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智能人工蜂群改进算法及其在油田注采优化中的应用

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信息与控制 2023年第2期52卷 245-256页

作者：刘宝张月杨金莹中国石油大学(华东)控制科学与工程学院山东青岛266580 北京科技大学工程技术研究院北京100083

针对目前传统智能优化算法在解决复杂非线性多参数优化问题时所存在的收敛速度慢、容易陷入局部最优、时间复杂度高及易于早熟等问题,受人体神经-内分泌-免疫(neuro endocrine immune,NEI)系统的启发,提出了一种基于生物调节机制的人工... 详细信息

针对目前传统智能优化算法在解决复杂非线性多参数优化问题时所存在的收敛速度慢、容易陷入局部最优、时间复杂度高及易于早熟等问题,受人体神经-内分泌-免疫(neuro endocrine immune,NEI)系统的启发,提出了一种基于生物调节机制的人工蜂群智能算法(NEI-ABC)。在传统人工蜂群算法(artificial bee colony,ABC)结构基础上,该算法增设了蓝光引导单元、蜜源调控单元和触角定向单元,极大提高了引领蜂、侦查蜂和跟随蜂的搜寻和探索能力,从而使得其全局寻优性能得到提升。仿真实验表明NEI-ABC算法相对其他传统算法具有较高寻优性能,且在油田注采产量规划等复杂优化问题解决中发挥积极作用。

关键词：生物调节机制人工蜂群算法注采优化

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水驱油藏多约束分层注采优化模型及算法研究

水驱油藏多约束分层注采优化模型及算法研究

作者：邓彬东北石油大学

学位级别：硕士

随着我国油藏开发的不断深入,水驱油藏已经进入到后期高含水开发阶段,层间矛盾凸显,含水不断上升,这导致了产油量的不断下降。由于层段内小层储层物性差异较大,笼统注水已经无法满足复杂的油藏地质环境与渗流过程,很难保证注水的有效性... 详细信息

随着我国油藏开发的不断深入,水驱油藏已经进入到后期高含水开发阶段,层间矛盾凸显,含水不断上升,这导致了产油量的不断下降。由于层段内小层储层物性差异较大,笼统注水已经无法满足复杂的油藏地质环境与渗流过程,很难保证注水的有效性,因此,分层注水成为油田高含水后期提高采收率的研究热点方向。高效的分层注采方案能够保持合理油藏压力、提高开采效率以及促进老油田稳产控水,对水驱高含水油田后期提升开采效果与经济效益具有实际指导意义。本文针对分层注采优化问题开展研究,首先,以采油速度为研究目标,对单井分层数据筛选及处理,按照沉积微相的特性划分数据集,通过相关性分析及属性约简确定采油速度重要因素。考虑到采油速度具有时序性,提出了一种基于注意力机制与自回归组件改进的时序卷积网络的采油速度预测模型,通过与分步改进模型、传统时序卷积网络、长短期记忆网络、门控循环单元等进行对比实验验证了模型的有效性。其次,以物质平衡原理为基础建立了采油速度与注采比的关系表达式,选取采油速度、含水及压力恢复速度作为约束条件,建立了基于净现值理论与水驱递减规律的分层注采优化模型。提出了一种基于Piecewise混沌映射、黄金正弦策略以及柯西变异策略改进的哈里斯鹰优化算法,并用其求解满足净现值最大化的最优采油速度、含水以及压力恢复速度,并与多种智能优化算法对比验证了改进算法的有效性。再次,根据优化变量与地质储量、注采比等相关参数计算出层段注水量,以油井为中心计算出连通水井的层段配注量,再以水井为中心累加与之连通油井层段的注水量从而得到分层注采优化方案。最后,基于本文模型与算法研究,从系统架构、设计模式以及设计原则等角度描述水驱油藏分层注采优化系统设计,为油田分层注采数字化、智能化发展提供了一种设计思路。

关键词：分层注采时序卷积网络采油速度预测注采优化哈里斯鹰优化算法

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海上常规稠油油藏控水稳油技术研究及应用

中国科技期刊数据库工业A 2024年第2期 118-121页

作者：杨志玮中国石油化工股份有限公司胜利油田分公司海洋采油厂山东东营257237

海上常规稠油油藏具有原油粘度高、流动性差、连通关系复杂等特点,注水开发呈低采油速度、低采出程度、含水上升率高的“双低一高”态势,注采矛盾突出,油藏管理难度大。为改善水驱开发效果,提高最终采收率,本文从分析稠油油藏发育特点... 详细信息

海上常规稠油油藏具有原油粘度高、流动性差、连通关系复杂等特点,注水开发呈低采油速度、低采出程度、含水上升率高的“双低一高”态势,注采矛盾突出,油藏管理难度大。为改善水驱开发效果,提高最终采收率,本文从分析稠油油藏发育特点及开发形势入手,综合考虑注采对应关系、注入产出状况、地层压力保持状况以及剩余油潜力方向,优化制定并实施了提高注水温度、分层注采比优化、注采井网梳理等五项控水稳油技术措施,为稠油油藏稳产提供了有利保障,对海上同类油藏水驱开发具有重要指导意义。

