基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法及装置与流程

1.本发明涉及水平井压裂设计技术领域，尤其涉及一种基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法及装置。


背景技术：

2.在现有技术中，水平井分段压裂完井技术对充分发挥水平井在提高非常规储层产能和采收率中的作用十分突出，理想的情况下，分段把裂缝破裂、延伸相似的射孔簇放在一段内，避免部分簇不开启、簇间裂缝延伸幅度差异大；理想的分簇技术得到的射孔簇位置油气富集、最容易破裂、最容易形成裂缝网络。合理的分段分簇方式的可以避免在低效层位作业，避免在相近的裂缝网络中重复施工，或者部分层段无效压裂，对提高体积压裂的效率非常重要。
3.现有分段分簇、筛选甜点的技术一般依据测井曲线进行，只考虑了储层含油气性的影响，或者采用测井数据计算的岩石力学参数进行分段选层，而没有真实考虑岩石力学性质的影响，而岩石的力学性质对裂缝的扩展有重要作用。近几年北美新提出应用机械比能确定工程甜点，与地质甜点相结合，进而划分压裂段，得到较好的应用效果。岩石机械比能(mechanical specific energy或mse)最初是钻井过程中，机械比能定义为钻进单位体积的岩石所需要的能量，通常该理论应用在钻井过程检测、预测、钻井工程设计优化以及评价地层岩石力学特性等方面。该参数体现岩石可钻性，近几年北美研究人员开始研究岩石可钻性与岩石可压性的关联。
4.另一方面，现有技术中的分段分簇、甜点筛选方法多是手工的，将多个曲线放在一起，通过人工比对得到，在选层工作时，设计人员需要同时对比测井、录井及工程等多方面资料优选分簇分段位置，工作量大，效率低。既不能综合考虑各种曲线的优劣性，也不能采用数学手段通过迭代得到最优结果，研究过程不能实现智能化。由于数学手段及设计理念的落后，容易选层失败，选不出甜点。


技术实现要素：

5.本发明所提供的基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法及装置，能够以校正后的机械比能为基础，降低形成无效和低效裂缝的风险，可以为水平井分段分簇压裂射孔位置的设置提供精确的指导，实践证明参考机械比能调整射孔位置使得各簇裂缝均衡发育，裂缝改造体积最大化，从而达到降本增效的目的。
6.为了达到以上目的，本发明一方面公开了一种基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法，该包括：
7.根据目标井段的机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差建立所述目标井段的工程甜点模型；
8.利用聚类方法求解所述工程甜点模型，以对所述目标井段分段；
9.在分段结果中，利用欧式贴近度方法，在每段内优选分簇。
10.一实施例中，在所述根据目标井段的机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差建立所述目标井段的工程甜点模型之前，包括：
11.对所述机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差对应的原始数据进行标准化。
12.一实施例中，所述利用聚类方法求解所述工程甜点模型，以对所述目标井段分段，包括：
13.进行以下迭代操作，直至到达迭代停止条件；
14.在所述机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差中，随机寻找多个数据作为初始聚类中心；
15.计算其它数据距离这多个聚类中心的欧氏距离，并将数据归入与其欧氏距离最近的类别中；
16.对所述多个聚类中的数据分别计算算数平均值，作为各个聚类的新的聚类中心。
17.一实施例中，所述迭代停止条件包括：达到预设的迭代次数及/或新的聚类中心与上一次的聚类中心相同。
18.一实施例中，基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法还包括：
19.根据所述分段结果、每段中的分簇结果以及对应的储层类型曲线数据，形成分段分簇成果数据。
20.对应的，本发明还公开了一种基于机械比能的水平井压裂分段分簇装置，该装置包括：
21.模型建立模块，用于根据目标井段的机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差建立所述目标井段的工程甜点模型；
22.分段模块，用于利用聚类方法求解所述工程甜点模型，以对所述目标井段分段；
23.分簇模块，用于在分段结果中，利用欧式贴近度方法，在每段内优选分簇。
24.一实施例中，基于机械比能的水平井压裂分段分簇装置还包括：
25.标准化模块，用于脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差对应的原始数据进行标准化。
26.一实施例中，所述分段模块包括：
27.迭代操作单元，用于进行以下迭代操作，直至到达迭代停止条件；
