CN101145235A - 一种油田开发决策系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种应用于石油开采领域的油田开发决策系统，首先是将决策基础参数自动采集或人工录入基础参数单元11；然后由中间计算参数单元12从方法程序集23选取油藏工程方法进行计算或从规律标准库22选取图板规律、标准表格进行推断，最后获得的决策结果在最终结果数据单元13通过搜寻油田开发实例库21中的已开发的类似油田实例进行类比，评判决策结果的合理性；获得决策结果后，再通过决策结果综合展示屏3展示出来，在大屏幕上，现场调整参数，实时动态的自动和人工交互的综合调整，直到确定最终的决策结果；创建了集专家经验、规律标准、油田开发实例于一体的决策知识库，实现了新区规划方案、新区产能建设方案设计的智能化。

Description

一种油田开发决策系统

技术领域

本发明涉及一种应用于石油开采领域的油田开发决策系统。

背景技术

油田开发是一项隐蔽的技术工程，具有高投入、高产出、高风险的特点和不可逆性，科学决策尤为重要。同时，油田开发也是专业性和实践性都很强的领域，一些优秀专家在长期开采实践中积累起来的油田开发经验是一笔相当宝贵的财富，如何总结、延续、推广利用专家宝贵的经验，是当前亟需解决的问题。就胜利油区而言，截止2006年，探明储量46.1827亿吨，“十五”期间，每年平均动用储量9000多万吨，需进行上百个方案的制作，而每个开发方案都涉及到地质、油藏、采油工艺、地面建设、经济评价等多个专业，每个专业部分的建设内容都是由行政上相对独立的研究院完成，完成后各研究单位在一起交流、商讨、对接，如此反复多次才能将一个方案完成，最后将完成的方案交由专家领导审查，历时数月。如果审查过程中参数和决策结果需要变动，再把整个流程由各单位重新做相应的修改，从而导致方案普遍滞后于开发所需，因此，急需一套油田开发决策支持系统来辅助决策，建立各专业的统一协作平台，从而快速、科学、准确的进行油田开发。经调研可知，目前国内对油田开发决策支持系统的研究仅处于设想阶段，国际上已经使用的类似系统主要局限于查询功能。国内外石油领域还未曾出现过这种综合性的、智能化的决策支持系统。

发明内容

本发明的目的是运用决策模型技术、模版技术、图版技术、数据库专业模型技术、专业模型关联技术、计算机组件插拔式组织技术，实现油田开发方案制作自动化、半自动化，为常规水驱砂岩油藏开发提供适合其特点的技术和方法的支持，同时提供地质、油藏、采油工艺、地面建设、经济评价等多个专业协作统一平台，实现智能化、自动化、科学化的油田开发决策。

具体方案如下：

油田开发决策支持系统由油田开发决策模型1、知识库2和决策结果综合展示3三部分组成(见图1)；决策模型1由直接采集基础参数的基础参数单元11、中间计算参数单元12和最终结果数据单元13三部分组成(见图2)；首先是将决策基础参数自动采集或人工录入基础参数单元11；然后由中间计算参数单元12从方法程序集23选取油藏工程方法进行计算或从规律标准库22选取图板规律、标准表格进行推断，最后获得的决策结果在最终结果数据单元13通过搜寻油田开发实例库21的已开发的类似油田实例进行类比，评判决策结果的合理性；获得决策结果后，再通过大屏幕3展示出来，在大屏幕上，现场调整参数，实时动态的进行自动和人工交互的综合调整，直到确定最终的决策结果。整体流程(见图3)。

基础参数单元11直接采集来的基础参数有13个，如下表所示：

编号	参数名	单位	来源
				111	原油脱气粘度μod	mPa·s	采集
112	原油密度ρo	g/cm3	采集
				113	溶解油气比Rs	m3/m3	采集
114	井深H	m	采集
				115	渗透率k	10-3μm2	采集
116	初始含水fw	小数	采集
				117	产层厚度h	m	采集

编号	参数名	单位	来源
				118	初期压降ΔP0	MPa	采集
119	试采产能qof	t/d	采集
				1110	油价Po	元/吨	录入
1111	面积S	km2	录入
				1112	油水井数比OWR	％	录入
1113	地质储量Q	104t	录入

中间计算参数单元12将基础参数通过计算或推断的参数共33个，如下表所示：

编号	参数名	单位
			121	油层原油粘度	mPa·s
122	溶解系数	m3/m3MPa
			123	比采油指数	t/d.m.Mpa
124	合理泵压	MPa
			125	井筒混合液柱比重	g/cm3
126	初期合理生产压差	MPa
			127	计算单井日产油	t/d
128	单井日产油取值	t/d
			129	日产液取值	t/d
1210	吨液成本CL	元/t
			1211	单井钻井投资	万元
1212	钻井投资占总投资比重	％
			1213	单井总投资	万元
1214	单井可采储量增量界限值	104t/井
			1215	合理井网密度	井/km3

