油田供水管网系统仿真数学模型及计算方法

针对大型的、复杂油田供水管网的流体网络系统,建立了油田供水管网系统的仿真数学模型,通过对该模型特有的系统矩阵进行分析,提出了数学模型的计算方法。该方法计算速度较快,稳定性、适应性较强,对油田供水系统管理具有一定的实用价值。     

油田地面管网总体规划方案优化设计

研究了油田地面管网总体规划优化设计问题。以管网基础建设投资和生产运行费用最小为目标函数建立了该管网系统多目标优化设计数学模型，并给出了相应的分层次优化求解策略。     

油田供水管网的自动划分技术及计算方法

针对大型、复杂油田供水管网的流体网络系统,建立了油田供水管网系统的仿真数学模型,给出了一种子系统自动划分的算法。通过对该模型特有的系统矩阵进行分析,提出该数学模型的计算方法。该计算方法的计算速度较快,稳定性、适应性较强,对油田供水系统管理具有一定的实用价值。     

油田加热炉用热管元件优化设计

根据油田加热炉节能改造之实际需要，研究了火筒式加热炉改造用热管元件优化设计方法，以热管流动阻力为目标函数建立了数学模型，并采用混合罚函数（SUMT）法对实际问题进行了求解，满足加热炉运行要求。     

基于遗传蚁群算法的高含水油田集输系统的运行优化

目前,我国大部分油田已进入高含水后期开发阶段,优化生产运行、减低成本已成为油田开发所面临的主要问题。以集输系统的动力、热力消耗最小为目标函数,根据集输系统的运行条件提出了函数约束条件,依据高含水原油集输特点提出了新的温度约束条件,建立了高含水油田集输系统运行优化的数学模型,并利用遗传蚁群算法对系统模型进行优化研究。通过实例计算．其优化结果可以指导油田生产运行,具有一定的现实意义。     

并联注水泵群优化运行的建模与控制

油田注水站内使用变频驱动往复式柱塞泵和恒速多级离心泵并联运行，讨论了并联注水泵群的特性。在满足外界流量变化的需求和优化运行的约束条件下，建立了以注水效率最大为目标函数的优化调度数学模型；给出并证明了获得目标函数最优值的外界流量范围，为提高优化模型的求解速度、合理设计注水泵群的流量分配提供了理论依据。提出减少注水泵的切换次数和实时跟踪泵组性能特性的自适应控制策略，以满足工程的实际需求。编制软件对某油田注水泵站进行优化调度，其中采用混合遗传算法求解数学模型，证实了此方法的有效性。     

基于人工鱼群算法的油田注水系统运行优化研究

以注水站能耗最小为目标函数,以系统水力平衡、注水量和注水压力为约束条件,建立油田注水系统运行方案优化数学模型。采用人工鱼群算法求解该模型,将鱼群的觅食行为、聚群行为和追尾行为等应用到优化算法中,取得了较好的优化结果。     

多准则多约束水平的油田开发规划产量构成优化模型

综合考虑了多种资源约束水平的不确定性和油田开采系统的各种复杂因素,利用多约束水平线性规划框架研究了油田开发的产量构成优化问题,并建立了油田产量构成优化的优化模型.介绍了按全局产量构成优化分配和按采油厂产量构成优化分配建立优化模型的决策变量、目标函数、约束条件、约束水平、数学模型及求解思路.     

低渗透油田地面工程总体规划方案优化研究

建立了油田地面网络的相关矩阵及节点的参数计算通式,为计算机处理油田地面网络问题提供了有利手段。采用大系统优化理论,针对低渗透油田地面工程网络拓扑优化问题,建立了适用于多级分解优化算法的数学模型。给出了低渗透油田地面工程网络拓扑优化的多级分解优化算法,即顺次进行油气集输系统、污水处理系统、注水系统和供配电系统的优化,各子系统间又通过变量互相联系,每一个子系统的网络优化又分解为布局优化和参数优化。子系统的优化目标函数是等额年费用;总体优化的目标函数是财务净现值。编制了低渗透油田地面工程总体规划方案优化软件,为油田开发建设的宏观决策提供了一个科学而快速的工具。     

