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《西南石油学院》 2005年
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气井及气藏优化配产方法研究及软件系统设计

卢立泽  
【摘要】:本研究从单井的动态分析及区块功能模拟原理出发得到一套在不同目标下单井及气藏的优化配产方法(建立优化配产模型)并形成软件。主要进行了以下几个方面的工作: 1、以天然气工程原理为基础,研究单井的动态分析及优化配产 从气藏(含干气与凝析气)的物性参数、地层参数及生产统计数据出发,首先进行单井节点压降动态分析并对单井生产过程进行动态仿真与拟合,其中凝析气井是将基于PVT相态分析所建立的凝析油气体系相平衡热力学理论应用于凝析气井井筒流动动态计算中,同时考虑多孔介质界面现象(毛管压力、吸附及毛细凝聚等)的影响,建立能更真实描述多孔介质中凝析油气体系相态特征和渗流特征的物化渗流模型,在此基础上对单井进行动态分析预测(含压降、产量等预测,并建立相应的预测模型),以单井动态仿真与预测为基础,建立不同目标(产量最大、稳产时间最长,累计产量最大等)下单井的优化配产模型,继而实现从单井到气藏的优化配产。 2、以功能模拟原理为基础,研究气藏的动态分析及优化配产 从生产统计数据出发,通过历史拟合实现功能同构,根据同构原理建立系统的输入输出关联关系,以此输入输出关系为基础,建立系统的预测模型,并进一步按不同的目标建立气田及区块的产量分配模型、产量构成模型和措施产量最优构成模型,实现从气藏到气井的最优产量分配。同时,通过系统分析从控制论的角度建立措施最优控制模型,实现对气藏开发动态的最优控制,指导更加高效的开发气田。 3、研究单井及气藏动态预测与优化配产建模及模型的求解算法 对于单井,在压降动态仿真的基础上,建立了压力、产量等预测模型,从最优化的角度,详细分析了优化配产的目标、决策变量及约束条件。目标分别考虑了单井日产量最大、单井稳产时间最长、单井累积产量最大;决策变量则选定为人为可以直接控制的嘴径大小、管径大小等;约束条件则是在对配产过程进行了全面、系统分析的基础上,主要考虑了:气井积液条件、气液对管壁的冲蚀、临界条件、速敏效应、无阻流量、计划产量等。另外,还研究并设计了不同目标(单目标)优化配产模型的求解迭代算法。 对于区块,则是以产量及其影响因素的关联关系(利用功能模拟原理建立)为基础,再辅以措施能力、储量、计划产量等作为约束条件,以各分项产量、各区块产量、各分项措施产量等为决策变量,研究并建立了产量最大、成本最低、效益最好(仅考虑单目标)的优化配产模型及产量最优控制模型,并设计了最优化模型的求解算法。 4、研究了气田开发方案的优选和多目标优化 在研究了相似系数法和模糊综合评判法的基础上,对气井和气田的单目标优化方案按产量、采气速度和采出程度这三项指标对开发方案进行了优选排序,并且建立了以日产量最大、稳产时间最长、累计产量最大这三项目标为多目标的气井开发多目标优化模型和以产量最大、成本最低、效益最好这三项目标为多目标的气田开发产量构成、产量分配、措施产量构成多目标优化模型,并提出了求解思路。 5、研制单井及气藏动态预测与优化配产软件系统
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