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。     

聚合物驱注聚参数分阶段优化决策方法

鉴于现有注聚参数优化方法针对性不强、计算精度低等问题,文中首次建立了聚合物驱注聚参数分阶段优化决策方法。根据含水率变化特征曲线,将聚合物驱阶段划分为见效前期阶段和见效高峰阶段,将见效速度和含水率下降综合系数分别作为2个阶段注聚参数的优化目标函数。通过关联分析和数值模拟计算,确定影响见效速度和含水率下降综合系数的主控因素。基于数值试验和遗传算法手段,得到主控因素与注入参数的对应矩阵,运用响应曲面回归分析法建立了见效前期阶段和见效高峰阶段聚合物注入质量浓度、注入速度、段塞尺寸等注聚参数的优化决策模型。渤海S油田的应用实例表明,该方法的操作性强,计算精度高,可实现注聚单井不同阶段的注入参数个性化设计,对于现场精细注聚管理、提高注聚质量和改善注聚效果具有重要的意义。     

常规稠油油藏聚合物驱适应性研究

从经济学观点出发,基于"完全"增量法建立了常规稠油油藏聚合物驱评价指标模型,并结合油藏数值模拟技术对聚合物驱注入参数及适应性进行了优化设计。研究结果表明,原油性质、聚合物性质、注入参数以及储层物性等对聚合物驱效果具有很大影响。适合于聚合物驱的最佳原油黏度为75 mPa.s,最佳聚合物溶液黏度与原油黏度比为1.6左右,最佳聚合物注入量为0.4~0.5 PV,最佳注入速度为300 m3/d,地层垂向渗透率变异系数范围为0.3~0.7,聚合物注入越早越好。     

基于粒子群算法的聚合物驱动态优化

针对目前采用室内实验手段对聚合物注入过程进行设计和决策的局限性,将无梯度优化理论引入聚合物驱提高采收率技术领域,首次建立了基于粒子群算法的聚合物驱注入参数动态优化数学模型,实际数据测试分析结果表明,优化方案的综合指标相比原始方案提高了近20%,验证了该优化方法的有效性及可行性。     

聚合物驱含水率变化定量表征模型

基于实际聚合物驱含水率变化曲线的特征及定量表征模型的建立原则,建立聚合物驱含水率变化定量表征模型。刻画聚合物驱含水率变化曲线特征的主要参数包括含水率开始下降时注入聚合物孔隙体积倍数、含水率下降最大值时注入聚合物孔隙体积倍数、含水率恢复到初始注聚含水率值时对应的注入聚合物孔隙体积倍数及含水率下降最大值。基于粒子群优化算法给出了定量表征模型参数的拟合方法。同时,综合油藏数值模拟、正交设计和支持向量机方法建立了考虑多因素组合影响的聚合物驱含水率变化特征参数预测模型。计算实例表明,应用所建立的模型,能便捷地预测聚合物驱含水率变化,把握其整体趋势,指导聚合物驱方案的实施。图3表3参16     

活性聚合物驱参数优化设计研究

通过对活性聚合物驱驱油机理的研究,建立了活性聚合物驱油渗流数学模型方程组,较好地描述了活性聚合物在多孔介质的复杂渗流行为,以此为基础编制了数值模拟软件.根据正交试验设计原理,并利用数值模拟技术对孤岛采油厂中二南实验区块注入参数进行了优化,利用多级模糊评判对参数进行了敏感性分析,确定了最佳注入参数,为指导中二南活性聚合物驱开发提供了科学指导.     

