[發明專利]一種實現海上平臺油氣井協同生產的優化模型

在審

• 申請號: 202110332616.9
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN113153281A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發明（設計）人: 范喆;劉鵬程
• 申請（專利權）人: 中國地質大學（北京）
• 主分類號: E21B49/00
• 分類號: E21B49/00;G06F30/20;G06F17/15
• 代理公司: 重慶市信立達專利代理事務所(普通合伙) 50230
• 代理人: 包曉靜

本發明公開了一種實現海上平臺油氣井協同生產的優化模型。模型中方法通過構建電泵井組生產特征方程，氣舉井組生產特征方程，設定平臺排污量、電泵機組頻率、注氣總量參數范圍，最終建立一套海上油氣生產平臺智能優化系統。能有效實現海上平臺在限定排污量的生產要求下，單井產能最優化及全井組產能最大化。該方法避免了單井調參的盲目性及低效性，可顯著提升復雜條件下油氣井組生產方案制定效率。

技術領域

本發明涉及采油工程技術領域，更具體地說，它涉及一種實現海上平臺油氣井協同生產的優化模型。

背景技術

隨著陸上石油資源可開發區域日漸稀少且油質下降，開采難度大幅提升，海洋石油資源逐漸得到重視。直至近些年，海洋石油開采技術與平臺建設才日漸成熟，又由于海洋面積廣袤且絕大多數仍未勘探開發，隨著鉆采技術的不斷突破，海洋石油必將成為石油開采重要的一極。

海洋石油開采依托海洋石油生產平臺。相較于陸上油氣田，海上油氣田開發較為復雜。陸上油田空間開闊，可根據實際需要，擴建生產裝置，豐富開發手段。而由于海上平臺空間有限，各類裝置設備數目也受到限制，開發手段調整空間小。

現有如下海上平臺特定生產環境：某海上油氣田開發進入后期，油氣井產能低下，生產成本居高不下，油藏開發、生產工藝等方面矛盾凸顯。該海上平臺分別建有油井、氣井井組，油氣同產。油井生產方式為電泵舉升與高壓氣體輔助舉升，氣井生產方式為自噴生產。氣井在生產后期，由于地層壓力、氣井產能下降，井筒溫度梯度增大，因溫度下降導致天然氣中的部分成分在井筒內凝析而形成凝析液，而氣井產氣量又不足以帶出該部分凝析液時，凝析液就回落至井底，產生井筒積液。凝析液積液對氣井生產影響較地層液積液大，在純氣井出現凝析液積液的初期，地層壓力相對較高的情況下，可以靠自身能量帶出積液。但在生產后期，地層壓力不足，需要依靠輔助注氣帶出積液。目前，為滿足平臺日常生產所需高壓氣體由氣體壓縮機和自噴氣井提供。但因平臺空間有限，氣體壓縮機數量有限，其所提供的高壓氣體與自噴氣井所提供的在總量上無法滿足所有井的正常生產，故需要在單井分配氣量上做優化。此外，由于國家對海洋環境保護日趨重視，平臺配有污水處理器處理日常污液。但考慮到空間及成本，僅配有一臺，因而污水處理量有限。

實際生產中，平臺方要求在盡可能滿足排液總量不超過污水處理器上限的前提下，單井產能最優，井組總產能最大。針對以上情況，現場工程師往往憑借經驗，通過單井調參，維持生產。生產井生產過程中存在以下缺陷：

1.實施生產過程中，環境復雜多變，單井調參效率低；

2.平臺污水處理設備即將到達極限值時，通過關停高產液井的方式降低總產液量。但高產液井往往也是油氣產量最高的井，這將降低生產平臺總體產能，影響經濟效益；

3.單井調參通常不能保證平臺上所有井組處于當前生產條件下的最優狀態，使得生產井不能維持較長的穩定生產。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供一種實現海上平臺油氣井協同生產的優化模型，解決海洋油氣生產平臺在排污量受限前提下合理調參及分配注氣量，使平臺單井保持最佳生產狀態，又能確保井組產能最大化，具有重要意義。

本發明的上述技術目的是通過以下技術方案得以實現的：

一種實現海上平臺油氣井協同生產的優化模型，目標函數如下：

目標函數的約束條件如下:

T1：污液處理量限制條件為：

T2：電泵井電機頻率限制條件為：

X_D(i)∈[單井電泵機組最佳工況區對應頻率范圍]