CN101769148B - 海上油田开发生产系统分布式模拟方法 - Google Patents

海上油田开发生产系统分布式模拟方法 Download PDF

Info

Publication number
CN101769148B
CN101769148B CN 200910256078 CN200910256078A CN101769148B CN 101769148 B CN101769148 B CN 101769148B CN 200910256078 CN200910256078 CN 200910256078 CN 200910256078 A CN200910256078 A CN 200910256078A CN 101769148 B CN101769148 B CN 101769148B
Authority
CN
China
Prior art keywords
subsystem
output
simulation
oil
well
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN 200910256078
Other languages
English (en)
Other versions
CN101769148A (zh
Inventor
郭亮
张凤久
孙福街
田冀
耿站立
樊灵
刘广孚
周东民
冯国强
林日亿
唐建锋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Offshore Oil Corp CNOOC
CNOOC Research Institute Co Ltd
Original Assignee
China University of Petroleum East China
China National Offshore Oil Corp CNOOC
CNOOC Research Center
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China University of Petroleum East China, China National Offshore Oil Corp CNOOC, CNOOC Research Center filed Critical China University of Petroleum East China
Priority to CN 200910256078 priority Critical patent/CN101769148B/zh
Publication of CN101769148A publication Critical patent/CN101769148A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101769148B publication Critical patent/CN101769148B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Abstract

本发明涉及一种海上油田开发生产系统分布式模拟方法。主要包括以下步骤：(1)通过人机交互设备输入平台模拟参数并启动模拟过程；(2)中心计算机发出启动命令，给三个子系统进行模拟等步骤。其有益效果是：建立了相对应的生产系统工况模拟模型，并在平台当前生产参数的基础上对产量进行优化，提高了模拟产量，降低了系统能耗；在理论研究上建立了水上水下一体化、非线性、多目标、多变量的系统优化决策数学模型，并采用大系统优化理论、模糊数学等方法实现大系统优化分级求解和并行运算模拟过程。

