增产措施工作量优化模型及求解

【摘 要】在油气田开发中常采取多种增产措施来提高油田采油速度和最终采收率，由于措施种类和措施目的不同导致措施增油差异大，在生产矿区常根据实际需要制定措施工作量而没有科学性。本文以金马油田开发公司为例，通过建立增产措施工作量优化数学模型，实现措施工作量最佳配置，在一定资金支持下达到措施增油量最大化，为油田开发确定最佳措施工作量提供理论依据。

【关键词】增产措施；数学模型；油田开发；建立

增产措施是油田开发中提高油田采收率和采油速度，改善油田开发效果的必要手段，是解决油田开发矛盾的主要措施，不同油藏、不同开发方式、不同开发时期，制约油田开发的主要矛盾也不同，所采取的增产措施种类、措施工作量亦不同。矿场根据生产需要而采取相应的增产措施及措施规模，没有系统考虑其合理性，缺乏理论依据。增产工作量与资金投入模型通过研究不同类型措施工作量的增产效果，在一定的资金投入情况下，优化组合措施工作量配置，实现措施增油最大化。

1 相关参数分析

建立增产措施工作量优化数学模型的主要参数有增产措施工作量、投入资金、措施种类、单项措施的增油量、工作量、措施费用等。

1.1 增产措施工作量

增产措施工作量指解决油田开发矛盾时所实施的油水井措施井数，包括工艺措施和地质措施种类、施工井数。

1.2 投入资金

投入资金指投入到措施的资金总和，由单项工艺措施资金组成。

1.3 增产措施种类

增产措施种类指过去或拟实施的各项措施，细分可为大修、侧钻、深度调剖、地层深防砂、化学堵水、三管分注等。

1.4 单项措施增油量

单一措施增油量指根据《金马油田开发公司科技管理办法》中的增油方法，在措施有效期内统计的增油量。

1.5 单项措施工作量

单项措施工作量指单项措施实施井数或井次。通过优化单项措施工作量来实现措施增油最大化。

1.6 单项措施费用

单项措施费用指投入到每一项措施的费用，由单井措施费用和实施井数或井次决定。

2 模型参数假设

假设一：参与模型优化的措施项目是近几年实施的增产措施。

假设二：单项措施的投入资金不随时间和市场变化而改变。取值根据近几年同一措施平均单井费用。

假设三：单项措施的增油量不随油田开发程度、油井、时间变化而改变。取值为近几年同一措施平均单井增油量。

假设四：单项措施实施井数或井次随着油田现场生产实际变化而变化，具有随机性，根据几年来单项措施费用占措施总费用的比例（权重），假定变化幅度不超过30%。

3 模型建立与求解

3.1 模型建立

根据以上分析和假设，设措施总投入资金为I，单项措施费用为Ii，措施种类为N，单项措施为Ni，单项措施增油量为Qi，措施增油量总和为Q，单项措施费用占措施总费用的权重设为Ci，单项措施实施井数或井次设为ni，m为单井措施平均单井费用。

措施总增油量Q为：

= （1）

投入资金I为：

（2）

单项措施实施井数：

（3）

单项措施费用：

（4）

（5）

3.2 模型参数值优化

3.2.1 措施种类优化

参加优化的增产措施种类是近几年现场应用的增产措施，如下例中参加优化的增产措施种类为12项，N取值为12。

3.2.2 单项增产措施增油量及单井费用优化

为了更准确地确定单项增产措施的增油量和单井投入费用，可根据近几年来所实施的增产措施效果进行统计分析，确定模型中m和Qi值的取值。

表1 近几年单项增产措施统计表

3.2.3 措施资金权重优化

根据参加模型优化的单项增产措施种类及投入资金，计算出近几年单项增油措施所占总资金的权重，并结合油田开发现阶段的实际，确定单项增产措施权重的取值范围，即Ci取值。

表2 近几年单项增产措施投入资金权重表

3.3 模型求解

根据以下模型，编制运算程序，采用叠代方法进行求解，得出在最大增油量下单项增产措施费用的权重，即可计算出最佳增产措施工作量和资金的配置。

输入一定I值时，可获得不同措施的实施井数、投入资金和单项措施增油量情况。如下表是当I=3000时，单项增产措施工作量的优化配置和资金配置。

表3 增产措施优化配置结果表

4 结论

（1）增产措施工作量优化数学模型的建立与求解，为解决油田开发中增产措施工作量的优化配置提供了理论依据，对油田开发科学决策具有一定的指导意义。

（2）单项措施资金权重取值范围可随油田开发现状和开发矛盾变化而变化。

参考文献：

[1]王丽洁，廖耀辉，黄金武，陈金燕.单井效益分析在稠油油藏经营管理中的应用.特种油气藏[J].2004（02）.

[2]张恩臣.辽河油田单井经济效益评价[J].石油规划设计.

[3]张恩臣.一个崭新油藏经营管理模式的诞生[J].石油知识，2003（3）.

[4]陈洁.浅谈如何建立数学模型[J].科技信息，2008（15）.

作者简介：

孙古华，男，1960年12月4日出生，1997年毕业于辽宁省干部管理学院经济管理专业，现任中油辽河油田金马油田开发公司作业工程科科长，工程师，从事采油作业工程管理工作。