油田开发规划多目标优化方法

在油气田开发中 ,需要对产量、利润等多个目标进行合理的规划决策。根据油田开发的实际情况 ,将油田的产量、利润细分为九个部分 ,建立了油田开发规划目标数学模型 ,将利润、产量、成本、投资四种油田开发指标分成不同的优先级进行优化。在该模型中 ,可以根据不同的需要对优先级进行设置。通过对模型的数学处理 ,将模型转化成标准的多目标规划形式。利用某油田的有关数据 ,通过目标单纯型算法 ,给出了满意解。     

产量构成非线性优化模型的研究与应用

将油田产量构成分解为9部分，以总产量的利润之和最大为最优目标，以平均吨油成本不大于规定成本作为成本约束条件，以各产量部分投资之和不超过总投资作为投资约束条件，以9个决策变量要满足其上下限为决策变量约束条件，建立了产量构成非线性优化模型，可用于求得规划期内每年总产量和各部分产量及其成本、利润等指标。应用油田开发历史数据，用带有外部激励的自回归滑动平均模型预测优化模型参数，用最小二乘法多项式拟合产量与工作量之间的非线性关系，用遗传算法求解非线性模型。对某油田产量构成非线性优化结果符合该油田的实际。     

油田开发多年规划单目标产量优化模型及应用

信赖域方法是研究最优化问题的有效方法之一。对于油田开发中的多年规划问题,根据功能模拟原理建立油田开发指标关联关系,可以建立油田开发多年规划单目标产量优化的非线性模型。从优化模型建立的三大要素（目标函数、决策变量、约束条件）分析出发,建立了以效益最好（定产量、定成本）为目标的优化模型,结合求解非线性规划的信赖域方法,提出一种油田开发多年规划单目标产量优化模型的求解算法,为合理开发油田提供了定量依据,并进行了实例分析,得出了较好的效果。     

油田投资、产量、成本和效益优化配置方法及实例

根据优化理论,综合考虑油田开发状况及资源的均衡分配,建立了油田投资、产量、成本和效益优化配置模型.该优化配置模型把成本函数、投资函数与效益关系函数有机结合在一起.同时,还介绍了已开发油田和新开发油田的投资、产量、成本和效益的优化配置方法.根据动用地质储量不同类别储量,构造不同的产量规模,应用优化配置模型确定出S油田在不同油价下的优化配置产量和次优化配置产量规模.应用结果表明,模型适用于油田确定开发产量规模及产量构成,降低油田开发的投资风险.     

随机油价下的油田开发规划优化模型

为了科学合理地制定油田开发规划方案，建立了随机油价下的油田开发规划优化模型。首先利用功能模拟原理（微分模拟方法及神经网络方法）建立油田采油厂产量与其对应影响因素的关联关系，然后在随机油价下，根据油田开发的实际情况，在对决策变量、目标函数、约束条件进行分析的基础上，研究每个采油厂或开发单元的具体情况并建立定产量、定成本、效益最好的产能分配优化模型，并采用改进内点法对优化模型进行求解。采用这一优化过程，成功地解决了油田开发规划中随机油价下的油田（采油厂）产量、工作量及成本的最优分配问题。将该模型应用干中国某油田中后期开发阶段产量规划中，产生了巨大的经济效益。表3参12     

油田开发二层多目标措施结构优化模型及算法

本文讨论了油田开发规划的措施结构优化问题。基于二层多目标规划原理,将油田企业视为一个二层系统(上层是油田公司,下层是各个采油厂,并且两个层面相对独立),以总措施产量最大、总效益最好为目标建立了油田开发规划的二层多目标措施结构优化模型,并给出了适用于该模型的改进的Pareto多目标遗传算法的算法设计和实现步骤。该优化模型成功地解决了油田公司措施产量分配问题以及采油厂各分项措施产量对应的各项工作量、其它开发指标的最优构成问题。     

油田开发二层多目标措施结构优化模型及算法

讨论了油田开发规划的措施结构优化问题,基于二层多目标规划原理,将油田企业视为一个二层系统（上层为油田公司,下层为各个采油厂,且2个层面相对独立）,以总措施产量最大、总效益最好为目标,建立了油田开发规划的二层多目标措施结构优化模型,并给出了适用于该模型的改进的Pareto多目标遗传算法的设计和实现步骤。该优化模型成功解决了油田公司措施产量分配问题、采油厂各分项措施产量对应的各项工作量及其他开发指标的最优构成问题。     

油田开发规划产量构成优化模型及其应用

利用功能模拟原理(微分模拟方法及神经网络方法)建立了油田开发指标关联关系,同时研究并建立了油田产量最高(定成本),成本最低(定产量),效益最好(定产量、定成本)的产量构成优化模型.这些优化模型成功地解决了油田各分项产量(通常含自然产量、措施产量、新区新井产量、老区新井产量)及对应的各项工作量及其他开发指标的最优构成问题,将模型应用于国内多个中、后期开发油田的开发规划中,产生了很好的经济效益.     