28.在所述机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差中，随机寻找多个数据作为初始聚类中心；
29.计算其它数据距离这多个聚类中心的欧氏距离，并将数据归入与其欧氏距离最近的类别中；
30.对所述多个聚类中的数据分别计算算数平均值，作为各个聚类的新的聚类中心。
31.一实施例中，所述迭代停止条件包括：达到预设的迭代次数及/或新的聚类中心与上一次的聚类中心相同。
32.一实施例中，基于机械比能的水平井压裂分段分簇装置还包括：
33.成果数据形成模块，用于根据所述分段结果、每段中的分簇结果以及对应的储层类型曲线数据，形成分段分簇成果数据。
34.第三方面，本发明提供一种计算机程序产品，包括计算机程序/指令，该计算机程
序/指令被处理器执行时实现一种基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法的步骤。
35.第四方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行程序时实现基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法的步骤。
36.第五方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法的步骤。
37.从上述描述可知，本发明实施例提供的基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法及装置，对应的方法包括：首先根据目标井段的机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差建立所述目标井段的工程甜点模型；接着，利用聚类方法求解所述工程甜点模型，以对所述目标井段分段；最后在分段结果中，利用欧式贴近度方法，在每段内优选分簇。
38.本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本方案可以实现利用机械比能作为钻井时已经获取的数据，直接用于水平井压裂过程中则可以减少测井时间，部分开发井测井资料不全传统的测井曲线方法分段分簇数据不充分，结合机械比能更加全面，并且考虑多种情况对机械比能进行校正，与现有技术相比，本发明能够以校正后的机械比能为基础，降低形成无效和低效裂缝的风险，可以为水平井分段压裂簇射孔方案的设置提供精确的指导，调整射孔参数，使得各簇裂缝均衡发育，裂缝改造体积最大化，从而达到降本增效的目的。
附图说明
39.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
40.图1为本发明的实施例中基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法的流程示意图一；
41.图2为本发明的实施例中基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法的流程示意图二；
42.图3为本发明的实施例中基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法的步骤200的流程示意图；
43.图4为本发明的实施例中基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法的流程示意图三；
44.图5为本发明的具体实施方式中基于机械比能的水平井压裂分段分簇系统的流程图；
45.图6为本发明的具体实施方式中某水平井基于机械比能的分段分簇图一；
46.图7为本发明的具体实施方式中某水平井基于机械比能的分段分簇图二；
47.图8为本发明的具体实施方式中某水平井基于机械比能的分段分簇图三；
48.图9为本发明的具体实施方式中某水平井基于机械比能的分段分簇图四；
49.图10为本发明的具体实施方式中某水平井基于机械比能的分段分簇放大图一；
50.图11为本发明的具体实施方式中某水平井基于机械比能的分段分簇放大图二；
51.图12为本发明的具体实施方式中某水平井基于机械比能的分段分簇放大图三；
52.图13为本发明的具体实施方式中某水平井基于机械比能的分段分簇放大图四；
53.图14为本发明的具体实施方式中某水平井gr曲线图；
54.图15为本发明的具体实施方式中第20段的射孔簇位置图
55.图16为本发明的具体实施方式中3351-3308米井段的分段分簇图；
56.图17为本发明的实施例中基于机械比能的水平井压裂分段分簇装置图一；
57.图18为本发明的实施例中基于机械比能的水平井压裂分段分簇装置图二；
58.图19为本发明的实施例中基于机械比能的水平井压裂分段分簇装置的分段模块20的方块图；
59.图20为本发明的实施例中基于机械比能的水平井压裂分段分簇装置图三；
60.图21为本发明的实施例中的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
