优化理论在连续气举系统配气中的应用

采用优化理论确定优化连续气举系统配气方案，可从系统获得最佳经济效益。提出了连续气举单井经济动态模型及经济动态曲线制作方法，建立了以连续气举系统内所有井的日工作现金收入之和最大为目标函数的优化配气数学模型，介绍了模型的求解方法。根据数学模型和求解方法，编制了优化配气的程序。用它对一个实例系统进行了给定供气量下的优化配气计算。结果表明，根据优化理论确定优化配气方案是合理、可行的。     

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。     

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。     

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.     

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。     

气举井优化配气测试技术

针对文东油田高温、高压、高油气比、高矿化度的特点,研究开发了气举井优化配气测试技术。该技术在正常生产情况下进行注气量的阶段调整,同时测试流压、套压、温度、产液量、含水随时间及注气量的变化情况,绘制单井特性曲线、优选最佳注气参数,实现气举井产量与注气量的优化,提高举升效率。在13－256井、13－98井应用该技术后,取得了节气、增油的效果。     

新型气举采油注气计量自控装置的研制和应用

中原油田是国内气举采油方式应用较早、规模最大的油田，但其配气工艺水平的滞后一直制约着气举采油效率的提高。针对这一问题，开发研制了气举采油配气计量自控装置。文章阐述了装置的工作原理、功能以及应用情况。     

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球塞气举是一种特殊的气举方式,具有举升效率高、稳定性好、特别适应低压且液相滑脱损失严重的油气井条件。根据球塞连续气举的采油原理,2000年建立了一套高14.2 m、Φ40 mm的U型可视化球塞气举实验装置,其实验研究的目的为：一是优化设计地面投球器和井下气液混合器等主要配套部件;二是系统地开展球塞连续气举物理模拟实验研究,测试对比不同球塞直径、材料和投球频率对气举特性的影响。该研究成果对于研发配套装置、观测认识球塞气举气液球三相流动规律和指导现场应用均具有重要的指导意义。     

运用高压气举工艺开采深的含硫油井

一种创新的高压氮气气举工艺设计的运用，使得北佛罗里达州Ｊａｙ／ＬＥＣ油田的几口井得以恢复生产。从该油田的三次采油注气工程中获得的氮气用于该油田首次连续氮气气举系统，使得一些很深的气举井恢复生产。该工艺技术适合深的高含水、含硫油井采用连续氮气举升系统生产的独特气举要求。该项目的设计未局限于常规人工举升工艺技术。而是利用油田注气工程中现有的氮气解决气源问题。此高压氮气举升工艺可使一些应用常规烃类气体气     

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。     

A Nonlinear Approach to Gas Lift Allocation Optimization With Operational Constraints Using Particle Swarm Optimization and a Penalty Function

Abstract

Most gas lift well networks confront the limitations of both gas supply and compressor capacity. Thus, simultaneously allocating a number of the wells the optimum of the gas injection rate and the gas injection depth to reach the maximum oil production, in addition to satisfying the stated constraints, is the most important effort for the design process. This novel approach is a modification of the conventional allocation optimization problem in which no constraint on the gas injection pressure at the surface was considered. In this work, a model using a particle swarm optimization algorithm and penalty function method is presented to solve the new approach of the allocation optimization problem with high speed and desirable accuracy. Then the model is tested on a group of wells.     

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。     

国产化水下油气生产系统可靠性分配研究

我国水下油气生产系统的技术水平还处于初步发展阶段,为保障国产化水下油气生产系统的成功实施,有必要开展水下油气生产系统可靠性相关研究工作。提出一种基于相似产品分配法和层次分析法(AHP)相结合的复合分配法,建立了典型水下油气生产系统模型和系统可靠性框图,并综合考虑国产化因素,建立了系统可靠性分配模型。通过专家评分系统构造出判断矩阵,运用复合分配法进行系统可靠性一次分配和再分配,将系统可靠性指标分配到各子系统及设备单元。对相似产品分配法、AHP以及复合分配法3种方法进行对比,对比结果表明,复合分配法可以优化系统可靠性分配系数,使得系统可靠性设计更加合理。研究结果可对国产化水下油气生产系统自主设计阶段工作提供一定的指导。     

