[發明專利]用于稠油熱采開發過程低耗高效優化數學模型的構建方法

有效

• 申請號: 201910539674.1
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN110424935B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 楊勇;李陽;張世明;王傳飛;吳光煥;曹小朋;李洪毅;閔令元;王東方;劉營
• 申請（專利權）人: 中國石油化工股份有限公司;中國石油化工股份有限公司勝利油田分公司勘探開發研究院
• 主分類號: E21B43/24
• 分類號: E21B43/24;E21B47/00;G06Q50/02
• 代理公司: 濟南日新專利代理事務所(普通合伙) 37224
• 代理人: 崔曉艷

1.用于稠油熱采開發過程低耗高效優化數學模型的構建方法，其特征在于，該用于稠油熱采開發過程低耗高效優化數學模型的構建方法包括：

步驟1，建立燃料燃燒熱能與鍋爐出口蒸汽熱能的關系模型，在稠油熱采開發中所用的蒸汽是通過燃料燃燒產生熱能加熱鍋爐水所獲取；

步驟2，建立蒸汽在輸汽管網和井筒輸送過程中，鍋爐出口蒸汽熱能與生產井井底蒸汽熱能的關系模型；

步驟3，建立井底蒸汽熱能與產油量的轉化模型；

步驟4，建立燃料燃燒熱能與產油量的轉化模型；

步驟5，建立稠油熱采開發全過程中，燃料燃燒熱能與產油量的耦合數學模型；

步驟6，建立以單位能耗最低，產油量最大為目標的多目標、多約束、非線性稠油熱采開發全過程低耗高效優化數學模型；

步驟7，運用數學優化算法求解多目標數學模型；

在步驟6中，稠油熱采開發全過程低耗高效開發優化數學模型的目標函數為兩個：單位能耗最低，產油量最大；表示為：

目標函數：max{累產油Q_油}，

其中，表示單位產油量下所消耗的熱能，即為單位能耗；

稠油熱采開發全過程低耗高效開發優化數學模型的約束條件為：產油量要滿足經濟社會發展要求的最低產量；表示為：

約束條件：累產油Q_油≥A

其中，A表示在滿足一定經濟技術條件下的最低產油量。

2.根據權利要求1所述的用于稠油熱采開發過程低耗高效優化數學模型的構建方法，其特征在于，在步驟1中，鍋爐出口蒸汽的熱能表示為：

E₁＝E×η₁

式中，E代表燃料燃燒的總熱能；

E₁代表鍋爐出口時的蒸汽熱能；

η₁代表鍋爐制熱效率，是受鍋爐型號、技術參數影響的參數。

3.根據權利要求1所述的用于稠油熱采開發過程低耗高效優化數學模型的構建方法，其特征在于，在步驟2中，鍋爐出口蒸汽通過管網與井筒注入到生產井井底時，會損失一部分熱量，此時，注入生產井井底時的蒸汽的熱能表示為：

E₂＝E₁×η₂

式中，E₂代表注入生產井井底時的蒸汽熱能；

E₁代表鍋爐出口時的蒸汽熱能；

η₂代表管網、井筒的輸熱效率，是受管線材質、輸送距離以及井筒保溫技術影響的參數。

4.根據權利要求1所述的用于稠油熱采開發過程低耗高效優化數學模型的構建方法，其特征在于，在步驟3中，蒸汽注入到油藏中時，利用蒸汽熱量加熱原油，達到降低原油粘度、置換原油，進而獲得產油量的目的；此外，在井筒舉升原油時，會通過產液量攜帶一部分熱量輸送到地面，這部分熱量為產出余熱；此時，原油產量表示為：

Q_油＝(E₂-E₃)×T

式中，Q_油代表產油量；

E₃代表產出余熱；

E₂代表注入生產井井底時的蒸汽熱能；

T代表能量到產量的轉換系數，受油藏條件、開發方式這些參數影響。

5.根據權利要求1所述的用于稠油熱采開發過程低耗高效優化數學模型的構建方法，其特征在于，在步驟4中，基于步驟1-3，建立起燃料燃燒熱能與產油量的轉化模型，表示為：

Q_油＝(E×η₁×η₂-E₃)×T

式中，Q_油代表產油量；

E₃代表產出余熱；

E代表燃料燃燒的總熱能；

η₂代表管網、井筒的輸熱效率，是受管線材質、輸送距離以及井筒保溫技術影響的參數；

η₁代表鍋爐制熱效率，是受鍋爐型號、技術參數影響的參數；

T代表能量到產量的轉換系數，受油藏條件、開發方式這些參數影響。