[發(fā)明專利]一種合采原油產(chǎn)能貢獻(xiàn)率的測定方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410351430.8
• 申請日: 2014-07-22
• 公開（公告）號: CN104101673A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 薛海濤;盧雙舫;劉敏;田善思;王偉明;王民;李吉君;陳方文;黃文彪;肖佃師
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: G01N30/86
• 分類號: G01N30/86;G06F19/00
• 代理公司: 長沙市融智專利事務(wù)所 43114
• 代理人: 顏勇

1.一種合采原油產(chǎn)能貢獻(xiàn)率的測定方法，包括下述步驟：

步驟一選井

在同一油田范圍內(nèi)選取油層連通的s口油井，并對所取油井進(jìn)行編號，所述油井的編號依次為1、2直至s，所述s口油井同時合采m個油層，且s≥m，所述m≥2；

步驟二每口油井井口所得原油的色譜分析

在相同色譜分析條件下，分別對每口所選油井井口所得單位質(zhì)量的原油進(jìn)行色譜分析，分別得到每口油井的全烴色譜圖，從每口油井的全烴色譜圖中選取n個色譜峰，n≥m，且每口油井的全烴色譜圖中選取的色譜峰的個數(shù)相等；

對每口油井的全烴色譜圖中選取的色譜峰進(jìn)行編號，計為kj號峰，其中K表示油井的編號，所述kj號峰表示第k口井的第j個所選取的色譜峰；所述kj號峰的面積計為b_kj，所述b_kj表示第k口井，第j個所取色譜峰所對應(yīng)的面積；

從不同油井的全烴色譜圖中選取的色譜峰并編號時，按照下述原則進(jìn)行：

當(dāng)j取值相同時，kj號峰與(k+1)j號峰和/或(k-1)j號峰所對應(yīng)的保留時間相等；

步驟三模型建立

a、變量定義

定義

x_ki表示第k口采油井中第i個油層所產(chǎn)油占第k口井所產(chǎn)原油的質(zhì)量百分比，即第k口井中第i個油層的產(chǎn)能貢獻(xiàn)率；所述i選自1至m中的任意一個整數(shù)，所述m為s口油井同時合采的油層數(shù)；所述k選自1至s中任意一個整數(shù)；所述s為所選取油井的數(shù)目；

b_kj表示第k口井所得原油全烴色譜圖中所選的第j個色譜峰的面積；其中j選自1至n任意一個整數(shù)；所述n為每口油井的全烴色譜圖中選取色譜峰的個數(shù)；

假設(shè)可以得到單個油層的原油，取單個油層，單位質(zhì)量的原油，在與步驟一相同的色譜分析條件下進(jìn)行色譜分析，則假設(shè)可以得到的單個油層的原油也會得到該單個油層的全烴色譜圖，在該單個油層的全烴色譜圖中選取n個虛擬色譜峰，并將所取虛擬色譜峰進(jìn)行編號，則第i個油層的j虛擬色譜峰表示虛ij號峰，其中i表示所取油層,其中j選自1至n任意一個整數(shù)；所述n為每口油井的全烴色譜圖中選取色譜峰的個數(shù)；

從單個油層所得全烴色譜圖中選取的虛擬色譜峰的個數(shù)與從單口油井所得原油的全烴色譜圖中選取的色譜峰個數(shù)相等；且當(dāng)j取值相等時，虛ij號峰與kj號峰所對應(yīng)的保留時間相等；

根據(jù)上述假設(shè)，

定義a_ij表示第i個油層全烴色譜圖中第j個虛擬峰的峰的面積；

b、數(shù)學(xué)模型

根據(jù)步驟一以及步驟二中的定義，由于對于油井編號為k的井，其單位質(zhì)量的井口原油色譜分析中,其第i個油層所產(chǎn)油占第k口井所產(chǎn)原油的質(zhì)量百分比為x_ki，對應(yīng)的第i個油層單位質(zhì)量全烴色譜圖中第j個虛擬峰的面積為a_ij，所以對于第k口油井的全烴色譜圖中所選取的第j個色譜峰的面積b_kj可表示為：

b_k,j＝x_k,1a_1,j+x_k,2a_2,j+...+x_k,ma_m,j(k＝1,2,…s；j＝1,2,…,n)????(1)

將1式推廣，則可以得出如下方程組：

bk,1=xk,1a1,1+xk,2a2,1+...+xk,mam,1bk,2=xk,1a1,2+xk,2a2,2+...+xk,mam,2...bk,n=xk,1a1,n+xk,2a2,n+...+xk,mam,n⇒bk,j=Σi=1i=mxk,iai,j,(k=1,2,..s;j=1,2...n)---(2)]]>

