油田注水目标函数大闭环优化控制系统的构建

在中国石化2015年油田注水大调查中,分析了大量注水测试数据,发现了目前油田注水系统存在的主要问题,提出前置宽频高效增压泵的PCP技术,研究PCP系统特性并建立其数学模型,实现管网数值模拟,并在此基础上构建注水目标函数大闭环优化控制系统。该系统通过注水系统动态优化软件实时采集注水系统状态,通过分析计算,建立优化控制目标函数,向PCP泵站系统发出控制调节信号,实现压力和流量调节,并通过大系统反馈不断修正,最终使注水系统达到优化运行。应用该系统可显著提升泵效,降低注水单耗,实时掌握管网运行情况,正确地判别整个管网系统配置是否合理,评价改造方案及效果。     

油田注水系统优化控制数学模型设计

从提高注水系统运行效率、降低注水单耗的角度出发,以注水单耗为目的函数,在考虑节点流量平衡、供注水量平衡、注水压力、供水量、泵排量等约束条件下,建立了油田注水系统优化控制数学模型。并结合大庆油田注水运行实际情况设计了优化注水控制系统,该系统主要由控制主机、工控机、PLC、高压变频器、企业网和无线网等六部分组成。大庆油田优化注水控制系统现场应用效果表明,相比优化前注水泵减少1台,泵效率提高2.3%,注水单耗下降0.291 kW·h/m3,节省电量22546 kW·h/d。     

大型旋转注水机组状态智能优化控制系统研究

大型旋转注水机组是油田采油生产中广泛采用的关键设备 ,耗能很大。为实现对注水机组工作状态的节能优化和机组设备的安全运行 ,研制了智能优化控制系统。节能优化控制的主要目标是 :在满足配注条件的情况下 ,使注水系统总的能耗函数最小。该控制系统由神经网络自适应控制、泵出口阀门调节和进退法最优参数搜寻等部分组成。通过神经网络自适应控制对运行参数进行优化 ,并在神经网络优化的基础上 ,利用进退法在当前运行参数的基础上寻求更优的运行参数。在运行安全区内调节泵出口阀的开度 ,使注水泵排量逼近优化排量 ,以降低注水单耗。工业现场实际运行的结果表明 ,控制系统可以在机组安全区范围内降低注水单耗 ,节能优化效果明显。     

降低喇嘛甸油田注水系统能耗技术探讨

针对喇嘛甸油田注水系统管网压力高、区域供注不均衡、泵水单耗高等现状。通过调查分析喇嘛甸油田注水系统现状及能耗情况。对注水系统三个子系统在系统上、区域上和能耗节点上存在的耗能问题,实施优化注水站布局、优化注水管网和优化参数等节能措施,达到缩短注水半径、降低管网压力、降低注水单耗的目的,实现喇嘛甸油田注水系统的优化运行。     

提高二连油田注水系统效率技术

为有效降低运行成本,达到节能降耗的目的,有步骤、分阶段对二连油田各注水站注水泵、注水单井的运行压力、流量及注水泵的耗电量进行测试分析,并根据分析结果,采取更换离心电泵为柱塞泵,提高注水泵运行效率;应用变频调速技术,稳定出站干压,减少注水泵回流量;采用分压注水工艺,优化注水管网,提高管网运行效率等措施,二连油田的注水系统效率由优化前的46.6%上升至61.8%,注水系统单耗由优化前的7.25 kW·h/m3下降至6.1 kW·h/m3,平均年节约动力费407万元.     

沈阳油田沈二区注水系统节能降耗技术研究

针对沈阳油田二区注水系统水单耗较高的现状,研究了注水系统优化运行节能降耗的方法,建立了注水系统基本单元和注水管网的数学模型。以注水系统耗电量最小为目标函数,以井口压力、配注水量、注水站和注水泵排量为约束条件模型,依据模型的特点,提出了提出了两层优化方法。采用优化运行方案,二区注水系统得到明显改善,泵水单耗降低了0.51kWh/m3。     

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。     

大港油田注水系统节能显成效

注水系统是油田耗电大户,其耗电量约占油田总耗电量的30％,降低注水系统能耗对于提高油田经济效益、实施低成本开发战略意义重大。大港油田油层埋藏较深、油藏类型多、断块破碎复杂,致使注水泵压高、注水站分布分散且规模小数量多,相应的注水单耗也较高。注水单耗是衡量注水系统能耗的重要指标,而提高注水系统效率是降低注水单耗的基本途径。近年来,广大科技人员在提高注水系统效率、降低注水能耗等方面做了大量的有效尝试,实施多项调整改造节能技术和优化运行措施,取得良好的节能降耗效果。     

油田注水系统优化的研究与应用

注水开发是保持油田稳产、增产的主要措施,是一种采收率较高的驱油方式.多年来,油田注水系统的运行主要依靠管理人员的经验和认识来进行实施,对于大型、复杂的生产系统无法保持其在优化状态下运行,造成生产方案不合理,系统参数得不到及时调整,致使注水系统效率降低,注水单耗增加.茨榆坨采油厂利用VB6.0编制油田注水系统运行方案优化方法软件,并对某区块注水系统运行方案进行优化计算.最终根据优化计算出的结果进行综合分析,提出该区块注水系统优化运行方案,从而达到提高注水系统效率的目的.     

