一种优化页岩地层钻井井眼轨迹的方法和系统与流程

1.本发明涉及石油勘探开发技术领域，特别地涉及一种优化页岩地层钻井井眼轨迹的方法和系统。


背景技术：

2.页岩地层中“甜点”是页岩地层具有较好的储层地质品质和可压裂工程改造特点的区域。页岩地层“甜点”对页岩地层开发非常重要，找到“甜点”有利于降低页岩勘探开发成本、提高含气页岩地层产能。
3.现有技术从经济评价角度阐述了页岩地层“甜点”是具有良好的流动特征和储层属性的区域，研究重点集中在压裂工程改造的成本方面。现有技术提供了页岩地层“甜点”包含两部分：储层质量和完井质量，储层质量好对应于地层物性好、油气丰度高和有机质含量高，完井质量好对应于地层具有更高的脆性、更有利于压裂、工程改造成本低和压裂后具有更好的流动性质。
4.现有技术还采用储层质量参数来评价页岩地层的可采气能力，通常的做法是利用地质统计的方法来描述“甜点”：页岩地层脆性矿物含量、孔隙度、热成熟度、有机质含量、净厚度、埋藏深度、气体含量和含水饱和度等参数，但这些参数并没有对地质甜点参数和工程甜点参数进行区分，导致评价标准单一、评价结果并不准确。
5.综上所述，现有技术并没有从页岩地层的整体开发的效益角度来分析地层的可采性，使得所获得的页岩地层钻井井眼轨迹并不具备最大的开发效益。


技术实现要素：

6.针对上述现有技术中的问题，本技术提出了一种优化页岩地层钻井井眼轨迹的方法和系统，能够使得优化后的钻井井眼轨迹具备最大的开发效益。
7.为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
8.第一方面，本发明实施例提供了一种优化页岩地层钻井井眼轨迹的方法，所述方法包括：
9.获取所述页岩地层的地质甜点系数与所述页岩地层的潜在收益之间的关系曲线作为第一曲线；
10.获取所述页岩地层的工程甜点系数与所述页岩地层的开发成本之间的关系曲线作为第二曲线；
11.基于所述第一曲线和所述第二曲线，获得所述潜在收益与所述开发成本之间的差值变化量；
12.基于所述差值变化量确定最大差值变化量的方位，以优化所述页岩地层的钻井井眼轨迹；其中，所述最大差值变化量的方位为最优的钻井井眼轨迹。
13.优选地，所述第一曲线采用以下方式获取：
14.获取所述页岩地层中每个钻井处的所述地质甜点系数和每个钻井的初始产气量；
15.基于所述每个钻井处的所述地质甜点系数和所述每个钻井的初始产气量，构建反映所述地质甜点系数与所述初始产气量之间关系的第一回归方程；
16.基于所述第一回归方程和已有的反映所述初始产气量与所述潜在收益之间关系的表达式，获得所述第一曲线。
17.优选地，构建的所述第一回归方程为：
[0018][0019]
其中，y1为所述初始产气量；xg为所述地质甜点系数；a1、b1为采用回归算法所确定的常数；
[0020]
所述反映所述初始产气量与所述潜在收益之间关系的表达式为：
[0021][0022]
e0＝y1·
p
[0023]
其中，e为所述潜在收益；p为油气价格；y1为所述初始产气量；d1为产气衰减率；d2为贴现率；m为开采年限。
[0024]
优选地，所述页岩地层中每个钻井处的所述地质甜点系数采用以下方式获取：
[0025]
获取该钻井处的多个主要地质甜点参数；
[0026]
获取每个所述主要地质甜点参数的权重；
[0027]
基于每个所述主要地质甜点参数的数值和每个所述主要地质甜点参数的权重，获得所述页岩地层中每个钻井处的所述地质甜点系数。
[0028]
优选地，所述获取该钻井处的多个主要地质甜点参数，包括：
[0029]
采用测井解释的方式或实验测试方式获取该钻井处的多个地质参数；
[0030]
计算每个所述地质参数与该钻井的所述初始产气量之间的相关系数作为第一相关系数；
[0031]
基于所述第一相关系数的绝对值大小，从所述多个地质参数中选择所述第一相关系数的绝对值大小超过第一预设阈值的地质参数作为所述主要地质甜点参数。
[0032]
优选地，所述获取每个所述主要地质甜点参数的权重，包括：
[0033]
计算每个所述主要地质甜点参数与所述主要地质甜点参数中除该主要地质甜点参数以外的其他参数之间的复相关系数，作为第一复相关系数；
[0034]
基于所述第一复相关系数和每个所述主要地质甜点参数与所述初始产气量之间的相关系数，获得每个所述主要地质甜点参数的权重。
[0035]
优选地，采用以下表达式计算每个所述主要地质甜点参数的权重：
[0036][0037][0038]
其中，w
i’为第i个所述主要地质甜点参数的权重；n为所述主要地质甜点参数的数量；ri为第i个所述主要地质甜点参数与所述初始产气量之间的相关系数；cri为第i个所述主要地质甜点参数与所述其他参数之间的复相关系数。
