CN111810144B - 一种页岩气井工程智能调度方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种页岩气井工程智能调度方法，根据页岩气井工程特点构建采集井工程基础数据的主要素模型以及采集水电路基建数据的保障要素模型，并预设框架计划作为目标；先由主要素模型制定出井工程实施顺序，形成初版的井工程运行计划；再由保障要素模型对初版的井工程运行计划进行判断及反馈；当存在不满足供需条件的平台或预测不能实现预设的目标时，返回到保障要素模型中对不满足供需条件的平台进行保障要素数据的调整，形成修改的井工程运行计划，并通过多步迭代调优不断收敛结果数据，以使迭代调优结果满足供需平衡和既定目标，最终形成具有可执行性的定版的井工程运行计划，从而实现井工程的智能调度。

Description

一种页岩气井工程智能调度方法及系统

技术领域

本发明涉及工程智能调度技术领域，特别涉及一种页岩气井工程智能调度方法及页岩气井工程智能调度系统。

背景技术

随着常规油气田的开发，石油资源不断枯竭，国际社会把更多的精力投入到致密油及页岩气的开发中。页岩气勘探开发单位在产能建设阶段的主要工作是承担建设用地、钻前工程、钻井、压裂、投产的实施计划分配和过程管理的页岩气勘探开发任务；并计划未来几年将页岩气生产规模迅速扩大。

随着页岩气井规模建产的进行，钻机、压裂机组的调度工作量逐年加大，钻井工程的智能调度已经成为了业务发展趋势。其中，页岩气井工程是包括了钻井、压裂等主业务和供水、供电、道路、集输线路等配套业务的系统工程，生产运行过程共涉及众多交叉作业和协调配合，步步相关、环环相扣。

但是，目前页岩气勘探开发过程中，主要采取传统的手工分配、分析、汇总方式，效率低下；而且由于经常按需手动调整，联动性较差导致出错率相对较高，同时没有形成一个完善的生产数据库，对数据报表的汇总分析带来诸多不利因素。随着业务主体产能建设不断提速，钻试等开采工作量不断增加，如何对产能建设多业务协同组织，保障多口井开采计划的合理制定，从而进行页岩气开采任务中井工程智能调度，一直是困扰人们的问题。

发明内容

本发明针对现有技术无法解决多环节井工程智能调度的情况，提供一种页岩气井工程智能调度方法，从页岩气田开采任务中井工程的实际运行管理需要出发，通过主要素模型计算出初版的井工程运行计划，同时结合保障要素模型对井工程运行计划进行判断及反馈，并通过不断迭代调优最终形成具有可执行性的定版的井工程运行计划，从而保障多口井开采业务协同处理，最终实现井工程的智能调度。

本发明具体提供了一种页岩气井工程智能调度方法，根据页岩气井工程特点构建采集井工程基础数据的主要素模型以及采集水电路基建数据的保障要素模型，并预设包括钻井数量、压裂数量、投产井数、新建产能的框架计划作为目标；先由主要素模型根据采集的井工程基础数据通过跟踪推演算法制定出井工程实施顺序，形成初版的井工程运行计划；再由保障要素模型根据采集的水电路基建数据通过动态规划算法对初版的井工程运行计划进行判断及反馈，判断是否存在不满足供需条件的平台以及预测是否能实现预设的目标；当存在不满足供需条件的平台或预测不能实现预设的目标时，返回到保障要素模型中对不满足供需条件的平台进行保障要素数据的调整，形成修改的井工程运行计划，并通过多步迭代调优不断收敛结果数据，以使迭代调优结果满足供需平衡和既定目标，最终形成具有可执行性的定版的井工程运行计划，从而实现井工程的智能调度。

所述页岩气井工程智能调度方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：根据页岩气井工程特点，构建采集井工程基础数据的主要素模型和采集水电路基建数据的保障要素模型；

步骤S2：导入预设包括钻井数量、压裂数量、投产井数、新建产能的框架计划作为目标；

步骤S3：由主要素模型根据采集的井工程基础数据通过跟踪推演制定出井工程实施顺序，形成初版的井工程运行计划；

步骤S4：由保障要素模型根据采集的水电路基建数据通过动态规划对初版的井工程运行计划进行判断及反馈，判断是否存在不满足供需条件的平台以及预测是否能实现预设的目标：

若存在不满足供需条件的平台或预测不能实现预设的目标时，则执行步骤S5；

若满足供需条件的平台且预测能实现预设的目标时，则执行步骤S6；

步骤S5：多步迭代调优；返回到保障要素模型中对不满足供需条件的平台对应的钻前平台具安时间、临时供水点、临时供电点、道路维修计划、集输线路完工时间中任意一个或多个数据进行修改调优，调优结果形成修改的井工程运行计划；

所述调优结果再输入步骤S3，循环进行步骤S3、步骤S4、步骤S5，直至不存在不满足供需条件的平台且调优结果预测能实现预设的目标为止；

步骤S6：满足供需平衡和既定目标的井工程运行计划，作为具有可执行性的定版的井工程运行计划；

上述步骤中初版的井工程运行计划、修改的井工程运行计划、定版的井工程运行计划均能够进行展示和/或输出。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果如下。

（1）本发明提供的一种页岩气井工程智能调度方法，从页岩气田井工程的实际运行管理需要出发，通过主要素模型计算出初版的井工程运行计划，同时结合保障要素模型对井工程运行计划进行判断及反馈，并通过不断迭代调优最终形成具有可执行性的定版的井工程运行计划，从而保障多平台、多井对应井工程业务协同处理，最终实现井工程的智能调度。

（2）本发明按照业务规则，不仅能够利用主要素模型中各个主要素实现井工程（包括钻井工程和压裂工程）实施计划的自动编排，结合采集的井工程实施进度和预测进度对井工程运行计划进行调整，结合钻机库、压裂机组库的状态（如：钻机或压裂机组的停用、再用、待修等）进行钻机、压裂机组与钻井井号的自动匹配，还能够结合钻前工程完工、供水能力、供电能力、道路通行能力、集输线路完工的实时状态对井工程运行计划的可行性进行判断并提出指导性意见，以便管理人员对基础信息进行调整，强化计划的准确性和可执行性；因此，本发明提供的一种页岩气井工程智能调度方法，具有较好的时效性、精准性、经济性。

（3）本发明中创建了用于页岩气井工程智能调度的主要素模型，通过数据校验算法、循环递归算法、钻机匹配算法、压裂机组匹配算法等跟踪推演技术，进行动态数据质量校验、钻机自动匹配、钻机运行推演、压裂车组运行推演，从而制定出井工程实施顺序，形成初版的井工程运行计划。

（4）本发明中创建了用于页岩气井工程智能调度的保障要素模型，通过合并查询算法、动态规划算法、广度优先搜索算法等专业协同技术，进行钻前工程资源匹配分析、供水工程资源匹配分析、供电工程资源匹配分析、道路资源匹配分析、集输工程资源匹配分析，从而判断是否存在不满足供需条件的平台以及预测是否能实现预设的目标。

附图说明

为了更清楚地说明本技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，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相关的附图，

其中：

图1为一种基于页岩气井工程智能调度系统的井工程智能调度方法的流程示意图；

图2为页岩气井工程智能调度系统内部数据流示意图；

图3为井工程基础数据主要内容示意图；

图4为水电路基建数据主要内容示意图；

图5为页岩气井工程中钻井阶段调度业务示意图；

图6为页岩气井工程中压裂阶段调度业务示意图；

图7为H1平台用水供需平衡判断示意图；

图8为H2平台用水供需平衡判断示意图；

图9为H3平台用水供需平衡判断示意图；

图10为H1平台用电供需平衡判断示意图；

图11为H2平台用电供需平衡判断示意图；

图12为H3平台用电供需平衡判断示意图；

图13为井工程智能调度业务模型；

图14为钻机运行推演示意图；

图15为页岩气井工程智能调度系统架构示意图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，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，应当理解，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例，因此不应被看作是对保护范围的限定。基于本发明中的实施例，本领域普通技术工作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。