Description

海上油田开发生产系统分布式模拟方法
一、技术领域：
本发明涉及一种海上油田开发生产系统，特别涉及一种海上油田开发生产系统分布式模拟方法。
二、背景技术：
目前，我国海上稠油油田的开发逐渐进入中后期，为保证油田的高效开发，需要采用一系列井网加密、综合调整配套以及老油田综合挖潜技术等措施，随着这些技术的不断实施，海上稠油油田开发生产过程中的矛盾也不断暴露出来：(1)随着井网加密、酸化等措施的实施，原有的注入系统已经不能与油藏系统协调工作；(2)随着井网加密、分层等措施的实施，必然引起油井产量、压力、含水率的变化，这就产生了油井举升系统和油藏系统的矛盾；(3)随着举升系统的优化调整，平面上不同油井点产液、含水、产气、油压的变化，对脱水、脱盐、油气集输等地面油气处理与集输系统的要求也随之改变，特别是加密调整后，地面油气集输和处理能力也要随之调整；(4)目前，海上稠油油田生产各子系统相对独立，协调性差，即使子系统实施了局部优化措施，也无法实现整体系统的优化决策目标。
三、发明内容：
本发明的目的就是针对现有技术存在的上述缺陷，提供一种海上油田开发生产系统分布式模拟方法，应用于海上油田生产优化决策支持系统，可以提高海上油田生产效率，增加产量。
本发明的技术方案是主要包括以下步骤：
(1)通过人机交互设备输入平台模拟参数并启动模拟过程；(2)中心计算机发出启动命令，给三个子系统进行模拟；(3)注入系统根据注入泵压力和注入管网结构，利用多级迭代方法，从注入泵开始迭代，直到计算出注入井底的压力、温度和流量数据，多个注入井之间并行运算，并利用信号量进行同步；根据上述注入压力和注入流量，结合油藏信息，举升系统根据井底压力和泵输入电参数，从井底开始利用多级迭代方法及流体热力学原理推算井口压力、温度和产量；根据井口压力温度和产量信息，结合生产管网结构，对外输管网压力进行迭代计算，根据各个生产井井口压力、流量情况，采用流体力学原理计算总的产量；(4)将上述三个系统模拟结果生成的最终产量与设定的产量进行对比，输入一个产量闭环控制系统，采用基本的PID调节与分段模糊控制调节相结合的方法，计算出注水井、生产井的泵送电功率，作为模拟过程新的参数输入，完成闭环控制；(5)对模拟过程和最终优化结果将通过大屏幕中运行的组态软件进行显示。
上述技术方案采用的控制流程包括如下：
首先初始化一组泵送电参数，分别输入到注入井子系统、井筒举升系统和油气集输系统，根据系统设备模型，对产量进行模拟计算；将计算得到的产量与设定产量进行对比，得到产量误差，将产量误差送入到优化算法进行优化；优化算法采用该分段模糊控制和基本的PID控制相结合的方法进行优化处理，进而继续调节泵送电参数，从而调节当前产量，形成一个闭环空桌子过程。
其中，上述的子系统分别是注入井子系统、井筒举升子系统和油气集输子系统。
注入井子系统中的注水分为合注和分层注水两种方式，合注是在同一压力条件下对各吸水层实施笼统注水；分注就是针对各油层不同的渗透性能进行控制注水，对渗透性好吸水能力强的层适当的控制注水；对渗透性差、吸水能力弱的层加强注水。
井筒举升子系统利用节点将油层、套管、分离器、电机、泵、油管、油嘴等设备联系在一起，通过堆积木方式构建系统，并实现整个子系统的模拟与分析。
油气集输子系统包括热力学计算模型、水力学计算模型、混输管网工艺计算模型、混输管网参数优化计算模型和物流计算模型。
本发明的有益效果是：建立了相对应的生产系统工况模拟模型，并在平台当前生产参数的基础上对产量进行优化，提高了模拟产量，降低了系统能耗；在理论研究上建立了水上水下一体化、非线性、多目标、多变量的系统优化决策数学模型，并采用大系统优化理论、模糊数学等方法实现大系统优化分级求解和并行运算模拟过程。
四、附图说明：
附图1是本发明的控制流程的示意图；
附图2是本发明的井筒举升子系统得结构图；
附图3是本发明的三大生产系统结关系图。
五、具体实施方式：
本发明的技术方案是主要包括以下步骤：(1)通过人机交互设备输入平台模拟参数并启动模拟过程；(2)中心计算机发出启动命令，给三个子系统进行模拟；(3)注入系统根据注入泵压力和注入管网结构，利用多级迭代方法，从注入泵开始迭代，直到计算出注入井底的压力、温度和流量数据，多个注入井之间并行运算，并利用信号量进行同步；根据上述注入压力和注入流量，结合油藏信息，举升系统根据井底压力和泵输入电参数，从井底开始利用多级迭代方法及流体热力学原理推算井口压力、温度和产量；根据井口压力温度和产量信息，结合生产管网结构，对外输管网压力进行迭代计算，根据各个生产井井口压力、流量情况，采用流体力学原理计算总的产量；(4)将上述三个系统模拟结果生成的最终产量与设定的产量进行对比，输入一个产量闭环控制系统，采用基本的PID调节与分段模糊控制调节相结合的方法，计算出注水井、生产井的泵送电功率，作为模拟过程新的参数输入，完成闭环控制；(5)对模拟过程和最终优化结果将通过大屏幕中运行的组态软件进行显示。
参照附图1，本发明采用的控制流程包括如下：
首先初始化一组泵送电参数，分别输入到注入井子系统、井筒举升系统和油气集输系统，根据系统设备模型，对产量进行模拟计算；将计算得到的产量与设定产量进行对比，得到产量误差，将产量误差送入到优化算法进行优化；优化算法采用该分段模糊控制和基本的PID控制相结合的方法进行优化处理，进而继续调节泵送电参数，从而调节当前产量，形成一个闭环空桌子过程。
其中，上述的子系统分别是注入井子系统、井筒举升子系统和油气集输子系统。
(1)注入井子系统中的注水分为合注和分层注水两种方式，合注是在同一压力条件下对各吸水层实施笼统注水；分注就是针对各油层不同的渗透性能进行控制注水，对渗透性好吸水能力强的层适当的控制注水；对渗透性差、吸水能力弱的层加强注水，尽量使注入水在高、中、低渗透层中发挥应有的作用。
注入井模型研究：①建立吸水能力数学模型
根据现场实际生产参数，结合渗流力学、油藏工程、注水工程理论技术，建立注水层位吸水能力数学模型。
②建立井筒压力分布数学模型
按照水力学计算方法、管流理论技术，建立注入井井筒压力分布计算模型。
③建立井下设备工具工况分析数学模型
主要包括注入管柱、封隔器、配水器等数学模型
(2)参照附图2，井筒举升子系统利用节点将油层、套管、分离器、电机、泵、油管、油嘴等设备联系在一起，单井举升子系统模型是海上油田举升系统优化决策的基础，既可以实现对单个设备单元的模拟计算，而且通过堆积木方式构建系统，并实现整个子系统的模拟与分析，模型简单、直观、方便。
(3)油气集输子系统包括热力学计算模型、水力学计算模型、混输管网工艺计算模型、混输管网参数优化计算模型和物流计算模型。
大屏幕显示软件特征如下：
利用C#编写应用程序，在大屏幕中显示的动态数据由组态软件天工组态实现。实现了通过在内核发送windows irq的方式，利用VC#控制VB程序和组态软件的工作和显示。组态支持通过ODBC标准可与其他任何标准数据库进行数据交换，这里面包括我们用到的Oracle数据库等。这样可以方便地把标准数据库中数据批次地采到天工组态上来，同时把天工组态自身的数据送到标准数据库中。
本发明(1)针对“旅大5-2”海上生产平台建立了与之相对应的生产系统工况模拟模型，并在平台当前生产参数的基础上对产量进行优化，使模拟产量提高了2％，系统能耗降低了5％。(2)针对绥中36-1海上生产平台建立了与之相对应的生产系统工况模拟模型，并在平台当前生产参数的基础上对产量进行优化，使模拟产量提高了3％，系统能耗降低了9％。(3)在理论研究上建立了水上水下一体化、非线性、多目标、多变量的系统优化决策数学模型，并采用大系统优化理论、模糊数学等方法实现大系统优化分级求解和并行运算模拟过程。

