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。     

水驱油田开发生产调控优化方法

针对注水开发油藏建立油藏生产调控优化方法,根据决策者的不同要求选取不同的目标函数、决策变量和约束条件来建立油藏生产动态实时优化数学模型,应用新的无梯度优化算法进行求解,提高计算效率。通过连续调控油井产液量和水井注入量,得到实时最优开发调控方案,实现油田高效开发。利用无梯度优化算法对渤海注水开发油田进行开发生产优化调整,水驱采收率可提高1.7%。     

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。     

基于蒙特卡洛梯度逼近方法的油藏开发生产优化

油藏动态实时生产优化常采用伴随法求解梯度,但计算过程异常复杂,很难得到广泛应用。首次将蒙特卡洛梯度逼近(MCGA)方法引入到油藏生产优化中,该方法计算简单、求解过程不受模拟器的限制,且所得梯度的期望值为目标函数的真实梯度。结合油藏数值模拟技术,在历史拟合基础上应用该方法对某油田单元进行了油水井生产参数(产液速度和注入速度)的优化,结果显示:优化后的生产调控制度有效地改善了水驱开发效果,相比优化前累产油增幅达60%以上,达到了降水增油的目的。     

油藏动态实时监测与调控

油藏动态实时监测与调控是智能化油田管理的核心内容之一。该技术以节约生产成本、最大化油田经济效益为目标,将油藏实时监测、数据分析解释、油藏数值模拟、方案实时优化与生产调控等多项技术集成一体,为制定油田生产预警、开发方案调整、增产增注等措施提供技术支撑与保障,具有广阔的应用前景。介绍了动态监测与控制系统组成和现场应用案例。     

油藏开发生产鲁棒优化方法

将油藏模型系统的不确定性考虑到优化设计中,建立了油藏生产鲁棒优化控制模型。针对伴随法求解模型梯度过于复杂的局限性,提出了两种基于随机扰动近似法(SPSA)的梯度的计算方法,然后利用对数变换和投影梯度法将所得梯度投影到可行方向上进行迭代求解,最终获得满足生产约束条件的最优控制方案。计算实例表明,其取得了与伴随法相一致的优化结果,且最终控制方案能够有效地改善油田开发效果,降低生产的风险性。该方法实现过程简单,能够和各种油藏模拟器相结合,为解决实际油藏的生产优化问题提供了新思路。     

数据驱动的复杂油藏注采生产优化技术研究进展

水驱开发老油田由于注采关系复杂、驱替场动态变化频繁,地下油水分布的格局发生了显著的变化,已进入到深度精细开发的新阶段。为促进石油工业智能化升级,综述了数据驱动的复杂油藏注采生产优化技术研究与应用,重点讨论了油藏注采连通性分析及生产优化的大数据驱动模型和智能算法研究进展。研究表明,复杂油藏精准构建和快速优化求解是油田生产开发智能化的关键,数据、机理与智能算法的交叉融合是未来智能油田开发研究的发展趋势。     

油藏跟踪模拟技术及应用

油藏跟踪模拟技术通过调用油田开发数据库，一体化运用油藏建模、数值模拟、后处理等技术，达到对油田开发动态进行数值模拟、跟踪数值模拟的目的。该技术通过随时添加生产数据，利用不同阶段试井解释资料修正储层模型，优化出符合实际情况的动态油藏模型。应用跟踪数据模拟技术，对埕岛油田馆陶组注水开发方案进行了优化和完善；并对开发过程中生产动态进行跟踪分析，取得了较好的效果。     

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。     

常规条件下油藏数值模拟数据可视化展示方法

针对油藏数值模拟数据难以在常规条件下进行即时展示的难题,分析了油藏数值模拟数据的结构特点和数据格式,利用跨平台三维图形软件开发工具包的辅助开发技术,实现了油藏数值模拟数据在大数据集管理模式下的格式文件的转换。在此基础上通过优化算法,设计了在常规条件下用于油藏数值模拟数据静态和动态展示的方法。应用该方法对埕岛油田某油藏的数值模拟数据进行展示测试,结果表明,在常规软、硬件平台的实时展示时间比工作站的专业软件所展示的时间减少了68.7 s,大幅度提高了工作效率。     

WZ油田人工举升方式优选研究

针对WZ油田人工举升方式优选问题,基于油井自喷期末储层特征及生产要求,通过分析井下特征、油藏特性等影响因素,建立了工艺适应性评价指标体系,应用系统层次模糊优选模型选取电潜泵为WZ油田最优人工举升方式。结果表明,应用该模型优选人工举升方式,评价结果全面可靠、可操作性强,可为同类油田现场采油方式优选提供参考。     