实施例1：

如图1所示，本实施例先说明一种页岩气井工程智能调度系统，此时页岩气井工程智能调度系统内部数据流如图2所示。

一种页岩气井工程智能调度系统，包括主要素模型、保障要素模型、基建数据管理模块、预警结果快速反馈模块、多步迭代调优模块、数字化展示模块。

所述主要素模型，接收预设的框架计划和井工程基础数据后，依次进行钻井压裂计划井号提取、井的自然属性分析、钻井压裂机位分组、设置钻井压裂优先匹配规则、结合钻井压裂参数模型、钻井压裂机组库维护、钻井压裂机组生产能力分析、钻井压裂运行动态数据采集、跟踪推演、制定初版的井工程运行计划。

需要说明的是，所述主要素模型接收从工程技术与监督管理系统数据采集模块采集到的井工程运行动态数据。而工程技术与监督管理系统是另一套系统，仅与本发明中页岩气井工程智能调度系统进行生产动态数据的传输，故不扩展说明。

所述保障要素模型，接收主要素模型输出的初版的井工程运行计划进行需求分析，并对采集水电路基建数据进行供应能力分析；然后，结合需求分析结果与供应能力分析结果，逐井逐因素进行供需平衡判断，根据各个单井的供需平衡状态将各个单井分别标记为满足需求井或延时满足需求井或不满足需求井，并统计满足需求井数量、延时满足需求井数量、不满足需求井数量，得到单井平衡数据。进一步，综合一个平台所辖所有单井的供需平衡情况，即可得到该平台整体供需平衡情况。

所述基建数据管理模块，包括管理钻前工程数据的钻前工程管理模块、管理供水数据的供水工程管理模块、管理供电数据的供电工程管理模块、管理道路数据的道路建设管理模块、管理集输线路数据的地面建设管理模块。

所述预警结果快速反馈模块，从压裂的保障要素模型中导入平台供需平衡数据，根据预警策略对平台供需平衡数据进行分级判断，以不同颜色标注不同的判断结果以进行分级展示；然后根据判断结果制定调整的压裂工程运行计划。

所述多步迭代调优模块，从预警结果快速反馈模块输入调整的井工程运行计划，获得调整后预测的钻井数量、压裂数量、投产井数、新建产能，并与预设的框架计划进行比较，判断是否满足框架计划：若满足则将调整的井工程运行计划作为定版的井工程运行计划，输出结果；若不满足则对保障要素模型进行迭代调优，直至调整的井工程运行计划满足框架计划为止。

所述数字化展示模块，能够运行数据分类算法对数据进行信息分类展示，能够运行快速排序算法对数据进行排序显示，能够运行可视化算法对数据进行具有彩色标识的可视化展示。

然后，基于上述系统详细说明页岩气井工程智能调度方法。所述一种页岩气井工程智能调度方法，具体包括以下步骤：

步骤S1：根据页岩气井工程特点，构建采集井工程基础数据的主要素模型和采集水电路基建数据的保障要素模型；

步骤S2：导入预设包括钻井数量、压裂数量、投产井数、新建产能的框架计划作为目标；

步骤S3：由主要素模型根据采集的井工程基础数据通过跟踪推演制定出井工程实施顺序，形成初版的井工程运行计划；

步骤S4：由保障要素模型根据采集的水电路基建数据通过动态规划对初版的井工程运行计划进行判断及反馈，判断是否存在不满足供需条件的平台以及预测是否能实现预设的目标：

若存在不满足供需条件的平台或预测不能实现预设的目标时，则执行步骤S5；

若满足供需条件的平台且预测能实现预设的目标时，则执行步骤S6；

步骤S5：多步迭代调优；返回到保障要素模型中对不满足供需条件的平台对应的钻前平台具安时间、临时供水点、临时供电点、道路维修计划、集输线路完工时间中任意一个或多个数据进行修改调优，调优结果形成修改的井工程运行计划；

所述调优结果再输入步骤S3，循环进行步骤S3、步骤S4、步骤S5，直至不存在不满足供需条件的平台且调优结果预测能实现预设的目标为止；

步骤S6：满足供需平衡和既定目标的井工程运行计划，作为具有可执行性的定版的井工程运行计划；

上述步骤中初版的井工程运行计划、修改的井工程运行计划、定版的井工程运行计划均能够进行展示和/或输出。

以长宁区域页岩气钻井工程为例，说明本实施例提供的一种页岩气井工程智能调度方法，具有较好的经济性、时效性、精准性。

（1）经济性

使用前：2018年单井实际平均生产非技术等停7.2天（钻井等停4.4天，压裂阻停2.8天），其中因生产组织因素等停5.9天。使用后：因生产组织因素等停时间下降70%。经济效益：钻机ZJ50D等停日费3.9万元、压裂车组2500型18台及配套等停日费13.9万元。长宁2020年计划新开钻井100口，可节约3239万元；川南页岩气2021-2035年规划累计新开钻井4388口，可节约142127万元。

经对比，通过提高专业协同能力大大减少了生产等停时间，随之而来经济效益相当可观。

（2）时效性

跟踪频次：依托工监系统动态数据，实现跟踪推演频次由每月一次提高到每天一次；工作效率：由3人·日/次缩短到10min/次以内；预警时效：预警信息时间关联性由滞后1~30天提升到1天以内。

经对比，动态跟踪频次、工作效率、预警时效均得到大幅提升。

（3）精准性

使用前，进度跟踪主要是通过现场监督进行日报数据的填写，有井工程管理岗预估当前工序完成时间和人工推演其余井的钻井时间。使用后，进度由现场监督填写，并结合钻井状态预估完工时间，这样预测的单井完工时间更加准确，再将采集的钻井进度信息放到系统中，计划会更加准确。

实施例2：

本实施例在实施例1的基础上更详细说明，所述页岩气井工程智能调度方法中涉及的井工程基础数据作为主要素的数据，且水电路基建数据作为保障要素的数据；

如图3、图4所示，主要素、保障要素的数据具体内容如下：

1、所述井工程基础数据，包括平台基本数据、井基本数据、钻机基本数据、钻井参数、压裂机组库数据、压裂参数；

1.1、所述平台基本数据，包括：平台号、平台名称；

1.2、所述井基本数据，包括：井号、井名称、井类型、井位置、井所属平台、井实际分组号、同组井顺序；

1.3、所述钻机基本数据，包括：钻机基本属性、钻机生产能力；

1.3.1、所述钻机基本属性，包括：钻机公司、钻机能力类型；

1.3.2、所述钻机生产能力，包括：钻机能力编号、钻机能力值；

1.4、所述钻井参数，包括：具安参数、钻机参数、开钻参数、完钻参数；

1.4.1、所述具安参数，包括：同组再次具安天数、异组再次具安天数；

1.4.2、所述钻机参数，包括：搬入周期、搬出周期；

1.4.3、所述开钻参数，包括：井上段钻时间、井下段钻时间、下部钻机开钻延迟周期；

1.4.4、所述完钻参数，包括：完井周期、通/刮/洗井时间；

1.5、所述压裂机组库数据，包括：压裂机组生产能力、压裂机组数量、压裂机组编号、压裂机组状态、压裂机组维护计划；

1.6、所述压裂参数，包括：压裂准备周期、压裂周期、压裂设备同平台转移周期；

2、所述水电路基建数据，包括钻前平台数据、供水数据、供电数据、道路数据、集输线路数据；

2.1、所述钻前平台数据，包括：钻前平台具安时间；

2.2、所述供水数据，包括：临时供水点、临时和永久计划供水时间、临时和永久供水涉及的平台、临时和永久供水的平台日供水能力、供水管线名称；

2.3、所述供电数据，包括：临时供电点、临时和变电站计划供电时间、临时和永久供电涉及的平台、临时和变电站的日供电能力、供电线路名称；

2.4、所述道路数据，包括：道路基础数据、道路与平台对应关系的关联数据、道路计划投用时间、道路断点维护时间；

2.5、所述集输线路数据，包括：集输线路基础数据、集输线路与平台对应关系的关联数据、集输线路完工时间。

进一步地，所述步骤S1中构建采集井工程基础数据的主要素模型。所述主要素模型，接收预设的框架计划和井工程基础数据后，依次进行钻井计划井号提取、井的自然属性分析、钻井机位分组、设置钻井优先匹配规则、结合钻井参数模型、钻机调度、钻机生产能力分析、钻井运行动态数据采集、跟踪推演、制定初版的井工程运行计划。

