用混合罚函数法求解气举区块优化配气模型

论述了气举区块优化配气的发展现状,分析了各种类型的气举特性曲线,完善了区块优化配气模型,并建立了与区块优化配气模型形式相同的油田优化配气数学模型.提出了一种求解非线性优化配气数学模型的新方法——内点法和外点法相结合的混合罚函数法,用牛顿-拉斐森方法求解了非线性方程组,并对估计初始注气量的最大配气量法进行了修正.以中原油田四区气举井为例,根据其气举特性曲线类型得出了4种气举配气方案.应用提出的新方法对各种方案进行了优化配气计算,优选出了最佳的配气方案.     

连续气举单元多目标优化配气方法

本文建立了以从连续气举单元获得日产油量和日工作现金收入最大为多目标的优化配气数学模型。用“线性加权和”法求解该模型可得到最优配气方案。据此编制了优化配气计算程序。给出了对一个含有７口连续气举井的单元的配气计算实例。结果表明，该方法比单目标优化配方方法更适合我国石油生产实际。     

文东油田连续气举优化配气数学模型建立及应用

针对连续气举在开发过程中出现的注入气利用效率低、综合效益差的问题，建立了供气能力有限时的优化配气数学模型，给出了解析法求解过程。文东油田现场试验表明，应用该技术可以实现连续气举井的合理配气，并提高油井产量，适合在油田推广应用。     

气举井组及油田优化配气方法研究

概述了气举井组优化配气的发展现状,分析了各种类型的气举特性曲线的特点。考虑到现场的实用性和合理性,将单井最大产油量值前的气举特性曲线数据拟合为二次多项式方程,并定义井组特性曲线为井组注气量与井组最大产油量的关系曲线。完善了井组优化配气模型并建立了油田优化配气非线性数学模型,并提出了一种求解非线性优化配气模型的新方法——惩罚函数法,为了提高模型的求解速度,提出了一种估计初始注气量的新方法——最大配气量法。惩罚函数法能处理等式约束与不等式约束,收敛速度通常只受初始注气量的影响。应用提出的新方法求解了井组及油田配气数学模型,并给出优化配气算例。     

连续气举优化配气数学模型的建立及应用

气举是中原文东油田的主要采油方式。针对该油田连续气举开发过程中出现的注入气利用效率低、综合效益差的问题,建立了在供气能力有限时的优化配气数学模型,并给出了解析法求解过程。现场试验表明,应用该技术可以实现连续气举井的合理配气并提高油井产量,适合在油田推广应用。     

柱塞气举排水采气技术优化研究

柱塞气举排水采气技术优化是决定柱塞气举效果的关键,本文根据柱塞气举运动特征,分析了柱塞气举机理,建立了柱塞气举排水采气动态及数学模型,分析柱塞气举影响因素,以柱塞试验后平均日产气量最大化为优化目标,确定优化约束条件,建立设计模型,确定合理的优化方法.通过现场试验验证,试验效果良好,为柱塞气井工艺设计提供技术支撑.     

大型注水系统的优化运行

提出了油田大型注水系统优化运行的数学模型,即在保证注水系统动态地精确实现配注方案的条件下,使注水系统能耗达到最小。文中给出这个优化问题的严格数学模型,这是一个带有等式和不等式约束的含有整数规划部分的非线性优化的复杂问题,常规方法不能解决这个问题。给出了求解这个优化问题的一种大系统分解协调原理和计算步骤,并且给出了子系统优化的通用模型和通用计算方法。上述理论和方法已经用C语言编成软件。油田应用实践证明,这种方法能在保证注水系统动态精确地跟踪配注量的条件下有效节省注水能耗。     

欠平衡钻井正气举过程井筒瞬态流动数值模拟

正举法气举作业的实施效果直接决定着欠平衡钻完井施工的成败,特别是气举过程中的井下压力动态演变,关系到整个作业过程中的井控安全。正举法气举作业的实质是在井下停止循环的初始条件下氮气连续气举作业,井下流体由静止状态到气体穿越液体滑脱至井口的不同于常规稳态流动的瞬态气液两相流动。针对这一特殊流动研究,完成了停止循环开井条件下气举时井下瞬态气液两相流动特征参数变化数值模拟计算方法和数学求解模型的建立,通过实际井数值计算连续气举时井下瞬态气液两相流特征参数变化得出规律性认识,如氮气沿井眼滑脱上升运动速度逐步加大、顶出钻井液随时间的增多、井底流压瞬时波动在初始阶段最大等。研究成果丰富了欠平衡氮气钻完井施工正举法气举作业的井筒流动模型体系和压力控制方案,增强了该特殊流动规律的认识,为井控安全提供了理论保障。     

井组连续气举系统优配气的二次规划

对各井连续气举动态曲线用一元二次函数拟合，然后采用二次规划处理井组（单元）连续气举系统注气量的最优分配。根据实际情况对各井注气量的取值予以限制，并按不等式约束条件下的非线性最优化理论的库恩－图克条件，得到其等效问题。再用迭代法求解等效问题，继而得到原问题的最优化解。与常规方法相比，该方法计算简便，精度高。     

井组连续气举系统优化配气的二次规划

对各井连续气举动态曲线用一元二次函数拟合，然后采用二次规划处理井组（单元）连续气举系统注气量的最优分配．根据实际情况对各井注气量的取值予以限制，并按不等式约束条件下的非线性最优化理论的库恩一图克条件，得到其等效问题。再用迭代法求解等效问题，继而得到原问题的最优化解。与常规方法相比，该方法计算简便，精度高。     