Claims (5)

1.一种海上油田开发生产系统分布式模拟方法，其特征是主要包括以下步骤：
(1)通过人机交互设备输入平台模拟参数并启动模拟过程；
(2)中心计算机发出启动命令，给三个子系统进行模拟；
所述三个子系统分别是注入井子系统、井筒举升子系统和油气集输子系统；
(3)注入井子系统根据注入泵压力和注入管网结构，利用多级迭代方法，从注入泵开始迭代，直到计算出注入井底的压力、温度和流量数据，多个注入井之间并行运算，并利用信号量进行同步；
根据上述注入压力和注入流量，结合油藏信息，井筒举升子系统根据井底压力和泵输入电参数，从井底开始利用多级迭代方法及流体热力学原理推算井口压力、温度和产量；
油气集输子系统根据井口压力、温度和产量信息，结合生产管网结构，对外输管网压力进行迭代计算，根据各个生产井井口压力、流量情况，采用流体力学原理计算总的产量；
(4)将上述三个子系统模拟结果生成的最终产量与设定的产量进行对比，输入一个产量闭环控制系统，采用基本的PID调节与分段模糊控制调节相结合的方法，计算出注水井、生产井的泵送电功率，作为模拟过程新的参数输入，完成闭环控制；
(5)对模拟过程和最终优化结果将通过大屏幕中运行的组态软件进行显示。
2.根据权利要求1所述的海上油田开发生产系统分布式模拟方法，其特征是：采用的控制流程包括如下：
首先初始化一组泵送电参数，分别输入到注入井子系统、井筒举升子系统和油气集输子系统，根据系统设备模型，对产量进行模拟计算；
将计算得到的产量与设定产量进行对比，得到产量误差，将产量误差送入到优化算法进行优化；
优化算法采用该分段模糊控制和基本的PID控制相结合的方法进行优化处理，进而继续调节泵送电参数，从而调节当前产量，形成一个闭环控制过程。
3.根据权利要求1所述的海上油田开发生产系统分布式模拟方法，其特征是：所述的注入井子系统中的注水分为合注和分层注水两种方式，合注是在同一压力条件下对各吸水层实施笼统注水；分注就是针对各油层不同的渗透性能进行控制注水，对渗透性好吸水能力强的层适当的控制注水；对渗透性差、吸水能力弱的层加强注水。
4.根据权利要求1所述的海上油田开发生产系统分布式模拟方法，其特征是：所述的井筒举升子系统利用节点将油层、套管、分离器、电机、泵、油管、油嘴设备联系在一起，通过堆积木方式构建系统，并实现整个井筒举升子系统的模拟与分析。
5.根据权利要求1所述的海上油田开发生产系统分布式模拟方法，其特征是：所述的油气集输子系统包括热力学计算模型、水力学计算模型、混输管网工艺计算模型、混输管网参数优化计算模型和物流计算模型。
CN 200910256078 2009-12-24 2009-12-24 海上油田开发生产系统分布式模拟方法 Active CN101769148B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200910256078 CN101769148B (zh) 2009-12-24 2009-12-24 海上油田开发生产系统分布式模拟方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN 200910256078 CN101769148B (zh) 2009-12-24 2009-12-24 海上油田开发生产系统分布式模拟方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101769148A CN101769148A (zh) 2010-07-07
CN101769148B true CN101769148B (zh) 2012-12-19

