一种提高页岩油气压裂精准度的管柱自动控制方法及系统与流程

本发明涉及油气压裂，具体涉及一种提高页岩油气压裂精准度的管柱自动控制方法及系统。

背景技术：

1、页岩作为一种新型矿种，存在孔隙度与渗透率较小的特点，且由于页岩气储层的特殊性影响，导致油气存储与移运受限，为实现高利用率的有效开采，需进行页岩压裂的人为改造。目前，常用水平井泵送桥塞射孔联作分段压裂方法进行压裂施工，随着页岩气水平井水平段的长度不断增加，压裂施工难度越来越高，导致现有技术存在一定的局限性，基于设备故障、压裂精准度等异常工况频发，易导致施工中断、施工偏离等脱离控制范围的状况，造成压裂控制精度不足，影响实际施工周期。

技术实现思路

1、本申请提供了一种提高页岩油气压裂精准度的管柱自动控制方法及系统，用于针对解决现有技术中存在的基于设备故障、压裂精准度等异常工况频发，易导致施工中断、施工偏离等脱离控制范围的状况，造成压裂控制精度不足，影响实际施工周期的技术问题。

2、鉴于上述问题，本申请提供了一种提高页岩油气压裂精准度的管柱自动控制方法及系统。

3、第一方面，本申请提供了一种提高页岩油气压裂精准度的管柱自动控制方法，所述方法包括：

4、探测目标岩层区域的页岩地层物性，确定压裂设计层段，其中，所述压裂设计层段存在天然裂缝网络；

5、交互所述压裂设计层段的基准裂缝网络；

6、训练基于所述压裂设计层段的压裂设计模块，结合所述基准裂缝网络进行基于压裂设备组的压裂增产决策，确定压裂策略，其中，所述压裂设备组包括复合连续油管与电打孔工具管串；

7、将所述压裂策略传输至管柱控制系统，将所述压裂设备组入井，基于磁定位器进行第一策略阶段的定向测位，确定实时定位数据；

8、回传所述实时定位数据至所述管柱控制系统，结合所述第一策略阶段生成通讯控制指令，其中，所述通讯控制指令标识有设备控制参量；

9、随着所述通讯控制指令的接收，进行所述压裂设备组的自动化制动控制，其中，一个策略阶段的制动周期包括一步压裂施工与二步压裂施工；

10、针对所述压裂策略，执行策略阶段性施工，其中，各策略阶段的施工步骤相同。

11、第二方面，本申请提供了一种提高页岩油气压裂精准度的管柱自动控制系统，所述系统包括：

12、压裂设计层段确定模块，所述压裂设计层段确定模块用于探测目标岩层区域的页岩地层物性，确定压裂设计层段，其中，所述压裂设计层段存在天然裂缝网络；

13、基准裂缝网络获取模块，所述基准裂缝网络获取模块用于交互所述压裂设计层段的基准裂缝网络；

14、压裂增产决策模块，所述压裂增产决策模块用于训练基于所述压裂设计层段的压裂设计模块，结合所述基准裂缝网络进行基于压裂设备组的压裂增产决策，确定压裂策略，其中，所述压裂设备组包括复合连续油管与电打孔工具管串；

15、定向测位模块，所述定向测位模块用于将所述压裂策略传输至管柱控制系统，将所述压裂设备组入井，基于磁定位器进行第一策略阶段的定向测位，确定实时定位数据；

16、指令生成模块，所述指令生成模块用于回传所述实时定位数据至所述管柱控制系统，结合所述第一策略阶段生成通讯控制指令，其中，所述通讯控制指令标识有设备控制参量；

17、压裂控制模块，所述压裂控制模块用于随着所述通讯控制指令的接收，进行所述压裂设备组的自动化制动控制，其中，一个策略阶段的制动周期包括一步压裂施工与二步压裂施工；

18、策略施工模块，所述策略施工模块用于针对所述压裂策略，执行策略阶段性施工，其中，各策略阶段的施工步骤相同。

19、第三方面，本申请提供了一种电打孔工具管串，其特征在于，包括：磁定位短节、电液控滑套、电液控封隔器、电液控隔离阀、旋转工具、定向探管短节、电控钻孔工具和如第二方面所述的页岩油气压裂精准度的管柱自动控制系统。

20、本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：

21、本申请实施例提供的一种提高页岩油气压裂精准度的管柱自动控制方法，探测目标岩层区域的页岩地层物性，确定压裂设计层段，交互所述压裂设计层段的基准裂缝网络，训练基于所述压裂设计层段的压裂设计模块，进行基于压裂设备组的压裂增产决策确定压裂策略，将所述压裂策略传输至管柱控制系统，将所述压裂设备组入井，基于磁定位器进行第一策略阶段的定向测位，确定实时定位数据；回传至所述管柱控制系统，结合所述第一策略阶段生成通讯控制指令，所述通讯控制指令标识有设备控制参量，进而进行所述压裂设备组的自动化制动控制，一个策略阶段的制动周期包括一步压裂施工与二步压裂施工；针对所述压裂策略，执行策略阶段性施工，解决了现有技术中存在的基于设备故障、压裂精准度等异常工况频发，易导致施工中断、施工偏离等脱离控制范围的状况，造成压裂控制精度不足，影响实际施工周期的技术问题，通过预先探测与分析，确定控制策略并分阶段，于策略设计阶段进行异常工况的考量与优化设计，逐策略阶段基于双步骤依次进行定位控制与反馈调控，实现契合于压裂场景与需求的精准施工控制。

技术特征：

1.一种提高页岩油气压裂精准度的管柱自动控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，探测目标岩层区域的页岩地层物性，确定压裂设计层段，该方法包括：

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，结合所述基准裂缝网络进行基于压裂设备组的压裂增产决策，确定压裂策略，该方法包括：

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述压裂设备组入井，基于磁定位器进行第一策略阶段的定向测位，该方法包括：

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述通讯控制指令标识有设备控制参量，该方法包括：

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，确定设备调整参量之后，该方法包括：

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法包括：

8.一种提高页岩油气压裂精准度的管柱自动控制系统，其特征在于，所述系统包括：

9.一种电打孔工具管串，其特征在于，包括：磁定位短节、电液控滑套、电液控封隔器、电液控隔离阀、旋转工具、定向探管短节、电控钻孔工具和如权利要求8所述的页岩油气压裂精准度的管柱自动控制系统。

技术总结
本发明提供了一种提高页岩油气压裂精准度的管柱自动控制方法及系统，涉及油气压裂技术领域，确定压裂设计层段并获取基准裂缝网络，进行压裂增产决策确定压裂策略，进行压裂设备组入井，进行第一策略阶段的定向测位并生成通讯控制指令，进行压裂自动化制动控制，执行策略阶段性施工，解决了现有技术中基于设备故障、压裂精准度等异常工况频发，易导致施工中断、施工偏离等脱离控制范围的状况，造成压裂控制精度不足，影响实际施工周期的技术问题，通过预先探测与分析，确定控制策略并分阶段，于策略设计阶段进行异常工况的考量与优化设计，逐策略阶段基于双步骤依次进行定位控制与反馈调控，实现契合于压裂场景与需求的精准施工控制。

技术研发人员：侯立东,白劲松,石庆伟,李超,吕宝航,王海滨,杨育升,姜文亚,刘刚,吴义飞,王磊,陈吉,李玉岩
受保护的技术使用者：合力（天津）能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/8