进一步地，所述步骤S1中构建采集水电路基建数据的保障要素模型。所述保障要素模型，接收主要素模型输出的初版的井工程运行计划进行需求分析，并对采集水电路基建数据进行供应能力分析；然后，结合需求分析结果与供应能力分析结果，逐井逐因素进行供需平衡判断，根据各个单井的供需平衡状态将各个单井分别标记为满足需求井或延时满足需求井或不满足需求井，并统计满足需求井数量、延时满足需求井数量、不满足需求井数量，得到单井平衡数据。

进一步地，如图5、图6所示，所述步骤S1中初版的井工程运行计划、修改的井工程运行计划、定版的井工程运行计划为不同版本的框架计划，且井工程运行计划的内容包括推演的与平台号及井号相关的具安时间、上钻时间、开钻时间、完钻时间、完井时间、钻机开始搬离时间、钻机搬出时间、开始压裂准备时间、压裂开始时间、压裂结束时间、投产时间、停产时间，以及预测的钻井数量、投产井数、新建产能。

其中，编排的与平台号及井号相关的具安时间、上钻时间、开钻时间、完钻时间、完井时间、钻机开始搬离时间、钻机搬出时间、开始压裂准备时间、压裂开始时间、压裂结束时间、投产时间、停产时间主要用于保障要素供需平衡判断，而预测的钻井数量、投产井数、新建产能主要用于步骤S2中导入的预设目标可行性判断。

需要说明的是，井在实际开采过程，处于长期持续产出状态且产出时间非常长，且通常只有资源储量较低、应急事件等特殊情况才会停产。因此，在进行产能预测的时候通常是人为输入一个时间作为停产时间，从而方便计算某时间段的产能或者用于判断某时间段内保障要素供需平衡情况。当然，系统实际运行过程中，也需要采集各个井的实际生产数据，包括实际投产时间、实际停产时间等，用于多井、多平台的区域性页岩气田综合数据采集反馈，以及预测结果更新等。

进一步地，所述步骤S3中主要素模型通过数据校验算法、循环递归算法、钻机匹配算法、压裂机组匹配算法，进行动态数据质量校验、钻机自动匹配、钻机运行推演、压裂车组运行推演，从而制定出井工程实施顺序，形成初版的井工程运行计划。

所述步骤S3中由主要素模型根据采集的井工程基础数据通过跟踪推演制定出井工程实施顺序，形成初版的井工程运行计划，具体是指：采集包括平台基本数据、井基本数据、钻机基本数据、钻井参数、压力机组库数据、压裂参数的页岩气井工程基础数据；然后将井基本数据与钻机基本数据、压裂机组库数据按照钻机匹配规则、压裂匹配规则自动匹配进行井分组及钻机安排、压裂机组安排，再根据主要素模型编排包括钻井和压裂的井工程进度，形成预测井工程实施进度的初版的井工程运行计划。

进一步地，所述步骤S4中保障要素模型通过合并查询算法、动态规划算法、广度优先搜索算法，进行钻前工程资源匹配分析、供水工程资源匹配分析、供电工程资源匹配分析、道路资源匹配分析、集输工程资源匹配分析，从而判断是否存在不满足供需条件的平台以及预测是否能实现预设的目标。

所述步骤S4中由保障要素模型根据采集的水电路基建数据通过动态规划对初版的井工程运行计划进行判断及反馈，具体包括：需求分析、基础信息维护、供应能力分析、供需平衡判断的内容。

所述需求分析包括单井需求分析和平台需求分析。

一、所述单井需求分析，通过初版的井工程运行计划分析出单井钻前平台的需求时间、单井需水时间和量、单井需电时间和量、单井需求道路时间、单井集输线路需求时间。

具体分析方法如下：从初版的井工程运行计划中获取上钻时间、开钻时间、完钻时间、钻机开始搬离时间、钻机搬出时间、开始压裂准备时间、压裂开始时间、压裂结束时间、投产时间、停产时间。

（1）使单井钻前平台的需求时间与上钻时间一致，得到单井钻前平台的需求时间。

（2）使单井需水开始时间与开钻时间一致，并使单井需水结束时间与压裂结束时间一致，由单井需水开始时间和单井需水结束时间的差值计算出单井需水时间；单井日需水量采用系统的默认值或者由管理人员修改设定。

（3）使单井需电开始时间与开钻时间一致，并使单井需电结束时间与压裂结束时间一致，由单井需电开始时间和单井需电结束时间的差值计算出单井需电时间；单井日供电负荷采用系统的默认值或者由该井对应的压裂机组功率总和计算得到或者由管理人员修改设定。

需要说明的是，页岩气田井工程中使用的钻机分为柴油钻机和电动钻机，柴油钻机不需要电进行驱动，此步需电需求分析主要是针对电动钻机进行需求分析；例如：ZJ50型电动钻机功率默认为2000KW，ZJ70型电动钻机功率默认为2500KW。

（4）使单井钻井需求道路开始时间与钻机开始搬离时间一致，使单井钻井需求道路结束时间与钻机搬出时间一致，由单井钻井需求道路开始时间和单井钻井需求道路结束时间的差值计算出单井钻井需求道路时间；

以压裂开始时间的前T1天作为单井入场占道开始时间，以压裂开始时间作为单井入场占道结束时间，由此以压裂开始时间的前T1天至压裂开始时间作为单井入场需求道路时间；

以压裂结束时间的后T2天作为单井出场占道开始时间，以压裂开始时间的后T3天作为单井出场占道结束时间，由此以压裂结束时间的后T2天至压裂开始时间的后T3天作为单井出场需求道路时间；

其中，T1、T2、T3为非负整数；

最终由单井钻井需求道路时间、单井入场需求道路时间和单井出场需求道路时间三段时间作为单井需求道路时间。

需要说明的是，在整个页岩气田井工程中所述单井需求道路时间有三大阶段，第一段是从钻机开始搬离时间到钻机搬出时间的钻机需求道路时间，第二段是在压裂开始时对应的入场占道需求时间，第三段是在压裂结束时对应的出场占道需求时间。

道路建设实际情况非常复杂。实际情况下，通常会为页岩气田开发配套设计道路并进行道路建设，这类道路设计之初是按照持续使用进行规划的所谓“永久性道路”，比较少涉及今天用、明天拆的所谓“临时道路”，而且会对持续使用的道路进行维护。当然，也会因临时性需求而设计或增设“临时道路”。因此，在设计调度系统的时候，设计团队和生产团队人员共同协商，将道路供需问题中道路情况简单化处理。只需要判断页岩气勘探开采过程中，需要调度钻机对应的时间段、需要调度压裂机组对应的时间段、压裂施工对应的时间段等时间段道路情况是否能够满足需求即可。

（5）使单井集输线路需求开始时间与投产时间一致，使单井钻前平台的需求结束时间与停产时间一致，从单井集输线路需求开始时间至单井集输线路需求结束时间为单井集输线路需求时间。

需要说明的是，集输线路建设情况与道路建设情况相近，实际设计时集输线路通常按照永久性使用进行布局和建设，在使用期间不断维护以保证其正常工作，但也不排除根据临时需求建设“临时集输线路”的情况。为了简化系统运行的业务模型，设计系统时假定集输线路一旦竣工就可以一直使用。因此，在进行集输线路供需判断时，只需要对比始末时间即可。

二、所述平台需求分析，通过平台涉及的单井对应的单井钻前平台的需求时间、单井需水时间和量、单井需电时间和量、单井需求道路时间、单井集输线路需求时间，计算钻前总平台的需求时间、平台需水时间和量、平台需电时间和量、平台需求道路时间、平台集输线路需求时间；