基于混合遗传算法的油田注水系统运行方案优化模型

分析了油田注水系统效率低、能耗较高的主要原因。以注水能耗最小为目标函数,以系统水力平衡、注水量和注水压力为约束条件,建立了油田注水系统运行方案优化数学模型。该模型是带有离散变量和连续变量的混合优化设计模型。根据模型的结构特点,提出了混合遗传算法的求解策略,给出了染色体选择、交叉和变异方式,编制了相应的计算机软件。运用该方法对某油田高压注水系统运行方案进行了优化计算,取得了良好的经济效益。     

油田注水机组节能优化的指标及数学模型

油田注水是采油生产的重要手段。然而,油田注水系统的耗电量巨大,因此,开发注水系统节能技术是油田节能工作的重点,其中注水机组的节能优化是注水系统节能的基础。文章阐述了油田注水机组节能优化的指标,建立了注水机组节能优化的数学模型。     

油田注水系统生产运行优化

通过建立基本单元和注水管网的数学模型,来描述注水系统的基本特征。以注水泵的排量为设计变量,建立起注水系统生产运行优化的数学模型。依据模型的特点,提出了约束条件转化策略和二层递阶迭代的优化方法,可以给出不同配注条件下注水系统优化的开泵方案和最佳的运行参数。此项技术在大庆杏南油田使用,表明实施注水系统生产运行优化,能够降低注水单耗,提高注水系统的运行效率,从而降低原油生产成本,提高了油田的经济效益。     

蒸汽吞吐后转降黏化学驱加密井井位优化方法

稠油油藏在高轮次蒸汽吞吐后转入降黏化学驱是实现稳产的有效接替生产方式,根据稠油油藏蒸汽吞吐后转降黏化学驱井网加密的需要,以各注入井到生产井的拟见水时间趋于一致为目标,建立了加密井井位优化方法。针对蒸汽吞吐后地层中的含水饱和度分布不均匀问题,在Buckley-Leverett方程的右端项引入了注降黏剂开始时含水饱和度的等效注入量,并考虑降黏化学驱过程中原油黏度时变特征,建立了拟见水时间计算模型,采用时间迭代求解得到拟见水时间;以各注入井到生产井的拟见水时间的方差为目标函数,建立了加密井井位优化模型,采用粒子群算法对加密井井位优化模型进行求解。通过数值模拟验证了加密井井位优化方法的准确性,该研究成果对稠油油藏转降黏化学驱合理部署井网提供了技术支撑。     

蒸汽吞吐后转降黏化学驱加密井井位优化方法

稠油油藏在高轮次蒸汽吞吐后转入降黏化学驱是实现稳产的有效接替生产方式,根据稠油油藏蒸汽吞吐后转降黏化学驱井网加密的需要,以各注入井到生产井的拟见水时间趋于一致为目标,建立了加密井井位优化方法。针对蒸汽吞吐后地层中的含水饱和度分布不均匀问题,在Buckley-Leverett方程的右端项引入了注降黏剂开始时含水饱和度的等效注入量,并考虑降黏化学驱过程中原油黏度时变特征,建立了拟见水时间计算模型,采用时间迭代求解得到拟见水时间;以各注入井到生产井的拟见水时间的方差为目标函数,建立了加密井井位优化模型,采用粒子群算法对加密井井位优化模型进行求解。通过数值模拟验证了加密井井位优化方法的准确性,该研究成果对稠油油藏转降黏化学驱合理部署井网提供了技术支撑。     

油田注水系统最优控制数学模型及系统设计

由于常规的人工管理方式无法保证油田大规模注水系统在优化工况下运行,注水系统效率较低,注水单耗较高。以大系统优化控制理论为依据,注水单耗最小为目标函数,实时采集数据及生产数据为边界条件,建立了油田注水系统最优控制的数学模型,设计出注水最优控制系统。系统由中心控制室内的控制主机接收各控制终端采集的注水站实时运行数据,完成注水系统实时运行参数的优化计算并下达系统控制指令,由各控制终端控制指令的执行。控制系统现场应用表明,注水单耗比运行前下降0.16kW·h/m3,降低幅度2.68％,每年可节约成本168万元。     