[0039]
优选地，所述第二曲线采用以下方式获取：
[0040]
获取所述页岩地层中每个钻井处的所述工程甜点系数和每个钻井的所述开发成本；
[0041]
基于每个钻井处的所述工程甜点系数和每个钻井的所述开发成本，构建反映所述工程甜点系数与所述开发成本之间关系的第二回归方程；
[0042]
基于所述第二回归方程，获得所述第二曲线。
[0043]
优选地，构建的所述第二回归方程为：
[0044]
y2＝a2+b2(c-dln(xe))e[0045]
其中，y2为所述开发成本；xe为所述工程甜点系数；a2为已知的钻完井成本；b2、c、d、e为采用回归算法所确定的常数。
[0046]
优选地，所述页岩地层中每个钻井处的所述工程甜点系数采用以下方式获取：
[0047]
获取该钻井处的多个主要工程甜点参数；
[0048]
获取每个所述主要工程甜点参数的权重；
[0049]
基于每个所述主要工程甜点参数的数值和每个所述主要工程甜点参数的权重，获得所述页岩地层中每个钻井处的所述工程甜点系数。
[0050]
优选地，所述获取该钻井处的多个主要工程甜点参数，包括：
[0051]
采用测井解释的方式或实验测试方式获取该钻井处的多个工程参数；
[0052]
计算每个所述工程参数与该钻井的携砂比之间的相关系数作为第二相关系数；
[0053]
基于所述第二相关系数的绝对值大小，从所述多个工程参数中选择所述第二相关系数的绝对值大小超过第二预设阈值的工程参数作为所述主要工程甜点参数。
[0054]
优选地，所述获取每个所述主要工程甜点参数的权重，包括：
[0055]
计算每个所述主要工程甜点参数与所述主要工程甜点参数中除该主要工程甜点参数以外的其他参数之间的复相关系数，作为第二复相关系数；
[0056]
基于所述第二复相关系数和每个所述主要工程甜点参数与所述携砂比之间的相关系数，获得每个所述主要工程甜点参数的权重。
[0057]
第二方面，本发明实施例提供了一种优化页岩地层钻井井眼轨迹的系统，所述系统包括：
[0058]
第一曲线获取模块，用于获取所述页岩地层的地质甜点系数与所述页岩地层的潜在收益之间的关系曲线作为第一曲线；
[0059]
第二曲线获取模块，用于获取所述页岩地层的工程甜点系数与所述页岩地层的开发成本之间的关系曲线作为第二曲线；
[0060]
差值变化量获取模块，用于基于所述第一曲线和所述第二曲线，获得所述潜在收益与所述开发成本之间的差值变化量；
[0061]
优化模块，用于基于所述差值变化量确定最大差值变化量的方位，以优化所述页岩地层的钻井井眼轨迹；其中，所述最大差值变化量的方位为最优的钻井井眼轨迹。
[0062]
第三方面，本发明实施例提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有程序代码，所述程序代码被处理器执行时，实现如上述实施例中任一项所述的优化页岩地层钻井井眼轨迹的方法。
[0063]
第四方面，本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理
器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序代码，所述程序代码被所述处理器执行时，实现如上述实施例中任一项所述的优化页岩地层钻井井眼轨迹的方法。
[0064]
本发明实施例提供的一种优化页岩地层钻井井眼轨迹的方法、装置、存储介质及电子设备，通过获取页岩地层的地质甜点系数与潜在收益之间的关系曲线作为第一曲线、获取页岩地层的工程甜点系数与开发成本之间的关系曲线作为第二曲线，并基于上述第一曲线和第二曲线获得潜在收益与开发成本之间的差值变化量，基于该差值变化量来确定最大差值变化量的方位，以找到最优的钻井井眼轨迹。可见，与现有技术相比，本发明综合考虑了页岩地层的地质甜点对潜在收益的影响、工程甜点对开发成本的影响，基于潜在收益与开发成本之间的差值变化量来优化页岩地层的钻井井眼轨迹的方式能够从页岩地层的整体开发的效益角度来分析地层的可采性，使得优化后的钻井井眼轨迹具备最大的开发效益。
附图说明
[0065]
通过结合附图阅读下文示例性实施例的详细描述可更好地理解本发明公开的范围。其中所包括的附图是：
[0066]
图1为本发明实施例的方法流程图；
[0067]
图2为本发明实施例中页岩地层在不同的地质甜点系数下的潜在收益曲线；
[0068]
图3为本发明实施例中页岩地层在不同的工程甜点系数下的开发成本曲线；
[0069]
图4为本发明实施例中页岩地层的潜在收益曲线和开发成本曲线之间的关系示意图；
[0070]
