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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

区块优化配气技术在让纳若尔油田的应用

让纳若尔油田目前有气举井283口,压缩机供气能力与气举井的需气量基本处于平衡状态。为在压缩机数量不增加的情况下扩大气举规模,需要开展气举井系统优化配气技术研究,提高目前整个让那若尔油田的举升效率。本次配气优化以整个气举区块为研究对象,以有限的供气量为约束条件,以整个区块产量最大化为目标,对全油田149口井进行了整体优化配气模拟计算,现场实际调整气量井数达137口,日增油达227.5 t,日节约气量16.1×104m3,取得显著节气增油效果。     

川西成组气田最优配产规划及决策

针对川西主力气田目前普遍存在的由于配产不合理所造成采气成本偏高、气藏稳产期短、产量递减快等一系列问题, 提出一套对川西气田进行成组划分, 实施整体优化配产的新方法。以最小化单位采气成本为目标, 建立起成组气田开发最优配产规划数学模型, 以井次与产量的关系拟合为非均匀布井问题的解决手段, 并采用一种新型的优化技术——改进遗传算法进行了求解, 获得川西成组气田开发最优配产规划方案, 为决策者对全气田的宏观管理提供定量依据。与现行开发方案相比, 能够使单位采气成本明显降低, 效果显著。     

二次梯度非线性渗流问题求解

通过建立考虑井储和表皮效应的均质油藏二次梯度真实井径不稳定渗流数学模型,选取不同的求解方法研究了二次梯度非线性渗流求解问题;由于模型严重的非线性特性,利用Laplace积分变换法求解极其困难而不可取;Duhamel叠加原理法有其自身的适用范围而不适用;Douglas-Jolies预估-校正法可以解决这类非线性模型求解问题,但计算量大、耗时而不利于试井拟合解释.通过引入有效井径模型,比较客易地获得了井底压力动态响应关系曲线,避免了考虑表皮的真实井径模型求解难的问题,为多重介质等复杂介质油藏及复杂边界油藏的非线性渗流问题研究奠定了基础,提供了求解新思路.     

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。     

汽油机性能优化计算分析

为了提升某三缸二气门汽油机的标定功率及最大扭矩,采用BOOST软件对该机建立数值模型,并进行了标定;以此为基础建立了该三缸机的四气门模型,对进气系统和配气机构进行了优化,计算了优化后四气门的外特性,并与原机性能曲线进行了对比,结果显示汽油机四气门化后的性能满足了优化目标要求。     

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��On the basis of perfecting gas-lift formula method design,this paper presents the design program worked out with PC-1500 computer for gas-lift water withdrawal technology in gas production.Through its application to the gas-lift procedure in Lu well No.3,it is proved that using this program to design and draw up gas production curves is convenient, quick and accurate,and the level of gas-lift water withdrawal technology in gas production will be raised.     

稠油环空掺稀气举技术——以吐哈油田吐玉克区块为例

为了提高稠油冷采开发水平,利用高18.25 m的垂直多相管流实验回路开展了稠油气举流动实验及压降模型优选。基于实验结果及井筒传热机理,建立了环空掺稀气举井筒压力-温度梯度耦合预测模型,并可通过耦合环空与油管内流动进行循环迭代求解。实验结果表明:注气有助于稠油与稀油更快更充分混合;压降模型优选表明,Ansari模型误差相对最小,为12.12% 。针对吐哈油田吐玉克区块稠油井筒举升困难的实际情况,提出了稠油环空掺稀+气举工艺思路,并开展了实例井掺稀气举设计,对注气量、掺稀量等进行了敏感性分析。实例设计结果表明,实例井仅靠气举无法生产,其 掺稀生产极限产量可达到16 m³/d,而掺稀+气举极限产量能达到52.5 m³/d;定产油量条件下,在特定范围内增加注气量能极大地减小掺稀量,且井底掺稀气举能极大地提升稠油井的产能。     

克拉美丽气田水淹气井气举硬举动态模拟

气举因其适应性强,工艺灵活,广泛用于产水气井排液采气或水淹气井复产,但其卸载过程较为复杂,其卸载方式或工艺参数多凭经验确定,尤其对于气举硬举工艺。为此,基于动量守恒和质量守恒建立了气举硬举卸载过程数学模型,并利用有限差分方法对模型进行了求解。以克拉美丽气田水淹井DX180X井为例,采用气举硬举方式,考虑氮气气举和天然气气举,分别采用正、反举方式进行卸载动态模拟,分析了影响卸载的各因素,如注氮气或天然气,正、反举方式等,模拟了卸载过程中井口压力、井底压力等随时间的变化情况。为降低启动压力及减少井筒液体回流时间或回流量,推荐采用注氮气正举方式卸载,对于深井、地层压力较高或需连续油管气举硬举的水淹井尤为适用。通过实例模拟与分析为气举硬举的可行性研究、工艺设计及压缩机选择等提供了参考。     

气举井动态测试分析与应用研究

为了解油井动态，提高气举效率．进行了气举井的系统测试，包括地面压力、温度、流量测试，井筒压力、温度分布测试以及气举动态测试和不关井试井。通过对测试资料的分析．可以得出可靠的油井模型,分析气举井的实际工作状态，优选注气量等。     

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.     

球塞气举排水采气系统效率计算与分析

把球塞气举排水采气系统划分为压缩机组、地面注气管线、井内注气油管和球塞举升油管等几个子系统,分别建立了评价各个子系统效率的数学模型,从而得到了球塞气举排水采气系统效率的计算方法,并进行了实例计算与分析,所获得的结论及认识对进一步探讨球塞气举举升机理具有重要意义。