[发明专利]注水开发油田注采系统能耗整体优化方法

说明书

本发明提供一种注水开发油田注采系统能耗整体优化方法，该注水开发油田注采系统能耗整体优化方法包括：步骤1，确定优化模型决策变量；步骤2，确定优化模型目标函数；步骤3，确定优化模型约束条件；步骤4，采用粒子群算法结合数值模拟求解优化模型。该注水开发油田注采系统能耗整体优化方法以油藏系统为枢纽，综合考虑注水、油藏、举升系统能耗，借助数值模拟手段获取相关参数，建立注采系统整体优化模型，优化油藏注采方案，在满足油藏方案条件下整体上优化注采系统总能耗，实现了满足油藏方案条件下的进一步节能降耗，为油田节能降耗提供了一种新的方法。

技术领域

本发明涉及油气田开发节能降耗领域，特别是涉及到一种注水开发油田注采系统能耗整体优化方法。

背景技术

注水开发是指在注水井人工注水补充地层能量，通过水将油驱到采油井井底，并通过油井举升系统将油水混合液提升到地面的过程。注水开发过程中消耗了大量的能量，产生成本直接影响油田开发的效益。提高油田的能量利用水平，对降低油田运行成本，提高经济效益具有至关重要的作用。

油田注采系统包括注水系统、油藏系统、举升系统三个子系统。目前油田注采系统的节能降耗研究侧重于满足油藏方案要求下，注水系统、举升系统两个系统内部自身的优化，对油藏系统研究较少。事实上，油藏是连接注水和举升系统的枢纽，在将低注采系统能耗方面具有重要的作用。油藏的平均地层压力直接影响注水、举升的能耗大小。注水系统多注水，虽然注水系统多消耗能量，但是地层压力保持水平高，举升系统就少消耗能量。二者是此消彼长的关系。以往注水系统、举升系统的节能降耗研究，主要是在给定的油藏注采参数下子系统内部单独优化，缺乏三个系统整体的优化。

在申请号：201611001501.7的中国专利申请中，涉及到一种基于偏好多目标优化的油田机采过程决策参数优化方法，包括：确定油田机采油过程中的效率影响因素和性能变量；对样本中的载荷变量进行降维处理构建新样本，并归一化新样本；基于归一化后的新样本构建神经网络模型；利用ST-UPFNN算法估计神经网络模型中由权值阈值所组成的状态变量的最优状态；并利用最优状态变量重构更新后的神经网络模型获得油田机采油过程模型；构建实际产液量的偏好函数；利用多目标进化算法对决策参量各自的上下限进行优化；将优化后的决策变量，带入油田机采油过程模型，计算优化后的决策变量的系统性能的平均值，与实际样本的系统性能的平均值进行比较。该专利申请涉及的方法，是在油藏系统给出产液量条件下的举升系统内部的优化，无法考虑油藏系统、注水系统的影响进行整体的优化。

在申请号：201811525554.8的中国专利申请中，提到了一种油田机械采油系统能耗在线优化方法，所述的步骤包括：(1)确定油井IPR曲线；(2)多相管流计算，由流压向上进行多相管流计算，得不同深度处的压力分布，根据规定的泵入口压力确定下泵深度；(3)抽油杆柱、冲程、冲次等优化设计，对某一抽汲参数组合：泵径、冲程、冲次，计算杆柱最大、最小载荷，校核、设计抽油杆柱；(4)对抽油机及电动机等设备校核；(5)计算能效指标。该专利申请涉及的方法，同样是在已知油藏系统条件下的举升系统内部的优化，无法考虑油藏系统、注水系统的影响进行整体优化。

为此我们发明了一种新的注水开发油田注采系统能耗整体优化方法，解决了以上技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种综合考虑注水、举升、油藏系统能耗的注水开发油田注采系统能耗整体优化方法。

本发明的目的可通过如下技术措施来实现：注水开发油田注采系统能耗整体优化方法，该注水开发油田注采系统能耗整体优化方法包括：步骤1，确定优化模型决策变量；步骤2，确定优化模型目标函数；步骤3，确定优化模型约束条件；步骤4，采用粒子群算法结合数值模拟求解优化模型。

本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：

在步骤1中，决策变量是决策者可以人为控制的变量；注采系统的整体优化，通过调节油水井的注采量，保持合理的地层压力来节能降耗；模型的决策变量是注水井的注水量和采油井的采液量。