图5为本发明实施例中地质甜点系数与初始产气量之间的关系图；
[0071]
图6为本发明实施例中可采效益甜点示意图；
[0072]
图7为本发明实施例的系统结构图。
具体实施方式
[0073]
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方法，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。
[0074]
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
[0075]
实施例一
[0076]
页岩地层成功开发的关键要素是钻长井段水平井和大型压裂，但考虑经济效益对页岩气开发来说也是至关重要的。钻水平井主要是为了提高特低孔、特低渗页岩地层的泄油面积，采用大型压裂时首先要进行页岩地层工程甜点参数评价，好的工程甜点具有容易压裂施工、压裂成本低的特点，而工程甜点参数的权重确定有利于评价每个参数对压裂规模和成本的贡献。水平地层的甜点参数可以利用地震资料解释结果得到，进一步利用上述步骤计算潜在收益和开发成本，根据潜在收益和开发成本之间的差值，得到页岩地层的可采效益甜点，沿井眼变化的区域称为可采效益甜点区。根据地层的可采效益甜点来优化钻
井井眼轨迹，最优的钻井井眼轨迹方向为可采效益甜点最大值的方向，在该方向钻井可以取得最大的开发效率和效益。
[0077]
基于上述原理和构思，本发明实施例提供了一种优化页岩地层钻井井眼轨迹的方法，如图1所示，本实施例所述的方法包括：
[0078]
步骤s101，获取所述页岩地层的地质甜点系数与所述页岩地层的潜在收益之间的关系曲线作为第一曲线；
[0079]
本实施例中，所述第一曲线采用以下方式获取：获取所述页岩地层中每个钻井处的所述地质甜点系数和每个钻井的初始产气量；基于所述每个钻井处的所述地质甜点系数和所述每个钻井的初始产气量，构建反映所述地质甜点系数与所述初始产气量之间关系的第一回归方程；基于所述第一回归方程和已有的反映所述初始产气量与所述潜在收益之间关系的表达式，获得所述第一曲线。
[0080]
本实施例中，每个钻井处的地质甜点系数与该钻井的初始产气量对应，基于该对应关系，采用回归算法可构建地质甜点系数与初始产气量之间的回归方程，将该回归方程作为第一回归方程。本实施例中构建的所述第一回归方程为：
[0081][0082]
其中，y1为所述初始产气量；xg为所述地质甜点系数；a1、b1为采用回归算法所确定的常数。
[0083]
本实施例中，反映初始产气量与潜在收益之间关系的表达式为：
[0084][0085]
e0＝y1·
p式(3)
[0086]
其中，e为所述潜在收益；p为油气价格；y1为所述初始产气量；d1为产气衰减率；d2为贴现率；m为开采年限。
[0087]
基于上述式(1)、式(2)和式(3)，可获得地质甜点系数与潜在收益之间的关系式：
[0088][0089]
基于该关系式，可绘制出页岩地层的地质甜点系数与该页岩地层的潜在收益之间的关系曲线，即上述第一曲线，如图2所示。
[0090]
图2中的多条曲线代表在不同的开采年度t下的潜在收益曲线，即每条曲线为对应的每一开采年度的潜在收益，从上至下依次排列的曲线分别对应于第1年至第20年的开采年度。从图2中可看出，在同一条曲线中，地质甜点系数越大，则页岩地层的潜在收益越大；当地质甜点系数相同时，开采年度越大，页岩地层的潜在收益越小。
[0091]
本实施例中，页岩地层中每个钻井处的地质甜点系数采用以下方式获取：获取该钻井处的多个主要地质甜点参数；获取每个所述主要地质甜点参数的权重；基于每个主要地质甜点参数的数值和每个主要地质甜点参数的权重，获得所述页岩地层中每个钻井处的地质甜点系数。
[0092]
本实施例中，获取某个钻井处的多个主要地质甜点参数，包括：采用测井解释的方式或实验测试方式获取该钻井处的多个地质参数；计算每个所述地质参数与该钻井的初始
产气量之间的相关系数作为第一相关系数；基于所述第一相关系数的绝对值大小，从所述多个地质参数中选择所述第一相关系数的绝对值大小超过第一预设阈值的地质参数作为所述主要地质甜点参数。
[0093]
具体地，对所述第一相关系数的绝对值大小进行排序，优选出第一相关系数的绝对值大小超过第一预设阈值(例如，超过数值0.35)的相关系数所对应的地质参数作为主要地质甜点参数。
[0094]
相关系数法是指根据各指标与输出指标之间的共线性强弱来确定各指标的重要性和作用。设有指标项x1,x2,
…
,xn，若指标x
p
与输出指标y的相关系数越大，则说明x
p
与输出指标y之间的共线性关系越强，因此输出指标y受该指标x
p