编号	参数名	单位
			1216	合理总井数	口
1217	合理初产速度，	％
			1218	稳产期内年产油	104t
1219	年末含水	％
			1220	年均含水	％
1221	年产液	104t
			1222	稳产期	年
1223	年产油	104t
			1224	操作成本	万元
1225	销售收入	万元
			1226	销售税金及附加	万元
1227	吨油税金	万元
			1228	开发投资	万元
1229	年折旧	万元
			1230	利润	万元
1231	所得税	万元
			1232	现金流	万元
1233	净现值	万元

结果数据单元13最终决策结果6项，如下表所示：

编号	参数名	单位
			131	分年开发指标预测
132	采收率可采储量	104t
			133	动态投资回收期	年
134	财务内部收益率	％
			135	百万吨产能投资	亿元
136	吨油投资	MPa

知识库2

油田开发知识库由既相互独立又相互关联的油田开发实例库21、规律标准库22和方法程序集23构成，这三个部分的基础组成单元均是由知识数据构成，相互紧密关联的知识构成一张知识网络，对开发决策问题形成支持。(见图4)

油田开发实例库21把已开发油田的开发历史、技术方法、工艺措施、产生的经验、教训抽取为文字段落、数据表格、曲线和图形。包括了25段文字描述，17类表格，11类采集数据自动生成的曲线，9类图形，以面向对象的方法描述并建立关联关系，实现非结构化数据统一应用和网状的关联检索，并在此基础上以油藏单元为基础，以时间为主线，以油藏开发历程中的各种静态、动态曲线、数据、图件、方案描述项为节点，构建油田开发实例描述网络体系，实现油藏内部描述和不同油藏单元之间的网状关联及深度检索，自动地、实时动态的更新。

规律标准库22包括：现有的规律和各类国标、行标、企标标准；实例库里的大量信息自动总结为图版、曲线，形成规律；将专家的非量化经验直接转换为计算机可识别的规律；自定义标准、规律。具体功能：对输入、输出参数的正确性判断功能、参数间的逻辑合理性判断功能、对未知参数的值推算功能、支持决策系统实现自动化功能。

方法程序集23根据决策内容，收集确定相应的计算方法，对这些方法进行分类，并详细说明每种方法的适用条件，目前共生成31个组件，方便系统实现时灵活调用，包括的模块类型如下表：

模块类型	模块控件个数
		井网密度计算模块	8
物质平衡法计算模块	2
		水平井计算方法模块	1
采收率计算	7
		流管法方法模块	1
水驱特征曲线法计算模块	7

模块类型	模块控件个数
		开发效果评价模块	1
经济政策界限计算模块	2
		可采储量计算模块	2

结果展示大屏幕3

初次决策结果通过综合调整，支持现场的参数修改、实现期望值求取、并快速通过专业模型中不同专业之间的联动形成多套方案，进行对比优化，最终确定一份推荐方案并一键完成方案设计报告。

采用VTRON最新一代DLP高清晰背投单元组成了大屏幕拼接墙显示系统。建设的拼接墙由14套67英寸VTRON公司的Visionpro2 XGA DLP一体化显示单元拼接以2x7方式拼接而成，横向2排，纵向7列，最终建成的大屏幕显示有效面积为9590mm(宽)x2055mm(高)＝19.71m²，分辨率为7168x1536具有14路视频信号和16路RGB计算机显示信号同时输入和同时开窗口显示的能力，并且能任意放大、缩小、跨屏显示，支持直接线路输入以及网络显示信号的输入，能在多个窗口中分别显示不同的内容或运行不同的程序，方便实现多内容、多软件的协同工作，并且可以达到多屏共显同一个系统功能界面以及电视墙显示效果，分屏分别显示多个系统功能界面，直观清晰地表现系统决策结果，为实例库查询、油田开发决策的输出结果搭建一个展示平台。

系统实现

本系统采用了基于MVC的多层架构(见图6)的实现方式，在本系统中数据服务层设计使用了hibernate技术，负责将类操作映射为数据库操作，进行实体类的持久化。业务服务层主要JavaBean组成以实现业务逻辑，按照种类分为接口类和实现类两种，用户展示层设计选用基于Eclipse的RCP富客户端组件，内置应用服务器，支持浏览器方式访问，报表组件采用自主封装的Excel控件，图件组件采用JFreeChart和Excel控件结合。

在本系统中数据服务层主要使用了Hibernate技术。Hibernate是对象/关系映射的解决方案，简写为ORM，简单说就是将JAVA中的对象与对象关系，映射至关系数据库中的表格与表格之间的关系，Hibernate中提供了这个过程中自支对应转换的方案。项目使用xml档案来配置数据库，使用HQL(hibernatequery language)来对数据进行查询，HQL接近于SQL的语法，并能提供更多的特性与封装。数据库每一次的查询都是一次不小的开销，例如连结的开启、执行查询指令，当数据库应用服务器不在同一个服务器上时，还必须有远程调用、Socket的建立等开销，在Hibernate这样的ORM框架中，还有数据封装等开销必须考虑进去。在本部分中的ORM框架中，缓存机制也起了很重要的作用，主要分为两个层级：Session层和SessionFactory层(此层又称为Second Cache)。