具体分析方法如下：

（1）以平台中时间最早的单井钻前平台的需求时间作为钻前总平台的需求时间；

（2）以平台中时间最早的单井需水开始时间作为平台需水开始时间，以平台中时间最晚的单井需水结束时间作为平台需水结束时间，由平台需水开始时间和平台需水结束时间的差值计算出平台需水时间；以平台涉及的所有单井的单井日需水量总和作为平台日需水量；

（3）以平台中时间最早的单井需电开始时间作为平台需电开始时间，以平台中时间最晚的单井需电结束时间作为平台需电结束时间，由平台需电开始时间和平台需电结束时间的差值计算出平台需电时间；以平台涉及的所有单井的单井日供电负荷总和作为平台日供电负荷；

（4）以平台中时间最早的单井钻井需求道路开始时间和平台中时间最晚的单井钻井需求道路结束时间的时间差值对应的时间段作为平台钻井需求道路时间；

以平台中时间最早的单井入场占道开始时间作为平台入场占道开始时间，以平台中时间最晚的单井入场占道结束时间作为平台入场占道结束时间，由平台入场占道开始时间和平台入场占道结束时间的时间差值对应的时间段作为平台入场需求道路时间；

以平台中时间最早的单井出场占道开始时间作为平台出场占道开始时间，以平台中时间最晚的单井出场占道结束时间作为平台出场占道结束时间，由平台出场占道开始时间和平台出场占道结束时间的时间差值对应的时间段作为平台出场需求道路时间；

最终由平台钻井需求道路时间、平台入场需求道路时间和平台出场需求道路时间三段时间作为平台需求道路时间；

（6）以平台中时间最早的单井集输线路需求开始时间作为平台集输线路需求开始时间，以平台中时间最晚的单井集输线路需求结束时间作为平台集输线路需求结束时间，从平台集输线路需求开始时间至平台集输线路需求结束时间作为平台集输线路需求时间。

三、所述基础信息维护，主要是对钻前工程、供水工程、供电工程、道路建设、集输线路的基础信息进行维护；

（1）钻前工程的基础信息维护，主要维护钻前工程项目涉及的平台以及钻前平台完工时间；

（2）供水工程的基础信息维护，主要是维护供水管线涉及平台以及给平台的供水时间和供水量；

（3）供电工程的基础信息维护，主要是维护供电线路涉及平台以及给平台的供电时间和供电负荷；

（4）道路建设的基础信息维护，主要是维护道路涉及的平台以及道路通畅时间，同时排出道路维护影响；

（5）集输线路的基础信息维护，主要是维护集输线路涉及的平台，以及集输线路完工计划中的集输线路完工时间。

四、所述供应能力分析，通过基础信息维护确定钻前工程、供水工程、供电工程、道路建设、集输线路五个方面各自涉及的平台、供应时间和供应量，具体包括：钻前平台供应时间、平台供水时间和量、平台供电时间和量、平台道路通行时间、集输线路投产时间。

五、所述供需平衡判断，基于保障要素模型和采集的水电路基建数据，通过动态规划方法，对钻前工程、供水工程、供电工程、道路建设、集输线路五个方面进行逐平台的供需平衡判断：

（1）所述钻前工程的供需平衡判断，逐个平台的进行钻前工程的供需平衡判断：

如果某平台的钻前平台供应时间≤上钻时间，则该平台“满足需求”；如果某平台的钻前平台供应时间＞上钻时间，则该平台“延时满足需求”；

其余平台为“不满足需求”；

（2）所述供水工程的供需平衡判断，逐个平台的进行供水工程的供需平衡判断：

先把临时和永久计划供水时间不晚于平台需水开始时间的平台找出来，若临时和永久供水的平台日供水能力≥平台日需水量，则该平台“满足需求”；

对于临时和永久计划供水时间不晚于平台需水开始时间的平台，若临时和永久供水的平台日供水能力＜平台日需水量，说明当前条件下不满足供水需求，延迟一段时间，若延迟后临时和永久供水的平台日供水能力≥平台日需水量，则该平台“延时满足需求”；

再把临时和永久计划供水时间晚于平台需水开始时间的平台找出来，则说明原计划供水不满足平台需水，延迟一段时间，若延迟后临时和永久供水的平台日供水能力≥平台日需水量，则该平台“延时满足需求”；

其余平台为“不满足需求”；

（3）所述供电工程的供需平衡判断，逐个平台的进行供电工程的供需平衡判断：

先把临时和变电站计划供电时间不晚于平台需电开始时间的平台找出来，若临时和变电站的日供电能力≥平台日供电负荷，则该平台“满足需求”；

对于临时和变电站计划供电时间不晚于平台需电开始时间的平台，若临时和变电站的日供电能力＜平台日供电负荷，说明当前条件下不满足供电需求，延迟一段时间，若延迟后临时和变电站的日供电能力≥平台日供电负荷，则该平台“延时满足需求”；

再把临时和变电站计划供电时间晚于平台需电开始时间的平台找出来，则说明原计划供电不满足平台需电，延迟一段时间，若延迟后临时和变电站的日供电能力≥平台日供电负荷，则该平台“延时满足需求”；

其余平台为“不满足需求”；

（4）所述道路建设的供需平衡判断，逐个平台的进行道路建设的供需平衡判断：

先把道路计划投用时间不晚于平台需求道路开始时间的平台找出来，即平台需求道路时间在道路计划投用时间之内，且道路断点维护时间在平台需求道路时间之外，则该平台“满足需求”；

然后把道路计划投用时间晚于平台需求道路开始时间且道路计划投用时间不晚于平台需求道路结束时间的平台找出来，延迟一段时间后，能满足延迟后的平台需求道路时间在道路计划投用时间之内，且道路断点维护时间在延迟后的平台需求道路时间之外，则该平台“延时满足需求”；

其余平台为“不满足需求”；

（5）所述集输线路的供需平衡判断，逐个平台的进行集输线路的供需平衡判断：

先把集输线路完工时间不晚于平台集输线路需求开始时间的平台找出来，即平台集输线路需求时间在集输线路投产时间之内，则该平台“满足需求”；

然后把集输线路完工时间晚于平台集输线路需求开始时间且集输线路完工时间不晚于平台集输线路需求结束时间的平台找出来，延迟一段时间后，能满足延迟后的平台集输线路需求时间在集输线路投产时间之内，则该平台“延时满足需求”；

其余平台为“不满足需求”；

重复判断，以分析所有初版的井工程运行计划中的平台。

需要说明的是，平台需水开始时间、临时和永久计划供水时间、需电开始时间、临时和永久计划供电时间是以日期进行记录。如图7-图12所示，以H1平台、H2平台、H3平台三个平台为例进行简化说明：

供水线路1为临时供水的供水管线名称，供水线路1的计划供水时间从2020年1月1日-2020年12月31日，且供水线路1的日供水能力为50方；

供水线路2为永久供水的供水管线名称，供水线路2的计划供水时间从2020年5月1日-2020年12月31日，且供水线路2的日供水能力为200方；

如图7所示，H1平台的平台需水时间是2020年1月20日（平台需水开始时间）-2020年4月30日（平台需水结束时间），且平台日需水量为300方；而此时间段临时和永久供水的平台日供水能力仅为50方，即使延迟至2020年5月1日以后永久供水的平台日供水能力仅为250方，仍然不满足平台日需水量，因此H1平台供水工程的供需平衡判断结果为“不满足需求”；

如图8所示，H2平台的平台需水时间是2020年3月20日（平台需水开始时间）-2020年6月30日（平台需水结束时间），且平台日需水量为100方；而此时间段临时和永久供水的平台日供水能力先是50方而后变为250方，也就是说延迟至2020年5月1日以后永久供水的平台日供水能力250方可满足平台日需水量，因此H1平台供水工程的供需平衡判断结果为“延时满足需求”；

如图9所示，H3平台的平台需水时间是2020年7月20日（平台需水开始时间）-2020年10月31日（平台需水结束时间），且平台日需水量为200方；而此时间段临时和永久供水的平台日供水能力一直是250方，可满足平台日需水量，因此H1平台供水工程的供需平衡判断结果为“满足需求”。

