一种页岩气规划方案设计方法及系统与流程

1.本发明属于工程规划设计的技术领域，具体而言，涉及一种页岩气规划方案设计方法及系统。


背景技术：

2.随着页岩气井的大规模的建产，传统人工规划方案设计，无法实时动态关联多种单井模式、年规划产量，存在单井模式调整不便、生成报表的不灵活等问题，导致规划方案的设计工作量逐年加大，智能化的规划方案设计方法及系统已经成为了业务发展趋势。


技术实现要素：

3.鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本发明的目的在于提供一种页岩气规划方案设计方法及系统以达到按照页岩气规划方案的业务规则，采集公共数据涉及的各项数据，采用关联递归计算，实现页岩气规划方案的自动生成的目的。
4.本发明所采用的技术方案为：一种页岩气规划方案设计方法，该设计方法包括：
5.s1：采集页岩气基础数据；
6.s2：建立递减率模式数据；
7.s3：根据页岩气的单井数据建立单井模式数据模型；
8.s4：根据页岩气基础数据、递减率模式数据、单井模式数据模型形成公共基础数据库；
9.s5：新建规划方案并设置该规划方案的基本信息；
10.s6：设置当前井区所对应的单井模式数据模型，且根据同一井区在不同时间段设置不同的单井模式数据模型；
11.s7：设置或导入井区的年计划产量；
12.s8：设置或导入井区原有老井当前年数目、年产量以及对应老井递减率，以生成原有老井产量数据；
13.s9：根据步骤s6所设置的单井模式数据模型、步骤s7的年计划产量以及步骤s8生成的原有老井产量数据，计算每年新投产井和新钻井；
14.s10：根据每年新投产井和新钻井完成页岩气规划方案的初始计划；
15.s11：对初始计划进行优化、调整，并生成页岩气的规划方案；
16.该设计方法是通过综合考虑井区原有老井以及井区对应不同的单井模式数据模型所生成的规划方案，具有良好的参考价值。
17.进一步地，所述页岩气基础数据包括区块基本数据、井区基本数据、公司基本数据以及井区公司基本数据；
18.其中，所述区块基本数据包括区块号、区块名称、当前区块状态；
19.所述井区基本数据包括井区号、井区名称、井区容纳最大井数、井区所在区块编号、当前井区状态；
20.所述公司基本数据包括公司号、公司名称、公司描述；
21.所述井区公司基本数据包括井区号、公司号、备注。
22.进一步地，所述递减率模式数据包括递减率编号、递减率名称和递减率数据，所述递减率数据表示下一年产量递减的比例，且存储的是1-10年的递减率数据，10年的后续递减率和第十年的递减率相同。
23.进一步地，所述规划方案的基本信息包括方案编码、方案名称、方案创建人和方案创建时间。
24.进一步地，所述单井模式数据模型能够根据单井模式基本信息、单井模式参数生成不同单井投产后每年的年规划产量；
25.其中，所述单井模式基本信息包括单井模式编码、单井模式名称、单井模式创建者、单井模式创建时间和备注；
26.所述单井模式参数包括单井模式编码、日配产、投产天数、投产年份、投产相对时间、投产终止年份、递减率模式编码和钻井成功率。
27.进一步地，根据井区的容纳最大井数、限制新钻井总数，设定所述年计划产量时不超过井区极限产量值。
28.进一步地，所述单井模式数据模型的建立方法如下：
29.s301：设置单井模式基本信息；
30.s302：设置单井模式参数；
31.s303：选择直接导入或利用单井模式参数生成单井模式数据，若选择直接导入，则进入s304；若选择利用单井模式参数生成，则进入s305；
32.s304：下载单井模式数据模板，根据单井模式数据模板输入数据并保存成文件，导入文件生成单井模式数据；
33.s305：设定上半年比例，根据单井模式参数和上半年比例，进行全部单井产量计算，根据投产相对时间生成单井模式数据；
34.s306：通过生成的单井模式数据进行二次编辑，然后保存，生成最终的单井模式数据模型；
35.其中，所述上半年比例表示上半年产量占正常全年产量的比例。
36.进一步地，所述步骤s11中，其通过前一年新钻井》下一年新钻井的规则优化初始计划，对初始计划调整后得到优化计划；
37.根据初始计划和优化计划，生成不同井区的新钻井、新投产井以及新投产井产量报表，以此形成页岩气的规划方案；
38.按照初始计划和设计的新钻井、新投产井计划，同时兼顾作业实际利益化，提供优化方案供规划方案设计人员参考。