业务服务层主要JavaBean组成以实现业务逻辑，按照种类分为接口类和实现类两种。业务逻辑实现层是从用户接收请求，将视图(View)和业务逻辑匹配在一起，共同完成用户的请求。划分控制层的作用也很明显，它清楚地告诉客户，它就是一个处理器，在视图层接收请求处理信息，进行处理之后再根据需求来选择业务功能方法对其进行处理。

用户展示层设计选用基于Eclipse的RCP富客户端组件，内置应用服务器，支持浏览器方式访问。显示层主要包括两类组件，一是选用Eclispe RCP基础组件支撑用户界面，主要包括选用视图(View)、Form、Composite组件作为基础用户展示界面，选用透视图(Perspective)作为多个同类视图的综合展示(例如整体调整)，选用视图的独立展示属性作为大屏幕的展示基础。另一类是功能展示组件，系统报表组件采用自主封装的Excel控件，图件组件采用JFreeChart和Excel控件结合，表格组件采用自主封装的KTable组件。

技术效果：

1、创建了集专家经验、规律标准、油田开发实例于一体的决策知识库。

2、实现了新区规划方案、新区产能建设方案(包括油藏、工艺、地面、经济)设计的智能化。

附图说明

图1油田开发决策系统机构示意图

图2油田开发决策系统决策模型示意图

图3油田开发决策系统决策流程详解图

图4油田开发决策系统知识库结构示意图

图5油田开发决策系统规律标准库使用流程实例图

图6油田开发决策系统架构图

图7油田开发决策系统实例库数据库E_R关系图(基础对象表)

图8油田开发决策系统实例库数据库E_R关系图(数据对象表)

图9油田开发决策系统深井泵压124计算图

图10油田开发决策系统混合液柱比重125计算图

图11油田开发决策系统初期合理生产压差126计算图

图12油田开发决策系统吨液成本1210计算图

图13油田开发决策系统单井钻井投资占基建比重1212计算图

图14油田开发决策系统单井总投资1213计算图

图15油田开发决策系统单井可采储量增量界限值1214计算图

图16油田开发决策系统合理井网密度1215计算图

图17油田开发决策系统合理初产速度1217计算图

图18油田开发决策系统井深和每米钻井成本规律图

图19油田开发决策系统井深与单井投资关系规律图

具体实施方式

下面根据附图对本发明系统进行祥细的叙述(见图3)。

由基础参数单元11中的原油脱气粘度111、原油密度112、溶解油气比113，通过方法程序集可计算出中间计算参数单元12中的油层原油粘度121(见方法1)；由油层原油粘度121再通过基础参数单元11中的渗透率115求出中间计算参数单元12中比采油指数123(见方法3)；由溶解油气比113、井深114求出溶解系数122(见方法2)；由溶解系数122、初始含水116求出合理泵压124(见方法4)；初始含水116、原油密度112求出井筒混合液比重125(见方法5)；由合理泵压124、井筒混合液比重125、初期压降118求出初期合理生产压差126(见方法6)；由产层厚度117、比采油指数123、初期合理生产压差126求出计算单井日产油127(见方法7)；由试采产能119、计算单井日产油127求出单井日产油取值128(见方法8)；由单井日产油取值128、初始含水116求出日产液取值129(见方法9)，日产液取值129求出吨液成本1210(见方法10)；由井深114求出单井钻井投资1211(见方法11)和钻井投资占总投资比重1212(见方法12)；由单井钻井投资1211、钻井投资占总投资比重1212求出单井总投资1213(见方法13)；由初始含水116、油价1110、吨液成本1210求出单井可采储量界限1214(见方法14)；由单井可采储量界限1214、渗透率115、油层原油粘度121及对井数进行取整求出合理井网密度1215(见方法15)；由合理井网密度1215、含油面积1111求出合理井数1216(见方法16)，由油水井数比 1112、地质储量1113、合理井数1216求出合理初产速度1217(见方法17)；同理，最终由基础参数单元11、中间计算参数单元12求出决策指标—结果数据单元13，得出决策结果，其框架流程(见图2)。

合理井网密度1215可由方法程序集里的井网密度计算控件进行计算，由井深114通过规律标准库22中的井深和每米钻井成本关系图(图18)、井深与单井投资关系图(图19)推导出单井总投资1214，再根据规律标准库22中的不同油藏类型钻井投资、采油工程投资、地面工程投资占总开发投资的比例关系表推导出开发投资1228(见图5)，从而对计算出来的结果进行合理性评判，根据宏观规律评判计算结果是否合理。另外还可通过查询油田开发实例库21来进行类比，进行决策。如对于结果数据单元13中的采收率可采储量132(以胜利油区孤东油田七区西Ng52+3区块为例)，查询实例库21，获得类似油田胜利油田、孤岛油田、孤东油田、埕东油田的采收率，从而得出其开采效果较好的结论。