Family

ID=42502231

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN 200910256078 Active CN101769148B (zh) 2009-12-24 2009-12-24 海上油田开发生产系统分布式模拟方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN101769148B (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102629133B (zh) * 2012-04-24 2014-04-16 华北电力大学（保定） 一种在分散控制系统中实现迭代计算功能的组态方法
CN104361454B (zh) * 2014-11-18 2018-03-13 沈阳化工大学 一种单站与多站协同优化一体式油气集输智能管理系统
CN106291710B (zh) * 2016-08-31 2019-08-27 贵州航天凯山石油仪器有限公司 在气田井深测试中的液面波形模糊识别方法
CN108335016B (zh) * 2018-01-02 2022-04-22 中国海洋石油集团有限公司 一种海上特/超稠油热采采出液处理流程动态模拟方法
CN110188996B (zh) * 2019-05-06 2021-08-20 中国石油化工股份有限公司 水驱油藏能耗-产量-效益一体化表征方法
CN113065681A (zh) * 2020-01-02 2021-07-02 中国石油天然气股份有限公司 油田集输处理系统的能量优化方法和装置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2191893C1 (ru) * 2001-07-18 2002-10-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Способ разработки многопластового нефтяного месторождения с большим количеством скважин и с продолжительным сроком эксплуатации
CN101187961A (zh) * 2007-11-20 2008-05-28 中国海洋石油总公司 射孔完井产能预测系统
CN101476458A (zh) * 2008-12-03 2009-07-08 刘其成 一种油藏开发模拟系统、油藏模型本体及其数据处理方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2191893C1 (ru) * 2001-07-18 2002-10-27 Открытое акционерное общество "Татнефть" им. В.Д. Шашина Способ разработки многопластового нефтяного месторождения с большим количеством скважин и с продолжительным сроком эксплуатации
CN101187961A (zh) * 2007-11-20 2008-05-28 中国海洋石油总公司 射孔完井产能预测系统
CN101476458A (zh) * 2008-12-03 2009-07-08 刘其成 一种油藏开发模拟系统、油藏模型本体及其数据处理方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN101769148A (zh) 2010-07-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101769148B (zh) 海上油田开发生产系统分布式模拟方法
CA2814370C (en) Lift-gas optimization with choke control
Nævdal et al. Waterflooding using closed-loop control
CN112861423B (zh) 数据驱动的注水油藏优化方法和系统
CN112836349B (zh) 基于井筒参数的注采联调智能决策方法及系统
US20070112547A1 (en) Method and system for integrated reservoir and surface facility networks simulations
GB2508488A (en) Lift and choke control
US11308413B2 (en) Intelligent optimization of flow control devices
AU2015229278B2 (en) Shared equation of state characterization of multiple fluids
CN104541263A (zh) 用于气举率管理的方法和系统
EP3097483B1 (en) Simplified compositional models for calculating properties of mixed fluids in a common surface network
US20230358123A1 (en) Reinforcement learning-based decision optimization method of oilfield production system
Zhang et al. Water flooding optimization with adjoint model under control constraints
Epelle et al. Adjoint-based well placement optimisation for Enhanced Oil Recovery (EOR) under geological uncertainty: From seismic to production
Afshari et al. Well placement optimization using differential evolution algorithm
US20230235636A1 (en) Active intelligent wellbore pressure control system
Rosa et al. Optimizing the location of platforms and manifolds
CN111523279A (zh) 一种油藏分层注水效率评价方法、介质、终端和装置
Wang et al. Optimization of Well Placement and Production for Large-scale Mature Oil Fields.
CN111079341B (zh) 一种基于迭代算法的智能完井与油藏非稳态耦合方法
Hu et al. Quick assessment to ascertain technical rational well spacing density in artificial water flooding oilfield
Taware et al. Optimal rate control under geologic uncertainty: water flood and EOR processes
Siemek et al. Optimisation of the wells placement in gas reservoirs using SIMPLEX method
Li et al. Multi-objective optimization of parameters design based on genetic algorithm in annulus aerated dual gradient drilling
Kaoping et al. An Optimization Model for Stimulation of Oilfield at the Stage of High Water Content