基于增量和存量的油田效益开发优化模型

伴随着油田"增量-存量"管理模式的推广,以往的开发规划优化模型已不适应油田开发规划的总体要求。结合油田中长远开发规划的特点,定义了适用于开发规划的增量和存量的概念。以新区新井和老区新井工作量为决策变量,以油田实际要求、关系和规律模型为约束,以效益最大、投资最小和成本最小为目标,建立增量构成油田效益开发优化模型,以实现储量、工作量、产油量、投资、成本和效益的一体化优化。利用内点法对模型进行求解,并应用于某水驱油田的"十三五"开发规划。应用结果表明:由于新区增量比老区增量效益更好,因此在满足老区增量约束的条件下,剩余投资全部投向新区增量,体现了以效益为中心的规划优化。该模型的建立可为"增量-存量"模式下油田效益优化决策提供思路和方法。     

天然气开发规划产量构成优化模型及其应用

文章主要研究并解决天然气开发规划中气区各分项产量对气田总产量的最优构成问题。从研究天然气开发规划的产量构成入手，以产量、成本、措施工作量等历史数据为基础，运用自适应遗传算法优化神经网络的连接权值的方法，建立天然气产量等开发指标与其多影响因素之间的关联关系，再在这些关联关系及成本、投资、用户需求等约束条件下，分别建立了产量最大、成本最低、效益最好的单目标优化模型，并运用自适应遗传算法来研究优化模型的求解。应用实例结果符合生产实际。     

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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。     

基于遗传算法的原油实沸点收率非线性建模

原油实沸点收率是石油炼制企业安排石油加工方案与进行现场温度、压力等控制的重要依据,其详细的细分数据与高温段数据难以获得。笔者设计了一种具有非线性逼近能力的人工神经网络模型,以遗传算法进行该模型参数的组合优化对原油实沸点收率与温度间非线性建模,用该模型来指导工业生产取得了良好的效果。     

聚合物驱产量预测的组合优化模型

选择了14个非线性模型建立模型库,并根据这些模型在一段时间内的预测误差分析,选取最优的非线性模型。采用了一阶指数平滑模型、神经网络模型进行聚合物驱产量的预测和比较分析;引入了目标函数的评优算法来确定前述的预测方法的最佳组合策略。结果表明,神经网络模型和组合优化模型的预测结果都能较好地逼近实际曲线,在绝大部分区段优于非线性优化模型和一次指数平滑模型的预测结果。这是因为这两种模型都综合考虑了多种产量影响因素,使预测结果更符合实际聚合物驱开采规律;而组合优化预测模型是建立在最大信息利用的基础上,它集结了单一模型所包含的信息,有着更好的预测效果。     

实现中原油田最小成本优化配产的四维决策单纯形规划法

中原油田原油生产计划实际上是一个地质配产方案，在近期内资金缺乏、储量不足的双重困扰下，解决这一矛盾的出路在于尽可能合理地利用资金和现有已掌握的可采储量。本文从油田开发生产成本分析入手，建立成本最小模型。在成本最小优化模型中，把产液量、产油量、生产井数和注水井数作为配产规划指标，经多元回归成本关系后进行优化。通过对1991年油田分厂配产结果表明，其配产量比“八五”规划指标要低，但接近该年的实际生产指标，配产后总成本有所下降。文章基于中原油田开采近十年的经验，统计分析了大量矿场资料，认真研究了油藏开采规律，运用油藏工程、经济评价和系统工程方法，建立起中长期适应不同类型油藏的实现最小成本四维决策单纯形优化配产模型，为中原油田制定“九五”开发规划提供了方法和决策支持手段。     

热油管道稳态运行的两级递阶优化模型

长输热油管道实现最优化运行的目的是降低输油能耗。本文在对长输热油管道的运行过程进行系统分析的基础上,利用大系统的分解原则建立了一个稳态优化运行的两级递阶模型。该模型由两级子模型构成:(1)泵组合与管路最优匹配子模型;(2)输油温度优化子模型。模型求解的算法已被编成计算机程序,它适用于一般长输热油管道。文中给出了数值计算实例。最后对模型、算法及最优解进行了讨论。     

大庆油田开发规划经济数学模型的研究

本文从灰色系统控制角度出发,将整个油田看作是一个动态系统。在分析研究系统的产量变化时间序列统计规律基础上,采用多层递阶预报和多变量多步自校正递推预报器,分别建立了水驱砂岩油田产量递减自适应预报模型。并应用该模型预报大庆油田无措施条件下的产量变化。在此基础上建立了油田动态规划模型,采用简捷的一步优化方法,求解最优控制试编了满足油田稳产要求和经济上合理的五年规划。     

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.     

利用多级模糊评判法优选哈法亚油田人工举升方式

哈法亚油田位于伊拉克东南部,含油层系较多,不同层系在生产中存在生产气油比高、含硫、出砂、沥青析出等诸多生产问题,给人工举升方式的选择带来了较大挑战。为了针对不同层系特性选择相适应的人工举升方式,综合考虑油藏特征、流体物性、井筒条件、举升设备特点及资金成本等众多因素,采用多级模糊评价方法建立了哈法亚油田目标层系人工举升方式影响因素的综合评价模型,结合油田生产现状,计算各类举升方式的决策因子,分层系优选出了最佳的人工举升方式。油田先导性试验表明:优选结果的实际应用效果在技术上适应性良好,经济上成本控制合理,为油田后期全面转人工举升开采提供了技术指导和经验借鉴。     

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.     

海上稠油油藏多元热流体吞吐开采技术优化研究

针对我国渤海A油田稠油油藏原油粘度高、冷采效果差的问题,在分析多元热流体吞吐开采机理的基础上,开展了多元热流体吞吐数值模拟研究,对多元热流体吞吐参数进行了优化,并针对该油田进行开发井网部署,制定多元热流体吞吐整体开发方案,预测开发效果。现场先导试验表明:对稠油油藏进行多元热流体吞吐开发,可以有效提高油井产能,改善开发效果,对海上稠油油藏开发模式的转变具有重要的指导意义。