[發明專利]一種基于近似模型的蒸汽吞吐注入參數優化方法

在審

• 申請號: 201710117719.7
• 申請日: 2017-03-01
• 公開（公告）號: CN106919756A
• 公開（公告）日: 2017-07-04
• 發明（設計）人: 鄭偉;朱國金;譚先紅;袁忠超;鄭強;李南;李卓林;李延杰;盧川;田虓豐
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油總公司;中海油研究總院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司11245
• 代理人: 徐寧,何家鵬

技術領域

本發明涉及一種基于近似模型的蒸汽吞吐注入參數優化方法，屬于油田蒸汽吞吐開發技術領域。

背景技術

蒸汽吞吐是稠油油藏一種有效的提高采收率的方法，其為主要通過注入具有一定干度的蒸汽，然后關井燜井，數日后開井排液采油的方式。采用蒸汽吞吐可以達到降低原油粘度、提高稠油流動性及產能的目的。蒸汽吞吐注入參數影響著熱采開發效果，為取得最優熱采開發效果，熱采開發方案設計需進行注入參數的優化。目前的蒸汽吞吐注入參數優化主要局限于局部敏感性分析，即采用固定其他參數，只針對變化某一參數進行敏感性分析來尋找“拐點”的方法進行優化。這種方法費時費力，并且不能充分考慮注入參數之間的交互作用，優化參數往往是之前設計值，難以獲得最佳注入參數組合方案。正交試驗設計方法可以減少試驗次數，但無法在整個注入參數變化范圍內獲得注入參數最佳組合，優化結果不具有連續性，可靠性較差。

發明內容

針對上述問題，本發明的目的是提供一種計算量小并且優化結果可靠性高的基于近似模型的蒸汽吞吐注入參數優化方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：一種基于近似模型的蒸汽吞吐注入參數優化方法，包括以下步驟：1)根據目標油田的地質油藏特征建立蒸汽吞吐三維油藏數值模擬模型；2)選取注汽干度、注汽溫度、注汽速度和周期注汽量等四個對蒸汽吞吐開發效果影響較大的注入參數作為設計優化變量；3)對上述四個注入參數選取初始的取值范圍；4)采用試驗設計方法針對蒸汽吞吐的注入參數來選取樣本點；5)利用步驟1)所建立的蒸汽吞吐三維油藏數值模擬模型對樣本點進行數值模擬計算，獲得各樣本點所對應的蒸汽吞吐產油量、油汽比、凈現值、冷采基礎上的蒸汽吞吐產量增幅、采收率增幅和冷采基礎上的蒸汽吞吐凈現值增幅；6)以蒸汽吞吐產油量、油汽比、凈現值、冷采基礎上的蒸汽吞吐產量增幅、采收率增幅和冷采基礎上的蒸汽吞吐凈現值增幅之一作為目標函數，利用各樣本點的注入參數及其目標函數響應值來構建表征蒸汽吞吐注入參數的近似模型；7)對近似模型的精度進行驗證，若滿足精度要求，則進行步驟8)，若不滿足精度要求，則回到步驟3)；8)根據構建的蒸汽吞吐注入參數與目標函數的近似模型，結合遺傳算法對注入參數全局尋優，從而獲得最優蒸汽吞吐注入參數。

所述步驟1)中，蒸汽吞吐三維油藏數值模擬模型是通過熱采模擬商業軟件建立的。

所述步驟4)中所采用的試驗設計方法為中心復合設計方法、Box-Behnken設計方法或拉丁超立方體設計方法。

所述步驟6)中所述的近似模型為采用多項式響應面近似模型，其中，二次響應面近似模型數學表達式如下：

式中，y為響應值，k為設計變量的個數，ε為隨機誤差，x_i為k維自變量x的第i個分量，β₀，β_i和β_ij是待定系數，將其按照一定次序排列構成列向量β，求解向量β即得到上述近似模型。

列向量β通過最小二次法求解。

所述步驟7)中，采用復合相關系數指標對近似模型的精度進行檢驗，其中，相關系數大于0.98為滿足精度要求。

還包括步驟9)如下：利用蒙特卡洛模型對優化結果進行不確定性分析，量化風險，驗證最優方案的可靠性。

本發明由于采取以上技術方案，其具有以下優點：1、本發明提供了一套基于近似模型技術及遺傳算法的蒸汽吞吐注入參數優化方法，利用近似模型技術，構建蒸汽吞吐注入參數與其目標函數響應值之間的近似模型，最終把描述蒸汽吞吐復雜問題的真實隱函數轉化為顯式的近似函數表達式，能夠在保證計算精度的前提下，以較小的計算量替代大量數值模擬工作。同時結合遺傳算法可以在注入參數變化范圍內進行全局尋優，避免注入參數優化結果的不連續性，從而提高優化結果可靠性。2、本發明給出了定量化、可操作的技術方法和實施步驟。3、本發明適用于海上油田蒸汽吞吐注入參數的確定，亦可適應陸地油田蒸汽吞吐注入參數的確定。

附圖說明

圖1是本發明的流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進行詳細的描述。

本發明一種基于近似模型的蒸汽吞吐注入參數優化方法，包括以下步驟：

1)根據目標油田的地質油藏特征建立蒸汽吞吐三維油藏數值模擬模型，一般采用成熟的熱采模擬商業軟件，如CMG-STARS、ECLIPSE-E300模擬器，所建立的蒸汽吞吐三維油藏數值模擬模型應盡量體現油藏非均質性等實際油藏特征。