表实例库查询对比表

	胜坨油田	孤岛油田	孤东油田	埕东油田	七区西Ng52+3
						采收率可采储量132	39.91	36.3	30.6	41.3	40.9

油田开发实例库21

模版包括了25段文字描述，17类表格，11类曲线，9类图形，内容如下：

1、油田或区块概况

(1)位置：以1段文字和2张位置图描述油田或区块所处的地理位置和区域构造位置，为用户提供构造背景信息，为决策提供油藏类比的距离信息。

(2)地质勘探概况：以2段文字和1张取心情况统计表描述油田勘探历程及主要油藏地质信息(含油层系及储量等)，为用户提供油藏地质特征的概要信息，提供油藏类比的层系、油藏类型及规模等决策参数。

(3)开发简况：以1段文字和1张开发现状表简要介绍油田开发现状，为用户提供构油田目前开发状况信息，为决策提供所处阶段的类比条件。

2、油田地质特征

(1)沉积环境及地层：以3段文字、2张图和1张表描述油藏大的沉积背景及地层发育情况。提供地层沉积和发育特征信息，为油藏类比提供最基础的沉积、地层参数。

(2)构造特征：以3段文字和3张表及1张图形描述油藏构造背景、构造形态及断裂系统，提供全面的油藏构造特征信息，为决策提供油藏控制因素的类比信息。

(3)储层特征：以4段文字和3张图形5张表描述储层岩性、物性、微观孔喉特征及沉积相，提供全面的储层宏观及微观特征信息及重要的储层特征类比参数。

(4)流体及油藏特征：以4段文字、2张图形和2张表格描述油藏原油、天然气、地层水性质及油藏类型，提供重要的流体性质及油藏类型信息，提供流体和油藏类型等重要类比决策指标。

(5)产能特征：以1段文字和2张表格描述油藏开发初期的试油、试采情况，提供油藏开发初期的产能特征信息，为决策提供不同油藏类型产能特征参数。

(6)储量计算：以3段文字和1张表格1张图版描述储量大小及对储量进行分类、评价，提供油藏储量规模及储量品位信息，为决策提供重要的储储量类比参数。

3、油田开发及开采特征

(1)开发综述：以7段文字和6类曲线描述油藏开发阶段划分及其主要开发指标、增产措施情况、地层压力变化情况，提供油藏开发历程重要信息，为决策提供油藏不同开发阶段的开采特征类比指标。

(2)油田开发主要事件：以7段文字和2张表描述油藏开发过程中对产量有重大影响的增产措施，提供油田开发过程中所采取主要增产措施信息，为决策提供不同油藏类型、不同开发阶段所采取的有效增产措施。

(3)油田产量变化：以3文字和3类曲线描述油田年产油量变化、单井日产油量变化及油田稳产态势，提供油藏开发过程中的产量变化规律信息，为决策提供类比油藏开发指标的合理预测。

(4)油藏水驱特征：以6段文字和6类曲线描述油藏的相渗曲线特征、含水与采出程度关系、累计水油比与采出程度关系、含水上升率与采出程度关系及油田水驱特征。提供油藏水驱开发特征规律，为类比油藏水驱开发规律和指标预测提供借鉴。

4、采油工艺概要

(1)油藏特点及采油工艺应用简述：以文字描述油藏特点、不同时期所采取的采油工艺及采油工艺增产效果，提供不同油藏类型、不同开发时期的采油工艺特点。

(2)主导采油工艺应用情况：以9段文字和管柱图及防砂井结构示意图描述不同主要工艺所采用主要技术参数，提供不同油藏类型所采取的主导采油工艺参数信息，为类比油藏的采油工艺设计提供技术参数。

(3)其它采油工艺应用情况：以文字和管柱图描述特殊采油工艺所采用主要技术参数，提供不同油藏类型所采取的特殊采油工艺参数信息。

规律标准库22(部分内容)

(一)油藏工程地质部分规律标准

以表格为主要形式、以标准为主

1、油(气)田(藏)储量规模和品位分类

(1)按可采储量规模大小，将油(气)田(藏)分为五类(见表B.1)。

表B.1 储量规模分类

分类	原油可采储量/(104m3)	天然气可采储量/(108m3)
			特大型	≥25000	≥2500
大型	≥2500～<25000	≥250～<2500
			中型	≥250～<2500	≥25～<250
小型	≥25～<250	≥2.5～<25
			特小型	<25	<2.5