的影响也就越大。指标x
p
与指标y之间的相关系数r
p
根据以下表达式计算：
[0095][0096]
其中，cov(x
p
,y)为x
p
与y的协方差，d(x
p
)为x
p
的方差，d(y)为y的方差。
[0097]
本实施例中，获取每个所述主要地质甜点参数的权重，包括：计算每个所述主要地质甜点参数与所述主要地质甜点参数中除该主要地质甜点参数以外的其他参数之间的复相关系数，作为第一复相关系数；基于所述第一复相关系数和每个所述主要地质甜点参数与所述初始产气量之间的相关系数，获得每个所述主要地质甜点参数的权重。
[0098]
本实施例中，上述复相关系数采用独立性权系数法来计算。独立性权系数法根据各指标与其他指标之间的共线性强弱来确定各指标权重。设有指标项x1,x2,
…
,xn，若指标xk与指标项x1,x2,
…
,xn中的其他指标的复相关系数越大，则说明xk与其他指标之间的共线性关系越强，越容易由其他指标的线性组合表示，重复信息越多，因此该指标xk的权重也就应该越小。
[0099]
即若指标xk与其他指标的复相关系数crk越大，该指标xk的权重越小。指标xk与上述其他指标之间的复相关系数crk根据以下表达式计算：
[0100][0101]
其中，为指标项x1,x2,
…
,xn的平均值，为xk的期望。
[0102]
本实施例中，采用以下表达式计算每个主要地质甜点参数的权重：
[0103][0104][0105]
其中，w
i’为第i个所述主要地质甜点参数的权重；n为所述主要地质甜点参数的数量；ri为第i个主要地质甜点参数与初始产气量之间的相关系数；cri为第i个主要地质甜点参数与主要地质甜点参数中其他参数之间的复相关系数。
[0106]
具体地，对于页岩地层中的某个钻井，获取其地质甜点系数的步骤如下：
[0107]
步骤一，通过对地震资料进行测井解释，或者，通过实验测试的方式获得该钻井的多个地质参数，包括：泥质含量、硅质含量、碳质含量、有机质含量、干酪根含量、孔隙度、含水饱和度和孔隙压力；
[0108]
步骤二，获取该钻井初始试气生产的无阻流量，即初始产气量；
[0109]
步骤三，基于上述步骤获取到的数据，通过上述式(5)计算每一个地质参数与初始产气量之间的相关系数ri，根据相关系数ri的绝对值大小，选择与初始产气量具有较高相关度的地质参数作为主要地质甜点参数；
[0110]
步骤四，通过上述式(6)计算每个主要地质甜点参数与主要地质甜点参数中除该主要地质甜点参数以外的其他参数之间的复相关系数cri；
[0111]
步骤五，通过上述式(7)和式(8)计算每个主要地质甜点参数的权重w
i’；
[0112]
步骤六，通过以下表达式计算该钻井处的地质甜点系数：
[0113][0114]
其中，xg为该钻井处的地质甜点系数；n为该钻井处主要地质甜点参数的数量；w
i’为该钻井处第i个主要地质甜点参数的权重；xi为该钻井处第i个主要地质甜点参数的数值。
[0115]
步骤s102，获取所述页岩地层的工程甜点系数与所述页岩地层的开发成本之间的关系曲线作为第二曲线；
[0116]
本实施例中，所述第二曲线采用以下方式获取：获取页岩地层中每个钻井处的工程甜点系数和每个钻井的开发成本；基于每个钻井处的工程甜点系数和每个钻井的所述开发成本，构建反映所述工程甜点系数与所述开发成本之间关系的第二回归方程；基于所述第二回归方程，获得所述第二曲线。
[0117]
本实施例中，每个钻井处的工程甜点系数与该钻井的开发成本对应，基于该对应关系，采用回归算法可构建工程甜点系数与开发成本之间的回归方程，将该回归方程作为第二回归方程。本实施例中构建的所述第二回归方程为：
[0118]
y2＝a2+b2(c-dln(xe))e式(10)
[0119]
其中，y2为所述开发成本；xe为所述工程甜点系数；a2为已知的钻完井成本；b2、c、d、e为采用回归算法所确定的常数。
[0120]
基于上述式(10)，可绘制出页岩地层的工程甜点系数与该页岩地层的开发成本之间的关系曲线，即上述第二曲线，如图3所示。
[0121]
从图3中可看出，工程甜点系数越大，则页岩地层的开发成本越小。
[0122]
本实施例中，页岩地层中每个钻井处的工程甜点系数采用以下方式获取：获取该钻井处的多个主要工程甜点参数；获取每个所述主要工程甜点参数的权重；基于每个所述主要工程甜点参数的数值和每个所述主要工程甜点参数的权重，获得所述页岩地层中每个钻井处的所述工程甜点系数。
[0123]
本实施例中，获取某个钻井处的多个主要工程甜点参数，包括：采用测井解释的方式或实验测试方式获取该钻井处的多个工程参数；计算每个所述工程参数与该钻井的携砂比之间的相关系数作为第二相关系数；基于所述第二相关系数的绝对值大小，从所述多个工程参数中选择所述第二相关系数的绝对值大小超过第二预设阈值的工程参数作为所述