61.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
62.本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
63.需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
64.本技术技术方案中对数据的获取、存储、使用、处理等均符合国家法律法规的相关规定。
65.参见图1本发明的实施例提供一种基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法的具体实施方式，该方法具体包括如下内容：
66.步骤100：根据目标井段的机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差建立所述目标井段的工程甜点模型；
67.具体地，利用机械比能方法，综合脆性指数、断裂韧性、水平主应力差建立目标井段的工程甜点模型；进一步的：
68.机械比能的计算公式如下：
[0069][0070]
上式中：w＝校正钻压，n；db＝钻头直径，m；rpm＝转速，r/min；tb＝校正扭矩，n.m；rop＝机械钻速，m/min；e-机械比能，pa。
[0071]
机械比能的校正方面，本身从以下两个方面着手：
[0072]
1、考虑钻井工艺条件的差异，进行机械比能的精确计算，使之能准确反映地层的破裂能量及可压裂性：
[0073]
(1)采用复合(螺杆)钻具时，对转速、扭矩校正；
[0074]
(2)考虑水力破岩能量，叠加到机械破岩能量上，准确反映地层破裂所需要的能量；
[0075]
(3)考虑钻头的磨损，以免夸大机械比能；
[0076]
(4)考虑长井段、弯曲井段摩擦阻力的变化，对钻压、扭矩进行校正，比如托压等。
[0077]
2、利用目的井伽玛射线、测井深度、无围压压缩强度、脆性计算结果等数据，结合区块成功案例经验，经过多元线性回归算法，对其进行无量纲校正。
[0078]
进一步的，所述机械比能校正时还应考虑水力破岩能量、钻头磨损以及长井段、弯曲井段摩擦阻力的变化。
[0079]
步骤200：利用聚类方法求解所述工程甜点模型，以对所述目标井段分段；
[0080]
步骤300：在分段结果中，利用欧式贴近度方法，在每段内优选分簇。
[0081]
具体地，分簇时优选段内可压指数较高机械比能较低的位置作为射孔簇的位置。进一步的，所述步骤s3分簇时，若储层为脆性储层，每段簇数首先为5至6簇，然后逐渐提升到8至10簇，若储层为塑性储层，每段簇数为3至4簇。
[0082]
从上述描述可知，本发明实施例提供的基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法，包括：首先根据目标井段的机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差建立所述目标井段的工程甜点模型；接着，利用聚类方法求解所述工程甜点模型，以对所述目标井段分段；最后在分段结果中，利用欧式贴近度方法，在每段内优选分簇。
[0083]
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本方案可以实现利用机械比能作为钻井时已经获取的数据，直接用于水平井压裂过程中则可以减少测井时间，部分开发井测井资料不全传统的测井曲线方法分段分簇数据不充分，结合机械比能更加全面，并且考虑多种情况对机械比能进行校正，与现有技术相比，本发明能够以校正后的机械比能为基础，降低形成无效和低效裂缝的风险，可以为水平井分段压裂簇射孔方案的设置提供精确的指导，调整射孔参数，使得各簇裂缝均衡发育，裂缝改造体积最大化，从而达到降本增效的目的。
[0084]
一些实施例中，参见图2，基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法还包括：
[0085]
步骤400：对所述机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差对应的原始数据进行标准化。
[0086]
数据分析之前，通常需要先将数据标准化(normalization)，利用标准化后的数据进行数据分析。数据标准化也就是统计数据的指数化。数据标准化处理主要包括数据同趋化处理和无量纲化处理两个方面。数据同趋化处理主要解决不同性质数据问题，对不同性
质指标直接加总不能正确反映不同作用力的综合结果，须先考虑改变逆指标数据性质，使所有指标对测评方案的作用力同趋化，再加总才能得出正确结果。数据无量纲化处理主要解决数据的可比性。数据标准化的方法有很多种，常用的有“最小—最大标准化”、“z-score标准化”和“按小数定标标准化”等。经过上述标准化处理，原始数据均转换为无量纲化指标测评值，即各指标值都处于同一个数量级别上，可以进行综合测评分析。本发明主要采用以下几种标准化方法：
[0087]
一、min-max标准化
[0088]
min-max标准化方法是对原始数据进行线性变换。设mina和maxa分别为属性a的最小值和最大值，将a的一个原始值x通过min-max标准化映射成在区间[0,1]中的值x'，其公式为：