关键词：常规稠油油藏水驱开发注采优化井网梳理控水稳油

基于腔体稳定性的盐岩储气库注采方案优化研究

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断块油气田 2023年第1期30卷 161-167页

作者：周军胡承强彭井宏梁光川黄薪宇马俊杰王涛西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500 中国石油西南油气田公司安全环保与技术监督研究院四川成都610500

在盐岩储气库运行过程中,注采方案对于整个腔体的稳定性具有很大的影响。若采用不合理的注采方案,腔体围岩会发生拉张、膨胀损伤,长此以往会导致腔体收缩率增加,库容减小,甚至使整个储气库失效。为保障储气库的运行稳定性,文中建立了以... 详细信息

在盐岩储气库运行过程中,注采方案对于整个腔体的稳定性具有很大的影响。若采用不合理的注采方案,腔体围岩会发生拉张、膨胀损伤,长此以往会导致腔体收缩率增加,库容减小,甚至使整个储气库失效。为保障储气库的运行稳定性,文中建立了以腔体总温升最小为目标的注气优化模型和以腔体总压降最小为目标的采气优化模型。模型以单井日注/采气量作为决策变量,并涉及日注/采气总量、腔体最高/最低运行压力及单井注/采气能力等约束条件,将所建立的优化模型应用于某埋藏深度为1000 m的盐岩储气库,并采用通用数学建模系统GAMS进行求解。优化结果表明,优化注气方案比均匀注气方案的腔体总温升低2.84 K,降低了31.6%;优化采气方案比均匀采气方案的腔体总压降低0.553 MPa,降低了12.7%。由此可以看出,优化注采方案有效地控制了运行过程中腔体的温度和压力变化程度,进一步提高了盐岩储气库的运行稳定性。

关键词：盐岩储气库注采优化腔体损伤稳定性

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S14断块注采优化调整研究

石油天然气学报 2023年第4期45卷 397-402页

作者：陈敬侯冰洁江苏油田矿业开发有限公司江苏扬州

S14断块为典型的特低渗透油藏,储层物性差、油井产能低、注水不见效,注水开发效果差,需依靠储层改造工艺进行动用,而压裂后基础井网的适应性或被改变,油藏压裂后水驱效果仍较差,存在注采系统不合理,地下渗流流场不均衡、储量动用不均匀... 详细信息

S14断块为典型的特低渗透油藏,储层物性差、油井产能低、注水不见效,注水开发效果差,需依靠储层改造工艺进行动用,而压裂后基础井网的适应性或被改变,油藏压裂后水驱效果仍较差,存在注采系统不合理,地下渗流流场不均衡、储量动用不均匀、采收率偏低等主要问题。为此,通过开展油藏精细描述、数值模拟等手段落实剩余油定量分布,根据剩余油分布特征,通过注采系统的优化和调整,以实现储量的均衡动用,最终达到提高采收率的目的。

关键词：地质建模数值模拟剩余油注采优化

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基于沉积特征和冲刷程度的注采优化研究

天然气与石油 2023年第1期41卷 68-74页

作者：王记俊孙强凌浩川周海燕敖璐中海石油(中国)有限公司天津分公司天津300459

为了提升BS窄条带稠油油藏注水开发效果,针对高含水阶段局部注水突进严重、不同区域注采优化措施增油效果差异变大的问题,从研究砂体沉积微相入手,系统分析了分流河道与河坝复合砂体沉积韵律及展布特征;根据动静态参数及测试资料,建立... 详细信息

为了提升BS窄条带稠油油藏注水开发效果,针对高含水阶段局部注水突进严重、不同区域注采优化措施增油效果差异变大的问题,从研究砂体沉积微相入手,系统分析了分流河道与河坝复合砂体沉积韵律及展布特征;根据动静态参数及测试资料,建立了表征砂体水洗差异的储量冲刷程度与表征储层物性变化特征的渗透率时变系数的关系图版,提高了判定任意时刻储层任意位置渗透率动态变化的准确性。研究表明,随着注入水持续冲刷,分流河道中部储层渗透率增大,河道边部储层渗透率减小;河坝复合砂体主干河道渗透率有一定增大,但增幅较小;河坝复合砂体主体部位渗透率有一定减小,坝缘渗透率有明显降低。提出了“两变化、三加强、两控制”的控水增油调整措施策略。现场实施注采优化措施84井次,累增油19.6×10^(4)m^(3),油田含水率下降0.9%,取得了较好的控水增油效果。研究结果可为类似窄条带稠油油藏高含水期提升开发效果提供参考。

关键词：窄条带砂体韵律性冲刷程度渗透率时变系数注采优化

注采优化提高平面非均质低渗油藏井网水驱波及效率

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石油钻采工艺 2020年第2期42卷 214-221页

作者：郭迎春曲全工曹小朋季迎春邹建苗明宋黎光冯海如王志兴中石化胜利油田分公司勘探开发研究院中国石油大学(北京) 102249 中国石油三次采油重点实验室低渗油田提高采收率应用基础理论研究室石油工程教育部重点实验室