39.进一步地，所述页岩气的规划方案通过可视化的方式展示给用户或直接导出报表；通过页岩气规划方案报表的可视化或导出，方便规划者知道规划方案设计的结果，方便后期工程的编排。
40.在本发明中还公开了一种页岩气规划方案设计系统，所述系统包括存储器和处理器；
41.所述存储器，用于存储程序代码；
42.所述处理器，用于调用所述程序代码，当程序代码被执行时，用于执行上述所述的页岩气规划方案设计方法。
43.本发明的有益效果为：
44.1.采用本发明所提供的页岩气规划方案设计方法及系统，其按照页岩气规划方案的流程，采集区块以及井区等页岩气基础数据，设定井区单井模式数据模型以及年度产量规划，采用递归算法，实现页岩气规划方案设计，能够解决现有技术中无法针对页岩气井规划方案自动设计的技术问题。
45.2.采用本发明所提供的页岩气规划方案设计方法及系统，其页岩气规划方案的设计，是通过建立递减率模式数据，根据页岩气单井参数，采用递归算法，根据同一井区在不同时间段自动生成单井模式数据模型，解决现有的页岩气规划方案中无法实现针对不同单井模式设置进行多种规划方案，同一井区无法分阶段兼容多种单井模式的情况。
附图说明
46.图1是本发明所提供的页岩气规划方案设计方法的整体工作流程图；
47.图2是本发明所提供的页岩气规划方案设计方法中单井模式数据模型的生成流程图；
48.图3是本发明所提供的页岩气规划方案设计系统的整体架构图。
具体实施方式
49.下面详细描述本技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。相反，本技术的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
50.实施例1
51.在本实施例中具体公开了一种页岩气规划方案设计方法，从整体上讲，其通过采集包括区块基本数据、井区基本数据、公司基本数据、井区公司基本数据的页岩气基础数据
→
建立递减率模式数据
→
根据页岩气单井参数建立单井模式数据模型
→
然后建立规划方案，设置方案基本信息以及参数，设置方案规划产量
→
根据老井数据和规划产量以及单井产量，计算计划投产井和钻井，同时优化调整推荐生成推荐钻井
→
根据最终钻井和投产井，计算产量，生成钻投产井和产量报表。
52.在本实施例中，该设计方法具体包括：
53.s1：采集页岩气基础数据，该页岩气基础数据包括区块基本数据、井区基本数据、公司基本数据以及井区公司基本数据；其中，所述区块基本数据包括区块号、区块名称、当前区块状态；所述井区基本数据包括井区号、井区名称、井区容纳最大井数、井区所在区块编号、当前井区状态；所述公司基本数据包括公司号、公司名称、公司描述；所述井区公司基本数据包括井区号、公司号、备注。以上的区块基本数据、井区基本数据、公司基本数据以及井区公司基本数据均是属于区块/井区所现有的数据，通过数据共享即可进行采集。
54.s2：建立递减率模式数据，该递减率模式数据包括递减率编号、递减率名称和递减
率数据，所述递减率数据表示下一年产量递减的比例，且该递减率模式数据中存储的是：1-10年的递减率数据，10年的后续递减率和第十年的递减率相同。
55.s3：根据页岩气的单井数据建立单井模式数据模型，单井模式数据模型能够根据单井模式基本信息、单井模式参数生成不同单井投产后每年的年规划产量。其中，所述单井模式基本信息包括单井模式编码、单井模式名称、单井模式创建者、单井模式创建时间和备注；所述单井模式参数包括单井模式编码、日配产、投产天数、投产年份、投产相对时间、投产终止年份、递减率模式编码和钻井成功率。
56.该单井模式数据模型的建立方法如下：
57.s301：设置单井模式基本信息，单井模式基本信息包括单井模式编码、单井模式名称、单井模式创建者、单井模式创建时间和备注；
58.s302：设置单井模式参数，单井模式参数包括单井模式编码、日配产、投产天数、投产年份、投产相对时间、投产终止年份、递减率模式编码和钻井成功率；
59.s303：选择利用单井模式参数生成单井模式数据；
60.s304：设定上半年比例，根据单井模式参数和上半年比例，进行全部单井产量计算，根据投产相对时间生成单井模式数据。所述单井模式数据包括递减率、年份、上半年比例、上半年产量、下半年产量、全年产量，其中，所述上半年比例表示上半年产量占正常全年产量的比例。