供电线路1为临时供电的供电线路名称，供电线路1的计划供电时间从2020年1月1日-2020年12月31日，且供电线路1的日供电能力为6000KW；

供电线路2为永久供电的供电管线名称，供电线路2的计划供电时间从2020年5月1日-2020年12月31日，且供电线路2的日供电能力为10000KW；

如图10所示，H1平台的平台需电时间是2020年1月20日（平台需电开始时间）-2020年4月30日（平台需电结束时间），且平台日需电量为20000KW；而此时间段临时和永久供电的平台日供电能力仅为6000KW，即使延迟至2020年5月1日以后永久供电的平台日供电能力仅为16000KW，仍然不满足平台日需电量，因此H1平台供电工程的供需平衡判断结果为“不满足需求”；

如图11所示，H2平台的平台需电时间是2020年3月20日（平台需电开始时间）-2020年6月30日（平台需电结束时间），且平台日需电量为12000KW；而此时间段临时和永久供电的平台日供电能力先是6000KW而后变为16000KW，也就是说延迟至2020年5月1日以后永久供电的平台日供电能力16000KW可满足平台日需电量，因此H1平台供电工程的供需平衡判断结果为“延时满足需求”；

如图12所示，H3平台的平台需电时间是2020年7月20日（平台需电开始时间）-2020年10月31日（平台需电结束时间），且平台日需电量为12000KW；而此时间段临时和永久供电的平台日供电能力一直是16000KW，可满足平台日需电量，因此H1平台供电工程的供需平衡判断结果为“满足需求”。

当结果有“不满足需求”或者“延时满足需求”的情况时，对保障要素模型中钻前平台具安时间、临时供水点、临时供电点、道路维修计划、集输线路完工时间的保障要素数据进行调整，以此对结果不断向供需平衡和/或预设目标收敛，这就是本实施例中多步迭代调优要实现的结果。

更进一步地，供需平衡判断结果由预警结果快速反馈模块进行可视化分级展示。

一方面，所述预警结果快速反馈模块，从保障要素模型中导入单井平衡数据，根据预警策略对单井平衡数据进行分级判断，以不同颜色标注不同的判断结果以进行分级展示；然后根据判断结果制定调整的井工程运行计划；

另一方面，确定了每个平台在钻前平台完工情况、供用水、供用电、道路运行、集输线路完工情况方面的供需平衡判断结果，为了使每个平台的判断结果展示能够更符合业务人员的查询习惯，方便快速发现问题，于是模型按照业务人员的查询习惯，将计算井号和判断结果进行排序，同时将每个平台的判断结果进行分级展示。例如：对有3个及以上不满足的平台用红色字体、2个不满足的平台用黄色字体，1个不满足的平台用蓝色字体，其他平台为黑色字体展示，形成调整年度井工程运行计划，以达到预警结果的快速反馈，方便业务人员有针对性的查看问题。

实施例3：

本实施例在实施例1或实施例2的基础上，详细说明多步迭代调优操作。为了使判断结果更能符合业务需求，也就是满足最初的设定的目标，需要判断初版的井工程运行计划（即第一版井工程运行计划）中“钻井数量”、“压裂数量”、“投产井数”、“新建产能”与目标中“钻井数量”、“压裂数量”、“投产井数”、“新建产能”相比，是否满足要求。本实施例中的智能调度方法，基于多步迭代调优模块在编排的井工程运行计划无法同时满足“供需平衡”和“目标可行性”的要求时，通过多步迭代收敛输出结果，进行优化。

所述多步迭代调优模块，从预警结果快速反馈模块输入调整的井工程运行计划，获得调整后预测的钻井数量、压裂数量、投产井数、新建产能，并与预设的框架计划进行比较，判断是否满足框架计划：若满足则将调整的井工程运行计划作为定版的井工程运行计划，输出结果；若不满足则对保障要素模型进行迭代调优，直至调整的井工程运行计划满足框架计划为止。

具体的，将初版的井工程运行计划与目标中“钻井数量”、“压裂数量”、“投产井数”、“新建产能”进行比较判断：若满足要求，则初版的井工程运行计划（即第一版井工程运行计划）即可作为定版的井工程运行计划，用于指导施工。若不满足要求，则需要对钻前平台具安时间、临时供水点、临时供电点、道路维修计划、集输线路维修计划等保障要素进行调整。如步骤S5所述，将调整后的要素数据重新输入保障要素模型进行新的编排，生成修改的井工程运行计划，再进行供需平衡判断及预设目标的可行性判断。

多步迭代调优过程中，可以对钻前平台具安时间、临时供水点、临时供电点、道路维修计划、集输线路维修计划等多个保障要素中任意一个要素或多个要素进行修改调整，再形成新的修改的井工程运行计划。且多步迭代调优过程中形成的修改的井工程运行计划被记为第二版井工程运行计划、第三版的井工程运行计划、……、第N版的井工程运行计划。最终，既满足供需平衡又满足预设目标的第N版的井工程运行计划将作为定版的井工程运行计划，进行结果输出。

页岩气在规模建产阶段不断暴露出“井多、平台密、配套依托多”等诸多问题，业务人员在制定初版的井工程运行计划后发现执行性差、且费时费力。基于多步迭代技术的井工程智能调度优化方法通过对钻前工程、供水、供电、道路、集输线路方面满足条件的情况，以颜色分级标记出“问题”平台或者“问题”井，调整更精准；同时，通过不断的返回保障要素模型进行参数调整的目标收敛技术，不断缩短模拟调整计划与收敛目标的差距，直到形成最优的调整计划。解决了业务人员在制定调整计划过程中收集信息量大及考虑因素不全等问题，提高了计划的可执行性、预见性、灵活性较差。

实施例4：

本实施例在实施例1-实施例3中任意一项的基础上，结合西南长宁区域页岩气规模建产的实际情况，说明为了解决井工程智能调度问题提出的解决方案进行说明。

业务主体每年同时进行井工程施工的队伍近百，常规的不考虑钻井压裂进度直接指定钻井压裂计划的误差较大，所以能够及时掌握现场的生产情况就显得尤为的迫切。施工队伍实时动态信息的跟踪主要是通过在手机上开发现场动态信息采集的APP，利用现场钻井压裂监督对监督井的了解，对遇到井下复杂处理情况的钻井压裂进度进行预判，这样能够及时掌握现场实施动态，也能利用现场监督的专业判断，使预计的完工时间更符合生产实际。

长宁区域页岩气田的井工程是包括了钻井、压裂等主业务和钻前工程、供水、供电、道路、集输线路等配套业务的系统工程，生产运行过程共涉及9个专业，23余个环节的交叉作业和协调配合，步步相关、环环相扣。目前部门主要采取传统的手工分配、分析、汇总方式，效率低下，另一方面由于经常按需手动调整，联动性较差导致出错率相对较高，同时没有形成一个完善的生产数据库，对数据报表的汇总分析带来诸多不利因素。而随着业务主体产能建设不断提速，钻试工作量不断增加，从2014年到2019年的钻试工作量增加了近7倍，近年的年度钻井数接近200口，如何保障200多口钻井计划的合理制定，及如何以钻井任务为核心的产能建设多业务协同组织一直是困扰人们的问题。

为了使制定的计划更具可行性，经过业务专家的多次讨论，按主业务11个关键时间节点进行生产组织管理，计划包括每口井的钻井具安时间、上钻时间、开钻时间、完钻时间、完井时间、钻机开始搬离时间、钻机搬出时间、开始压裂准备时间、压裂开始时间、压裂结束时间、投产时间等关键节点，通过循环递归算法对每口井制定11个关键时间节点计划，完成井工程运行计划的编排。

本实施例中公开的页岩气井工程智能调度方案中，如图13-图15所示，智能调度业务模型从获取钻井、压裂队伍的实时动态信息入手，开发支持手机端填写数据的APP，解决了现场填报和收集不及时的问题，同时为每口井匹配钻井队伍，结合保障要素的供需平衡协同判断，明确每口井在钻前平台、供水、供电、道路、集输线路方面的供需关系，最后利用多步迭代调优，不断优化迭代计算结果，使的计算结果更具指导意义。

