[发明专利]基于最优控制理论的海上油藏动态实时生产优化方法

说明书

本发明公开了一种基于最优控制理论的海上油藏动态实时生产优化方法：利用Eclipse软件建立油藏数模模型；建立油藏动态实时优化数学模型；建立数学模型的约束条件，包括油田整体规划的限制、油藏整体注采量的限制、单井注采能力的限制；选取用于求解模型的优化算法，包括SPSA梯度算法和投影梯度法；调用油藏数模模型进行迭代计算。本发明海上油田中高含水期面临着油水分布复杂、剩余油挖潜难度大、开发中后期生产调整困难等问题，可维持海上油田稳产、减少开发成本。

技术领域

本发明涉及一种方法，更具体的说，是涉及一种基于最优控制理论的海上油藏动态实时生产优化方法。

背景技术

目前，对于处于高含水期的海上河流相储层，如何立足现有条件，进一步深入研究，优化生产开发方案，改善注采矛盾，是实现稳油控水、提高开发效益的关键。

现有技术是利用油藏工程方法，结合油藏数值模拟技术，对油层压力变化、注水有效性、井网适应性进行研究；从生产井最低合理流压、合理生产压差、合理采液强度进行采油系统研究；进行注水系统研究，对注水井的油层破裂压力、注入压力、注入量、合理注水强度进行论证等等。通过反复拟合和预测，对模拟结果进行综合比较、分析，最终可以优选出最佳开发方案。但是，这一过程需要搜集和处理大量的静、动态资料，由于资料的不完善和一些经验算法的局限性，导致研究结果不够准确；运用油藏数值模拟技术优选最佳方案时，拟合时间长，对计算机要求高，而且往往是对整个区块或开采单元进行整体优选，选出的开发控制参数对于单井并不一定是最适用的；通过人工修改每一口井的控制参数，来对单井参数进行优选，工作量会呈指数增加，又会出现算法不收敛等问题，费时又费力。

总结来说，现有技术的特征是借助油藏工程方法或数值模拟技术进行人工注水及采油方案优化设计，这种方法的随机性强，人工设计有限组合的方案往往不是最优，且数值模拟模型建立工作繁琐，人工历史拟合过程耗时耗力，优化设计工作量大，往往耗费大量人力物力但是得不到理想的效果。只能在设计的有限组合中寻找出最优的值，并不是真实的最优值，具有一定的局限性，而且由于工作量大，往往费时费力。

发明内容

本发明的目的是为了解决海上油田中高含水期油水分布复杂、剩余油挖潜难度大、开发中后期生产调整困难等问题，为了保持油田稳产、降低开发成本，利用现有的数据挖掘机器学习算法，提出一种基于最优控制理论的海上油藏动态实时生产优化方法，快速高效实时地为油田开发生产提供最优调控方案，能够从油藏长期开发效益出发，将复杂的油藏开发体系描述成最优控制问题，通过优化控制算法自动计算油水井各阶段的生产调控参数，快速的为油田开发生产提供最优调控方案，高效率管理和改善油藏开发状况，尤其可解决海上油田中高含水期面临着油水分布复杂、剩余油挖潜难度大、开发中后期生产调整困难等问题，可维持海上油田稳产、减少开发成本。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明基于最优控制理论的海上油藏动态实时生产优化方法，包括以下步骤：

第一步：建立油藏数模模型

利用Eclipse软件建立油藏数模模型，模型文件包括以下内容：

1)BASE.DATA：数模模型的主文件，用于对油藏进行数字化，模拟油藏油水流动关系，并对油藏生产动态进行预测；

2)init.inc文件：数模模型的场文件，其中包括SGAS、PRES、SWAT、RS模型场文件；

3)sch.inc文件：数模模型的油水井生产动态文件，包括油水井的工作制度、预测时间及步长；

4)ZSQ_GIRD文件：数模模型经过历史拟合后的网格数据；

5)重启文件：将需要重启的模型数据体重新导出整理，并单独做成数据体，直接从优化第一年开始运行，避开重启文件的不断调用，节省时间；

第二步：建立油藏动态实时优化数学模型