下二门油田核二段Ⅱ油组普通稠油油藏二次聚合物驱实践与认识

下二门油田核二段Ⅱ油组属于普通稠油油藏,油层厚度薄、非均质严重、地下原油粘度大。经过20多年的水驱、聚合物驱及后续水驱开发后,油藏采收率低、采油速度低、采出程度低、综合含水高,开发效果逐年变差。二次聚合物驱采用井网调整技术、注采参数优化技术、全过程调剖技术、动态调整技术等关键技术,取得了较好的矿场应用效果。实践表明二次聚合物驱能较好地改善该油藏的开发效果,是进一步提高采收率的有效途径。下二门油田核二段Ⅱ油组普通稠油油藏二次聚合物驱是国内第一个开展二次聚合物驱的单元,其成功经验为类似油藏的开发提供了借鉴。     

二类油层不同注采类型井组聚驱最佳调整时机

大庆油田二类油层与主力油层相比,油层非均质性更加严重,决定了其聚驱动态特征与主力油层有较大差别,二类油层笼统注聚过程中,层间开采矛盾依然较突出,薄差层动用程度低,厚层突进现象严重,聚驱整体技术经济效果不理想。为明确大庆油田二类油层不同注采类型井组的聚驱调整时机,达到最佳的聚驱效果,针对大庆油田二类油层4种典型的矿场注采类型,建立厚注厚采、厚注薄采、薄注薄采、薄注厚采4种注采类型井组,通过开展4种注采类型模型等压聚合物驱油实验,得到厚注厚采、厚注薄采、薄注厚采、薄注薄采最佳调整时机聚合物用量分别为740 PV·mg/L、780 PV·mg/L、810 PV·mg/L和860 PV·mg/L。各井组在最佳调整时机时吨聚增油量最大,提高采收率值最高,应在最佳调整时机停止注聚合物,同时应在注聚过程中及时采取跟踪调整措施,最大限度地达到不同注采类型井组技术经济界限注入量,提高聚合物驱效率和效果。通过对比厚注薄采与薄注厚采聚合物驱效果,得到了平面非均质地层开采时,高渗带注入、低渗带采出的注采模式驱替效果更好,更有利于开采。     

油田开发规划决策支持系统及其在新疆油田的应用

油田开发规划决策支持系统 (ODPDSS)是一套以油田自身特点为基础 ,以产量和经济效益为目标的油田管理软件。该系统主要由数据准备、资源潜力分析、规划部署和优化决策等四大模块构成 ,其主要功能子模块包括未开发油藏评价、正开发油藏评价、气田与稠油油藏评价、规划经济评价、资源优化决策等 ;神经网络方法、灰色系统理论、优化技术、现代控制论理论及动态ODBC技术的应用是该系统设计的最大特点。该系统可以在措施工作量优化时给出多个方案 ,并对多个方案进行综合评判 ,从而为油田决策者整体规划油田、合理分配油气资源提供决策支持。该系统在新疆油田应用取得了成功。     

胡状集油田胡5块剩余油宏观分布研究

通过利用静动态资料,分析了小层沉积微相对注人水运动规律的影响和断层、注采井网、储层非均质性对剩余油分布的控制,从储量的水淹状况、剩余油主要分布类型、小层动用状况三方面研究了胡状集油田胡5块剩余油宏观分布形式.结果表明,影响胡状集油田胡5块剩余油分布的主要因素是受地质构造控制,水驱未控制油层型和受控而未见效的差油层型都有一定的潜力,采出程度在5%-20%间的小层是现阶段的主要潜力层.通过实施调整挖潜措施,油藏开发效果得到了明显好转,注采井数比和水驱控制程度都得到了很大提高.     

A review of closed-loop reservoir management

The closed-loop reservoir management technique enables a dynamic and real-time optimal production schedule under the existing reservoir conditions to be achieved by adjusting the injection and production strategies. This is one of the most effective ways to exploit limited oil reserves more economically and efficiently. There are two steps in closed-loop reservoir management: automatic history matching and reservoir production optimization. Both of the steps are large-scale complicated optimization problems. This paper gives a general review of the two basic techniques in closed-loop reservoir management; summarizes the applications of gradient-based algorithms, gradient-free algorithms, and artificial intelligence algorithms; analyzes the characteristics and application conditions of these optimization methods; and finally discusses the emphases and directions of future research on both automatic history matching and reservoir production optimization.     

分支水平井技术在单家寺特稠油油藏开发中的应用

通过对单家寺油田单2块沙一段特稠油油藏特征的系统研究,探讨了分支水平井开发特稠油油藏边际储量的巨大优势。分支水平井具有泄油面积大、单井产量高、节约钻井费用等特点,可实现特稠油边际储量的有效动用。以单家寺油田单2块沙一段为例,从分支水平井部署的位置优选、分支水平井参数优化及轨迹设计与优化等方面描述了水平分支井的地质设计技术,并提出在分支水平井钻进过程中进行实时跟踪分析,以确保分支水平井的顺利完钻,从而达到高效开发特稠油边际储量的目的。