(2)按埋藏深度大小，将油(气)藏分为五类(见表B.2)。

表B.2埋藏深度分类

分类	油(气)藏中部埋藏深度/(m)
		浅层	<500
中浅层	≥500～<2 000
		中深层	≥2000～<3500
深层	≥3500～<4500

超深层

≥4500

(3)按原油密度大小，将原油分为四类(表B.3)。

表B.3原油密度分类

分类	原油密度/(g/cm3)
		轻质	<0.87
中质	≥0.87～<0.92
		重质	≥0.92～<1.0
超重	≥1.0

地层原油粘度大于等于50mPa·s，称为稠油；原油凝固点大于等于40℃，称为高凝油；其余称为常规油。

(二)油藏工程部分规律标准

以图版为主要形式、以规律为主，指标推算图版包括：

油田开发决策系统深井泵压124计算图(见图9)，油田开发决策系统混合液柱比重125计算图(见图10)，油田开发决策系统初期合理生产压差126计算图(见图11)，油田开发决策系统吨液成本1210计算图(见图12)，油田开发决策系统单井钻井投资占基建比重1212计算图(见图13)，油田开发决策系统单井总投资1213计算图(见图14)，油田开发决策系统单井可采储量增量界限值1214计算图(见图15)，油田开发决策系统合理井网密度1215计算图(见图16)，油田开发决策系统合理初产速度1217计算图(见图17)。

(三)采油工艺部分规律标准

以表格为主要形式、以标准为主

1、完井工艺

(1)直井：

各种完井(直井)方式的适用条件

完井方式	适用的地质条件
		射孔完井	1.有气顶，或有底水，或有含水夹层、易塌夹层等复杂地质条件，而又要求实施分隔层段的储集层2.各分层之间存在压力、岩性等差异，而要求实施分层测试、分层采油、

完井方式	适用的地质条件
			分层注水、分层处理的储集层3.要求实施水力压裂作业的低渗透储集层4.砂岩储集层、碳酸盐岩孔隙性储集层
裸眼完井	1.岩性坚硬致密，井壁稳定不坍塌的碳酸盐岩或裂缝型砂岩储集层2.无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储集层3.单一厚储集层，或压力、岩性基本一致的储集层4.不准备实施分隔层段、选择性处理的储集层
		割缝衬管完井	1.无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储集层2.单一厚储集层，或压力、岩性基本一致的多层储集层3.不准备实施分隔层段、选择性处理的储集层4.岩性较为疏松的中砂粒储集层
裸眼砾石充填完井	1.无气顶、无底水、无含水夹层的储集层2.单一厚储集层，或压力、物性基本一致的多层储集层3.不准备实施分隔层段、选择性处理的储集层4.岩性疏松出砂严重的中、粗、细砂粒储集层
		套管砾石充填完井	1.有气顶、有底水，或有含水夹层、易塌夹层等复杂地质条件，而要求实施分隔层段的储集层2.各分层之间存在压力、岩性差异，而要求实施选择性处理的储集层3.岩性疏松出砂严重的中、粗、细砂粒储集层
滤砂管完井	1.无气顶、无底水、无含水夹层的储集层2.单一厚储集层，或压力、物性基本一致的多层储集层3.无法实施分段或分层处理，可防止粗、中、细砂4.不能防止油层砂进入套管，但可防止进入套管的砂进入油管
		化学固砂完井	1.适用套管射孔完成井，可避射气顶、底水或水层2.单层处理厚度不大于10米，若为多层，则应分层处理3.固砂半径约0.5米左右，应在油井未出砂前固砂，油层出砂形成了空穴后，防砂效果不好4.化学固砂后，油层渗透率要下降，产能可能要降低30％左右

*摘自万仁溥主编《采油工程手册》上册，第267页

(2)水平井：

各种水平井完井方式的优缺点

完井方式	优点	缺点
			裸眼完井	1.成本最低2.储集层不受水泥浆的伤害3.油流导流能力最高	1.疏松储集层井眼可能坍塌2.难以避免层段之间的窜通3.不能进行水力压裂作业4.生产检测资料不可靠
割缝衬管完井	1.成本相对较低2.储集层不受水泥浆的伤害3.可防止井眼坍塌	1.不能实施层段的分隔，因而不可避免层段之间的窜通2.无法进行选择性增产增注作业3.无法进行生产控制，不能获得可靠的生产测试资料
			带ECP的割缝衬管完井	1.相对中等程度的完井成本2.储集层不受水泥浆的伤害	1.管外封隔器分隔层段的有效程度取决于水平井眼的规则程度，封隔器的坐封和

完井方式	优点	缺点
				3.依靠管外封隔器实施层段分隔，可以在一定程度上避免层段之间的窜通4.可以进行生产控制、生产检测和选择性的增产增注作业	密封件的耐压、耐温等因素
射孔完井	1.最有效的层段分隔，可以完全避免层段之间的窜通2.可以进行有效的生产控制、生产检测和包括水力压裂在内的任何选择性增产增注作业	1.相对较高的完井成本2.储集层受水泥浆的伤害3.水平井的固井质量目前尚难保证4.要求较高的射孔操作技术
			裸眼预充填砾石筛管完井	1.储集层不受水泥浆的伤害2.可以防止疏松储集层出砂及井眼坍塌3.告别适宜于热采稠油油藏	1.不能实施层段的分隔，因而不可避免层段之间的窜通2.无法进行选择性增产增注作业3.无法进行生产控制等
套管内预充填砾石筛管完井	1.可以防止疏松储集层出砂及井眼坍塌2.告别适宜于热采稠油油藏3.可以实施选择性的射开层段	1.储集层受水泥浆的伤害2.必须起出井下预充填砾石筛管后，才能实现选择性的增产增注作业