主要工程甜点参数。
[0124]
具体地，对所述第二相关系数的绝对值大小进行排序，优选出第二相关系数的绝对值大小超过第二预设阈值(例如，超过数值0.25)的相关系数所对应的工程参数作为主要工程甜点参数。
[0125]
本实施例中，获取每个所述主要工程甜点参数的权重，包括：计算每个所述主要工程甜点参数与所述主要工程甜点参数中除该主要工程甜点参数以外的其他参数之间的复相关系数，作为第二复相关系数；基于所述第二复相关系数和每个所述主要工程甜点参数与所述携砂比之间的相关系数，获得每个所述主要工程甜点参数的权重。
[0126]
本实施例中，采用以下表达式计算每个主要工程甜点参数的权重：
[0127][0128][0129]
其中，w’ei
为第i个主要工程甜点参数的权重；n0为所述主要工程甜点参数的数量；r
ei
为第i个主要工程甜点参数与携砂比之间的相关系数；cr
ei
为第i个主要工程甜点参数与主要工程甜点参数中其他参数之间的复相关系数。
[0130]
具体地，对于页岩地层中的某个钻井，获取其工程甜点系数的步骤如下：
[0131]
步骤一，通过对地震资料进行测井解释，或者，通过实验测试的方式获得该钻井的多个工程参数，包括：包括泥质含量、硅质含量、碳质含量、脆性指数、破裂压力、孔隙压力和应力差异系数；
[0132]
步骤二，获取该钻井处页岩地层压裂过程中总加砂量f
sand
和总注液量f
fluid
，计算携砂比
[0133]
步骤三，基于上述步骤获取到的数据，通过上述式(5)计算每一个工程参数与携砂比之间的相关系数，根据该相关系数的绝对值大小，选择与携砂比具有较高相关度的工程参数作为主要工程甜点参数；
[0134]
步骤四，通过上述式(6)计算每个主要工程甜点参数与主要工程甜点参数中除该主要工程甜点参数以外的其他参数之间的复相关系数；
[0135]
步骤五，通过上述式(11)和式(12)计算每个主要工程甜点参数的权重w’ei
；
[0136]
步骤六，通过以下表达式计算该钻井处的工程甜点系数：
[0137][0138]
其中，xe为该钻井处的工程甜点系数；n0为该钻井处主要工程甜点参数的数量；w’ei
为该钻井处第i个主要工程甜点参数的权重；x
ei
为该钻井处第i个主要工程甜点参数的数值。
[0139]
步骤s103，基于所述第一曲线和所述第二曲线，获得所述潜在收益与所述开发成本之间的差值变化量；
[0140]
本实施例中，所述潜在收益与所述开发成本之间的差值可表示为：
[0141]
z＝e-y2[0142]
其中，e为页岩地层的潜在收益，y2为页岩地层的开发成本。
[0143]
本实施例中，页岩地层的地质甜点系数决定其潜在收益，页岩地层的工程甜点系数决定其开发成本，潜在收益与开发成本之间的差值表示页岩地层的开发效益，是衡量页岩地层是否值得开发的有效指标，称为可采效益。根据地质甜点系数所决定的潜在收益、工程甜点系数所决定的开发成本，及其两者之间的关系，进行甜点的边际可采性评价，把页岩地层的潜在收益与开发成本相等的甜点称为边际可采甜点，如图4所示。通常情况下，页岩地层并不能获得边际可采甜点，但是潜在收益曲线与开发成本曲线的差值表示开发效益，当边际可采甜点越大时，表示开发效益越小和开发难度越大；当边际可采甜点越小时，表示开发效益越大和开发难度越小。
[0144]
在页岩地层的开发过程中，由地质甜点系数所反映的地质甜点和潜在收益随着井眼轨迹的变化而变化，由工程甜点系数所反映的工程甜点和开发成本也随井眼轨迹的变化而变化，因此，潜在收益和开发成本之间的差值也是变化的，这个差值变化量称为可采效益甜点，沿井眼变化的区域称为可采效益甜点区。
[0145]
步骤s104，基于所述差值变化量确定最大差值变化量的方位，以优化所述页岩地层的钻井井眼轨迹；其中，所述最大差值变化量的方位为最优的钻井井眼轨迹。
[0146]
本实施例中，根据地层的可采效益甜点来优化钻井井眼轨迹，最优的钻井井眼轨迹方向为可采效益甜点最大值方向，即上述最大差值变化量的方位(或称为差值变化量的最大值方向)，在该方向钻井可以取得最大的开发效率和效益。
[0147]
本发明实施例提供的一种优化页岩地层钻井井眼轨迹的方法，通过获取页岩地层的地质甜点系数与潜在收益之间的关系曲线作为第一曲线、获取页岩地层的工程甜点系数与开发成本之间的关系曲线作为第二曲线，并基于上述第一曲线和第二曲线获得潜在收益与开发成本之间的差值变化量，基于该差值变化量来确定最大差值变化量的方位，以找到最优的钻井井眼轨迹。可见，与现有技术相比，本发明综合考虑了页岩地层的地质甜点对潜在收益的影响、工程甜点对开发成本的影响，基于潜在收益与开发成本之间的差值变化量来优化页岩地层的钻井井眼轨迹的方式能够从页岩地层的整体开发的效益角度来分析地层的可采性，使得优化后的钻井井眼轨迹具备最大的开发效益。
