基于井间连通性的油藏开发生产优化方法

基于连通性思想与最优控制理论,建立了一种新的油藏开发生产优化设计方法。在现有井间连通性模型基础上,通过改进饱和度追踪方法,得到可预测油水动态的连通性模型,使其在处理油田常见液量剧变、关停井、转注等措施带来的流体转向时计算更为精确。在对油藏历史动态进行自动拟合反演后,建立了油藏生产最优控制模型,结合优化算法进行快速求解,最大化经济效益的同时,自动获取最优开发注采方案。概念算例表明,改进后饱和度追踪方法更为精确;实际算例显示,该方法能自动优化油井转注时机,且优化后注采方案能有效控水增油,提高经济开发效益,为现场开发方案设计提供指导。     

基于改进粒子群算法的蒸汽驱注采方案优化

针对蒸汽驱注采方案优化问题,以累积油汽比为优化目标,建立了以注汽速率、蒸汽干度和注汽压力等为约束条件的蒸汽驱注采方案优化数学模型,采用改进粒子群算法对该模型进行了求解,并优化了蒸汽驱的主要注采参数。改进粒子群算法以进化停滞步数为依据,对个体历史最优值和邻域内粒子的最优值实施随机扰动,并且只接受使个体适应度增加的随机扰动操作,使记忆中的最优粒子跳出局部最优解,保证了种群的多样性,提高了算法的精度和稳定性。实例计算证明,该优化模型计算结果准确,优化算法有效。通过该优化方法可快捷准确地进行蒸汽驱动态优化和方案调整,以便于指导蒸汽驱高效运行。     

聚合物驱注采参数无梯度优化新算法

无梯度优化算法对最优化算法理论研究具有重要意义,已经被应用于许多实际问题的解决,也可以用来求解聚合物驱注采参数最优控制模型问题。针对有限差分随机逼近（FDSA）算法和同时扰动随机逼近（SPSA）算法的优缺点,提出了一种有限差分梯度引导的同时扰动随机逼近（SPSA-FDG）算法,建立了油藏数值模拟模型,开展了聚合物驱注采参数最优控制研究,并将3种算法的结果进行了对比和分析。结果表明：SPSA-FDG算法收敛性要好于FDSA算法和SPSA算法,且易于和任何油藏数值模拟器相结合,能够用来求解聚合物驱最优控制问题;与均匀注聚方案对比发现,采用由SPSA-FDG算法计算得到的优化方案,聚合物驱见效时间提前,含水下降漏斗加深,累积采出程度提高,油藏总体开发效果更好。SPSA-FDG算法可应用于其他化学驱油田以改善化学驱效果。     

基于数据空间反演的油藏实时生产优化方法

油藏开发实时优化调控技术是智能油藏研究的核心内容。提出了基于数据空间反演的油藏实时生产优化新方法,仅需若干油藏模型先验生产动态,基于贝叶斯理论构建代理模型,根据随机极大似然原理拟合历史观测数据进行模型训练,反演得到符合实际观测数据的生产动态后验估计。采用同步扰动随机逼近算法建立生产优化数学模型,实现注采参数实时优化,提高经济开发效益。该方法基于代理模型在拟合阶段避免了重复数值模拟计算,得到正确生产动态后验估计同时兼顾了油藏模型实际地质特征,优化所得方案考虑了目标油藏的不确定性,降低了实际生产开发风险。油藏实例应用表明:该方法能得到与常规多模型数据同化方法相一致的生产动态预测结果,拟合过程计算效率提高了5倍,且注采优化方案能取得良好的驱油效果。提出的油藏开发生产优化设计方法为油田实时生产优化提供了新的思路。     