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。     

利用最优化方法确定交联聚合物驱各段塞注入参数

利用交联聚合物驱油是一种有效的提高采收率方式,为达到经济有效的驱油效果,合理设计注入参数尤为重要。以投入产出比最小为目标函数,建立了确定交联聚合物驱各段塞最佳注入参数的最优化数学模型,并将其转换为一个带有非线性约束的非线性规划问题,利用Matlab优化工具箱的fmincon优化模块对其进行了求解,并利用数值模拟方法对所求得的最优解进行了验证。     

实验设计方法在优化注入参数中的应用

交联聚合物在改善油水流度比、堵塞地层大孔道等方面有着和聚合物相近的作用。因此交联聚合物驱技术是油田改善注水井开发效果,实现油藏稳产的有效手段。利用优化设计软件对西达里亚h1-1油层DK15井组交联聚合物驱的3个主要注聚参数段塞PV数、聚合物段塞浓度和交联剂浓度进行了优化设计。在优化设计的基础上利用数值模拟对设计出的38种参数组合进行了增油量计算。并进一步回归出了增油量计算方程,公式计算结果与数值模拟结果对比,计算结果最大相对误差7．66％,38个方案平均相对误差2．27％,说明增油量方程精度高。在优化注入参数中应用该方法可优选出最佳注入参数,以较低的聚合物用量取得较高的增油量。     

基于含水变化规律的聚合物驱注入参数优化

目前聚合物驱调整措施和参数优化的具体研究方法中,很少有针对单井注聚效果开展的研究,缺乏可借鉴的技术经验。将聚驱含水变化曲线划分为4个阶段,分别为未见效期、含水下降期、持续见效期和含水回返期;同时利用见效时间、含水降低幅度和见效有效期3个参数,定量表征含水规律。通过综合数值模拟和数理统计学方法找到不同含水阶段的主控因素,并且基于多元回归方法,得到主控因素与含水定量表征参数的数学模型,从而建立了不同含水阶段聚合物注入参数的优化决策模型。研究结果表明,未见效期,要以建立阻力系数为核心,开展均衡注采措施;含水下降期,要以提高注入速度为核心,开展引效促效措施;持续见效期和含水回返期,要以改变聚合物浓度为核心,开展差异化注入。渤海SZ油田根据每口油井含水所处的阶段,实施“一井一策”,2019年实施了10井次聚驱参数优化,累增油2.4×104 m3。     

应用阻力系数优化聚合物驱参数

为了合理的匹配聚合物的注入速度、注入浓度和聚合物的相对分子质量，根据阻力系数和残余阻力系数的关系以及相对渗透率曲线，对于一定的油层条件应该匹配多大的阻力系数进行了研究。结果表明，在聚合物驱过程中，使聚油流度比小于等于1的条件是聚合物驱阻力系数大于等于水油流度比，因此，可以采用聚合物的阻力系数进行聚合物驱参数优化或设计，采用该方法可以实现注聚合物单井的个性化设计，进一步提高聚合物驱采收率。     

大庆油田聚合物驱潜力评价

根据大庆油田各油区油层地质特征、开发特点及流体性质划分了区块群,确定了用于聚合物驱油方法评价的代表区块,结合室内实验、先导性矿场试验及已经推广的聚合物驱工业化应用区块的具体情况,应用聚合物驱数值模拟软件。优化选取了评价聚合物驱油方法所用的各项参预数及注入方案,给出了大庆油田聚合物驱技术潜力和经济潜力评价结果。     

聚合物驱后油藏强化泡沫驱参数优化设计

为进一步提高聚合物驱后特高含水开发后期油藏采收率,根据强化泡沫驱先导试验区的油藏特点及开发现状,利用CMG数值模拟软件,对双河油田强化泡沫驱的注入段塞大小、注入浓度、注入方式等参数进行了优化设计,并依此制定了开发方案。优化结果表明:强化泡沫体系为2 000 mg/L稳泡剂+0.3%发泡剂,合理气液比为1∶1,最佳注入量为0.5 PV,并且采用气液混注方式驱油效果最佳;预测矿场实施后,可提高采收率10%,对聚合物驱后油藏采用强化泡沫驱技术进一步提高采收率是可行的。     