[0089]
新数据＝(原数据-最小值)/(最大值-最小值)
[0090]
二、z-score标准化
[0091]
这种方法基于原始数据的均值(mean)和标准差(standard deviation)进行数据的标准化。将a的原始值x使用z-score标准化到x'。z-score标准化方法适用于属性a的最大值和最小值未知的情况，或有超出取值范围的离群数据的情况。
[0092]
新数据＝(原数据-均值)/标准差
[0093]
步骤如下：
[0094]
1.求出各变量(指标)的算术平均值(数学期望)xi和标准差si；
[0095]
2.进行标准化处理：
[0096]
zij＝(xij－xi)/si
[0097]
其中：zij为标准化后的变量值；xij为实际变量值。
[0098]
3.将逆指标前的正负号对调。
[0099]
标准化后的变量值围绕0上下波动，大于0说明高于平均水平，小于0说明低于平均水平。
[0100]
三、decimal scaling小数定标标准化
[0101]
这种方法通过移动数据的小数点位置来进行标准化。小数点移动多少位取决于属性a的取值中的最大绝对值。将属性a的原始值x使用decimal scaling标准化到x'的计算方法是：
[0102]
x'＝x/(10^j)
[0103]
其中，j是满足条件的最小整数。例如假定a的值由-986到917，a的最大绝对值为986，为使用小数定标标准化，用每个值除以1000(即，j＝3)，这样，-986被规范化为-0.986。注意，标准化会对原始数据做出改变，因此需要保存所使用的标准化方法的参数，以便对后续的数据进行统一的标准化。除了上面提到的数据标准化外还有对数logistic模式、模糊量化模式等等：对数logistic模式：新数据＝1/(1+e^(-原数据))；模糊量化模式：新数据＝1/2+1/2sin[派3.1415/(极大值-极小值)*(x-(极大值-极小值)/2)]x为原数据。
[0104]
一实施例中，参见图3，步骤200包括：
[0105]
步骤201：进行以下迭代操作，直至到达迭代停止条件；
[0106]
在所述机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差中，随机寻找多个数据作为初始聚类中心；
[0107]
计算其它数据距离这多个聚类中心的欧氏距离，并将数据归入与其欧氏距离最近的类别中；
[0108]
对所述多个聚类中的数据分别计算算数平均值，作为各个聚类的新的聚类中心。
[0109]
在步骤201中，具体地为：随机寻找k个数据作为初始聚类中心；然后计算其它数据距离这k个聚类中心的欧氏距离，将数据归入与其欧氏距离最近的那一类别；再对这k个聚类中的数据分别计算算数平均值，作为各个聚类的新的聚类中心；最后重复上述步骤，直至完成指定的迭代次数或者新的聚类中心与上一次的聚类中心相同时结束算法。
[0110]
一实施例中，所述迭代停止条件包括：达到预设的迭代次数及/或新的聚类中心与上一次的聚类中心相同。
[0111]
一实施例中，参见图4，基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法还包括：
[0112]
步骤500：根据所述分段结果、每段中的分簇结果以及对应的储层类型曲线数据，形成分段分簇成果数据。
[0113]
从上述描述可知，本发明针对现有分段分簇、筛选甜点的技术一般依据测井曲线进行，只考虑了储层含油气性的影响，或者采用测井数据计算的岩石力学参数进行分段选层，而没有真实考虑岩石力学性质的问题，具体地，现有技术中的分段分簇、甜点筛选的方法多是手工的，将多个曲线放在一起，通过人工比对得到，在选层工作时，设计人员需要同时对比测井、录井及工程等多方面资料优选分簇分段位置，工作量大，效率低。既不能综合考虑各种曲线的优劣性，也不能采用数学手段通过迭代得到最优结果，研究过程不能实现智能化。由于数学手段及设计理念的落后，容易选层失败，选不出甜点等问题，本发明提供的基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法可以实现利用钻井时已经获取的数据计算机械比能用于水平井压裂分段分簇从而真正实现随钻压裂设计缩短压裂设计用时提高设计效率，同时部分开发井测井资料不全传统的测井曲线方法分段分簇数据依据不充分，结合机械比能使得分段分簇考虑的因素更加全面，并且考虑多种情况对机械比能进行了校正。与现有技术相比，本发明能够以校正后的机械比能为基础，降低形成无效和低效裂缝的风险，可以为水平井分段分簇压裂射孔位置的设置提供精确的指导，实践证明参考机械比能调整射孔位置使得各簇裂缝均衡发育，裂缝改造体积最大化，从而达到降本增效的目的。
[0114]
在一种具体实施方式中，参见图5，本发明还提供一种基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法的具体实施方式，具体包括以下内容。
[0115]
