[發明專利]基于最優控制理論的聚合物驅方案優化設計方法

無效

• 申請號: 201110321465.3
• 申請日: 2011-10-12
• 公開（公告）號: CN102352743A
• 公開（公告）日: 2012-02-15
• 發明（設計）人: 李樹榮;張曉東;雷陽;張強;郭蘭磊
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(華東)
• 主分類號: E21B43/22
• 分類號: E21B43/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于最優控制理論的聚合物驅方案優化設計方法，其特征在于：

(1)、建立聚合物驅油模型并求解；

(2)、建立聚合物驅提高原油采收率的最優控制模型；

(3)、求解含有聚合物注入濃度和聚合物用量約束下的聚合物驅最優控制問題。

2.根據權利要求1所述的基于最優控制理論的聚合物驅方案優化設計方法，其特征是，步驟(1)中，所述建立聚合物驅油模型，具體為：根據油藏中原油的滲流機理和聚合物驅油機理，建立三維油藏聚合物驅油模型的油相方程，水相方程，聚合物吸附與擴散方程。

3.根據權利要求1所述的基于最優控制理論的聚合物驅方案優化設計方法，其特征是，步驟(1)中，所述求解聚合物驅油模型，具體為：

①利用全隱式方差分方法將聚合物驅模型式離散化，記為

gⁿ＝Fⁿ⁺¹(uⁿ⁺¹)+Wⁿ⁺¹(uⁿ⁺¹，vⁿ)-[Aⁿ⁺¹(uⁿ⁺¹)-Aⁿ(uⁿ)]＝0，

其中，u表示油藏壓力、水飽和度和水相中的聚合物濃度，v表示控制變量，為聚合物的注入濃度，Fⁿ(uⁿ⁺¹)表示流動項，Wⁿ(uⁿ⁺¹，vⁿ)表示井的流量項，Aⁿ⁺¹(uⁿ⁺¹)和Aⁿ(uⁿ)分別表示n+1和n時刻的累積項，這兩項只有求解變量取值的時刻不同；

②牛頓—拉斐森(Newton-Raphson)法求解離散化后聚合物驅模型。?

4.根據權利要求1所述的基于最優控制理論的聚合物驅方案優化設計方法，其特征是，步驟(2)中，所述建立聚合物驅提高原油采收率的最優控制問題模型，具體為：以凈現值NPV最大，累計產油最大CQOP為優化指標，建立三維聚合物驅油模型約束下的聚合物驅提高原油采收率的基本最優控制問題模型，按照實際需求模型中可引入聚合物累計用量約束Q_jv_j≤m_pmax，聚合物注入濃度約束0≤v≤v_max。

5.根據權利要求1所述的基于最優控制理論的聚合物驅方案優化設計方法，其特征是，步驟(3)中，所述求解含有聚合物注入濃度和聚合物用量約束下的聚合物驅最優控制問題，具體為：

①根據龐特里亞金極大值原理求解聚合物驅最優控制模型的伴隨模型

(∂gn-1∂un)Tλn=-(∂gn∂un)Tλn+1-∂Jn-1∂un,∂JN-1∂uN+(λN)T∂gN-1∂uN=0,]]>

其中，λ為伴隨向量。進而得到優化問題指標對優化變量的梯度信息，具體為：

▿J(vn)=∂Jn∂vn+(∂gn∂vn)Tλn+1;]]>

②結合步驟①所述梯度信息，采用非線性規劃方法求解聚合物驅最優控制問題，具體為：采用截斷牛頓法求解僅油藏模型約束的基本最優控制問題，子空間階段牛頓方法求解含聚合物濃度約束的問題，采用懲罰函數法處理含聚合物用量約束的問題。