61.其过程具体如下：
62.设置前5年上半年比例(后续年份比例自动为1:1即0.5)，然后，根据单井模式参数和上半年比例进行全部单井产量计算，设i为相对年份，计算如下：
63.s305-1：当i＝1
64.第1年全年投产产量＝日配产*投产天数；
65.第1年上半年投产产量＝第1年全年投产产量*第1年上半年比例；
66.第1年下半年投产产量＝第1年全年投产产量-第1年上半年投产产量；
67.s305-2：当i＝2
68.第2年全年投产产量＝第1年全年投产量*(1-第1年递减率)；
69.第2年上半年投产产量＝第2年全年投产产量*第2年上半年比例；
70.第2年下半年投产产量＝第2年全年投产产量-第2年上半年投产产量；
71.s305-3：当i》2；
72.第i年全年投产产量＝第i-1年全年投产量*(1-第i-1年递减率)；
73.第i年上半年投产产量＝第i年全年投产产量*第i年上半年比例；
74.第i年下半年投产产量＝第i年全年投产产量-第i年上半年投产产量；
75.s306-4：根据单井模式参数中投产相对时间对计算出的产量进行重新组合计算：
76.当投产相对时间为1时，表示当年年中投产，则上面计算出的产量半年移动即第一年，上半年产量为0，下半年为原有产量的上半年产量，全年产量为正常第一年的上半年产量；后续每年上半年产量为前一年下半年产量，下半年产量为当年上半年产量，全年产量为两者之和；
77.当投产相对时间为1.5时，表示下一年年初投产，即第一年所有产量为0，第二年产量为原有计算第一年产量；
78.当投产相对时间为2时，表示下一年年中投产即第一年产量为0，第二年产量为原第一年上半年产量，后续当年产量为(当年-2)对应下半年产量和(当年-1)对应上半年产量。
79.s305：通过生成的单井模式数据进行二次编辑，然后保存，生成最终的单井模式数据模型。
80.s4：根据页岩气基础数据、递减率模式数据、单井模式数据模型形成公共基础数据库；
81.s5：新建规划方案并设置该规划方案的基本信息，规划方案的基本信息包括方案编码、方案名称、方案创建人和方案创建时间。在新建规划方案时，其主要应用上述所采集的页岩气基础数据。
82.s6：设置当前井区所对应的单井模式数据模型，且根据同一井区在不同时间段设置不同的单井模式数据模型；以解决现有的规划方案中无法实现针对不同的单井模式设置进行多种规划方案，同一井区无法分阶段兼容多种单井模式的情况。
83.s7：设置或导入井区的年计划产量，年计划产量指在规划方案中设置井区每年对应的计划产量，记pj[1-n]，表示1至n年计划产量。在实际应用时，需根据井区的容纳最大井数、限制新钻井总数，设定所述年计划产量时不超过井区极限产量值。
[0084]
s8：设置或导入井区原有老井当前年数目、年产量以及对应老井递减率，以生成原有老井产量数据；其计算方法与步骤s3中单井模式数据模型方法类似，记old[1-n]，表示1至n年原有老井产量数据。
[0085]
s9：根据步骤s6所设置的单井模式数据模型、步骤s7的年计划产量以及步骤s8生成的原有老井产量数据，计算每年的新投产井，记年份为y，y年对应的单井数据pb(y)，钻井成功率r，新投产井数量t(y)，新钻井z(y)，new[j,i]为每i年新投产井i年至j年的产量，i为列，j为行，初始二维数组所有元素值为0，具体计算如下：
[0086]
s9-1：循环开始，i＝开始年；
[0087]
s9-2：计算i年计划产量，i年除去老井计划产量pjn(i)＝每年计划产量pj(i)-每年原有老井产量old(i)；
[0088]
s9-3：判断i是否是开始年，若是，则s9-4；若否，则s9-5：
[0089]
s9-4：i年是开始年，暂时没有新投产井产生旧产量
[0090]
a、首先根据i年对应的单井模式数据，获取投产井开始年相对标准产量pb(1)和钻井成功率r；
[0091]
b、计算新投产井和新钻井，新投产井t(开始年)＝math.ceiling(pjn(i)/pb(1),1)；新钻井z(开始年)＝math.ceiling(pjn(i)/(pb(1)*r),1)
[0092]
然后根据新投产井计算投产井从投产年到结束年的投产产量，如下：
[0093]
初始j＝i，直至j《＝结束年，
[0094]