（一）建模及计划导入

业务主体会根据总体规划指定相应的框架计划，确定年度的新井建设、产能等目标。业务模型通过识别年度的框架计划开始业务流程，同时也是该业务模型最终要达到的指标。

即，根据页岩气井工程特点，构建采集井工程基础数据的主要素模型和采集水电路基建数据的保障要素模型（步骤S1）；导入预设包括钻井数量、压裂数量、投产井数、新建产能的框架计划作为目标（步骤S2）。

（二）跟踪推演

井工程进度跟踪推演主要包括钻井队伍实时动态信息的跟踪、钻井进度计划的编排、钻机的匹配、压裂进度计划的编排、压裂机组的匹配等内容。该步主要目的是掌握现场钻井压裂的实施进度、遇到井下复杂情况的预计完成日期，以及根据收集的动态信息及时制定钻井压裂的实施计划。

建立钻机运行的基础库，对钻机的编号、单位、分类、钻机型号、驱动方式、最大钻深等静态数据进行维护，同时利用动态跟踪，确定每台钻机是在搬安、钻进、钻完、闲置等不同状态，为钻机分配到单井打下基础。钻机匹配可利用钻机匹配算法实现，在安排每口井的钻机时，首先将处于闲置状态的钻机安排到单井上，完工的钻机则归入到钻机库，将状态调整为闲置，待下一次分配，同时可根据钻机预计完工时间，将钻机与相应的单井进行分配。这样，通过钻井进度的跟踪推演，对钻井工程的实施顺序进行了安排，同时匹配了相应的钻机，最后输出一版初版的年度钻井工程运行计划。

同样，建立压裂机组运行的基础库，对压裂机组的编号、单位、分类等静态数据进行维护，同时利用动态跟踪，确定每个压裂机组是在搬安、压裂施工、完工、闲置等不同状态，为压裂机组分配到单井打下基础。压裂机组匹配可利用压裂机组匹配算法实现，在安排每口井的压裂机组时，首先将处于闲置状态的压裂机组安排到单井上，完工的压裂机组则归入到压裂机组库，将状态调整为闲置，待下一次分配，同时可根据压裂机组预计完工时间，将压裂机组与相应的单井进行分配。这样，通过压裂进度的跟踪推演，对压裂工程的实施顺序进行了安排，同时匹配了相应的压裂机组。

由于压裂进度需要基于钻井进度进行编排，所以最后输出的是包括钻井工程和压裂工程的初版的年度压裂工程运行计划。

即，由主要素模型根据采集的井工程基础数据通过跟踪推演制定出井工程实施顺序，形成初版的井工程运行计划（步骤S3）。

（三）保障要素协调判断

保障要素的判断主要是钻前工程、水、电、路、集输线路的供需关系判断，判断结果是得出每口井/每个平台是否满足水电路等基础设施的建设情况。

其中，水电的供需判断首先是将供水管网、供电管网的基础信息进行维护，确定供水管网、供电管网的计划投运时间、供水供电能力，并关联井号、平台号，做为水电的供应能力，其次是利用初版的年度井工程运行计划，按照业务规则，结合各个关键时间节点确定每口井/每个平台的水电需求计划量和时间，最后利用动态规划算法，将水电的供需能力和时间进行对比，得出平台是满足需求、不满足需求、延时满足需求的结果。

钻前平台和集输线路的判断，主要目的是判断钻前平台是否竣工及是否具备钻机安装条件，判断集输线路是否已经完工，是否满足投产后的正常生产要求。这里的判断默认为钻前平台完工则钻井可安排，集输线路完工则井可投产，只有完工时间的限制，没有能力的限制。所以钻前平台和集输线路的判断较水电供需判断略微简单。模型把钻前平台竣工时间、集输线路完工时间、预计完工时间做为供应能力，结合年度钻井运行计划中的安排上钻时间、投产时间，按照业务规则确定需求的时间，通过供需平衡判读得出平台的供需分析结果。

道路的判断主要是因为道路会影响钻井队伍上钻搬家、搬离等工作，所以该模块主要通过道路的维修情况进行判断，如果计划开钻的平台道路在上钻与搬离之间的时间外维修，则该平台满足需求，如果在上钻与搬离之间的时间内维修，则平台需要延时满足需求，具体延时的日期为道路维修结束的日期，最后除以上2种情况以外的为不满足需求。

通过以上一系列的判断，可以确定每口井/每个平台在钻前平台、供水、供电、道路、集输管线方面是否满足需求或延时满足需求，为后面的迭代调优提供了判断依据。

即，由保障要素模型根据采集的水电路基建数据通过动态规划对初版的井工程运行计划进行判断及反馈，判断是否存在不满足供需条件的平台以及预测是否能实现预设的目标（步骤S4）。

（四）预警结果快速反馈

为了使每口井/每个平台的判断结果展示能够更符合业务人员的查询习惯，方便快速发现问题。于是模型按照业务人员的查询习惯，将计算井号/平台号和判断结果进行排序，同时将每口井/每个平台的判断结果进行分级展示。对有3个及以上不满足的井/平台用红色字体、2个不满足的井/平台用黄色字体，1个不满足的井/平台用蓝色字体，其他的为黑色字体达到预警结果的快速反馈，方便业务人员有针对性的查看问题，并进行调优。实际情况中，通常是针对平台进行结果展示和预警结果的快速反馈。

（五） 多步迭代调优

为了使判断结果更能符合业务需求，也就是导入时的框架计划，第一版的计算结果或中间调整的年度井工程运行计划往往不能一次性满足条件，需要对钻前平台具安时间、临时供水点、临时供电点、道路维修计划、集输线路维修计划等保障要素进行调整。调整完后重复跟踪推演、保障要素协调判断的步骤，形成新调整的年度井工程运行计划，如果还不满足，则再反复以上动作，不断调整迭代，直到形成满足框架计划的年度井工程运行计划为止。

即，多步迭代调优；返回到保障要素模型中对不满足供需条件的平台对应的钻前平台具安时间、临时供水点、临时供电点、道路维修计划、集输线路完工时间中任意一个或多个数据进行修改调优，调优结果形成修改的井工程运行计划（步骤S5）。

（六）结果输出

通过多步迭代调优的处理，满足框架计划的年度井工程运行计划就是定版的年度井工程运行计划了，可进行下载输出（步骤S6）。同时通过调整的钻前平台具安时间、临时供水点、临时供电点、道路维修计划、集输线路维修计划等又可以以正式通知的形式下发各部门，做为产能建设工作的指导建议。

由上述内容可见，井工程智能调度业务模型从部门的实际运行管理需要出发，对计划实施流程、常规分配规则以及实际调整进行分析和研究，同时考虑钻前平台、供水、供电、道路、集输线路等制约条件，使业务模型更加贴合业务需要。

以上所述仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种页岩气井工程智能调度方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

步骤S1：根据页岩气井工程特点，构建采集井工程基础数据的主要素模型和采集水电路基建数据的保障要素模型；

步骤S2：导入预设包括钻井数量、压裂数量、投产井数、新建产能的框架计划作为目标；

步骤S3：由主要素模型根据采集的井工程基础数据通过跟踪推演制定出井工程实施顺序，形成初版的井工程运行计划；

所述步骤S3具体是指：采集包括平台基本数据、井基本数据、钻机基本数据、钻井参数、压力机组库数据、压裂参数的页岩气井工程基础数据；然后将井基本数据与钻机基本数据、压裂机组库数据按照钻机匹配规则、压裂匹配规则自动匹配进行井分组及钻机安排、压裂机组安排，再根据主要素模型编排包括钻井和压裂的井工程进度，形成预测井工程实施进度的初版的井工程运行计划；

步骤S4：由保障要素模型根据采集的水电路基建数据通过动态规划对初版的井工程运行计划进行需求分析、基础信息维护、供应能力分析、供需平衡判断的判断及反馈，判断是否存在不满足供需条件的平台以及预测是否能实现预设的目标：