*摘自万仁溥主编《采油工程手册》上册，第266页

(四)地面工程部分规律标准

以表格为主要形式、以标准为主

1、总体布局

一级布站：含油面积小于4.0km²；

二级布站：含油面积大于4.0km²，小于20km²；

三级布站：含油面积大于20km²。

标准号或出处：依据公司经验。

2、油气集输工程

(1)集输工艺的选择

表2-1  集输工艺的选择

油品性质	集输工艺条件	选用的集输工艺
			轻质原油定义：在20℃时，密度小于等于0.8650g/cm3	1.  原油凝点低于管线埋深环境温度；2.  原油凝点接近于环境温度±5℃，且油气比大于30m3/t；	井口不加热单管流程
1.原油凝点高于环境温度，单井产量大于10t/d，且油气比大于30m3/t；	井口加热单管流程
		1.原油凝点高于环境温度，单井产量小于10t/d：		井口掺水双管流程
中质原油定义：在20℃时，密度为0.8650～0.9160g/cm3	1.井口出油温度大于65℃				井口不加热单管流程
		1.原油凝点高于环境温度，单井产量大于10t/d，且油气比大于30m3/t；	井口加热单管流程
	1.  高凝点(大于35℃)、高含蜡(大于30％)、高粘度(大于400mP.S)；2.  原油凝点高于环境温度，单井产量小于10t/d。			井口掺水双管流程
		重质原油定义：在20℃时，密度为0.9161-0.9960g/cm3			井口掺水双管流程

标准号或出处：依据《油气集输设计规范》GB50350-2005

《原油热化学沉降脱水设计规范》  SY/T0081-93

(五)经济评价

1、开发投资估算方法

根据近几年100多个陆上油田产能建设区块实际直井钻井井深和每米钻井成本分析，发现存在一定规律(图18)，通过关系回归，可以得到井深和每米钻井成本关系式：

C_d＝0.0002D²-1.1119D+2896.6

式中：C_d为每米钻井成本，元/m；D为完钻井深，m；因此不同井深条件下钻井工程投资可以表示为：

I_d＝0.0002D³-1.1119D²+2896.6D

式中：I_d为钻井工程投资，元。

采油工程投资和地面工程投资占总开发投资的比例较小，不同油藏类型有较大区别(表1)，因此可以按照比例法进行初步估算。

表1不同油藏类型投资构成表

油藏类型	区块	占总开发投资比例/(％)
					钻井工程投资	采油工程投资	地面工程投资
		岩性	12	75.3				5	19.6
稠油	30				51.2	14.2	34.6
		低渗	88	69.4				9.7	20.9
中高渗	145				66.1	8.2	25.7

总开发投资＝钻井工程投资+采油工程投资+地面工程投资方法程序集23(一个编程实例、部分计算方法)

(一)井网密度计算——最终采收率法计算模块(一个编程实例)

1、调用方法

Call dllY09jwmd7.JWMD7(48，2.235，55，SP，ERRORIDtest)

2、函数及参数说明

(1)输入参数列表

Re--最终采收率(％)

B--井网指数

Ed--驱油效率(％)

(2)输出参数列表

Sp--井网密度(口/km＾2)

ERRORID As Integer：错误信息号

3、调用示例

Private Sub Command7_Click()

Public Sub JWMD7(Re AsSingle，_

B As Single，_

EdAs Single，_

SP As Single，_

ERRORID As Integer)

ERRORID＝0

Dim SP As Single

Set dllY09jwmd7＝New Class 1_Y09JWMD7

Call dllY09jwmd7.JWMD7(48，2.235，55，SP，ERRORIDtest)

If ERRORIDtest<>0 Then

MsgBox(″ERRORID″″& ERRORIDtest &″，Error inYGLRESI2DLL.DLL or elsewhere！″)

End If

MsgBox(″Sp＝″&SP)

End Sub

(二)各指标计算方法(部分内容)

方法1、油层原油粘度121

${\mathrm{\&mu;}}_{\mathrm{os}}={\mathrm{A\&mu;}}_{\mathrm{od}}^B$

A＝4.4044(ρ_oR_s+17.7935)^-0.515B＝3.0352(ρ_oR_s+26.6094)^-0.338

式中：μos—油藏含气原油粘度，mPa·s；

方法2、溶解系数122

S_g＝R_S/H·100

式中：S_g—天然气溶解系数，m³/m³MPa方法3、比采油指数123

${\mathrm{\&eta;}}_o^{\&prime;}=0.0412{\left(0.4\frac{k}{{\mathrm{\&mu;}}_o}\right)}^{1.0965}$