[0148]
实施例二
[0149]
本实施例以某一实际的页岩地层为例，详细描述优化该页岩地层钻井井眼轨迹的方法，所述方法包括：
[0150]
步骤s201，通过对地震资料进行测井解释，或者，通过实验测试的方式获得每个钻井处的多个地质参数，包括：泥质含量vs、硅质含量vq、碳质含量vc、有机质含量toc、干酪根含量vker、孔隙度por、含水饱和度sg和孔隙压力pf，并获取每个钻井的初始产气量pd，该初始产气量pd用压裂后的实际气产量来表示；
[0151]
步骤s202，对于每一个钻井，计算上述每一个地质参数与初始产气量pd之间的相关系数作为第一相关系数，根据第一相关系数的绝对值大小，选择与初始产气量具有较高相关度的地质参数作为主要地质甜点参数；
[0152]
本实施例中，通过计算出的第一相关系数，发现孔隙压力pf、有机质含量toc、孔隙度por、含水饱和度sg和干酪根含量vker对初始产气量pd的影响较大，其相关系数均大于
0.35，而泥质含量vs、硅质含量vq和碳质含量vc对初始产气量pd的影响较小，其相关系数均小于0.15，如表1所示：
[0153]
表1
[0154][0155]
在表1中，对第一相关系数的大小进行排序，优选出孔隙压力pf、有机质含量toc、孔隙度por、含水饱和度sg和干酪根含量vker五个地质参数为页岩地层地质甜点的主要影响参数，并且其对初始产气量的影响大小为：孔隙压力pf＞有机质含量toc＞孔隙度por＞含水饱和度sg＞干酪根含量vker。
[0156]
步骤s203，计算每个主要地质甜点参数与主要地质甜点参数中除该主要地质甜点参数以外的其他参数之间的复相关系数，作为第一复相关系数，并基于该第一复相关系数和每个主要地质甜点参数与初始产气量之间的相关系数计算每个主要地质甜点参数的权重；
[0157]
具体地，采用以下表达式计算每个主要地质甜点参数的权重：
[0158][0159][0160]
其中，w
i’为第i个所述主要地质甜点参数的权重；n为所述主要地质甜点参数的数量；ri为第i个主要地质甜点参数与初始产气量之间的相关系数；cri为第i个主要地质甜点参数与主要地质甜点参数中其他参数之间的复相关系数。
[0161]
本实施例中，根据上述方法计算出的每个主要地质甜点参数的权重如表2所示：
[0162]
表2
[0163]
参数toc(％)por(％)vker(％)sg(％)pf(g/cm3)排序23541
1/cri0.7030.6330.5450.3170.319ri/cri0.3930.2640.1940.1270.182权重w
i’0.3390.2280.1670.1100.157
[0164]
步骤s204，通过以下表达式计算每个钻井处的地质甜点系数：
[0165][0166]
其中，xg为该钻井处的地质甜点系数；n为该钻井处主要地质甜点参数的数量；w
i’为该钻井处第i个主要地质甜点参数的权重；xi为该钻井处第i个主要地质甜点参数的数值。
[0167]
步骤s205，基于每个钻井处的地质甜点系数和每个钻井的初始产气量，构建反映所述地质甜点系数与所述初始产气量之间关系的第一回归方程；基于所述第一回归方程和已有的反映所述初始产气量与所述潜在收益之间关系的表达式，获得所述第一曲线。
[0168]
本实施例中，每个钻井处的地质甜点系数与该钻井的初始产气量对应，基于该对应关系，采用回归算法可构建地质甜点系数与初始产气量之间的回归方程，将该回归方程作为第一回归方程。本实施例中，基于表1和表2中的地质甜点系数及其对应的初始产气量所构建的第一回归方程为：
[0169][0170]
其中，y1为初始产气量；xg为地质甜点系数。
[0171]
基于该回归方程所绘制的反映地质甜点系数与初始产气量之间关系的曲线图如图5所示。
[0172]
从图5中可看出，地质甜点系数越大，初始产气量越高；地质甜点系数越小，初始产气量越低。地质甜点系数与初始产气量之间呈指数关系，且它们之间的相关性达到0.76，远好于现有技术采用单一参数的评价结果。
[0173]
本实施例中，反映初始产气量与潜在收益之间关系的表达式为：
[0174][0175]
e0＝y1·
p式(3)
[0176]
其中，e为所述潜在收益；p为油气价格；y1为所述初始产气量；d1为产气衰减率；d2为贴现率；m为开采年限。
[0177]
本实施例中，d1＝-0.15，d2＝0.09。
[0178]