若存在不满足供需条件的平台或预测不能实现预设的目标时，则执行步骤S5；

若满足供需条件的平台且预测能实现预设的目标时，则执行步骤S6；

步骤S5：多步迭代调优；返回到保障要素模型中对不满足供需条件的平台对应的钻前平台具安时间、临时供水点、临时供电点、道路维修计划、集输线路完工时间中任意一个或多个数据进行修改调优，调优结果形成修改的井工程运行计划；

所述调优结果再输入步骤S3，循环进行步骤S3、步骤S4、步骤S5，直至不存在不满足供需条件的平台且调优结果预测能实现预设的目标为止；

步骤S6：满足供需平衡和既定目标的井工程运行计划，作为具有可执行性的定版的井工程运行计划；

上述步骤中初版的井工程运行计划、修改的井工程运行计划、定版的井工程运行计划均能够进行展示和/或输出。

2.根据权利要求1所述的一种页岩气井工程智能调度方法，其特征在于：

所述平台基本数据，包括：平台号、平台名称；

所述井基本数据，包括：井号、井名称、井类型、井位置、井所属平台、井实际分组号、同组井顺序；

所述钻机基本数据，包括：钻机基本属性、钻机生产能力；

所述钻机基本属性，包括：钻机公司、钻机能力类型；

所述钻机生产能力，包括：钻机能力编号、钻机能力值；

所述钻井参数，包括：具安参数、钻机参数、开钻参数、完钻参数；

所述具安参数，包括：同组再次具安天数、异组再次具安天数；

所述钻机参数，包括：搬入周期、搬出周期；

所述开钻参数，包括：井上段钻时间、井下段钻时间、下部钻机开钻延迟周期；

所述完钻参数，包括：完井周期、通/刮/洗井时间；

所述压裂机组库数据，包括：压裂机组生产能力、压裂机组数量、压裂机组编号、压裂机组状态、压裂机组维护计划；

所述压裂参数，包括：压裂准备周期、压裂周期、压裂设备同平台转移周期；

所述水电路基建数据为保障要素数据，所述水电路基建数据包括钻前平台数据、供水数据、供电数据、道路数据、集输线路数据；

所述钻前平台数据，包括：钻前平台具安时间；

所述供水数据，包括：临时供水点、临时和永久计划供水时间、临时和永久供水涉及的平台、临时和永久供水的平台日供水能力、供水管线名称；

所述供电数据，包括：临时供电点、临时和变电站计划供电时间、临时和永久供电涉及的平台、临时和变电站的日供电能力、供电线路名称；

所述道路数据，包括：道路基础数据、道路与平台对应关系的关联数据、道路计划投用时间、道路断点维护时间；

所述集输线路数据，包括：集输线路基础数据、集输线路与平台对应关系的关联数据、集输线路完工时间。

3.根据权利要求2所述的一种页岩气井工程智能调度方法，其特征在于：初版的井工程运行计划、修改的井工程运行计划、定版的井工程运行计划为不同版本的框架计划，且井工程运行计划的内容包括推演的与平台号及井号相关的具安时间、上钻时间、开钻时间、完钻时间、完井时间、钻机开始搬离时间、钻机搬出时间、开始压裂准备时间、压裂开始时间、压裂结束时间、投产时间、停产时间，井工程运行计划的内容还包括预测的钻井数量、压裂数量、投产井数、新建产能。

4.根据权利要求1所述的一种页岩气井工程智能调度方法，其特征在于：所述需求分析包括单井需求分析和平台需求分析；

所述单井需求分析，通过初版的井工程运行计划分析出单井钻前平台的需求时间、单井需水时间和量、单井需电时间和量、单井需求道路时间、单井集输线路需求时间；

具体分析方法如下：

从初版的井工程运行计划中获取上钻时间、开钻时间、完钻时间、钻机开始搬离时间、钻机搬出时间、开始压裂准备时间、压裂开始时间、压裂结束时间、投产时间、停产时间；

（1）使单井钻前平台的需求时间与上钻时间一致，得到单井钻前平台的需求时间；

（2）使单井需水开始时间与开钻时间一致，并使单井需水结束时间与压裂结束时间一致，由单井需水开始时间和单井需水结束时间的差值计算出单井需水时间；单井日需水量采用系统的默认值或者由管理人员修改设定；

（3）使单井需电开始时间与开钻时间一致，并使单井需电结束时间与压裂结束时间一致，由单井需电开始时间和单井需电结束时间的差值计算出单井需电时间；单井日供电负荷采用系统的默认值或者由该井对应的压裂机组功率总和计算得到或者由管理人员修改设定；

（4）使单井钻井需求道路开始时间与钻机开始搬离时间一致，使单井钻井需求道路结束时间与钻机搬出时间一致，由单井钻井需求道路开始时间和单井钻井需求道路结束时间的差值计算出单井钻井需求道路时间；

以压裂开始时间的前T1天作为单井入场占道开始时间，以压裂开始时间作为单井入场占道结束时间，由此以压裂开始时间的前T1天至压裂开始时间作为单井入场需求道路时间；

以压裂结束时间的后T2天作为单井出场占道开始时间，以压裂开始时间的后T3天作为单井出场占道结束时间，由此以压裂结束时间的后T2天至压裂开始时间的后T3天作为单井出场需求道路时间；

其中，T1、T2、T3为非负整数；

最终由单井钻井需求道路时间、单井入场需求道路时间和单井出场需求道路时间三段时间作为单井需求道路时间；

（5）使单井集输线路需求开始时间与投产时间一致，使单井钻前平台的需求结束时间与停产时间一致，从单井集输线路需求开始时间至单井集输线路需求结束时间为单井集输线路需求时间。

5.根据权利要求4所述的一种页岩气井工程智能调度方法，其特征在于：所述平台需求分析，通过平台涉及的单井对应的单井钻前平台的需求时间、单井需水时间和量、单井需电时间和量、单井需求道路时间、单井集输线路需求时间，计算钻前总平台的需求时间、平台需水时间和量、平台需电时间和量、平台需求道路时间、平台集输线路需求时间；

具体分析方法如下：

（1）以平台中时间最早的单井钻前平台的需求时间作为钻前总平台的需求时间；

（2）以平台中时间最早的单井需水开始时间作为平台需水开始时间，以平台中时间最晚的单井需水结束时间作为平台需水结束时间，由平台需水开始时间和平台需水结束时间的差值计算出平台需水时间；以平台涉及的所有单井的单井日需水量总和作为平台日需水量；

（3）以平台中时间最早的单井需电开始时间作为平台需电开始时间，以平台中时间最晚的单井需电结束时间作为平台需电结束时间，由平台需电开始时间和平台需电结束时间的差值计算出平台需电时间；以平台涉及的所有单井的单井日供电负荷总和作为平台日供电负荷；

（4）以平台中时间最早的单井钻井需求道路开始时间和平台中时间最晚的单井钻井需求道路结束时间的时间差值对应的时间段作为平台钻井需求道路时间；

以平台中时间最早的单井入场占道开始时间作为平台入场占道开始时间，以平台中时间最晚的单井入场占道结束时间作为平台入场占道结束时间，由平台入场占道开始时间和平台入场占道结束时间的时间差值对应的时间段作为平台入场需求道路时间；

以平台中时间最早的单井出场占道开始时间作为平台出场占道开始时间，以平台中时间最晚的单井出场占道结束时间作为平台出场占道结束时间，由平台出场占道开始时间和平台出场占道结束时间的时间差值对应的时间段作为平台出场需求道路时间；

最终由平台钻井需求道路时间、平台入场需求道路时间和平台出场需求道路时间三段时间作为平台需求道路时间；

（5）以平台中时间最早的单井集输线路需求开始时间作为平台集输线路需求开始时间，以平台中时间最晚的单井集输线路需求结束时间作为平台集输线路需求结束时间，从平台集输线路需求开始时间至平台集输线路需求结束时间作为平台集输线路需求时间。