s1、以机械比能方法为基础，综合脆性指数、断裂韧性、水平主应力差的建立工程甜点评价模型；
[0116]
机械比能公式中的校正钻压w的计算公式如下：
[0117][0118]
上式中：dgfh+大钩负荷，n；qm＝直井段钻柱线性平均重量，n/m；h＝直井段长度，m；μ＝套管段钻具的摩擦系数；ρ＝曲率半径，m；qi＝造斜段钻柱线性平均重量，n/m；qh＝水平段钻柱线性平均重量，n/m；f＝裸眼段钻具的摩擦系数。
[0119]
所述套管段钻具的摩擦系数μ为0.12，所述裸眼段钻具的摩擦系数f为0.4。
[0120]
s2、构建多源评价矩阵，原始数据标准化处理，建立地质工程甜点降维综合评价模
型，采用多源参数降维逼近理想解，建立可压裂性连续剖面综合评价模型；
[0121]
s3、采用聚类方法进行分段，然后再采用欧式贴近度进行段内排序优选分簇，并完成射孔簇设置优化计算；
[0122]
具体地，机械比能进行分段将起裂难度接近的井段划为一段，首先保障了段内的簇效率，结合综合可压指数优选可压指数相对较大的位置射孔同时这些位置对应机械比能较小的位置，可压指数还一定程度体现了含油气性质，可压指数高其含油气性质好，结合机械比能即保证簇效率也保障了压后的产量效果。
[0123]
s4、利用压裂段、射孔簇和储层类型曲线数据，形成分段分簇成果数据。
[0124]
其中，针对影响人工裂缝的主要地质因素，利用层次分析法构造判断矩阵，以测井数据、机械比能为基础，计算岩石力学参数、孔隙度、渗透率、含油气性。采用差异系数方法，计算机械比能、岩石脆性、gr、地层应力等各因素的权重大小，明确各地质、工程因素的权重，结合油藏地质特点和工程要求，利用实验和数值模拟分析，建立可压性指数计算方法。该指数表示了地层是否有压裂的经济价值。
[0125]
另外，在步骤s4后面还可以考虑储层各向异性、渗流效应影响，联合张/剪破坏准则，建立渗流、应力损伤耦合的起裂-缝网扩展模型。
[0126]
另外，还可以建立分段多簇压裂下提高压裂仿真速度和多维参数搜索精度方法，根据储层的非均质性，依据地质力学条件，建造不同排量、分簇位置、孔径、孔密、簇长条件下，各簇长度、改造体积、施工压力的数据库，构建缝长、改造体积、施工压力的克里金代理模型，快速进行缝长、改造体积、施工压力的多目标并行优化，使得各簇裂缝均衡发育，裂缝改造体积最大化。
[0127]
请参阅图6至图9，图中自做至右依次反映为k-means聚类情况、综合可压指数、脆性指数以及机械比能。
[0128]
k-means聚类情况：全水平段整体而言，聚类标识一致较强，说明地层不存在较大非均质性，2750-2990井段与其余井段存在一定差异。
[0129]
综合可压指数：全水平段变化幅度不大，2750-2990米、3140-3199米井段变化较大，3240-3340可压指数相对较小。
[0130]
脆性指数：全水平段变化幅度不大，脆性指数分布在33-57范围内，2750-2990米脆性变化较大，3090-3190米、3240-3340米井段脆性相对较大大部分井段脆性指数为30多。
[0131]
机械比能：2750-2990米机械比能相对较大，其余井段相对较小。
[0132]
请参阅图10，与2750-2990米井段相比，区别在2750-2990机械比能高，在启裂方面我们分析2750-2990较3240-3340难启裂。
[0133]
综合可压指数：3240-3340可压指数相对较小，机械比能较小的原因是该井段脆性较好，但含油气性相比不高所以要结合综合可压指数进行判断。
[0134]
请参阅图11，综合可压指数：全水平段变化幅度不大3140-3199米井段变化较大。
[0135]
请参阅图12，3140-3199米井段机械比能可压指数变化较大，从gr曲线看该段岩性变化较大的原因,总体该井全井段变化不大，这几个井段只是相对而言有变化的段。前三段机械比能较大，对应可压指数低、地层较难起裂，相对地，机械比能小的井段对应的可压指数较高。
[0136]
请参阅图13，计算综合可压指数，在对机械比能聚类分段的基础上，优选段内可压
指数比较高机械比能较低的点作为射孔位置，共分27段，每段3-4簇，用机械比能进行分段将启裂难度接近的井段划为一段，首先保障了段内的簇效率，结合综合可压指数优选可压指数相对较大的位置射孔同时这些位置对应机械比能较小的位置，可压指数还一定程度体现了含油气性质，可压指数高其含油气性质好，结合机械比能即保证簇效率也保障了压后的产量效果。
[0137]
请参阅图14至图16，在没有考虑机械比能前，将3351-3308即黑框位置划分为一个压裂段，而该段1和3的射孔位置都是机械比能相对高一点的位置，而考虑机械比能后我们则避开1和3的位置。
[0138]
从上述描述可知，本发明实施例提供的基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法，包括：首先根据目标井段的机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差建立所述目标井段的工程甜点模型；接着，利用聚类方法求解所述工程甜点模型，以对所述目标井段分段；最后在分段结果中，利用欧式贴近度方法，在每段内优选分簇。
