在全球推进碳中和目标与保障能源安全的双重背景下，页岩油气作为储量丰富、开发技术成熟的低碳化石能源，已成为关键的战略接替资源。北美“页岩油气革命”深刻重塑了全球能源格局，而Permian盆地作为全球典型的“超级非常规油气盆地”，是研究高效开发模式的“天然实验室”。本研究依托Permian盆地十万口井级“钻井—压裂—生产—成本”全链条大数据，构建“数理统计—机器学习—多目标优化”三位一体分析体系，系统解析“地质—工程—经济”多维参数的协同优化路径，旨在为中国页岩油气的高效开发提供量化范式与实践指导。相关研究认识刊登在《石油学报》第47卷第5期。
本研究基于Permian盆地十万口井级全链条大数据，构建了“数理统计—机器学习—多目标优化”三位一体分析方法体系，取得以下主要成果：
（1）揭示了“技术—效益”演变规律，明确了开发阶段的转换特征。研究定量划分了Permian盆地“常规奠基—页岩突破—规模扩张—数智转型—成熟优化”五个发展阶段。大数据分析表明，单井估算最终可采储量（EUR）于2020年达峰后回落，标志着开发已从“产量最大化”向“效益最大化”根本转变，进入“效益主导”的成熟优化阶段。
（2）量化了工程参数的协同效应，构建了效益最优的开发图版。利用随机森林算法与NSGA-II多目标Pareto优化算法，定量识别了水平段长、加砂强度等参数对EUR和成本的影响权重。研究发现最优加砂强度随埋深与水平段长单调递增，并构建了水垂比图版及加砂强度协同优化图版，填补了页岩油气“地质—工程—经济”协同优化定量研究的空白。
（3）建立了“地质—工程—经济”一体化的效益评价体系。研究揭示了开发效益受资源禀赋与工程技术双重制约，呈现边际递减规律。通过绘制开发指标影响因素热力图，明确了不同地质条件下实现效益最优的技术参数区间。例如，深层（3500～4000m）长水平段（4500～5000m）储层需将加砂强度提升至3.5t/m，方可实现EUR≥11.4×104t、每万美元钻压成本产油当量≥100t的效益最优目标。
（4）凝练了中国页岩油气开发的四大核心启示。结合中国页岩油气藏垂深跨度大、资源禀赋复杂的特征，提出了推行地质—工程一体化、强化“适度高砂”压裂参数动态优化、构建大数据驱动决策体系以及建立分类分级开发策略等建议，为中国页岩油气从“战略接替”迈向“效益主导”提供了可复制的量化路径。
论文链接：http://www.syxb-cps.com.cn/CN/10.7623/syxb202605001