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: CHINA MARINE PETROLEUM GENERAL CO.

Free format text: FORMER OWNER: CHINA UNIVERSITY OF PETROLEUM (EAST CHINA)

Effective date: 20110831

Owner name: ZHONGHAI PETROLEUM RESEARCH CENTER CHINA UNIVERSIT

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
C53 Correction of patent for invention or patent application
CB03 Change of inventor or designer information

Inventor after: Guo Liang

Inventor after: Lin Riyi

Inventor after: Tang Jianfeng

Inventor after: Zhang Fengjiu

Inventor after: Sun Fujie

Inventor after: Tian Ji

Inventor after: Geng Zhanli

Inventor after: Fan Ling

Inventor after: Liu Guangfu

Inventor after: Zhou Dongmin

Inventor after: Feng Guoqiang

Inventor before: Guo Liang

Inventor before: Liu Guangfu

Inventor before: Zhou Dongmin

Inventor before: Fan Ling

Inventor before: Feng Guoqiang

Inventor before: Lin Riyi

Inventor before: Tang Jianfeng

COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: GUO LIANG LIU GUANGFU ZHOU DONGMIN FAN LING FENG GUOQIANG LIN RIYI TANG JIANFENG TO: GUO LIANG ZHANG FENGJIU SUN FUJIE TIAN JI GENG ZHANLI FAN LING LIU GUANGFU ZHOU DONGMIN FENG GUOQIANG LIN RIYI TANG JIANFENG

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 257061 DONGYING, SHANDONG PROVINCE TO: 100010 DONGCHENG, BEIJING

TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20110831

Address after: 100010 Beijing, Chaoyangmen, North Street, No. 25, No.

Applicant after: China National Offshore Oil Corporation

Co-applicant after: CNOOC Research Center

Co-applicant after: China Petroleum University (East China)

Address before: 257061 No. 739, North Road, Dongying District, Shandong, Dongying

Applicant before: China Petroleum University (East China)

C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C56 Change in the name or address of the patentee
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 100010 Beijing, Chaoyangmen, North Street, No. 25, No.

Patentee after: China National Offshore Oil Corporation

Patentee after: CNOOC Research Institute

Patentee after: China Petroleum University (East China)

Address before: 100010 Beijing, Chaoyangmen, North Street, No. 25, No.

Patentee before: China National Offshore Oil Corporation

Patentee before: CNOOC Research Center

Patentee before: China Petroleum University (East China)

CP01 Change in the name or title of a patent holder
CP01 Change in the name or title of a patent holder

Address after: 100010 Beijing, Chaoyangmen, North Street, No. 25, No.

Co-patentee after: CNOOC research institute limited liability company

Patentee after: China Offshore Oil Group Co., Ltd.

Co-patentee after: China Petroleum University (East China)

Address before: 100010 Beijing, Chaoyangmen, North Street, No. 25, No.

Co-patentee before: CNOOC Research Institute

Patentee before: China National Offshore Oil Corporation

Co-patentee before: China Petroleum University (East China)

TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20210805

Address after: 100010 No. 25 North Main Street, Dongcheng District, Beijing, Chaoyangmen

Patentee after: CHINA NATIONAL OFFSHORE OIL Corp.

Patentee after: CNOOC RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd.

Address before: 100010 No. 25 North Main Street, Dongcheng District, Beijing, Chaoyangmen

Patentee before: CHINA NATIONAL OFFSHORE OIL Corp.

Patentee before: CNOOC RESEARCH INSTITUTE Co.,Ltd.

Patentee before: China University of Petroleum (East China)