一种立体开发井网的全局优化和决策方法

1.一种立体开发井网的全局优化和决策方法，其特征在于：包括如下步骤：S1、根据目标储层的基础物性，在纵向上划分开发单元，各个所述开发单元呈叠合状且渗流场相互独立；S2、构建合理井距及目标参数计算模型，使用合理井距及目标参数计算模型计算每一个开发单元的帕累托最优解集，从帕累托最优解集中，选取井距L well 最小的解作为最优解，最优解对应的L well ，IRR，R 1 的值作为最优目标取值，最优目标取值及其对应的被优化参数取值作为该开发单元的优化结果，从优化结果中挑选出N uni_well_H ，IRR，R 1 的值，形成一个最优解集(N uni_well_H ，IRR，R 1 )；S3、建立决策图；具体地：以N uni_well_H ，IRR，R 1 为三维直角坐标系的x坐标，y坐标，z坐标，将每一个开发单元的最优解集(N uni_well_H ，IRR，R 1 )作为一个点，画在决策图中；S4、建立综合决策系数：具体地，使用加权法对N uni_well_H ，IRR，R 1 进行加权求和，得到综合决策系数E：其中w 1 、w 2 、w 3 为加权系数，通过专家打分法给出具体开发区块的取值，N uni_well_H (q)，IRR(q)，R 1 (q)分别代表纵向上的j个开发单元中的第q个开发单元的最优解集中的单井控制储量N uni_well_H ，单井平均内部收益率IRR以及单井平均采收率R 1 ，综合决策系数E越大，储层开发效果越好；S5、使用决策图以及综合决策系数进行立体开发井网的井距全局决策：S5a)针对开发单元开发优先级的全局决策：基于步骤S3中所有开发单元在决策图中的点，进行空间聚类计算，将开发单元分为3类，并求解每类中所有开发单元的综合系数E，其中E值最大类型的作为优先开发的开发单元，优先开发；E值中等的类型的作为次优先开发的开发单元，选择性开发；E值最小的类型作为低效益的开发单元，暂缓开发；S5b)对于多个不同区块开发优先级的决策：针对每一个区块，重复步骤S1-S4，并使用S5a)的聚类方法，挑选出优先开发的开发单元和次优先开发的开发单元进行合并，求得综合决策系数E，对于E越大的区块，开发效益和开发潜力越好，建议优先开发；S5c)对于滚动开发的区块开发形势优劣的决策：随着工程现场条件和勘探开发进度的不断改变和更新，S2中用到的常数和被优化参数会随着开发时间t的增加而不断更新，更新常数和被优化参数后，重复步骤S2-S5，在决策图中更新新一轮开发的层系的最优解集位置，同时更新综合决策系数，若随着开发的不断进行，整体数据点离原点越来越远，且综合决策系数越来越大，说明勘探开发过程在逐渐变好，方案整体更加优化；否则，随着开发的不断进行，整体数据点离原点越来越近，且综合决策系数越来越小，说明勘探开发过程在逐渐变差，方案整体更加不经济，需要重新调整开发方案；S5d)对于经济形势变化条件下，开发形势的优劣决策：修改未来每年国际油价P的预测模型，设定国际油价P的函数为已知区间[P1,Pn]和在区间内出现的概率函数F(P)时，使用概率统计算法求出所述参数P在区间内的最大似然估计值 将所述最大似然估计值 作为国际油价P的取值，带入步骤S1～S4，判断更新国际油价P的模型后，整体数据点离原点的聚集程度以及综合决策系数的变化：整体数据点离原点越远且综合决策系数越大，则新的国际油价预测模型条件下，立体井网开发效益更佳；若整体数据点离原点越近且综合决策系数越小，则新的国际油价预测模型条件下，立体井网开发效益更差。 2.如权利要求1所述的全局优化和决策方法，其特征在于：按照下述步骤得到合理井距及目标参数计算模型：a)计算单井总成本；所述单井总成本为建井成本与维护成本之和；所述建井成本包括地面工程、钻井完井和压裂成本；所述维护成本包括建井之后、废弃之前维护井正常运转以及改造施工的所有费用；b)计算单位地层厚度的单井控制储量N uni_well_H ；c)计算单井有效缝高H uni_well ，d)基于成本倒算，确定约束下的合理井距边界；e)判断是否满足控制储量判别系数β 1 ≥1且井距可行性系数β 2 ≥1，如果不满足，表示现有压裂主体工艺无法抵消开发成本，方案不可行，如果满足，则方案可行；f)当方案可行时，根据下式得到单层系中的井距；式中，L well 表示井距，N uni_well_H 表示单井控制储量，H uni_well 表示单井有效缝高，R表示规划采收率，S H 表示单层系的储量丰度，L H 表示设计平均水平井长度，H layer 表示小层厚度；根据下式计算单井平均采收率：根据下式计算单井平均内部收益率IRR：式中，D 0 为单井综合递减率，Q 0 为平均单井规划首年产量，T为预计开采年限；P(t)为第t年的平均油价，C uni_well_d 为单井建井成本，C uni_well_m 