基于数据空间反演的油藏实时生产优化方法

油藏开发实时优化调控技术是智能油藏研究的核心内容。提出了基于数据空间反演的油藏实时生产优化新方法,仅需若干油藏模型先验生产动态,基于贝叶斯理论构建代理模型,根据随机极大似然原理拟合历史观测数据进行模型训练,反演得到符合实际观测数据的生产动态后验估计。采用同步扰动随机逼近算法建立生产优化数学模型,实现注采参数实时优化,提高经济开发效益。该方法基于代理模型在拟合阶段避免了重复数值模拟计算,得到正确生产动态后验估计同时兼顾了油藏模型实际地质特征,优化所得方案考虑了目标油藏的不确定性,降低了实际生产开发风险。油藏实例应用表明:该方法能得到与常规多模型数据同化方法相一致的生产动态预测结果,拟合过程计算效率提高了5倍,且注采优化方案能取得良好的驱油效果。提出的油藏开发生产优化设计方法为油田实时生产优化提供了新的思路。     

水平井注采井网和注采参数优化研究

水平井注采井网开发低渗透、薄层油藏可以增大注水量、降低注水压力、有效保持地层压力、提高油藏的采出程度。结合M油田油藏地质特征,应用数值模拟和经济评价方法对该油田的水平井注采井网类型、方向、排距以及转注时机与注采比等开发指标进行优化,达到经济、高效地开发目的。结果表明,水平井注采结构采用完全正对排状井网可获得较好的开发效果,优化后的井距为100 m,水平井与最大主渗方向呈45°夹角,注采井排距为300 m,地层压力水平在85%以上时注水保压,推荐注采比为1.0。研究方法和研究结果可为同类型油藏水平井注采井网部署提供参考依据,具有很好的借鉴意义。     

基于数值模拟的油藏生产动态优化算法

对于大规模油藏开发优化,常规优化算法存在收敛速度慢、寻优效率低、难以与现场结合等问题。针对这些问题,建立了油水井动态调控优化模型,并结合模拟退火遗传算法和拉丁超立方采样算法寻找模型全局最优解,同时,利用同步扰动随机逼近算法提高了模型局部求解收敛速度,研发编制了油水井动态调控优化软件,并应用于大庆油田H区块。对比油田常规油水井生产制度,油水井动态调控优化模型的最优方案使H区块累计产油量在5年内增加了5.68×10⁴ m³,较好地解决了油水井生产动态控制优化问题,也为大规模油田高效开发提供了一种新的方法。     

海上油田开发生产系统整体优化决策技术

海上油田开发的核心目标是在平台寿命期内实现最大经济采收率,调整注采结构、优化开发生产系统是重要的增产措施之一。将整个油田开发的全过程看做一个复杂的大系统,以经济效益的最大化为目标,基于梯度优化算法和极大值原理建立了海上油田注采结构优化方法,使油藏开发动态实时处于最优,进而对开发生产系统进行整体优化,形成了一套适用于海上油田开发生产系统的优化决策技术,并以海上M油田目标区为例实现了海上油田开发生产过程整体优化,为实现海上油田高效开发提供了理论和技术支持。     

窄条带状边水稠油油藏水平井提高开发效果的技术对策

新庄油田南三块窄条带状边水稠油油藏热采水平井生产过程中存在油层剖面动用不均、边水侵入等问题。通过从油藏、注采参数和工艺等方面研究了影响水平井开发效果的主要因素,确定并实施了注采参数优化、氮气泡沫调剖、优化注汽管柱等配套技术,改善了稠油热采水平井开发效果,提高了稠油油藏资源利用率,为其他油田同类型稠油水平井开发提供了借鉴。     

大数据驱动下的老油田精细注水优化方法

在传统的数值模拟及优化算法基础上,结合分层注采实时监测与自动控制工艺技术所监测的"硬数据",提出了一套大数据驱动下的精细注水方案优化方法。首先在动态观测数据的约束下,通过数据同化算法实现地质模型参数的自动拟合;根据分层注采流动关系自动识别方法计算区块分层注采井间的流动关系;采用多层多向产量劈分技术计算采油井分层分方向的产液量与产油量,量化注水效果指标;进一步通过机器学习算法评价多井分层的注水效果、分析注水调整方向;通过智能优化算法求解最优注水调整方案,进行产量预测。该方法和流程充分利用了数据驱动和机器学习算法的自动化、智能化优势,应用于中国东部某复杂断块油藏,数据模拟的拟合率可达85%,示例区块优化后12个月内的累计产油量与未优化时相比增加8.2%,能够精准指导老油田精细注水方案的设计和实施。图13表2参16     