基于上述式(1)、式(2)和式(3)，可获得地质甜点系数与潜在收益之间的关系式：
[0179][0180]
基于该关系式，可绘制出页岩地层的地质甜点系数与该页岩地层的潜在收益之间的关系曲线，即上述第一曲线，如图2所示。
[0181]
步骤s206，通过对地震资料进行测井解释，或者，通过实验测试的方式获得每个钻井处的多个工程参数，包括：包括泥质含量vs、硅质含量vq、碳质含量vc、脆性指数brit、破裂压力p
p
、孔隙压力pf和应力差异系数δσ，并获取每个钻井的携砂比p；
[0182]
步骤s207，对于每一个钻井，计算上述每一个工程参数与携砂比p之间的相关系数作为第二相关系数，根据第二相关系数的绝对值大小，选择与携砂比具有较高相关度的工程参数作为主要工程甜点参数；
[0183]
本实施例中，通过计算出的第二相关系数，发现泥质含量vs、脆性指数brit、碳质含量vc和应力差异系数δσ对携砂比p的影响较大，其相关系数均大于0.25，而硅质含量vq、破裂压力p
p
和孔隙压力pf对携砂比p的影响较小，其相关系数均小于0.25，如表3所示：
[0184]
表3
[0185][0186]
在表3中，对第二相关系数的大小进行排序，优选出泥质含量vs、脆性指数brit、碳质含量vc和应力差异系数δσ四个工程参数为页岩地层地质甜点的主要影响参数，并且其对携砂比的影响大小为：脆性指数brit＞泥质含量vs＞应力差异系数δσ＞碳质含量vc。
[0187]
步骤s208，计算每个主要工程甜点参数与主要工程甜点参数中除该主要工程甜点参数以外的其他参数之间的复相关系数，作为第二复相关系数，并基于该第二复相关系数和每个主要工程甜点参数与携砂比之间的相关系数计算每个主要工程甜点参数的权重；
[0188]
具体地，采用以下表达式计算每个主要工程甜点参数的权重：
[0189][0190][0191]
其中，w’ei
为第i个主要工程甜点参数的权重；n0为所述主要工程甜点参数的数量；r
ei
为第i个主要工程甜点参数与携砂比之间的相关系数；cr
ei
为第i个主要工程甜点参数与主要工程甜点参数中其他参数之间的复相关系数。
[0192]
本实施例中，根据上述方法计算出的每个主要工程甜点参数的权重如表4所示：
[0193]
表4
[0194]
[0195][0196]
步骤s209，通过以下表达式计算每个钻井处的工程甜点系数：
[0197][0198]
其中，xe为该钻井处的工程甜点系数；n0为该钻井处主要工程甜点参数的数量；w’ei
为该钻井处第i个主要工程甜点参数的权重；x
ei
为该钻井处第i个主要工程甜点参数的数值。
[0199]
步骤s210，基于每个钻井处的工程甜点系数和每个钻井的开发成本，构建反映所述工程甜点系数与所述开发成本之间关系的第二回归方程；基于所述第二回归方程，获得所述第二曲线。
[0200]
本实施例中，每个钻井处的工程甜点系数与该钻井的开发成本对应，基于该对应关系，采用回归算法可构建工程甜点系数与开发成本之间的回归方程，将该回归方程作为第二回归方程。本实施例中所构建的第二回归方程为：
[0201]
y2＝a2+b2(c-dln(xe))e＝4000+5000
×
(0.63-3.39ln(xe))3式(10)
[0202]
其中，y2为所述开发成本；xe为所述工程甜点系数。
[0203]
基于上述式(10)，可绘制出页岩地层的工程甜点系数与该页岩地层的开发成本之间的关系曲线，即上述第二曲线，如图3所示。
[0204]
步骤s211，基于所述第一曲线和所述第二曲线，获得所述潜在收益与所述开发成本之间的差值变化量；
[0205]
步骤s212，基于所述差值变化量确定最大差值变化量的方位，以优化所述页岩地层的钻井井眼轨迹；其中，所述最大差值变化量的方位为最优的钻井井眼轨迹。
[0206]
本实施例中，基于上述数据所获得的第一曲线和第二曲线之间的关系示意图如图4和图6所示。在图4和图6中，“潜在收益曲线”代表在开采年限内的总的潜在收益。从图中可看出，潜在收益曲线随着地质甜点系数的增大而增大，而开发成本曲线随着工程甜点系数的增大而降低。根据潜在收益和开发成本之间的差值，得到页岩地层的可采效益甜点，沿井眼变化的区域称为可采效益甜点区；根据地层的可采效益甜点来优化钻井井眼轨迹，最优的钻井井眼轨迹方向为可采效益甜点最大值的方向，即上述最大差值变化量的方位。
[0207]