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油气产量的精确预测是油气优化配产的前提,目前对于油气产量的预测模式大都局限于油气产量与其单影响因素之间的非线性关系模式(多项式回归)或是油气产量与其多影响因素之间的线性关系模式(多元线性回归),而没有油气产量与其多影响因素之间的非线性关系模式。文章利用功能模拟原理（微分模拟方法及神经网络方法）,建立了气田的产量等开发指标与其影响因素之间的关联关系,以此对气田优化配产模型进行准确而有效的约束,建立产量最大（定成本）、成本最低（定产量）、效益最好（定产量、定成本）的产量分配优化模型,并且利用SUMT方法进行了求解。这些优化模型成功地解决了气田的总产量和对应的工作量及其它开发指标最优地分配到各二级开采单位的一系列问题,应用于国内某中后期开发气田的开发规划中取得了较好的经济效益。     

PRODUCTION SYSTEM MODELLING, CALIBRATION AND OPTIMIZATION IN PRACTICE

The present work reports on the application and development of a field planning methodology for an oil production station. NETOPT, which is a network optimizer based on a non-linear sequential quadratic programming, is used in this study. The report discusses this novel approach that considers the simultaneous hydraulic interaction of all individual wells and addresses the methodology used to implement a production system-modeling tool. Factors influencing network behavior are identified and discussed. Constrained and unconstrained optimization of oil/gross liquid production is conducted with decision variables based on gas-lift allocation and chokes openings. It was observed that the unconstrained model using injected gas rates to gas-lifted wells as decision variables improves the net oil production by approximately 6406 bbl/day, which represents an increase of 1.57% over the base case results. Specific problems were encountered during calibration of the production model and these are discussed with the lessons learned.     

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油气田产量和可采储量的预测是油藏工作中一项十分重要的任务，它是编制油气田开发规划部署，进行油气田开发（调整）方案设计，以及油气田开发动态分析的重要内容。基于对大量油气田开发实际动态资料的统计研究，建立了一种预测油气田产量、累积产量、可采储量、最高年产气量及其发生的时间的新模型。该模型还可以预测剩余可采储量、剩余可采储量的储采比或采油速度等参数。油气田实际应用结果表明，该模型不仅适用于油气田产量存在单峰的情形，而且也适用于油气田投产之后持续递减的情形。     

确定凝析气井合理产能的新方法

在凝析气藏开发过程中，随着地层压力下降，反凝析油会在井底周围聚集，形成反凝析油污染，伤害地层渗透率。凝析气井合理产能是保障高效开发凝析气藏的重要参数。基于凝析油气体系在恒温条件下的反凝析渗流理论，考虑“地层——井筒——井口——地面定点”连续流动，研究了凝析气井在不同配产条件、不同生产时间下凝析油饱和度分布特征和多项渗流特征的计算分析方法。在综合分析凝析气井各种约束条件的基础上，建立了考虑凝析油污染条件下凝析气井动态优化配产理论与方法。大港油田某凝析气藏实例计算表明，采用考虑凝析油污染条件下凝析气井动态优化配产理论与方法确定出的凝析气井合理产量与实际气井产能基本一致，说明该方法具有可靠性和实用性。图3参7     

PRODUCTION SYSTEM MODELLING,CALIBRATION AND OPTIMIZATION IN PRACTICE

ABSTRACT

The present work reports on the application and development of a field planning methodology for an oil production station. NETOPT, which is a network optimizer based on a non-linear sequential quadratic programming, is used in this study. The report discusses this novel approach that considers the simultaneous hydraulic interaction of all individual wells and addresses the methodology used to implement a production system-modeling tool. Factors influencing network behavior are identified and discussed. Constrained and unconstrained optimization of oil/gross liquid production is conducted with decision variables based on gas-lift allocation and chokes openings. It was observed that the unconstrained model using injected gas rates to gas-lifted wells as decision variables improves the net oil production by approximately 6406 bbl/day, which represents an increase of 1.57% over the base case results. Specific problems were encountered during calibration of the production model and these are discussed with the lessons learned.     

预测油气田产量的Г模型

基于对油气田产量变化规律及概率论中的Г分布,进行综合系统研究的结果,推导建立了预测油气田产量的Г模型。该模型不但可以预测油气田产量、累积产量随时间的变化,而且也可以预测油气田可采储量、最高年产量及其发生的时间。