其中，第i個油層所產(chǎn)油占第k口井所產(chǎn)原油的質(zhì)量百分比為x_ki，且Σi=1mxk,i=1---(5);]]>

由于第i個油層所產(chǎn)油占第k口井所產(chǎn)原油的質(zhì)量百分比x_ki的取值范圍為0～100％，即x_ki為取值范圍為0～1；另外，對應(yīng)的第i個油層單位質(zhì)量全烴色譜圖中第j個虛擬峰的峰的面積為a_ij壓該滿足，a_ij≥0；即方程組(2)的約束條件為

1≥xk,i≥0ai,j≥0Σi=1mxk,i=1(i=1,2...m;j=1,2...n;k=1,2...s)---(3)]]>

步驟四求解模型

由于b_k,j為已知量，且

方程組(2)在邊界條件方程組(3)下進(jìn)行求解，

bk,j=Σi=1i=mxk,iai,j]]>

S.t.1≥xk,i≥0ai,j≥0Σi=1mxk,i=1(i=1,2...m;j=1,2...n;k=1,2...s)]]>

得到x_k,i，a_i,j。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的本發(fā)明一種合采原油產(chǎn)能貢獻(xiàn)率的測定方法；步驟四中，求解模型是通過下述方法實現(xiàn)的：

由于方程組(2)的求解為約束條件下多元非線性方程組的求解，所以將其轉(zhuǎn)換成有約束非線性多元變量下的優(yōu)化問題，采用優(yōu)化求解方式求取最優(yōu)解；

其求解過程如下：

①定義(x_k,i,a_i,j)的初值為X₀和精度(e1,e2)；其中i選自1至m中的任意一個整數(shù)，所述m為s口油井同時合采的油層數(shù)；其中k選自1至s中任意一個整數(shù)，所述s為所選取油井的數(shù)目；所述j選自1至n中任意一個整數(shù)，所述n為從每個油井的全烴色譜圖中選取n個色譜峰，n≥m；

所述且S為正整數(shù)；

②構(gòu)建F=Σk=1sΣj=1n(Σi=1mxk,iai,j-bk,j)2]]>函數(shù),要得到bk,j=Σi=1mxk,iai,j]]>和的近似解，即求F的最小值，其約束條件為1≥x_k,i≥0，a_i,j≥0，　(i＝1,2...m；j＝1,2...n；k＝1,2...s)。

則就轉(zhuǎn)化成了非線性最優(yōu)化計算模型，

即

Min F=Σk=1sΣj=1n(Σi=1mxk,iai,j-bk,j)2]]>

s.t.1≥xk,i≥0ai,j≥0Σi=1mxk,i=1(i=1,2...m;j=1,2...n;k=1,2...s)]]>

③求解

依據(jù)《非線性最優(yōu)化計算方法》，對編寫matlab程序求解，優(yōu)選出fmincon多元非線性優(yōu)化函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化計算；

構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)：

function?F＝fun1(x)

F=Σk=1sΣj=1n(Σi=1mxk,iai,j-bk,j)2,(i=1,2...m;j=1,2...n;k=1,2...s)]]>

構(gòu)建主函數(shù)：

輸入：

x0＝[x_k0,i0,a_i0,j0](i0＝1,2...m；j0＝1,2...n；k0＝1,2...s)

Aeq=x1,1,x1,2,...x1,m,0,0,...,0x2,1,x2,2,...x2,m,0,0,...,0............xk,1,xk,2,xk,m,0,0,...,0beq=11...1]]>

(i＝1,2...m；j＝1,2...n；k＝1,2...s),其中Aeq和beq矩陣的行數(shù)為m，Aeq矩陣每行“0”的個數(shù)為n個，即Aeq矩陣的總列數(shù)為m+n；

x＝fmincon('fun1',x0,[],[],Aeq,beq,[0,0,…,0；0,0,…,0],[1,1…1；a,a,…a],[],options)；該公式中[0,0,…,0；0,0,…,0]的前部分[0,0,…,0；表示x_k,i的最小值，其“0”的個數(shù)為m×k個，該公式中[0,0,…,0；0,0,…,0]的后部分0,0,…,0]表示a_i,j的最小值，其“0”的個數(shù)為m×n個；[1,1…1；a,a,…a]中的前部分[1,1,…,1；表示x_k,i的最大值，其“1”的個數(shù)為m×k個；[1,1…1；a,a,…a]中的后部分a,a,…,a]；表示a_i,j的最大值，其“a”的個數(shù)為m×k個；

④運行、結(jié)果輸出

x_k,i，a_i,j。