第i年新投产井产生的产量new(j,i)＝新投产井t(开始年)*pb((j-i 1)；
[0095]
s9-5：若i年不是开始年，前i-1年所有新投产井都会产生产量；
[0096]
a、计算开始年至i-1年期间新投产井在i年产生的老井产量之和po(i)，从m＝开始年至i-1年，初始po(i)＝0，po(i)＝po(i) new(i,m)；
[0097]
b、计算新井计划产量pn(i)，pn(i)＝pjn(i)-老井产量po(i)；
[0098]
c、根据i年对应的单井模式数据，获取投产井开始年相对标准产量pb(1)和钻井成功率r；计算i年新投产井t(i)和新钻井z(i)，计算方式与s9-4一样；
[0099]
d、根据新投产井计算投产井从投产年到结束年的投产产量，初始j＝i，直至j《＝结束年，第i年新投产井产生的产量new(j,i)＝新投产井t(i)*pb((j-i 1)；
[0100]
s9-6：i ,i《＝结束年，结束计算；
[0101]
s10：根据每年的新投产井和新钻井完成页岩气规划方案的初始计划；
[0102]
s11：对初始计划进行优化、调整，并生成页岩气的规划方案。对初始计划具体的优化原则为：尽量避免每年新钻井为空以及提前新钻井，即尽量保证前一年新钻井》下一年新钻井，在实际计算时，具体计算如下：
[0103]
每两年新钻井数据相比较，当后面数据》前面数据，则进行调整前面数据＝两数平均值*110％，后面数＝两数平均值*90％，一直循环直至后面数据都是前面一个数》后面那个数。
[0104]
对初始计划调整后得到优化计划，并根据初始计划和优化计划，生成不同井区的新钻井、新投产井以及新投产井产量报表，以此形成页岩气的规划方案。
[0105]
井区i年产量为i年对应所有井产生的产量，主要是i年新投产井产量 i年之前投产井在i年产生的产量，也就是new(行,列)中每一行的和，其中行＝i，列从开始年到结束年；
[0106]
记i年产量为记i年产量为
[0107]
s12：页岩气的规划方案通过可视化的方式展示给用户或直接导出。
[0108]
基于以上的页岩气规划方案设计方法，可按照单个井区生成该井区的规划产量累计报表，如表1：
[0109][0110]
表1井区规划产量累计报表
[0111]
基于以上的页岩气规划方案设计方法，可按照区块—井区规划产量生成报表，如表2：
[0112][0113]
表2区块-井区规划产量报表
[0114]
基于以上的页岩气规划方案设计方法，按照区块投产井生成产能报表，其表设计如表3：
[0115]
年份区块名称投产井配产新建产能
ꢀꢀꢀꢀꢀ
[0116]
表3区块投产井产能报表
[0117]
实施例2
[0118]
在上述实施例1所提供的页岩气规划方案设计方法中，其在单井模式数据模型的建立过程中，其是选择通过利用单井模式参数生成单井模式数据，而在本实施例中，选择直接导入生成单井模式数据，具体为：下载单井模式数据模板，根据单井模式数据模板输入数据并保存成文件，导入文件生成单井模式数据，单井模式数据包括递减率、年份、上半年比例、上半年产量、下半年产量、全年产量，其中，所述上半年比例表示上半年产量占正常全年产量的比例。
[0119]
其余可参见实施例1，根据生成的单井模式数据进行后续的页岩气规划方案设计。
[0120]
实施例3
[0121]
目前页岩气规划主要采取传统的手工分配、分析、汇总的方式存在以下几个问题：1)效率相对低下：调整和计算时需要改变多个地方，联动性较差，尤其数据量大时更易出错，从而导致效率低下；2)不灵活：一方面井区对应单井模式调整不便，不利于多种规则的选择，另一方面生成报表不灵活，无法根据条件生成不同报表；3)应用不便：一方面不够智能，用户使用交互性差，不方便用户“傻瓜式”操作，另一方面数据保管的不连贯，不利于历史数据查询，不利于后期数据分析和使用。
[0122]
为提高页岩气规划方案设计效率，解决井区对应单井模式调整和生成报表的不灵活等问题，提升用户的易操作性，利用计算机软件开发技术，开发出一套方便实用的页岩气规划方案设计系统，快捷实现产量计划和投产井计划分配工作，在本实施例中提供了一种
页岩气规划方案设计系统，该系统包括存储器和处理器；所述存储器，用于存储程序代码；所述处理器，用于调用所述程序代码，当程序代码被执行时，用于执行上述实施例1或实施例2中所述的页岩气规划方案设计方法。
[0123]