式中：η_o-t/d·m·Mpa；

方法4、合理泵压124

$P_P=\frac{g}{\frac{\frac{1}{\mathrm{\&beta;}}-1}{1-f}+S_g}$

式中：P_P—合理泵压，MPa；

β—有杆泵泵筒的充满系数；小数；f—含水，小数；推算图版：图9油田开发决策系统深井泵压124计算图方法5、井筒混合液柱比重125

当ρ_O>0.91g/cm³时，ρ_L＝(3.2ρ_O-2.17)(1-f_w)+0.95f_w否则，ρ_L＝(0.8ρ_O+0.01)(1-f_w)+0.95f_w式中：ρ_L—井筒混合液柱比重，g/cm³推算图版：图10油田开发决策系统混合液柱比重125计算图方法6、初期合理生产压差126

${\mathrm{\&Delta;\&Rgr;}}_L=p_i-{\mathrm{\&Delta;p}}_o-p_p-\frac{L_m-L_p}{100}\&bull;{\mathrm{\&rho;}}_L$

式中：ΔP_L—初期合理生产压差，MPa；P_i—原始油层压力，MPa；ΔP_O—初期压降，MPa；L_m—油层中部深度，m；L_p—生产井平均泵深，m；

推算图版：图11油田开发决策系统初期合理生产压差126计算图

方法7、计算单井日产油127

q_ot＝η′_o·ΔP_L·h

式中，q_ot—理论单井日产油能力，t/d；

方法8、单井日产油取值128

$q_o=\frac{q_{\mathrm{ot}}+q_{\mathrm{of}}}{2}$

式中，q₀—单井日产油能力取值，t/d；

方法9、日产液取值129

$q_L=\frac{q_o}{1-f_w}$

式中：q_L—开发前期平均单井液量，t/d方法10、吨液成本(元/吨)1210C_L＝1344.5 q_L ^-0.8145

式中：C_L—吨液成本，元/t推算图版：图12油田开发决策系统吨液成本1210计算图方法11、单井钻井投资1211

$C=\frac{(2896.6-1.119H+0.0002111H^2)H}{10000}$

式中：c—单井钻井投资，万元方法12、单井钻井投资占基建比重(％)1212

E＝0.2679·Ln(H)-1.2933

式中：E—单井钻井投资占基建比重，小数；

推算图版：图13油田开发决策系统单井钻井投资占基建比重1212计算图方法13、单井总投资1213

K＝C/E

式中：K—单井总投资，万元

推算图版：图14油田开发决策系统单井总投资1213计算图方法14、单井可采储量增量界限值1214

$N_{\mathrm{pp}}=\frac{2c}{P_{\mathrm{CM}}-\frac{{1.3q}_L}{1-f_w}-({0.16p}_o+12)}$

式中：N_pp—单井可采储量增量界限值，10⁴t/井推算图版：图15油田开发决策系统单井可采储量增量界限值1214计算图

方法15、合理井网密度1215

按照下述井网密度与采收率关系：

$E_R=0.38835{\left(\frac{k}{\mathrm{\&mu;}}\right)}^{0.06971}{e}^{\frac{12.84}{n_j}{\left(\frac{k}{\mathrm{\&mu;}}\right)}^{-0302815}}\&CenterDot;100$

经过变形后对井数求导：

${\mathrm{\&Delta;N}}_{\mathrm{pj}}=Q\&CenterDot;0.38835{\left(\frac{k}{\mathrm{\&mu;}}\right)}^{0.06971}{e}^{\frac{12.84}{n_j}{\left(\frac{k}{\mathrm{\&mu;}}\right)}^{-0302815}}\&CenterDot;\frac{12.84{\left(\frac{k}{\mathrm{\&mu;}}\right)}^{-0.302815}}{n_j^2}$

对上式进行单变量求解，可求出合理井网密度n_j式中：n_j—井/km²

推算图版：图16油田开发决策系统合理井网密度1215计算图方法16、合理总井数1216

Zj＝int(nj*S)

式中：Zj—合理井数

方法17、合理初产速度1217

$V_i=\frac{q_o\&CenterDot;n_j\&CenterDot;S\&CenterDot;\mathrm{OWR}\&CenterDot;330\&CenterDot;{10}^{-4}}{N}\&CenterDot;100$

式中：V—合理初产速度，％。

推算图版：图17油田开发决策系统合理初产速度1217计算图数据库

系统数据涉及四类数据表，即系统代码表、项目层系方案表、描述项表和资源表、数据参数表；系统代码表：数据库的数据字典表，基础业务定义、业务流程、页面显示调用以及其他表的描述均储存在该表中。项目层系方案表：对决策项目进行管理的表。数据参数表：本数据库核心数据的存储体，由一系列结构相同的物理表组成，按照业务类别的不同进行划分，在数据字典表中统一描述。系统资源表：存储系统的二进制资源比如图件、大文本、曲线XML定义等。

