[发明专利]一种基于近似模型的蒸汽吞吐注入参数优化方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于近似模型的蒸汽吞吐注入参数优化方法，属于油田蒸汽吞吐开发技术领域。

背景技术

蒸汽吞吐是稠油油藏一种有效的提高采收率的方法，其为主要通过注入具有一定干度的蒸汽，然后关井焖井，数日后开井排液采油的方式。采用蒸汽吞吐可以达到降低原油粘度、提高稠油流动性及产能的目的。蒸汽吞吐注入参数影响着热采开发效果，为取得最优热采开发效果，热采开发方案设计需进行注入参数的优化。目前的蒸汽吞吐注入参数优化主要局限于局部敏感性分析，即采用固定其他参数，只针对变化某一参数进行敏感性分析来寻找“拐点”的方法进行优化。这种方法费时费力，并且不能充分考虑注入参数之间的交互作用，优化参数往往是之前设计值，难以获得最佳注入参数组合方案。正交试验设计方法可以减少试验次数，但无法在整个注入参数变化范围内获得注入参数最佳组合，优化结果不具有连续性，可靠性较差。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种计算量小并且优化结果可靠性高的基于近似模型的蒸汽吞吐注入参数优化方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于近似模型的蒸汽吞吐注入参数优化方法，包括以下步骤：1)根据目标油田的地质油藏特征建立蒸汽吞吐三维油藏数值模拟模型；2)选取注汽干度、注汽温度、注汽速度和周期注汽量等四个对蒸汽吞吐开发效果影响较大的注入参数作为设计优化变量；3)对上述四个注入参数选取初始的取值范围；4)采用试验设计方法针对蒸汽吞吐的注入参数来选取样本点；5)利用步骤1)所建立的蒸汽吞吐三维油藏数值模拟模型对样本点进行数值模拟计算，获得各样本点所对应的蒸汽吞吐产油量、油汽比、净现值、冷采基础上的蒸汽吞吐产量增幅、采收率增幅和冷采基础上的蒸汽吞吐净现值增幅；6)以蒸汽吞吐产油量、油汽比、净现值、冷采基础上的蒸汽吞吐产量增幅、采收率增幅和冷采基础上的蒸汽吞吐净现值增幅之一作为目标函数，利用各样本点的注入参数及其目标函数响应值来构建表征蒸汽吞吐注入参数的近似模型；7)对近似模型的精度进行验证，若满足精度要求，则进行步骤8)，若不满足精度要求，则回到步骤3)；8)根据构建的蒸汽吞吐注入参数与目标函数的近似模型，结合遗传算法对注入参数全局寻优，从而获得最优蒸汽吞吐注入参数。

所述步骤1)中，蒸汽吞吐三维油藏数值模拟模型是通过热采模拟商业软件建立的。

所述步骤4)中所采用的试验设计方法为中心复合设计方法、Box-Behnken设计方法或拉丁超立方体设计方法。

所述步骤6)中所述的近似模型为采用多项式响应面近似模型，其中，二次响应面近似模型数学表达式如下：

式中，y为响应值，k为设计变量的个数，ε为随机误差，x_i为k维自变量x的第i个分量，β₀，β_i和β_ij是待定系数，将其按照一定次序排列构成列向量β，求解向量β即得到上述近似模型。

列向量β通过最小二次法求解。

所述步骤7)中，采用复合相关系数指标对近似模型的精度进行检验，其中，相关系数大于0.98为满足精度要求。

还包括步骤9)如下：利用蒙特卡洛模型对优化结果进行不确定性分析，量化风险，验证最优方案的可靠性。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：1、本发明提供了一套基于近似模型技术及遗传算法的蒸汽吞吐注入参数优化方法，利用近似模型技术，构建蒸汽吞吐注入参数与其目标函数响应值之间的近似模型，最终把描述蒸汽吞吐复杂问题的真实隐函数转化为显式的近似函数表达式，能够在保证计算精度的前提下，以较小的计算量替代大量数值模拟工作。同时结合遗传算法可以在注入参数变化范围内进行全局寻优，避免注入参数优化结果的不连续性，从而提高优化结果可靠性。2、本发明给出了定量化、可操作的技术方法和实施步骤。3、本发明适用于海上油田蒸汽吞吐注入参数的确定，亦可适应陆地油田蒸汽吞吐注入参数的确定。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述。

本发明一种基于近似模型的蒸汽吞吐注入参数优化方法，包括以下步骤：

1)根据目标油田的地质油藏特征建立蒸汽吞吐三维油藏数值模拟模型，一般采用成熟的热采模拟商业软件，如CMG-STARS、ECLIPSE-E300模拟器，所建立的蒸汽吞吐三维油藏数值模拟模型应尽量体现油藏非均质性等实际油藏特征。