杏南油田注水系统优化运行技术

结合大庆杏南油田的实践 ,阐述运用系统仿真优化技术 ,高压变频调速器和实时最优控制理论实现大型注水系统优化运行的技术关键。优化仿真系统、大功率高压变频调速器、实时分布式最优控制系统的使用 ,取得了明显的经济效益     

PDC钻头使用效果评价与降低钻井成本

在对44只215．9mm某类型PDC钻头实际使用资料（进尺，钻速，纯钻时间，行程钻速，转速和每米成本等参数）进行统计分析的基础上，提出了以每米钻井成本最低为目标函数，纯钻时间达到某确定值为约束条件的钻头使用优化模型，并进行了优化模拟计算，实际使用资料与模拟计算结果对比表明，优化模型的每米钻井成本大大降低，因此在现有技术和设备条件下，科学决策，科学管理是降低钻井成本的一条捷径。     

注水系统节能优化控制的研究

为有效地减小油田注水系统无用功能耗，需对注水系统实行节能优化控制。简述了注水系统节能优化控制方案的确定。在分析注水站单站优化与注水系统优化关系的基础上，提出了将注水系统优化控制简化成单站局部优化控制的构想。介绍了注水站节能优化的典型应用，选择静态优化控制的方法，利用多层曲线拟合方法对注水站建模，确定了多泵优化控制的步进搜索方案。给出了实用的在线节能优化控制系统，包括优化控制的主要硬件系统和软件系统。     

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.     

实现操作费用最小化的LNG接收站卸船工艺优化

液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)接收站卸船工艺操作是接收站运行过程中的重要环节,但在实际运行过程中,卸船工艺总是保持运行参数不变,不利于实现LNG接收站运行成本最小化。为此,基于卸船周期内接收站各设备的运行状况,划分卸船周期运行阶段,分析创建卸船工艺操作功耗的计算公式,建立卸船工艺流程动态仿真模型,构建以最小年总功耗为目标函数的卸船工艺优化运行模型,并采用优化模型实例与未优化实例进行效益对比分析。研究结果表明:(1)卸船工艺优化运行模型能够实现LNG接收站在面对不同的卸船工况时能够及时对操作变量进行调整,以最优方案运行,降低了功耗;(2)该研究成果应用于中石油江苏如东LNG接收站,优化运行方案比原方案降低了13.0%的功耗。结论认为,在工况复杂的实际生产过程中,卸船工艺优化运行模型可以通过实时调整运行参数来减小功耗,对于接收站的降本增效具有现实意义。     

油田注水井智能双流调节阀装置的研制

针对油田注水工艺存在高压闸阀易卡易漏、人工调节不安全和易产生“倒灌出砂”等问题 ,研究开发了油田注水井无线智能监控网络系统。其中 ,单井智能双流调节阀装置是整个系统的基础单元 ,由智能控制器、电动执行机构、双流调节阀及干压表、油压表等组成。装置具有注水井工况显示、控制参数设定、远程阀门开度调控、数据处理和存储等多种功能。 9口井的现场试验证明 ,这种单井智能双流调节阀实现了精确注水 ,平稳注水 ,可防止倒灌出砂并降低工人劳动强度。     

可用于油田注入水灭菌处理的高能电子辐射灭菌技术

本文介绍了利用高能电子束杀灭水中有害细菌的原理，国内外各种工业电子加速器，国外目前高能电子灭菌方面的研究、发展状况，探讨了在油田注入水杀菌处理中应用高能电子灭菌技术的问题。高能电子灭菌技术虽然一次性投资大，但具有对有害菌种无选择地一次致死的特点，可以弥补药剂杀菌的某些不足。     

特高含水油藏聚驱后非均相驱渗流规律

目的 针对特高含水油藏窜流问题严重、聚合物驱流度控制能力有限等问题,探索特高含水阶段非均相驱微观渗流特征。方法 通过微观可视化渗流实验、均质条件驱油及非均质条件调驱实验,评价了特高含水阶段水窜规律和聚驱对注水剖面的调整能力。结果 在特高含水阶段,注入聚合物和非均相体系后,驱替压差有效提高,最终采收率较水驱提高了32.8%;非均相体系的注入可在聚驱后继续动用低渗岩心中的剩余油,低渗填砂管采收率较水驱提高了38.1%。非均相体系有效动用了各类微观剩余油,含量显著降低。结论 非均相体系能够对窜流通道实现有效封堵,改善多孔介质的微观非均质性,促使驱替液转向并进入未波及区域,对剩余油实现有效的动用,进而提高原油采收率。     

高压变频技术在油田注水系统中的应用与节能分析

油田注水系统的耗电量一般占整个油田生产耗电的40％-60％,因此降低注水系统的能耗可显著降低油田的生产成本。常规的通过调节阀门开启度来达到调节注水泵出口压力和流量的作法,会使很大一部分能量造成浪费,要解决这个问题,可以采取对注水泵进行调速的方法。文章论述了通过高压变频技术对注水泵进行调速,从而达到节能效果的基本原理;对一台恒速泵和一台变频调速泵并联运行时的效率进行了分析,并对应用实例进行了计算,注水站的效率比原来提高了9．04％,收到了显著的节能效果。