[0139]
本发明能够以校正后的机械比能为基础，降低形成无效和低效裂缝的风险，可以为水平井分段分簇压裂射孔位置的设置提供精确的指导，实践证明参考机械比能调整射孔位置使得各簇裂缝均衡发育，裂缝改造体积最大化，从而达到降本增效的目的。
[0140]
基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种基于机械比能的水平井压裂分段分簇方装置，可以用于实现上述实施例所描述的方法，如下面的实施例。由于基于机械比能的水平井压裂分段分簇方装置解决问题的原理与基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法相似，因此基于机械比能的水平井压裂分段分簇方装置的实施可以参见基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法实施，重复之处不再赘述。以下所使用的，术语“单元”或者“模块”可以实现预定功能的软件和/或硬件的组合。尽管以下实施例所描述的系统较佳地以软件来实现，但是硬件，或者软件和硬件的组合的实现也是可能并被构想的。
[0141]
本发明的实施例首先提供一种能够实现基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法的基于机械比能的水平井压裂分段分簇方装置的具体实施方式，参见图17，基于机械比能的水平井压裂分段分簇方装置具体包括如下内容：
[0142]
模型建立模块10，用于根据目标井段的机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差建立所述目标井段的工程甜点模型；
[0143]
分段模块20，用于利用聚类方法求解所述工程甜点模型，以对所述目标井段分段；
[0144]
分簇模块30，用于在分段结果中，利用欧式贴近度方法，在每段内优选分簇。
[0145]
一实施例中，参见图18，基于机械比能的水平井压裂分段分簇装置还包括：
[0146]
标准化模块40，用于脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差对应的原始数据进行标准化。
[0147]
一实施例中，参见图19，所述分段模块20包括：
[0148]
迭代操作单元201，用于进行以下迭代操作，直至到达迭代停止条件；
[0149]
在所述机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差中，随机寻找多个数据作为初始聚类中心；
[0150]
计算其它数据距离这多个聚类中心的欧氏距离，并将数据归入与其欧氏距离最近的类别中；
[0151]
对所述多个聚类中的数据分别计算算数平均值，作为各个聚类的新的聚类中心。
[0152]
一实施例中，所述迭代停止条件包括：达到预设的迭代次数及/或新的聚类中心与上一次的聚类中心相同。
[0153]
一实施例中，参见图20，基于机械比能的水平井压裂分段分簇装置还包括：
[0154]
成果数据形成模块50，用于根据所述分段结果、每段中的分簇结果以及对应的储层类型曲线数据，形成分段分簇成果数据。
[0155]
从上述描述可知，本发明实施例提供的基于机械比能的水平井压裂分段分簇装置，包括：首先根据目标井段的机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差建立所述目标井段的工程甜点模型；接着，利用聚类方法求解所述工程甜点模型，以对所述目标井段分段；最后在分段结果中，利用欧式贴近度方法，在每段内优选分簇。
[0156]
本发明的有益效果在于，与现有技术相比，本方案可以实现利用机械比能作为钻井时已经获取的数据，直接用于水平井压裂过程中则可以减少测井时间，部分开发井测井资料不全传统的测井曲线方法分段分簇数据不充分，结合机械比能更加全面，并且考虑多种情况对机械比能进行校正，与现有技术相比，本发明能够以校正后的机械比能为基础，降低形成无效和低效裂缝的风险，可以为水平井分段压裂簇射孔方案的设置提供精确的指导，调整射孔参数，使得各簇裂缝均衡发育，裂缝改造体积最大化，从而达到降本增效的目的。
[0157]
本技术的实施例还提供能够实现上述实施例中的基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法中全部步骤的一种电子设备的具体实施方式，参见图21，电子设备具体包括如下内容：
[0158]
处理器(processor)1201、存储器(memory)1202、通信接口(communications interface)1203和总线1204；
[0159]
其中，处理器1201、存储器1202、通信接口1203通过总线1204完成相互间的通信；通信接口1203用于实现服务器端设备以及客户端设备等相关设备之间的信息传输；
[0160]