不稳定注水广泛应用于非均质油藏的水驱开发,为进一步改善平面非均质低渗油藏水驱开发效果,采用与目标油藏对应的径向流物理模型,分析了3种注采方式下平面非均质油藏井组生产井生产动态及采收率,明确了3种注采方式改善水驱开发效果的作... 详细信息

不稳定注水广泛应用于非均质油藏的水驱开发,为进一步改善平面非均质低渗油藏水驱开发效果,采用与目标油藏对应的径向流物理模型,分析了3种注采方式下平面非均质油藏井组生产井生产动态及采收率,明确了3种注采方式改善水驱开发效果的作用机理,并给出3种不同注采方式的适用性。结果表明:不稳定注水方式可形成不稳定压力场,形成油水交渗及弹性力驱油,改善低渗区域的驱油效果;同步平衡产液量注采方式可改善整体水驱波及效率,并利用不稳定注水提高低渗区域原油采收率,整体采收率较高;异步平衡产液量注采方式可在不稳定注水后,调整注采压差,提高低渗区域驱油效率,同时扩大注入水对低渗区域的波及效率,大幅度提高低渗区域的采收率。实验结果可为目标油藏水驱开发注采方式优化提供理论支持。

关键词：低渗油藏平面非均质不稳定注水注采优化

低渗透油藏分层数值模拟技术及在注采参数优化中的应用

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中国石油和化工标准与质量 2023年第8期43卷 155-157页

作者：樊平天刘浪孙敏李玉陕西省延长油田股份有限公司南泥湾采油厂陕西延安716000 马鞍山和君创业能源科技有限公司安徽马鞍山243194

我国的低渗透油藏一般具有油层物性差,非均质性强等特点。开采方式一般都是多层合采。由于储层物性不同、射孔时间不同等因素造成的层间开采的不均衡、层间干扰现象十分普遍。油藏注水后,由于平面和纵向的非均质性以及注采关系不对应等... 详细信息

我国的低渗透油藏一般具有油层物性差,非均质性强等特点。开采方式一般都是多层合采。由于储层物性不同、射孔时间不同等因素造成的层间开采的不均衡、层间干扰现象十分普遍。油藏注水后,由于平面和纵向的非均质性以及注采关系不对应等因素经常会造成注水不受效或受效不均衡。本文旨在通过分层数值模拟技术明确各层剩余油分布状况及开发潜力,并在此基础上进行注采参数优化,最终给出合理注采方案,改善井组注采对应关系,提高水驱控制及动用程度,从而提高油井单井产量。

关键词：低渗透分层数值模拟注采优化剩余油分布

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地下储气库注采井临界冲蚀流量优化计算方法

天然气工业 2019年第11期39卷 74-80页

作者：王云张建军中国石油勘探开发研究院

临界冲蚀流量是限制注采井注采能力的关键因素,目前通常参照API RP 14E标准进行计算,其计算结果趋于保守,但还未有明确的室内实验或现场数据表明可在API RP 14E的基础上提高临界冲蚀流量。为此,基于腐蚀速率首次提出了临界冲蚀速率的概... 详细信息

临界冲蚀流量是限制注采井注采能力的关键因素,目前通常参照API RP 14E标准进行计算,其计算结果趋于保守,但还未有明确的室内实验或现场数据表明可在API RP 14E的基础上提高临界冲蚀流量。为此,基于腐蚀速率首次提出了临界冲蚀速率的概念;综合考虑影响管柱冲蚀的温度、压力、气体组分、含水率、含砂量以及管柱材质等因素,同时引入壁面剪切应力,开展真实注采工况下的室内等效模拟实验,进而求得实验工况下的临界冲蚀系数(C);在此基础上,建立了现场常用的N80、SM80S和S13Cr等3种材质管柱的C取值图版。研究结果表明:①含砂量、含水率、CO2分压以及壁面剪切应力为冲蚀主控因素;②含砂量对上述3种材质的管柱冲蚀影响最为显著,其中N80和SM80S管柱冲蚀对壁面剪切应力和含水率较为敏感;③对于S13Cr管柱,当含砂量小于250 mg/L时,C值可取100,当流体不含砂、含液时,C值可取180,当流体为气相时,C值可取275;④对于N80、SM80S管柱,当流体不含砂、含液时,根据含水率和壁面剪切应力不同,C值介于100~180,当流体为气相时,C值可取275;⑤针对新疆呼图壁地下储气库注采井采出流体含水率为0.0010‰、不出砂,管柱材质为S13Cr,C取值为180,通过室内冲蚀实验证实管柱样品在注采工况下均未出现冲蚀痕迹,并且冲蚀速率极低、无点蚀。结论认为,所建立的C取值图版结果可靠,可以为临界冲蚀流量的科学合理确定提供指导。

关键词：地下储气库注采井注采能力临界冲蚀流量临界冲蚀系数壁面剪切应力注采优化图版