地质甜点参数对初始产气量的影响程度不一致，工程甜点参数对页岩地层压裂过程中携砂比的影响也不一样。通过对这些参数与初始产气量或携砂比的研究，优选出主要参数，并给出每个工程甜点参数的权重。地质甜点反映了初始产气量和潜在收益，工程甜点反映了压裂规模和压裂成本。页岩地层开发过程中，地质甜点和潜在收益随着井眼轨迹的变化而变化，工程甜点和开发成本也随井眼轨迹的变化而变化，因此潜在收益和开发成本之间的差值也是变化的，这个变化值称为可采效益甜点，沿井眼变化的区域称为可采效益甜点区。为了取得最大的开发效率和效益，最优的钻井井眼轨迹方向为可采效益甜点最大值的方向。
[0208]
本发明实施例提供的一种优化页岩地层钻井井眼轨迹的方法，通过获取页岩地层
的地质甜点系数与潜在收益之间的关系曲线作为第一曲线、获取页岩地层的工程甜点系数与开发成本之间的关系曲线作为第二曲线，并基于上述第一曲线和第二曲线获得潜在收益与开发成本之间的差值变化量，基于该差值变化量来确定最大差值变化量的方位，以找到最优的钻井井眼轨迹。可见，与现有技术相比，本发明综合考虑了页岩地层的地质甜点对潜在收益的影响、工程甜点对开发成本的影响，基于潜在收益与开发成本之间的差值变化量来优化页岩地层的钻井井眼轨迹的方式能够从页岩地层的整体开发的效益角度来分析地层的可采性，使得优化后的钻井井眼轨迹具备最大的开发效益。
[0209]
实施例三
[0210]
与上述方法实施例相对应地，本发明还提供一种优化页岩地层钻井井眼轨迹的系统，如图7所示，所述系统包括：
[0211]
第一曲线获取模块301，用于获取所述页岩地层的地质甜点系数与所述页岩地层的潜在收益之间的关系曲线作为第一曲线；
[0212]
第二曲线获取模块302，用于获取所述页岩地层的工程甜点系数与所述页岩地层的开发成本之间的关系曲线作为第二曲线；
[0213]
差值变化量获取模块303，用于基于所述第一曲线和所述第二曲线，获得所述潜在收益与所述开发成本之间的差值变化量；
[0214]
优化模块304，用于基于所述差值变化量确定最大差值变化量的方位，以优化所述页岩地层的钻井井眼轨迹；其中，所述最大差值变化量的方位为最优的钻井井眼轨迹。
[0215]
上述系统的工作原理、工作流程等涉及具体实施方式的内容可参见本发明所提供的优化页岩地层钻井井眼轨迹的方法的具体实施方式，此处不再对相同的技术内容进行详细描述。
[0216]
实施例四
[0217]
根据本发明的实施例，还提供了一种存储介质，所述存储介质上存储有程序代码，所述程序代码被处理器执行时，实现如上述实施例任一项所述的优化页岩地层钻井井眼轨迹的方法。
[0218]
实施例五
[0219]
根据本发明的实施例，还提供了一种电子设备，所述电子设备包括存储器、处理器，所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序代码，所述程序代码被所述处理器执行时，实现如上述实施例任一项所述的优化页岩地层钻井井眼轨迹的方法。
[0220]
本发明实施例提供的一种优化页岩地层钻井井眼轨迹的方法、装置、存储介质和电子设备，通过获取页岩地层的地质甜点系数与潜在收益之间的关系曲线作为第一曲线、获取页岩地层的工程甜点系数与开发成本之间的关系曲线作为第二曲线，并基于上述第一曲线和第二曲线获得潜在收益与开发成本之间的差值变化量，基于该差值变化量来确定最大差值变化量的方位，以找到最优的钻井井眼轨迹。可见，与现有技术相比，本发明综合考虑了页岩地层的地质甜点对潜在收益的影响、工程甜点对开发成本的影响，基于潜在收益与开发成本之间的差值变化量来优化页岩地层的钻井井眼轨迹的方式能够从页岩地层的整体开发的效益角度来分析地层的可采性，使得优化后的钻井井眼轨迹具备最大的开发效益。
[0221]
在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其
它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。
[0222]
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
[0223]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0224]
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台电子设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-only memory)、随机存取存储器(ram，random access memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0225]
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。