油田開發規劃中最優化方法的應用

摘 要：當前，最優化方法使用于油田開發規劃工作中，很好的解決了開發規劃工作中的優化決策難題。本文闡述了最優化方法在油田開發規劃中的應用情況，提出了油田開發規劃中最優化方法的應用建議。

關鍵詞：油田；開發規劃；最優方法；應用；

中圖分類號：TE37 文獻標識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-05-00271-01

油田開發規劃工作綜合性強，必須具有戰略性和前瞻性。油田開發規劃是通過掌握油田開發情況、對油田開發潛力和開發趨勢進行分析和研究、對油田長遠發展戰略進行規劃、提出了目標實現的方案，使油田開發既符合自身規律又實現了可持續發展的目標。當前，最優化方法使用于油田開發規劃工作中，很好的解決了開發規劃工作中的優化決策難題。本文對最優化方法進行了總結和歸納。

一、最優化方法在油田開發規劃中的應用情況

當前，隨著最優化方法、油田開發理論和方法、計算機應用技術的快速發展，國外、國內的許多專家和學者都在油田開發規劃工程中使用最優化方法，在模型優化和建立、模型應用和求解方面取得了許多成果。近幾年，有3 種目標函數模型與優化配產模型在油田開發規劃中得以建立，其分別是總成本最低目標函數模型、產量最大目標函數模型和利潤最大目標函數模型。下面對其進行分別介紹。

（一）總成本最低目標函數模型。這個模型的建立是在確定開發規劃期間每年的目標產量后，規劃產量構成，追求最低的總成本，決策過程自上而下。模型的建立考慮產量構成的5 個因素，即老區采取的措施、加密井的調整、三采、新區新井和其他。依據每個產量構成的成本與可能發生的工作量，對產量構成進行規劃，使總成本最小。

（二）產量最大目標函數模型。這個模型的建立的條件是盈虧保持在平衡的狀態，追求產量的最大。首先將目標產量進行確定，再計算出符合總成本最低時目標函數的產量構成，接著進行經濟評價，假如方案是“贏”，則進行下調，調到“虧”的產量構成時停止計算。可采用二分法進行計算，找到盈虧的平衡點，計算停止時的產量就是盈虧平衡情況下的產量最大。

（三）利潤最大目標函數模型。這個目標函數的求解的基礎可以建立在總成本最低目標函數之上，使可能增產的目標進行不斷循環，然后將利潤最大的增產目標搜索出來。

（四）3種目標函數的約束條件。資源潛力、合理的儲采比、老油區最大產能、每年的經濟有效鉆井能力、目標增油量約束是5個約束條件。資源潛力在油氣開發規劃中約束最強，需要對新、老油區的資源潛力和儲量潛力進行分析。合理的儲采比是能否協調勘探與開發順利進行的指標和控制參數。老油區最大產能由剩余可采儲量與開發程度高低決定，對老油區的調整井進行著限制，控制著總增油量。每年的經濟有效鉆井能力是指每年規劃中的鉆井數量與鉆井能力及工作量是否平衡。目標增油量約束是指建立目標模型后，為了使規劃方案科學合理，就要以歷史資料為依據，同時以約束條件為事實，對目標函數進行優化。

（五）利用計算機使開發規劃模型得以實現。為了采用計算機技術將油田開發規劃的最優方法得以實現，相關行業還研發了油田開發規劃決策系統軟件。這個軟件的實現的功能主要是：1、從跟油田開發規劃有關的數據庫中提取油田信息、產量、經濟效益等基礎數據；2、將石油產量作為分析對象的預測系統；3、依據不同需求和目標，通過多種方式方法滿足對投資產量、成本產量、效益均為最大情況下決策的需要，對油田開發規劃方案進行優化；4、對開發規劃方案進行效益評價和綜合評估；

二、油田開發規劃中最優化方法的應用建議

油田開發規劃領域是最優化方法得以廣泛應用的廣闊領域。值得注意的是，油田開發規劃系統與其他系統相比，顯得更為復雜，必須依據油田開發規劃所具有的特征特性進行研究，由定性進而到定量，在結合專家經驗基礎之上采用計算機模擬進行綜合分析研究。

（一）模型建立方面的建議。油田經濟管理模式的不同和生產管理模式的不同所建立的目標函數就會是不同的類型，所以說油田開發規劃模型的建立不是千篇一律。因此，不能照本宣科的參考借鑒國外的已有模型，也不能簡單的照搬國內已成功的模型。我國許多石油企業的機構正在改革，體制正在創新，開采技術和勘探技術也在不斷的革新與發展，隨著新技術的應用，油田開發規劃必須符合國家的宏觀調控計劃，以油田內部條件和外部環境為基礎，以發展戰略為指導，建立適合自身發展壯大的規劃模型。此外，選擇規劃目標必須做到前后一致，定量與定性相結合，實踐符合理論。從某種程度上來說，建立決策模型中的何種目標函數，依據何種資源做決策，是下一步研究的重點。

（二）算法優化方面的建議。當前，油田開發規劃工作中所應用的優化方法過于重視了數學計算的嚴格化和計算機求解的自動化，對行業專家的經驗沒有引起足夠的重視。因為油田開發規劃工程復雜龐大，主要的特征就是具有連續性、關聯性和時間性，同時又因為某些規劃系統的環節非常多，每個環節又有很多小的系統，所以就不可能在目標函數的答案中有絕對、唯一的最優解。在算法優化方面，把對滿意解的追求設為最后目標，依據問題的實際不斷調節修正，依據行業專家的經驗，在油田開發規劃決策中采取人與計算機機結合優化的方式，注重綜合集成從定性到定量的不同方法，是算法優化非常重要的途徑。

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