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龙图腾网获悉成都信息工程大学申请的专利基于机械比能及遗传算法的体积压裂水平井分段分簇方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN120180929B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-22发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202510631291.2，技术领域涉及：G06F30/27；该发明授权基于机械比能及遗传算法的体积压裂水平井分段分簇方法是由高弋星;张健涛;严寒冰;蔚泽峰;胡茶根;王志宏;于文杰设计研发完成，并于2025-05-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于机械比能及遗传算法的体积压裂水平井分段分簇方法在说明书摘要公布了：本发明公开了基于机械比能及遗传算法的体积压裂水平井分段分簇方法，涉及石油和天然气中的钻完井工程领域；基于传统几何划分方法难以满足实际工程中对分段方案的精细化要求；通过采集钻井动态数据，根据井深步长形成等井深间隔下的钻井动态数据集合表，并计算钻头扭矩与钻压；根据钻井动态数据集合表计算水平井段的机械比能，获得沿井眼的机械比能值集合；基于设定的约束条件，生成初始种群，并获取初始种群中各个个体的适应度；从初始种群中随机抽取设定数目的个体，形成候选合集，采用适应度计算、选择、交叉、变异操作直至达到最大迭代次数，完成迭代优化；输出最优分段方案及射孔簇分布，并根据最优分段方案及射孔簇分布进行钻井施工。

本发明授权基于机械比能及遗传算法的体积压裂水平井分段分簇方法在权利要求书中公布了：1.基于机械比能及遗传算法的体积压裂水平井分段分簇方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤一，采集钻井动态数据，根据井深步长形成等井深间隔下的钻井动态数据集合表，并计算钻头扭矩与钻压； 步骤二，根据钻井动态数据集合表计算水平井段的机械比能，获得沿井眼的机械比能值集合； 步骤三，基于设定的约束条件，生成初始种群，并获取初始种群中各个个体的适应度； 步骤四，从初始种群中随机抽取设定数目的个体，形成候选合集，采用锦标赛选择法筛选候选合集中适应度高的个体；通过分段边界替换策略生成子代，进行交叉操作；随机调整分段边界深度并重新排序，进行变异操作；重复适应度计算、选择、交叉、变异操作直至达到最大迭代次数，完成迭代优化； 步骤五，输出最优分段方案及射孔簇分布，并根据最优分段方案及射孔簇分布进行钻井施工； 所述的基于设定的约束条件，生成初始种群，包括： 所述的约束条件包括压裂段数、段长范围、每段簇数范围、每簇长度以及非压裂井段；所述的生成初始种群，包括： 步骤31：设定种群内个体总数，每个个体表示一种分段方案，由压裂段数-1个分段边界深度值组成，边界值按升序排列； 步骤32：随机生成个体，从起始深度开始，按随机步长生成分段边界，步长范围在段长范围内； 步骤33：重复步骤31与步骤32，直到初始种群中个体数目为设定种群内个体总数； 所述的获取初始种群中各个个体的适应度，包括： 个体的分段边界合法性校验，首先进行分段数量检查，验证个体的分段边界数量是否为压裂段数-1；若不符合，直接返回-Infinity；然后进行段长约束检查：遍历所有压裂段，计算每段长度是否满足minStageLength≤段长≤maxStageLength；记录违规次数stageViolations，违规次数计算方式为： 个体的射孔簇划分与校验，首先进行射孔簇生成，对每个压裂段，按每簇长度划分射孔簇；以及每个簇长度大于每簇长度2；然后进行簇数约束检查，统计每段的射孔簇数量，若超出每段簇数范围，记录违规次数； 进行适应度计算，首先进行数据映射，将射孔簇的井深范围映射到机械比能数据集，对每个射孔簇，提取其对应井深范围内的机械比能值，计算簇方差； 簇方差=VarianceMSEs,MSEs+1,…,MSEe 其中，s和e分别为簇起始和结束深度对应的数据索引，若簇长度无效，方差设为0，最后累加所有射孔簇的簇方差，取负作为适应度；若存在任何段或簇违规，返回-Infinity施加惩罚，最终适应度公式为： 。

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