由于决策支持系统与实例库共用一个统一的数据库，因此该系统中的用户表、单位表、油田表、单元表、小层数据表、单井数据表以及其它相关的系统表可以复用实例库的数据表。

实体一关系图

采用面向对象的数据库设计思路，将数据表视为对象，将数据表的字段视为对象的属性，首先设计出基类表，在此基础上派生出具体的实例库基础对象表和实例库数据对象表。这种设计方法非常灵活，可以适应随时的数据结构的改动，并且支持数据表的复用。实体一关系设计见图7、8所示。实体表包括：系统代码表(dss_sys_code)、0目表(dss_project)、方案表(dss _schema)、各种数据表(DSS_SDATA、DSS_XDATA、DSS_TBL_*诸表)、系统资源表(dss_res)、描述项表(dss_describe)。

数据字典表包括：数据表字典、油藏参数表、采油工艺表、地面工程参数表开发指标预测表、相渗曲线表、新区水驱决策功能。

Claims (5)

1.一种油田开发决策系统，由油田开发决策模型1、知识库2和决策结果综合展示屏3三部分组成，知识库2包括：油田开发实例库21、规律标准库22、方法程序集23三部分，其特征在于：油田开发决策模型1由直接采集基础参数的基础参数单元11、中间计算参数单元12和最终结果数据单元13三部分组成；首先是将决策基础参数自动采集或人工录入基础参数单元11；然后由中间计算参数单元12从方法程序集23选取油藏工程方法进行计算或从规律标准库22选取图板规律、标准表格进行推断，最后获得的决策结果在最终结果数据单元13通过搜寻油田开发实例库21中的已开发的类似油田实例进行类比，评判决策结果的合理性；获得决策结果后，再通过决策结果综合展示屏3展示出来，在大屏幕上，现场调整参数，实时动态的自动和人工交互的综合调整，直到确定最终的决策结果；

基础参数单元11直接采集来的基础参数有13个，包括：原油脱气粘度μod、原油密度ρ_O、溶解油气比Rs、初始含水f_w、初期压降ΔP₀、试采产能q_of、油价Po、面积S、油水井数比OWR、地质储量Q、井深H、渗透率k、初始含水f_w；

中间计算参数单元12将基础参数通过计算或推断的参数共33个，包括：油层原油粘度、溶解系数、比采油指数、合理泵压、井筒混合液柱比重、初期合理生产压差、计算单井日产油、单井日产油取值、日产液取值、吨液成本C_L、单井钻井投资、钻井投资占总投资比重、单井可采储量增量界限值、合理井网密度、合理初产速度，稳产期内年产油、年末含水、年均含水、年产液、稳产期、年产油、操作成本、销售收入、销售税金及附加、吨油税金、开发投资、年折旧、利润、所得税、现金流和净现值；

结果数据单元13最终决策结果6项，包括：分年开发指标预测、采收率可采储量、动态投资回收期、财务内部收益率、百万吨产能投资和吨油投资。

2.根据权利要求1所述的一种油田开发决策系统，其特征在于：

油田开发实例库21把已开发油田的开发历史、技术方法、工艺措施、产生的经验、教训抽取为文字段落、数据表格、曲线和图形，包括了25段文字描述，17类表格，11类采集数据自动生成的曲线，9类图形，以面向对象的方法描述并建立关联关系，实现非结构化数据统一应用和网状的关联检索，并在此基础上以油藏单元为基础，以时间为主线，以油藏开发历程中的各种静态、动态曲线、数据、图件、方案描述项为节点，构建油田开发实例描述网络体系，实现油藏内部描述和不同油藏单元之间的网状关联及深度检索，自动地、实时动态的更新。

3.根据权利要求1所述的一种油田开发决策系统，其特征在于：

规律标准库包括：现有的规律和各类国标、行标、企标标准；实例库里的大量信息自动总结为图版、曲线，形成的规律；将专家的非量化经验直接转换为计算机可识别的规律；自定义标准、规律；具有对输入、输出参数的正确性判断功能、参数间的逻辑合理性判断功能、对未知参数的值推算功能、支持决策系统实现自动化功能。

4.根据权利要求1所述的一种油田开发决策系统，其特征在于：

方法程序集根据决策内容，收集确定相应的计算方法，对这些方法进行分类，并详细说明每种方法的适用条件，共生成31个组件，方便系统实现时灵活调用，包括的模块类型：井网密度计算模块、物质平衡法计算模块、水平井计算方法模块、采收率计算、流管法方法模块、水驱特征曲线法计算模块、开发效果评价模块、经济政策界限计算模块、可采储量计算模块。

5.根据权利要求1所述的一种油田开发决策系统，其特征在于：

决策结果综合展示屏，用于综合展示各种决策信息，协同运行多套相关决策软件系统，进而直观清晰明确地表现系统决策结果，为实例库查询、油田开发决策的输出结果搭建一个展示平台，展示屏采用DLP高清晰背投单元组成的大屏幕拼接墙显示系统，拼接墙由14套67英寸DLP一体化显示单元拼接以2×7方式拼接而成，分辨率为7168×1536，具有14路视频信号和16路RGB计算机显示信号同时输入和同时开窗口显示的能力，并且能任意放大、缩小、跨屏显示，能在多个窗口中分别显示不同的内容或运行不同的程序。

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