聚合物驱控制程度的计算方法及应用

在总结水驱控制程度计算方法的基础上,提出了运用体积法计算聚合物驱控制程度的方法。该方法既考虑了油层平面上的连通状况,又考虑了聚合物分子能够进入的孔隙体积大小。对于聚驱开发油层来说,使用聚驱控制程度方法要比沿用传统的水驱控制程度方法更能体现油层地质条件对聚驱效果的影响程度。     

利用聚合物驱产出液浓度剖面模型确定不可入孔隙体积和滞留孔隙体积

聚合物驱数值模拟中不可入孔隙体积和吸附滞留孔隙体积等物理化学参数往往不易准确获得，严重影响了聚合物驱数值模拟结果和矿场动态预测效果。该文以聚合物驱互溶驱替理论为基础，介绍了聚合物驱产出液浓度剖面模型的测定与分析方法。实验测得了大庆油层条件下的聚合物驱产出液浓度剖面模型，求出了相应的不可入孔隙体积和吸附滞留孔隙体积。通过浓度剖面模型确定不可入孔隙体积和吸附滞留孔隙体积的方法，具有操作简单、准确、易于掌握等特点。研究成果对聚合物驱数值模拟技术、聚合物驱方案设计和矿场动态监测有指导意义。     

绥中36-1油田聚合物驱数值模拟研究

依据绥中 36 1油田生产开发区实际资料建立地质模型 ,依据室内实验数据和模拟计算结果 ,并结合现场驱油实验过程的动态拟合结果确定聚合物特性参数 ,对绥中 36 1油田进行了聚合物驱数值模拟研究 ;在此基础上进行了聚合物用量、段塞浓度、注入方式和注入时机的选择 ,完成了聚合物驱油方案的设计。研究结果为绥中 36 1油田采用聚合物驱油的决策提供了依据     

影响聚合物驱增油动态的敏感参数研究

利用新建立的包含若干具有明确物理意义的特征参数的聚合物驱增油动态定量表征模型,将增油曲线的刻画归结为增油初始时累注量、对应最大增油量时累注量、增油期结束时累注量、最大增油量等4个特征参数.在油藏数值模拟研究的基础上,讨论了包括油藏静态参数、动态参数以及聚合物性质参数等15个影响聚合物驱增油动态的因素及其影响规律.研究结果表明,影响聚合物驱增油动态和提高采收率值的主要敏感因素包括渗透率变异系数、地层水矿化度、地层温度、注聚前含水、注聚用量、注入速度、注采比、渗透率下降系数、吸附等.     

聚合物驱数值模拟渗流参数的测定研究

本文采用部分水解聚丙烯酰胺,在大庆油田厚层试验区的天然岩心上,建立了聚合物驱数值模拟渗流参数的测定方法,研究了渗透率、注入速度、温度、分子量和矿化度对渗流参数的影响,初步建立了R_K_(max)、b_p与渗透率、线性推进速度和温度的关系式,从而充实和完善了原聚合物驱模型,为厚层聚合物驱矿场试验提供了数值模拟参数。     

FAPMS数模软件微凝胶参数研究及应用

目前,微凝胶驱逐渐成为继聚合物驱后的又一个较好的三次采油新技术,并逐步在各个油田推广应用。作为方案设计核心的数值模拟技术也在不断发展,软件也在不断完善更新。由于微凝胶驱涉及复杂的物理化学变化,在进行数值模拟时,如何求取物理化学参数变得很重要。通过详细研究,分析了各个主要物化参数的意义,提供了求解思路,对从事微凝胶驱数值模拟人员具有很好的指导作用。     

聚合物驱抽汲参数优化设计方法及应用

室内实验表明，聚合物溶液的流变性符合幂律模式，考虑到采出液的非牛顿特性，提出了聚合物驱抽油井汲参数优化设计方法，该方法利用模糊数学综合决策理论对各个参数进行综合评价，全面地反映了各种因素对抽汲参数优化设计的影响程度，从而给出抽汲参数的最佳设计方案。现场应用表明，该方法理论正确，具有推广应用前景。