确定ASP复合驱相对渗透率曲线的最优化方法

ASP复合驱油体系相对渗透率曲线的确定是研究ASP复合驱油体系的驱替机理和数值模拟的关键技术,由于ASP复合驱的复杂性,单纯依靠实验测定其相对渗透率曲线是很困难的.本文应用渗流力学和最优化理论,将瞬时界面张力和聚合物的影响引入相对渗透率曲线模型,给出了描述ASP复合驱油体系的数学模型及相对渗透率曲线参数估计的最优化模型,用原油采收率和岩心两端压差的加权平均作为拟合的目标函数,采用变尺度的最优化方法,反求出相对渗透率曲线模型中的参数.实例计算结果表明,该ASP复合驱油体系的数学模型及求相对渗透率曲线的最优化方法是可行的和可靠的,并可有效地克服参数初值的敏感性问题.     

泡沫复合体系的泡沫功能模型及其应用

根据国内外关于泡沫体系渗流机理研究结果，以三维四相多组分模型为基础，建立了一个基于泡沫气泡数量平衡的泡沫功能模型，将该模型与一个三维四相多组分的化学驱模型相结合，构造了一个泡沫复合驱数学模型，应用该模型进行了泡沫复合体系的岩心驱模拟研究。结果表明，渗透率变异系数为0．72时应用泡沫复合驱提高采收率幅最大。     

环形掺热水集输系统优化设计及分析

针对单、双管环形掺热水集油流程,给出了系统的水力、热力参数,包括流量、含水率、压力、温度、比热等的计算方法,以系统的热耗、电耗及投资为目标,以压力、温度、管径取值范围为约束条件,建立了系统参数多目标优化数学模型,并给出了求解方法。结合实例分析,指出：双管环形集油流程的掺水管线较长,导致系统投资、系统电耗较大;单管环形集油流程在环上掺水较集中,导致系统热耗较大。按本文建立的目标函数,经优化得出,双管环形集油流程较优。     

空气泡沫驱数学模型与数值模拟方法

为了描述空气泡沫驱过程中空气与泡沫的运移规律和复杂的驱油机理,通过相与组分关系的相关假设,借鉴火烧油层数学模型方法,结合空气低温氧化动力学方程、泡沫驱经验数学模型与物化参数的处理,建立了空气泡沫驱数学模型,分析了该模型的封闭性,并提出了相应数值模型的求解方法。建立了概念模型,通过空气泡沫驱室内实验拟合修正了氧化动力学模型,并模拟评价了空气泡沫低温氧化驱油机理影响因素的敏感性。结果表明,室内实验各阶段驱替效果与见水时间的拟合都比较好;空气泡沫驱效果更好、成本更低,适合于非均质油藏（变异系数0.7~0.8）或注水开发后期正韵律油藏;采用高温高压、高注低采、水驱至含水率96%左右时转泡沫驱以及反七点井网等方式,都有利于增强空气泡沫的驱油效果;当气液比为1∶1 ~ 2∶1、空气注入速度0.1~0.2 PV/a,以及采用空气泡沫/空气交注注入方式时,驱油效果最佳。     

基于前置增压泵压力和流量可调性注水技术的应用

据统计,注水开发油田的注水电耗占原油生产总用电的33%~56%,注水节能成为一个迫切需要解决的问题.基于双泵串联的泵控泵技术,利用前置小功率增压泵来调节系统压力和流量,使高压大功率注水泵高效工作.对大型注水泵站的串接泵叠加特性进行了分析,建立了控制系统的数学模型,介绍了系统节能和自动控制原理.以注水泵站的输出压力和流量为目标函数,实现了高压注水泵站的稳定、高效节能和优化运行.