[发明专利]非常规油气地质工程一体化开发运筹学优化定量决策方法

说明书

非常规油气地质工程一体化开发运筹学优化定量决策方法，属于非常规油气勘探、开发领域。该方法用于非常规油气地质、工程一体化开发最优化决策。步骤为：①确定研究区目的层段地质条件特征，包括构造、岩性、孔隙度、渗透率、含油气饱和度、地层压力、地应力、储层厚度、天然裂缝等；②建立单井产出油气量与地质条件和工程参数关系；③建立单井钻井、压裂、采油气工程成本与工程参数、地质条件关系；④确定区块收益和区块钻井、压裂、采油气工程成本，建立区块开采非常规油气效益函数，区块效益等于区块总收益减总成本；⑤利用运筹学优化理论、技术优化求解效益函数的极值，获得研究区目的层段开采非常规油气效益最大时相应最优工程施工参数。

技术领域

本发明涉及非常规油气地质工程一体化开发运筹学优化定量决策方法，属于非常规油气勘探、开发技术领域。

背景技术

油气地质条件决定了国内的常规油气很难具有增产潜力，经济和社会的发展对能源需求的日益攀升和常规油气资源的不断消耗，使我国的油气供需矛盾日益突出。近年来我国对进口油气的依赖度已经分别高达70%和45%以上，远超能源安全警戒线，并且还在继续攀升，我国能源安全形势极为严峻。因此，包括页岩油气、致密油气、煤层气等在内的非常规油气越来越受到人们的重视，且非常规油气资源潜力巨大，成为缓解我国油气供需矛盾的首要选项。如四川盆地及周缘的涪陵页岩气、新疆玛湖致密砂砾岩油气、吉木萨尔的芦草沟页岩油气已经进入储量和产能建设序列。

非常规油气往往准连续分布，面积大、资源总量大，但资源丰度不高，开采难度大，主要利用水平井和大型压裂技术才能有效开发，这使工程作业成本居高不下。尤其是我国复杂的地质、地面条件，使勘探开发成本更高。目前，开发的技术可行性已不是问题，但经济可行性还面临巨大的压力。油气勘探开发积累的经验揭示，地质-工程（包括开发方案、钻井工程、压裂工程）一体化综合施策是降本增效、实现效益开发的重要、有效途径，这也是业内专家的普遍共识。

正因为如此，国内外有关的机构和学者已经在地质-工程一体化综合施策方面进行了大量的探索。例如，在非常规油气勘探开发一体化或者地质-工程一体化优化研究方面，北美发展并实践了非均质非常规油气藏多尺度一体化表征方法，形成较系统和完善的非常规油气藏压裂缝网建模、一体化压裂建模及评估技术、与现代压裂工艺相匹配的压裂建模技术、全耦合建模及数模技术等，并广泛应用于储层改造设计、后评估及优化研究；发展了“地质、钻井工程、完井及改造工程、生产工程和开发工程一体化技术，考虑压裂和生产过程中孔隙压力变化引起的应力场改变，主要应用于水力压裂、井距优化、加密钻井、重复压裂、高密度或立体复杂井网等研究；开始采用云计算技术，结合多因素不确定性优化技术，摆脱单因素或多因素统计分析及有限模拟方案研究的局限性，更高效、更全面地掌握产能主控因素和主要作业优化参数。其优化的目标是钻井工程在保证井筒完整性的基础上，要以最有利于完井改造为设计和施工目标；完井及改造工程服务于最大化单井产量、实现产量突破和高产为优化目标；生产工程主要目的是最大化单井预测最终可采储量和单井设计生产年限内的净现值；开发工程是通过优化开发方案和开发技术政策，实现一定投资规模条件下全气田采收率最大化和全资产收益最优化。