鉆完井大數(shù)據(jù)與人工智能-8-增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用

增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用2壓裂設(shè)計智能優(yōu)化壓裂工況智能診斷和預(yù)警智能壓裂系統(tǒng)課程導(dǎo)學(xué)1.研究背景增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用頁巖氣賦存方式多樣，滲流機理復(fù)雜：（1）普遍發(fā)育微納米級孔隙；（2）吸附氣和游離氣并存；（3）多重流態(tài)并存。頁巖微納米級孔隙非常規(guī)氣流動形態(tài)辨識圖版（馬新華等，2021）1.研究背景增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用水平井+多段多簇壓裂技術(shù)開發(fā)，構(gòu)造“人造高滲透區(qū)”。1.研究背景增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用水平井+多段多簇壓裂技術(shù)開發(fā)，構(gòu)造“人造高滲透區(qū)”。1.研究背景增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用“人造高滲透區(qū)”非均質(zhì)性強：（1）裂縫形態(tài)復(fù)雜，尺度差異大；（2）基質(zhì)-天然裂縫-人工裂縫-井筒耦合流動。水平井+多段壓裂技術(shù)多尺度復(fù)雜裂縫網(wǎng)絡(luò)1.研究背景增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用頁巖氣多段壓裂水平井產(chǎn)能預(yù)測難度大。頁巖氣流動-缺乏完善的物理模型地下的裂縫網(wǎng)絡(luò)-無法準確識別和表征解析模型和數(shù)值模型都難以準確預(yù)測頁巖氣井產(chǎn)能壓裂參數(shù)優(yōu)化工作難以開展2.壓裂設(shè)計智能優(yōu)化增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用基于數(shù)據(jù)驅(qū)動的頁巖氣井產(chǎn)能預(yù)測和壓裂參數(shù)優(yōu)化。地質(zhì)參數(shù)工程參數(shù)產(chǎn)量2.壓裂設(shè)計智能優(yōu)化增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用多層感知機。一種多層深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可描述復(fù)雜的非線性映射關(guān)系用于建立地質(zhì)工程參數(shù)（xi）與產(chǎn)量（y）之間的關(guān)系y=F(x1,x2,x3,…,xn)2.壓裂設(shè)計智能優(yōu)化增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用粒子群（PSO）優(yōu)化算法：用于優(yōu)化壓裂參數(shù)，無需求導(dǎo)，全局最優(yōu)。PSO尋優(yōu)過程2.壓裂設(shè)計智能優(yōu)化增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用應(yīng)用實例：（1）收集了85口頁巖氣水平井的資料；（2）利用多層感知機建立測試產(chǎn)量和地質(zhì)工程參數(shù)的關(guān)系。測試產(chǎn)量地質(zhì)工程參數(shù)多層感知機2.壓裂設(shè)計智能優(yōu)化增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用2.壓裂設(shè)計智能優(yōu)化增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用孔隙度TOC含氣量X-1段鉆遇率X-2段鉆遇率鉆遇的X-1段段長鉆遇的X-2段段長水平段長度段間距用液強度加砂強度測試產(chǎn)量主成分累積方差貢獻率（%）145.12262.68374.32482.15588.80693.10796.70899.19原始輸入主成分分析主成分分析：（1）用于數(shù)據(jù)降維，降低變量之間相關(guān)性的影響；（2）采用幾個主成分因子來表征原始變量的大部分信息；（3）選取累計方差貢獻率超過95%主成分因子作為輸入2.壓裂設(shè)計智能優(yōu)化增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用多層感知機訓(xùn)練與預(yù)測：（1）按照8：2的比例劃分訓(xùn)練集和測試集；（2）對于訓(xùn)練集，平均相對誤差為6.7%，對于測試集，平均相對誤差為12.3%。訓(xùn)練集測試集2.壓裂設(shè)計智能優(yōu)化增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用多層感知機的預(yù)測效果較好，模型精度滿足工程要求。2.壓裂設(shè)計智能優(yōu)化增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用壓裂參數(shù)優(yōu)化。新鉆了一口水平井B1井，地質(zhì)參數(shù)已知如何設(shè)計壓裂參數(shù)（段間距、用液強度和加砂強度）才能使得B1井的測試產(chǎn)量最大化孔隙度TOC含氣量X-1段鉆遇率X-2段鉆遇率鉆遇的X-1段段長鉆遇的X-2段段長水平段長度%%m3/t%%mmm1.32.93.508001080971B1井地質(zhì)參數(shù)2.壓裂設(shè)計智能優(yōu)化增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用壓裂參數(shù)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為，已知x4…x11，x1,x2,x3=?，y最大。待優(yōu)化參數(shù)（段間距、用液強度和加砂強度）已知參數(shù)（孔隙度、TOC、含氣量等）測試產(chǎn)量類比2.壓裂設(shè)計智能優(yōu)化增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用基于訓(xùn)練好的多層感知機，采用粒子群算法優(yōu)化段間距、用液強度和加砂強度。壓裂參數(shù)下限上限段間距（m）50100用液強度（m3/m）2050加砂強度（t/m）13段間距用液強度加砂強度mm3/mt/m88.4243.382.79優(yōu)化后的壓裂參數(shù)優(yōu)化結(jié)果符合現(xiàn)代少段多簇，高強度加砂的壓裂理念?。?！3.壓裂工況智能診斷和預(yù)警增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用砂堵是壓裂失敗的最主要因素。壓力明顯快速上漲，未停砂，砂堵停泵開井放噴低排量試擠，仍然維持高壓力3.壓裂工況智能診斷和預(yù)警增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用停泵開井放噴壓力波動大，風(fēng)險高，低砂濃，慢慢磨3.壓裂工況智能診斷和預(yù)警增產(chǎn)改造方面的應(yīng)用水力裂縫動態(tài)增長情況。方博濤，2015，學(xué)位論文3.壓裂工況智能診斷和預(yù)警增產(chǎn)改