[发明专利]一种实现海上平台油气井协同生产的优化模型

说明书

本发明公开了一种实现海上平台油气井协同生产的优化模型。模型中方法通过构建电泵井组生产特征方程，气举井组生产特征方程，设定平台排污量、电泵机组频率、注气总量参数范围，最终建立一套海上油气生产平台智能优化系统。能有效实现海上平台在限定排污量的生产要求下，单井产能最优化及全井组产能最大化。该方法避免了单井调参的盲目性及低效性，可显著提升复杂条件下油气井组生产方案制定效率。

技术领域

本发明涉及采油工程技术领域，更具体地说，它涉及一种实现海上平台油气井协同生产的优化模型。

背景技术

随着陆上石油资源可开发区域日渐稀少且油质下降，开采难度大幅提升，海洋石油资源逐渐得到重视。直至近些年，海洋石油开采技术与平台建设才日渐成熟，又由于海洋面积广袤且绝大多数仍未勘探开发，随着钻采技术的不断突破，海洋石油必将成为石油开采重要的一极。

海洋石油开采依托海洋石油生产平台。相较于陆上油气田，海上油气田开发较为复杂。陆上油田空间开阔，可根据实际需要，扩建生产装置，丰富开发手段。而由于海上平台空间有限，各类装置设备数目也受到限制，开发手段调整空间小。

现有如下海上平台特定生产环境：某海上油气田开发进入后期，油气井产能低下，生产成本居高不下，油藏开发、生产工艺等方面矛盾凸显。该海上平台分别建有油井、气井井组，油气同产。油井生产方式为电泵举升与高压气体辅助举升，气井生产方式为自喷生产。气井在生产后期，由于地层压力、气井产能下降，井筒温度梯度增大，因温度下降导致天然气中的部分成分在井筒内凝析而形成凝析液，而气井产气量又不足以带出该部分凝析液时，凝析液就回落至井底，产生井筒积液。凝析液积液对气井生产影响较地层液积液大，在纯气井出现凝析液积液的初期，地层压力相对较高的情况下，可以靠自身能量带出积液。但在生产后期，地层压力不足，需要依靠辅助注气带出积液。目前，为满足平台日常生产所需高压气体由气体压缩机和自喷气井提供。但因平台空间有限，气体压缩机数量有限，其所提供的高压气体与自喷气井所提供的在总量上无法满足所有井的正常生产，故需要在单井分配气量上做优化。此外，由于国家对海洋环境保护日趋重视，平台配有污水处理器处理日常污液。但考虑到空间及成本，仅配有一台，因而污水处理量有限。

实际生产中，平台方要求在尽可能满足排液总量不超过污水处理器上限的前提下，单井产能最优，井组总产能最大。针对以上情况，现场工程师往往凭借经验，通过单井调参，维持生产。生产井生产过程中存在以下缺陷：

1.实施生产过程中，环境复杂多变，单井调参效率低；

2.平台污水处理设备即将到达极限值时，通过关停高产液井的方式降低总产液量。但高产液井往往也是油气产量最高的井，这将降低生产平台总体产能，影响经济效益；

3.单井调参通常不能保证平台上所有井组处于当前生产条件下的最优状态，使得生产井不能维持较长的稳定生产。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种实现海上平台油气井协同生产的优化模型，解决海洋油气生产平台在排污量受限前提下合理调参及分配注气量，使平台单井保持最佳生产状态，又能确保井组产能最大化，具有重要意义。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种实现海上平台油气井协同生产的优化模型，目标函数如下：

目标函数的约束条件如下:

T1：污液处理量限制条件为：

T2：电泵井电机频率限制条件为：

X_D(i)∈[单井电泵机组最佳工况区对应频率范围]