6.根据权利要求5所述的一种页岩气井工程智能调度方法，其特征在于：所述基础信息维护，主要是对钻前工程、供水工程、供电工程、道路建设、集输线路的基础信息进行维护；

（1）钻前工程的基础信息维护，主要维护钻前工程项目涉及的平台以及钻前平台完工时间；

（2）供水工程的基础信息维护，主要是维护供水管线涉及平台以及给平台的供水时间和供水量；

（3）供电工程的基础信息维护，主要是维护供电线路涉及平台以及给平台的供电时间和供电负荷；

（4）道路建设的基础信息维护，主要是维护道路涉及的平台以及道路通畅时间，同时排出道路维护影响；

（5）集输线路的基础信息维护，主要是维护集输线路涉及的平台，以及集输线路完工计划中的集输线路完工时间。

7.根据权利要求6所述的一种页岩气井工程智能调度方法，其特征在于：所述供应能力分析，通过基础信息维护确定钻前工程、供水工程、供电工程、道路建设、集输线路五个方面各自涉及的平台、供应时间和供应量，具体包括：钻前平台供应时间、平台供水时间和量、平台供电时间和量、平台道路通行时间、集输线路投产时间。

8.根据权利要求7所述的一种页岩气井工程智能调度方法，其特征在于：所述供需平衡判断，基于保障要素模型和采集的水电路基建数据，通过动态规划方法，对钻前工程、供水工程、供电工程、道路建设、集输线路五个方面进行逐平台的供需平衡判断：

（1）所述钻前工程的供需平衡判断，逐个平台的进行钻前工程的供需平衡判断：

如果某平台的钻前平台供应时间≤上钻时间，则该平台“满足需求”；如果某平台的钻前平台供应时间＞上钻时间，则该平台“延时满足需求”；

其余平台为“不满足需求”；

（2）所述供水工程的供需平衡判断，逐个平台的进行供水工程的供需平衡判断：

先把临时和永久计划供水时间不晚于平台需水开始时间的平台找出来，若临时和永久供水的平台日供水能力≥平台日需水量，则该平台“满足需求”；

对于临时和永久计划供水时间不晚于平台需水开始时间的平台，若临时和永久供水的平台日供水能力＜平台日需水量，说明当前条件下不满足供水需求，延迟一段时间，若延迟后临时和永久供水的平台日供水能力≥平台日需水量，则该平台“延时满足需求”；

再把临时和永久计划供水时间晚于平台需水开始时间的平台找出来，则说明原计划供水不满足平台需水，延迟一段时间，若延迟后临时和永久供水的平台日供水能力≥平台日需水量，则该平台“延时满足需求”；

其余平台为“不满足需求”；

（3）所述供电工程的供需平衡判断，逐个平台的进行供电工程的供需平衡判断：

先把临时和变电站计划供电时间不晚于平台需电开始时间的平台找出来，若临时和变电站的日供电能力≥平台日供电负荷，则该平台“满足需求”；

对于临时和变电站计划供电时间不晚于平台需电开始时间的平台，若临时和变电站的日供电能力＜平台日供电负荷，说明当前条件下不满足供电需求，延迟一段时间，若延迟后临时和变电站的日供电能力≥平台日供电负荷，则该平台“延时满足需求”；

再把临时和变电站计划供电时间晚于平台需电开始时间的平台找出来，则说明原计划供电不满足平台需电，延迟一段时间，若延迟后临时和变电站的日供电能力≥平台日供电负荷，则该平台“延时满足需求”；

其余平台为“不满足需求”；

（4）所述道路建设的供需平衡判断，逐个平台的进行道路建设的供需平衡判断：

先把道路计划投用时间不晚于平台需求道路开始时间的平台找出来，即平台需求道路时间在道路计划投用时间之内，且道路断点维护时间在平台需求道路时间之外，则该平台“满足需求”；

然后把道路计划投用时间晚于平台需求道路开始时间且道路计划投用时间不晚于平台需求道路结束时间的平台找出来，延迟一段时间后，能满足延迟后的平台需求道路时间在道路计划投用时间之内，且道路断点维护时间在延迟后的平台需求道路时间之外，则该平台“延时满足需求”；

其余平台为“不满足需求”；

（5）所述集输线路的供需平衡判断，逐个平台的进行集输线路的供需平衡判断：

先把集输线路完工时间不晚于平台集输线路需求开始时间的平台找出来，即平台集输线路需求时间在集输线路投产时间之内，则该平台“满足需求”；

然后把集输线路完工时间晚于平台集输线路需求开始时间且集输线路完工时间不晚于平台集输线路需求结束时间的平台找出来，延迟一段时间后，能满足延迟后的平台集输线路需求时间在集输线路投产时间之内，则该平台“延时满足需求”；

其余平台为“不满足需求”；

重复判断，以分析所有初版的井工程运行计划中的平台。

9.根据权利要求2所述的一种页岩气井工程智能调度方法，其特征在于：所述多步迭代调优，主要是对保障要素模型中钻前平台具安时间、临时供水点、临时供电点、道路维修计划、集输线路完工时间的保障要素数据进行调整。

10.根据权利要求1-9任一项所述的一种页岩气井工程智能调度方法，其特征在于：所述步骤S3中主要素模型通过数据校验算法、循环递归算法、钻机匹配算法、压裂机组匹配算法，进行动态数据质量校验、钻机自动匹配、钻机运行推演、压裂车组运行推演，从而制定出井工程实施顺序，形成初版的井工程运行计划。

11.根据权利要求1-9任一项所述的一种页岩气井工程智能调度方法，其特征在于：所述步骤S4中保障要素模型通过合并查询算法、动态规划算法、广度优先搜索算法，进行钻前工程资源匹配分析、供水工程资源匹配分析、供电工程资源匹配分析、道路资源匹配分析、集输工程资源匹配分析，从而判断是否存在不满足供需条件的平台以及预测是否能实现预设的目标。

12.一种页岩气井工程智能调度系统，其特征在于：包括主要素模型、保障要素模型、基建数据管理模块、预警结果快速反馈模块、多步迭代调优模块、数字化展示模块；

所述主要素模型，接收预设的框架计划和井工程基础数据后，依次进行钻井压裂计划井号提取、井的自然属性分析、钻井压裂机位分组、设置钻井压裂优先匹配规则、结合钻井压裂参数模型、钻井压裂机组库维护、钻井压裂机组生产能力分析、钻井压裂运行动态数据采集、跟踪推演、制定初版的井工程运行计划；

所述保障要素模型，接收主要素模型输出的初版的井工程运行计划进行需求分析，并对采集水电路基建数据进行供应能力分析；然后，结合需求分析结果与供应能力分析结果，逐井逐因素进行供需平衡判断，根据各个单井的供需平衡状态将各个单井分别标记为满足需求井或延时满足需求井或不满足需求井，并统计满足需求井数量、延时满足需求井数量、不满足需求井数量，得到单井平衡数据；

所述基建数据管理模块，包括管理钻前工程数据的钻前工程管理模块、管理供水数据的供水工程管理模块、管理供电数据的供电工程管理模块、管理道路数据的道路建设管理模块、管理集输线路数据的地面建设管理模块；

所述预警结果快速反馈模块，从压裂的保障要素模型中导入平台供需平衡数据，根据预警策略对平台供需平衡数据进行分级判断，以不同颜色标注不同的判断结果以进行分级展示；然后根据判断结果制定调整的压裂工程运行计划；

所述多步迭代调优模块，从预警结果快速反馈模块输入调整的井工程运行计划，获得调整后预测的钻井数量、压裂数量、投产井数、新建产能，并与预设的框架计划进行比较，判断是否满足框架计划：若满足则将调整的井工程运行计划作为定版的井工程运行计划，输出结果；若不满足则对保障要素模型进行迭代调优，直至调整的井工程运行计划满足框架计划为止；

所述数字化展示模块，能够运行数据分类算法对数据进行信息分类展示，能够运行快速排序算法对数据进行排序显示，能够运行可视化算法对数据进行具有彩色标识的可视化展示。

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