基于代理模型与遗传算法的海上油田聚合物驱注入参数优化控制方法

针对传统优化方法效率低、精度差的问题,将响应面方法引入到化学驱注入参数优化设计中,提出了基于二次响应面代理模型与遗传算法的海上油田聚合物驱注入参数优化控制方法,即运用Box-Behnken试验设计方法,以油藏数值模拟为计算手段,采用二次响应面方法建立了拟合净现值增幅与注入参数之间非线性关系的代理模型,并以此作为适应度函数,由遗传算法在变量空间范围内进行全局寻优,获得注入参数最优组合。渤海SZ36-1油田A7井组聚合物驱注入参数优化结果表明,基于代理模型和遗传算法的优化策略可以有效减少数值模拟的次数和计算量,同时能够获得较高的求解精度。     

龙虎泡油田高含水期注水开发调整技术

在阐述龙虎泡油田初期天然能量开采、转注后实施“三分、五清”精细油藏管理和提压注水效果的基础上,针对油田高含水期注水开发中存在的井网对砂体控制程度低、剩余油分布相对零散、注采系统不完善等问题,依据油藏数值模拟、油藏工程方法及高含水期开发调整矿场试验结果,研究形成了反九点转五点注采系统调整、以挖潜零散剩余油为主的局部井网加密调整、中渗透油层高含水期提液增产调整和多油层高含水期聚合物深度调剖技术.高含水期注水开发调整技术控制含水率、递减率和提高采收率效果显著,对类似油田的开发具有重要指导意义.     

用SA算法选址海外石油工程应急物流仓库

模拟退火算法(Simulated Annealing,简称SA)的核心思想是:通过模拟固体退火过程,以对冷却进度进行控制,进而来调和算法,在控制参数T逐渐降温并趋于零后,得到组合优化问题相对于全局的最优解。模拟退火算法参数控制问题基本分为以下四点:选取初始温度,控制退火速度,解的迭代策略,设置终止条件。油田应急物流仓库选址问题对于海外油田地面工程建设具有显著的重要性,其选址模型的优化求解方案需要模拟退火算法的支撑。     

油田老区加密井注水管网的计算机优化

油田油井加密可以解决油田进入开发中后期后出现的一系列问题,在提高产量的同时,会导致地面注水系统的改变。油田注水管网属于枝状管网,其计算复杂,在实际的设计中通常采用人工经验连接,因此,得到的方案无法达到最优。针对油田老区注水井加密后的状况,建立适合计算机求解的老区加密井注水管网优化数学模型,利用计算机编制算法制成软件求解最优化解,得到加密后注水管网最优化的运行方案。对老区已有的注水管网进行计算机模拟,对注水井加密后注水管网的优化采用分级优化,主要包括管网的布局优化和参数优化。实例计算结果表明,采用计算机优化算法得到的结果优于人工优化得到的结果。     

油田老区加密井主水管网的计算机优化

油田油井加密可以解决油田进入开发中后期后出现的一系列问题,在提高产量的同时,会导致地面注水系统的改变。油田注水管网属于枝状管网,其计算复杂,在实际的设计中通常采用人工经验连接,因此,得到的方案无法达到最优。针对油田老区注水井加密后的状况,建立适合计算机求解的老区加密井注水管网优化数学模型,利用计算机编制算法制成软件求解最优化解,得到加密后注水管网最优化的运行方案。对老区已有的注水管网进行计算机模拟,对注水井加密后注水管网的优化采用分级优化,主要包括管网的布局优化和参数优化。实例计算结果表明,采用计算机优化算法得到的结果优于人工优化得到的结果。     

