[发明专利]一种水驱油田开发规划离散优化方法

权利要求书

1.一种水驱油田开发规划离散优化方法，其特征在于：步骤如下；

S10、离散化油田水驱开发量；

S20、建立油田水驱开发量预算模型；该步骤S20进一步包括：

①老区老井的产量为：

其中，为第k个区块的老井初始产量，为其初始措施增油量，λ_1k为第k个区块老井的自然递减率；

②第k个区块第i年老区新井的产量；

③第j种油藏类型第i年的新区新井产量：

其中，y_1k(i)表示第k个区块第i年的老井产量；

u_1k(i)表示第k个区块第i年的老井措施工作量；

y_2k(i)表示第k个区块第i年的新井产量；

u_2k(i)表示第k个区块第i年的新井钻井工作量；

y_3j(i)表示第j种油藏类型第i年的新区新井产量；

S30、确定油田水驱开发规划总利润最大和净现值最大目标函数；设各区块老区老井、老区新井及新区新井第i年的吨油利润为：

P(i)＝(P₁₁(i),P₁₂(i),...,P_1m(i),P₂₁(i),P₂₂(i),...,P_2m(i),P₃₁(i),P₃₂(i),...,P_3n(i)) (4)；

各措施工作量、钻井工作量第i年的单位成本分别为：

C(i)＝(C₁₁(i),C₁₂(i),...,C_1m(i),C₂₁(i),C₂₂(i),...,C_2m(i),C₃₁(i),C₃₂(i),...,C_3n(i)) (5)；

故原p年总利润最大和q年净现值最大优化模型的目标函数离散化为：

其中，P为油价；S为商品率；C分别为每年成本；C_附加为每年的销售税金；C_完全为第t年的完全成本；Y₂(t)、Y₃(t)分别为新、老区第t年产油量；Y(t)为第t年总产量；I(t)为第t年的总投资；r_t为折现率；

S40、建立油田水驱开发规划约束条件模型；该步骤S40进一步包括：①产油量约束：

老区新井每年产量Y₂(t)不得小于下限值Y₂(t)水驱油田新区新井每年产量Y₃(t)不得小于下限值Y₃(t)；

即：

其中：Y₂(t)为老区老井新钻井当年产量，Y₃(t)为新区新钻井当年产量，分新区和老区给约束,当年产量的约束，即产量系数取1时，进行投资的新钻井产量；老区新井当年产量下限值Y₂(t)，新区新井当年产量下限值Y₃(t)；对应老区新井产量Y₂(t)和新区产量Y₃(t)的具体表达式如下；

老区新井产量：

Y₂(i)表示第i年老区新井的产量；u₂(i)表示第i年的老区钻井工作量；λ₂为老区新井与累计井数相关的递减率；为累计井数；β(i-l+1)为l年的新钻井在第i年的产量系数；

老区新井产量：

y_2k(i)表示第k个区块第i年老区新井的产量；u_2k(i)表示第k个区块第i年的老区钻井工作量；λ_2k为老区新井第k个区块与累计井数相关的递减率；β(i-l+1)为l年的新钻井在第i年的产量系数；

②投资约束：

陆上水驱油田对规划年给定投资不能超过给定上限值，即：

其中：为水驱油田第t年的投资上限值；I₁(t)为新区第t年投资表达式，I₂(t)为老区老井第t年投资表达式，对应的具体表达式如下：

新区新井投资

老区新投资

新老区总投资

I(t)＝I₁(t)+I₂(t) (13)

x为井深，α为地面建设占总投资的比例，α₁为新区增量，α₂为老区增量，

③吨油成本约束

水驱油田新区和老区新井的吨油成本不能大于规定吨油成本上限值

即：

每年总成本：

C(t)＝C₁(t)+C₂(t)(t＝1,2,3...,p) (15)

每年总产量：

Y(t)＝Y₁(t)+Y₂(t)(t＝1,2,3...,p) (16)

其中：C(t)为水驱油田新区和老区新井第t年的成本总和，Y(t)为水驱油田新区和老区新井第t年的产量总和；新区第t年的成本C₁(t)、老区新井第t年的成本C₂(t)、新区第t年的产量Y₁(t)和老区老井第t年的产量Y₂(t)的具体表达式由下文给出；吨油成本上限值即每年吨油成本不能超2500万元/万吨；

S50、根据以上四步建立的函数，运用MATLAB软件求解目标函数，得到最优的油田开发规划方法。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤S40建立水驱油田开发规划约束条件模型中：

成本＝动力费+折旧折耗+作业费+人工成本+其它费用 (17)

其中，动力费是通过与产液量建立直接关系，然后通过新老区初含水与含水上升率实现产液量与产油量的关系建立，最终实现动力费与产油量的间接关系模型的建立；折旧折耗则主要受到投资、产油量和可采储量的影响；作业费、人工成本和其他费用我们把它们当做一个整体，主要与每年的工作量，即每年开井数或者钻井数有关，其中：

1)动力费

老区新井动力费模型：

新区新井动力费模型：

折旧折耗

新区新井的新增可采储量：

老区新井的新增可采储量：

(i＝1,2,…,p)

故，新区新井折旧折耗：

老区新井折旧折耗：

3)作业费+人工成本+其他费用

(作业费+人工成本+其他费用)＝k₁×累积新井开油井数

故，新区新井：

老区新井：

4)销售税金与附加

新区新井：

C_附加新区＝67.254y₃(i) (23)

老区新井：

C_附加老区＝67.254y₂(i) (24)

④工作量约束

对于规划新区新井和老区新井给定上限约束和下限约束，即：

新区新井约束：

老区新井约束：

其中，u₁(t)为水驱油田新区第t年新钻井数，u₂(t)为水驱油田老区新井第t年新钻井数，并且给定新区钻井数上限值老区新井新钻井数上限值新区钻井数下限值u₁，老区新井新钻井数下限值u₂；

⑤储采平衡约束：

新区新井可采储量N_R1、老区新井可采储量N_R2大于水驱油田总产量，其中水驱油田总产量包括新区产量Y₁(t)、老区新井产量Y₂(t)和老区老井产量Y₃(t)，即：

由于储采平衡为水驱总体，所以产量还包括老区老井产量Y₃(i)(老区老井产量等于规划年前一年产量Q₁,产量递减率为d)，但在优化模型中不涉及老区老井产量，

即老区老井产量：

Y₃(t)＝Q₁(1-d)^t (29)。