处理器1201用于调用存储器1202中的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例中的基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法中的全部步骤，例如，处理器执行计算机程序时实现下述步骤：
[0161]
步骤100：根据目标井段的机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差建立所述目标井段的工程甜点模型；
[0162]
步骤200：利用聚类方法求解所述工程甜点模型，以对所述目标井段分段；
[0163]
步骤300：在分段结果中，利用欧式贴近度方法，在每段内优选分簇。
[0164]
本技术的实施例还提供能够实现上述实施例中的基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的基于机械比能的水平井压裂分段分簇方法的全部步骤，例如，处理器执行计算机程序时实现下述步骤：
[0165]
步骤100：根据目标井段的机械比能、脆性指数、断裂韧性指数以及水平主应力差建立所述目标井段的工程甜点模型；
[0166]
步骤200：利用聚类方法求解所述工程甜点模型，以对所述目标井段分段；
[0167]
步骤300：在分段结果中，利用欧式贴近度方法，在每段内优选分簇。
[0168]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部
分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于硬件+程序类实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
[0169]
上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。
[0170]
虽然本技术提供了如实施例或流程图的方法操作步骤，但基于常规或者无创造性的劳动可以包括更多或者更少的操作步骤。实施例中列举的步骤顺序仅仅为众多步骤执行顺序中的一种方式，不代表唯一的执行顺序。在实际中的装置或客户端产品执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行(例如并行处理器或者多线程处理的环境)。
[0171]
为了描述的方便，描述以上装置时以功能分为各种模块分别描述。当然，在实施本说明书实施例时可以把各模块的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现，也可以将实现同一功能的模块由多个子模块或子单元的组合实现等。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。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
[0172]
本领域技术人员也知道，除了以纯计算机可读程序代码方式实现控制器以外，完全可以通过将方法步骤进行逻辑编程来使得控制器以逻辑门、开关、专用集成电路、可编程逻辑控制器和嵌入微控制器等的形式来实现相同功能。因此这种控制器可以被认为是一种硬件部件，而对其内部包括的用于实现各种功能的装置也可以视为硬件部件内的结构。或者甚至，可以将用于实现各种功能的装置视为既可以是实现方法的软件模块又可以是硬件部件内的结构。
[0173]
在一个典型的配置中，计算设备包括一个或多个处理器(cpu)、输入/输出接口、网络接口和内存。
[0174]
内存可能包括计算机可读介质中的非永久性存储器，随机存取存储器(ram)和/或非易失性内存等形式，如只读存储器(rom)或闪存(flash ram)。内存是计算机可读介质的示例。
[0175]
本说明书实施例可以在由计算机执行的计算机可执行指令的一般上下文中描述，例如程序模块。一般地，程序模块包括执行特定任务或实现特定抽象数据类型的例程、程序、对象、组件、数据结构等等。也可以在分布式计算环境中实践本说明书实施例，在这些分布式计算环境中，由通过通信网络而被连接的远程处理设备来执行任务。在分布式计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备在内的本地和远程计算机存储介质中。
[0176]
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例
的部分说明即可。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说明书实施例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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
[0177]
以上仅为本说明书实施例的实施例而已，并不用于限制本说明书实施例。对于本领域技术人员来说，本说明书实施例可以有各种更改和变化。凡在本说明书实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书实施例的权利要求范围之内。