在本实施例中，该页岩气规划方案设计系统，其包括：系统管理模块、公共数据维护模块、规划方案管理模块、数据统计查询模块，所述系统管理模块、公共数据维护模块、规划方案管理模块、数据统计查询模块之间相互通信连接，所述系统管理模块用于用户信息管理(系统用户信息)、系统功能管理(系统的功能)、角色管理(系统的角色)、角色权限管理(赋予角色功能权限)、用户角色管理(赋予用户角色)、数据字典管理(定义数据库表字段)、帮助(系统的帮助说明)。
[0124]
公共数据维护模块用于区块信息维护(区块基本信息)、井区信息维护(井区信息)、公司信息维护(公司信息)、井区公司信息管理(井区公司信息)、递减率模式维护(递减率模式信息)、单井模式维护(单井模式基本信息、参数以及数据模型)，通过该公共数据维护模块在进行规划方案设计之前，把区块、井区、递减率模式、单井模式的公共数据维护起来。
[0125]
规划方案管理模块用于规划方案基本信息设定(规划方案基本信息)、规划方案参数设定(规划方案参数：指对区块或者井区设置对应单井模式数据模型，且一个井区在不同时间段可以对应不同的单井模式数据模型)、规划方案年产量设定(导入或设定年规划产量)、规划方案设计(导入老井并计算新投产井和新钻井)。
[0126]
由于规划方案设计的结果需要通过可视化展示的方式提供给用户，方便用户更简洁、更高效的全面感知输出结果，数据统计查询模块用于井区累计产量报表、区块-井区年产量报表、区块-井区新建产能报表、区块-井区投产井报表的输出，以word、excel格式导出。
[0127]
在实际开发时，页岩气规划方案设计系统的开发设计采用了典型的简单工厂模式进行开发，由前端展示层、中间的业务层、后台的数据层三部分组成，其中，前端展示层只需完成数据展示和用户事件响应等相对简单功能，由业务层完成比较复杂的业务逻辑处理，数据层进行专业的数据存储管理。
[0128]
如图3所示，所述数据层包括公共基础数据库，其中存储区块基本数据、井区基本数据、公司基本数据、井区公司数据、递减率数据、单井模式数据等。
[0129]
如图3所示，所述业务层包括区块、井区、公司等基本数据管理、单井模式数据生成、规划方案基本信息设定、规划方案参数设定、规划方案年产量设定、规划方案投产井计算等。
[0130]
如图3所示，所述展示层包括井区累计产量、区块-井区年产量、区块-井区新建产能、区块-井区投产井等报表输出等。
[0131]
最后，考虑实际使用过程中，本实施例中公开的页岩气规划设计系统存在单机运行的需要，系统采取c/s模式，同时考虑数据的一致性，数据库支持本机和网络共享两种情况，拟采用c# mysql完成系统的开发。
[0132]
需要说明的是，在本技术的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
[0133]
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本技术的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本技术的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
[0134]
应当理解，本技术的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
[0135]
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
[0136]
此外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
[0137]
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
[0138]
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
[0139]
尽管上面已经示出和描述了本技术的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本技术的限制，本领域的普通技术人员在本技术的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。