进行反归一化处理，生成输出矩阵；

步骤五，筛选输出矩阵中平衡高度最大、H因子最小和砂堤前缘距离最小的三组预测结果，并确定这三组预测结果在输出矩阵中对应的行列数；其中，H因子＝砂堤前缘距离/平衡高度；

利用这三组预测结果和这三组预测结果分别对应的输入层的数据，生成三套施工方案。