为单井维护成本；IRR计算方法为：以IRR为变量，以其它参数为常数，求解一元T次方程，得到方程的T个解；从所有解中，挑选满足取值范围条件0≤IRR≤1的所有实数解中的最小值作为最终的单井平均内部收益率IRR的取值；|sgn(x)|表示对变量x进行符号函数运算后取绝对值；[x]表示对x的取整运算；g)建立多目标优化模型的边界条件和约束条件并求解，其中，常数包括H layer ，S H ，P(t)，D 0 以及计算C uni_well_d ，C uni_well_m N uni_well_H ，H uni_well 所用到的常数；被优化参数包括R，L H ，Q 0 ，T，以及计算C uni_well_d ，C uni_well_m N uni_well_H ，H uni_well 所用到的被优化参数,以各被优化参数作为自变量；基于物探资料，工程实践资料以及临井经验，确定常数取值以及确定被优化参数的合理取值范围，将各被优化参数的合理取值范围的上下限作为边界条件，将步骤e)的限定条件作为自变量约束条件或约束方程；以步骤f)中，L well ，IRR，R 1 的表达式为目标函数，求解针对优化目标参数L well ，1/IRR，1/R 1 的多目标优化的最小值问题，得到优化目标参数L well ，1/IRR，1/R 1 构成的帕累托最优解集； 3.如权利要求2所述的全局优化和决策方法，其特征在于：所述建井成本按照下式得到：C uni_well_d ＝α 1 (C v L v +C H L H +C Hf L Hf )式中，C v 表示纵向上每千米直井钻完井成本，C H 表示每千米水平井钻完井成本，C Hf 表示每千米压裂段施工总成本；L v ,L H ,L Hf 分别表示设计平均直井长度、设计平均水平井长度和单水平井沿井路径方向上压裂改造段累计长度，其中L H ＞L Hf ；α 1 表示集约化作业所造成花销减少而产生的系数，与立体开发井网的井数和工艺改进相关；所述维护成本按照下式得到：C uni_well_m ＝α 2 C uni_well_d式中，α 2 表示维护成本系数，其值由相邻井或相邻平台或历史井的经验得出。 4.如权利要求3所述的全局优化和决策方法，其特征在于：按照下式得到单井控制储量N uni_well_H ：N uni_well_H ＝2n 1 α 3 L fL L Hf S H式中，α 3 表示泄油半径影响系数，定义为α 3 ＝R fL /L fL ，其中R fL 表示裂缝平均半缝长，L fL 表示裂缝平均有效支撑半缝长，n 1 表示有效改造系数，其定义为在沿水平段长度方向上，有效的压裂改造段累计长度与压裂改造段累计长度之比，S H 表示单层系的储量丰度，L Hf 表示单水平井沿井路径方向上压裂改造段累计长度。 5.如权利要求4所述的全局优化和决策方法，其特征在于：按照下式得到单井有效缝高H uni_well ：H uni_well ＝min(α 4 H fH ,H layer )式中，α 4 表示有效缝高影响系数，定义为缝高与有效支撑缝高的比值，H fH 表示有效支撑缝高，H layer 表示小层厚度，运算符min(A,B)表示取变量A与B的最小值。 6.如权利要求5所述的全局优化和决策方法，其特征在于：按照下述步骤确定约束下的合理井距边界：1)按照下式得到底线成本下的单井控制储量N uni_well1 ；式中，R表示规划采收率，P表示原油底线成本价格；2)根据下式得到控制储量判别系数β 1 ；式中，N uni_well_H 表示单井控制储量，N uni_well1 表示底线成本下的单井控制储量；3)根据下式得到成本倒算条件下的极限井距L d_well ；式中，n 1 表示有效改造系数，其定义为在沿水平段长度方向上，有效的压裂改造段累计长度与压裂改造段累计长度之比，S H 表示单层系的储量丰度；4)根据下式得到极限泄油半径L d_well1 ；L d_well1 ＝2α 3 L fL式中，α 3 表示泄油半径影响系数，定义为α 3 ＝R fL /L fL ，其中R fL 表示裂缝平均半缝长，L fL 表示裂缝平均有效支撑半缝长；5)根据下式得到井距可行性系数β 2 ；β 2 ＝L d_well1 /L d_well 。 7.如权利要求6所述的全局优化和决策方法，其特征在于：常数包括：α 3 ，α 4 ，n 1 ，H fH ，S H ，H layer ，其取值及取值随时间t的变化关系通过前期地质模型、测井资料以及现场经验值确定；R，P其取值通过开发方案的期望值确定；α 1 和α 2 为地层及开发常数，其取值及取值随时间t的变化关系由相邻井或相邻平台或历史井的经验得出；被优化参数包括：L Hf ，L fL ，C v ，C H ，C Hf ，L v ,L H ,L Hf ，其取值范围通过现场工程物探资料，工程实践资料以及临井经验参数变化范围的最大和最小值得出。