油井气举-电泵组合举升运行参数的联调优化

为了解决气举-电泵组合举升配产过程中由于低效工况造成的生产不协调问题，通过研究油井流入动态、井筒多相流动特性、举升工艺的运动学及动力学特征，以及相互之间的能量作用关系，建立了气举-电泵举升耦合数学模型。基于节点分析的方法，通过对油井工况进行分析，在此基础上形成了不同配产目标下气举-电泵组合举升运行参数的优化联调方法，给出了不同配产条件下的电泵和气举优化运行参数。计算结果表明，在气举-电泵组合举升系统出现低效工况时，可以利用采集的生产动态数据进行工况分析，结合分析的量化结果在产量变化时进行参数调整决策，科学设计气举-电泵井的频率-注气联调方案，实现油藏、井筒、双举升设备的协调工作，在不动管柱作业的情况下达到组合举升油井的高效运行。     

文东油田气举采油现状分析

气举采油作为一个重要的人工举升方式,已经在国内外各油田被采用。文东油田13区块采油方式使用气举方式,在气举采油技术中,气举配气系统是很重要的,文东油田气举配气系统在计量精度上以及天然气利用率等问题上还存在诸多问题。针对这一问题,对文东气举采油配气自控系统进行了研究,研发了专用控制器,实现了低产量油井和高产量油井的配气控制方法,总结了配气自控系统在气举采油中的应用及前景。     

深井连续气举系统的参数设计及优化配气方法

深井用伴生气经压缩机增压后进行气举采油，将碰到起下油管作业费用大，地面注气压力有限，气源将有可能不足以满足各井需求等问题，本文介绍对这些问题的解决办法，提出了３年不动管柱仍能有效工作的气举参数设计思想，建立了连续气举系统优化配气的数学模型，编制出设计程序，并用实例说明了所述方法的可行性。     

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美国Amoco公司和巴西Lima等人分别在几口枯竭油井中进行了称为Ball Pump和Pig Lift的间歇球塞气举试验。实践证明，采用U型双管柱（一注一采），随注入气流投入球塞，在举升气液相间形成固体界面，有效地防止液体滑脱，其增油节气效果十分显著。我们开展的球塞连续气举实验也充分证实了这一结论。文章针对低压低效连续气举井普遍存在的液相滑脱损失严重的核心问题，提出了描述球塞连续气举系统举升管柱中气、液、球三相流动的理论和数值模拟方法。数学模型考虑了流体流动状态的瞬变性和气液两相流特性，模型的数值化处理采用长度和时间的有限差分方法。以川西南威远气田威100井为例，计算分析了举升过程中各物理量随时间的变化规律，对比分析了常规气举和球塞气举的滑脱损失，并对投球频率进行了优选。这一理论研究成果为开展新型球塞连续气举现场选井和工艺设计提供了必要的技术手段。     

配气管网系统效率评价方法研究

利用系统分析方法，建立了评价配气管网系统效率的数学模型，并延伸出评价区域配气管网效率的数学模型。从能量的角度出发，建立了配气管线效率模型，综合考虑了气体热能、位能对配气管线效率的影响，并用摩阻效率和附加效率来表征配气管线的能耗情况。针对难于获取测试数据，以最小方差为目标函数，根据气举站和配气站数据的配气管线节点压力温度的计算方法，为测试评价配气管线效率提供了依据。     

输气管道优化运行技术

输气管道的输送效益取决于购气价格、售气价格以及购气量和售气量。由于生产气量、气压和用户用气量、气压是可以在一定范围内变化的，这就决定了管道运行调度方案具有多样性。因此针对生产条件和用户条件，合理地确定管道系统的输压、分配用户的用气量，从而科学地确定其经营策略是十分必要的。文章以管道运输部门的最大收益为目标，综合考虑上游生产条件、下游用气条件以及管道系统的工况条件，建立了管道系统优化运行数学模型，并采用线性化法和单纯形法讨论了模型的求解。该模型和算法既考虑了管道元件和非管元件，又考虑了管网的任意结构形式，因而可适用输气干线、集输管网和配气管网的优化运行分析。最后通过算例验证了模型和算法的可行性。     

气井动态优化配产模型的改进遗传算法求解

以较成熟的气井动态分析理论为基础,考虑生产时间对地层压力、气体性质以及井底积液、地层垮塌、最小经济产量和计划产量等因素对气井合理产量的影响,建立了以最大日产气量、最长稳产年限和最大可采量为目标的3个气井动态优化配产模型。在气井动态优化配产模型中选取最大日产气量模型,利用模拟退火算法和惩罚函数处理约束条件,采用改进的遗传算法进行求解,利用matlab6·5编写了算法程序。实例计算所获得的配产量满足气井日产量最大的要求,认为该配产方法对实际生产具有一定的指导意义。     

深井连续气举系统的参数设计及优化配气方法

深井用伴生气经压缩机增压后进行气举采油,将碰到起下油管作业费用大、地面注气压力有限、气源将可能不足以满足各井需求等问题。本文介绍对这些问题的解决办法,提出了3年不动管柱仍能有效工作的气举参数设计思想,建立了连续气举系统优化配气的数学模型,编制出设计程序,并用实例说明了所述方法的可行性。     

线性逼近法在管网系统优化运行中的应用

通过对天然气管网系统输配气过程中各种影响因素的分析，建立了天然气管网系统输配气运行方案优化的数学模型，采用线性逼近法对模型进行了求解，编制了计算软件，应     

管网系统动态仿真数学模型的建立及求解

为了便于天然气合理的生产和输送，在保证安全的前提下实现有效的调度和管理，对管网系统进行动态分析是非常必要的。根据天然气管网流动基本方程，建立了管网系统的动态仿真数学模型。并对常用的特征线数值求解方法进行改进，采用Newton-Rapshan迭代法求解非线性方程组，最终实现模型的数值求解。建立的管网动态模拟分析数学模型和所采用的数学求解方法可以应用和分析天然气管网系统的动态运行。