在油田注水开发过程中,水井、油藏、采油井构成了一个复杂、动态的系统,在油田注水开发过程中不仅要考虑采油井、注水井的单井生产优化,还需要研究如何利用油田生产的海量数据使油水井进行合理调整,从而实现注采系统的动态平衡。同时,在地面采油设备、供水设备及注水能力等约束条件下,如何经济高效的进行采油井产液量和注水井配水量的分配,实现油田区块的整体生产优化,是有待研究的重要课题。针对上述问题,以X区块中的采油井与注水井为研究对象,进行了该区块注水开发效果评价和油水井节能潜力分析,用以评价油田注水开发现状和节能空间。同时,基于区块整体能耗最低和注采动态平衡,满足地面注水压力、区块总配产、油井采液能力等约束条件,建立了基于区块整体能耗的注采系统生产优化模型,该模型把复杂、动态的油藏作为黑箱、油田海量生产数据为依据,深度挖掘数据背后的注采系统联动关系,并进行注采系统整体优化,以达到区块总能耗最低、经济效益最优的目的。为了便于模型求解,运用序列二次规划算法(SQP)解决非线性优化问题,通过在某个近似解处逐次求解二次规划子问题获得优化变量的搜索方向及拉格朗日乘子变量从而逼近最优解,并编制了计算软件。研究结果表明,X区块含水率在95%以上,注采比和地层压力保持水平合理,存水率缓慢降低;注水系统平均节能潜力为4.49%,抽油机井平均节能潜力为25.23%,注采系统仍具有一定的节能空间;通过注采系统生产优化模型求解,区块总功率共减少10.47×10k W,区块整体月功率平均减少约0.455×10 k W,节电率为20.71%。
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