(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210642759.4 (22)申请日 2022.06.08 (71)申请人 中国石油大 学 （华东） 地址 266580 山东省青岛市黄岛区长江西 路66号 (72)发明人 徐建春　周文新　郭万航　李航宇　 常会江　 (74)专利代理 机构 青岛润集专利代理事务所 (普通合伙) 37327 专利代理师 赵以芳 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) (54)发明名称 基于近似梯度算法和嵌入式离散裂缝模型 的油藏优化方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于近似梯度算法和嵌 入式离散裂缝模 型的油藏优化方法， 包括如下步 骤： S1， 基于油藏数值模拟软件， 依据嵌入式离散 裂缝模型， 建立裂缝性油藏数值模拟 模型； S2， 设 置经济参数与算法参数， 并完成井控向量的初始 化； S3， 获得井控向量的扰动集合， 并运行油藏数 值模拟软件， 获得各扰动向量对应的净现值； S4， 计算近似梯度， 并更新井控向量； S5， 用二分法寻 找最优井控向量， 并重复步骤S3、 S4、 S5， 直到满 足迭代终止条件。 本发明采用嵌入式离散裂缝建 模方法建立了合理表征油藏中裂缝渗流特征的 裂缝性油藏数值模拟模型， 并进行了概念模型一 注一采和油田矿场尺度模型多注多采的油藏注 采参数优化研究。 权利要求书3页 说明书9页 附图5页 CN 115146446 A 2022.10.04 CN 115146446 A 1.一种基于近似梯度算法和嵌入式离散裂缝模型的油藏优化方法， 其特征在于， 包括 如下步骤： S1， 基于油藏数值模拟软件， 依据嵌入式离散裂缝模型， 建立裂缝性油藏数值模拟模 型； S2， 设置经济参数与算法参数， 并完成井控向量的初始化； S3， 获得井控向量的扰动集合， 并运行油藏数值模拟软件， 获得各扰动向量对应的净现 值； S4， 计算近似梯度， 并更新井控向量； S5， 用二分法寻找最优井控向量， 并重复步骤S3、 S4、 S5， 直到满足迭代终止条件。 2.如权利要求1所述的一种基于近似梯度算法和嵌入式离散裂缝模型的油藏优化方 法， 其特征在于， 步骤S1中， 通过现场资料获得裂缝性储层中裂缝的分布位置、 形态、 长度参数， 并考虑 基质与裂缝、 裂缝与裂缝、 裂缝单元间的渗流， 计算三种渗流过程中的传导率系数， 在油藏 数值模拟软件中建立裂缝性油藏数值模拟模型。 3.如权利要求2所述的一种基于近似梯度算法和嵌入式离散裂缝模型的油藏优化方 法， 其特征在于， 对于基质与裂缝的渗 流过程而言， 传导 率计算如式(1)所示： 其中， TM‑F是基质与裂缝间的传导率， Annc是基质块中裂缝的表面积， knnc是基质渗透率 和裂缝渗透率的调和平均值， dnnc是两者的平均法向距离， 计算公式如式(2)所示： 其中， dv是体积微元， xn是体积微元到裂缝的法向距离， V是基质单 元的体积； 对于裂缝与裂缝的渗 流过程而言， 传导 率计算如式(3)和式(4)所示： 其中， TF‑F为裂缝间传导率， T1和T2为针对某一裂缝的传导率， 用来计算TF‑F， Lint是同一 基质块中两条裂缝交叉段的长度， ωf和kf分别是各裂缝的缝宽和渗透率， df是位于裂缝交 线两侧的裂缝 段的中心到交线的平均法线距离； 对于裂缝单元间的渗流过程而言， 其传导率的计算采用式(1)， 其中， knnc为裂缝渗透 率， dnnc是两个裂缝单元中心间的距离， Annc是裂缝单元的接触面积。 4.如权利要求1所述的一种基于近似梯度算法和嵌入式离散裂缝模型的油藏优化方 法， 其特征在于， 步骤S2中， 设置经济参数与算法参数， 其中经济参数包括油气售出单价、 注入流体成 本、 油藏产出流体处理成本、 井控变量上下限， 算法参数包括集合大小、 步长、 对分次数、 扰权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115146446 A 2动次数、 迭代次数 上限， 基于对数转换实现井控向量的初始化。 5.如权利要求4所述的一种基于近似梯度算法和嵌入式离散裂缝模型的油藏优化方 法， 其特征在于， 基于对数转换实现井控向量的初始化 步骤中， 采用式(5)所示： 其中， ui为控制向量组u的第i个分量； 和 分别为控制向量组分量ui的上下限。 6.如权利要求1所述的一种基于近似梯度算法和嵌入式离散裂缝模型的油藏优化方 法， 其特征在于， 步骤S3中， 首先生成高斯随机向量X的Ne个样本， 其中X～N(xk,CX)， 即X的平均值为xk且 其协方差矩阵为CX， 扰动样本的计算如式(6)所示： 其中， L为矩阵CX进行Cholesky分解中的下三角矩阵， Zj满足Zj～N(0,INx)； 获得井控向量的扰动集合后， 通过算法与油藏数值模拟软件的耦合来调用步骤S1中建 立的裂缝性油藏数值模拟模型， 并通过式(7)计算各扰动向量对应的NPV值： 其中， u为包含所有油井井控的列向量， n表示油藏模拟的第nth次时间步， Nt为总的时间 步长， tn为时间步长结束时的时间， Δtn为第nth次时间步的步长， b为年折现率， NP和NI分别 表示生产井和注入井的数量， ro为石油售价， 单位为￥/STB， cw和cwi分别为采出水的处理成 本和注水成本， 单位为￥/STB； qo,j和qw,j分别表示第j口生产井在第nth个时间步内的平均 产油速率和平均产水速率， 单位为STB/天； qwi,k表示第k口注入井在第nth个时间步内的平 均注水率， 单位 为STB/天。 7.如权利要求1所述的一种基于近似梯度算法和嵌入式离散裂缝模型的油藏优化方 法， 其特征在于， 步骤S4中， 首先根据随机近似梯度公式， 计算当前寻优点的近似梯度， 近似梯度公式如 式(8)所示： 其中， Nn为控制变量扰动的数量， 且控制变量扰动 j＝1,2,...Nn在第l次迭代中由 分布N(ul,CU)产生； 矩阵上标 “+”表示Moore ‑Penrose的伪逆运算， 式中 定义为 CU为协方差矩阵， 其定义如式(9)所示：权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115146446 A 3