低渗碳酸盐岩稠油油藏开发技术政策研究

叙利亚A油田Shiranish油藏属于中孔低渗孔隙型块状灰岩稠油油藏。渗透率低、油稠,存在边底水、局部裂缝发育。油田天然能量开发采收率低,单井产量低,整体动用程度低。为了提高油田的采收率和储量动用程度,开展了动态分析、数值模拟研究及现场先导试验,确定了该油田稠油区以蒸汽吞吐为主的开发方式,并且对热采参数、水平井段长度、井距等进行了优化计算。计算结果得出,水平井长度400m,注汽压力15MPa,注汽速度250m3/d,井底蒸汽干度0.3,焖井时间5d,注采周期6~12个月,开发井距加密至100m,可以有效地提高储量动用程度和采收率。     

CPL油田裂缝性砾岩稠油油藏开发方式优化研究

为了改善已经进入天然能量开发后期裂缝性底水砾岩稠油油藏的开发效果,通过稠油油藏开发方式筛选标准及双孔双渗油藏数值模拟方法,对开发方式转换进行优化,结果表明,蒸汽吞吐是最有利改善开发效果的开发方式,油藏裂缝发育、基质渗透率低、活跃边底水的作用,将给蒸汽吞吐转蒸汽驱带来困难。进一步利用油藏数值模拟方法优选蒸汽吞吐转吞吐时机及注采参数,确定适合CPL油田裂缝性砾岩稠油油藏的蒸汽吞吐注采参数,并在CPL油田裂缝性底水砾岩稠油油藏现场实施取得了较好的开发效果。     

稠油油藏降黏化学驱注入方式优化

降黏化学驱是稠油油藏蒸汽吞吐后的有效接替生产方式,其注入方式对开发效果影响较大。基于降黏化学驱的驱油机理,建立油藏数值模拟模型对蒸汽吞吐后降黏化学驱动态特征进行了分析,基于注采能力和开发效果对注入段塞顺序进行了优化,并基于净现值法建立了蒸汽吞吐后降黏化学驱注入参数的优化模型,将油藏数值模拟技术和粒子群算法相结合,求解获得最优注入参数。研究结果表明,蒸汽吞吐后降黏化学驱可以有效降低地层中原油的黏度,含水率在快速上升后出现明显的下降;先注降黏剂后注聚合物为最佳注入段塞顺序;通过优化,目标区块最优降黏剂质量分数为0.28%,最优聚合物的质量分数为0.32%,最优降黏剂注入量为0.40 PV,最优聚合物注入量为0.36 PV。优化结果可有效提高稠油油藏的开发效果,注入方式优化方法对指导稠油油藏蒸汽吞吐后降黏化学驱的开发实践具有重要的意义。     

强底水油藏注水开发可行性研究

为深入探究强底水油藏注水开发提高采收率的可行性,为同类油藏开发提供借鉴,通过精细数值模拟,有针对性地设计多套井组转注及全区转注方案,优化注水参数,并进行效果分析。结果显示,优化参数转注,可以提高油藏采收率,但效果并不明显。从受效井水侵量来看,采出水主要为地层水,注入水波及范围小,且油井转注后损失原油产量,同时转注需要相应配套设施工艺,经济上存在很大风险。基于此,建议此类油藏勿转注水开发。     

裂缝型潜山稀油油藏开发技术界限研究

为研究油藏地质参数和注采参数对潜山稀油油藏采收率的影响,以渤海A油田为例,应用Eclipse数值模拟软件,建立概念模型,进行了油藏地质参数对最终采收率的敏感性分析,包括裂缝渗透率、裂缝孔隙度、裂缝倾角、裂缝密度等;同时对注采参数进行了优选,包括井网、注水位置、采液强度。研究结果表明,裂缝越发育油藏采出程度越高,对于裂缝型油藏最优的井网形式为平行交错井网,注水位置应该选在靠近油藏底部,最优水平井长度为800~1 000 m,最优采油速度3%左右。