多目标措施结构优化模型的建立及应用

前言

措施增产是油田减缓递减，保持产量增长的一项重要举措。而措施结构的优化就是将措施产量在给定的任务条件下，将多项目标配置到各单项措施中，并找到各类措施最优产量以及所对应的工作量。因此，措施优化对于延长油田稳产年限，提高油田采油速度及采收率是十分必要的[1]。

1、采油** 厂措施实施情况

（1）措施增油现状

采油**厂2024年1-5月，实施措施82井次，评价有效井73井次，平均的措施有效率 73% ，单井日增油能力3.7 吨。

（2）措施结构分析

卡堵水工作量逐年上升，已占到全年措施工作量的 50% 左右。补孔改层作为单井増油能力较高的措施类型，工作量占比仍然达到23% ，两项措施工作量合计占比达到 73% ，储改措施逐年减少，措施结构比较单一。

另外，作为主力增油措施的堵水，随着轮次的增加，效果逐年变差；随着开发阶段的深入，新层补孔的潜力越来越少，有效率逐年下降，措施产量风险越来越高，増油能力逐步降低。因此，在满足增油目标和成本投入限制的基础上，对措施结构进行优化调整十分必要。

2、多目标措施优化模型建立

（1）优化目标

在现有资源条件及技术水平下，以尽可能低的成本投入，实现最大的措施增油量。即投入产出比最高，措施效益最大化。

（2）控制条件

① 工作量目标：主要考虑当年产量任务所配置的措施增油量以及油田修井设备的负荷、动用率等因素，所制定的全年措施工作量的总和，公式如下：

其中；

M—全年措施总工作量目标（井次）；

② 措施增油量目标：为完成全年产量目标任务，所制定的措施增油量任务目标，公式如下：

其中：

C_j —第j 项措施的单井年增油量（吨/ 井次）；

TC—全年措施总增油量（吨）；

③ 费用控制：根据全年生产经营、成本控制目标等因素，制定全年措施费用预算，公式如下：

其中：

Cj—第j 项措施单井措施费用（万元/ 井次）；

TF—全年措施费用预算（万元）；

④ 单类措施工作量限制：受到装备设施、施工周期等技术限制条件，需要考虑单类措施工作量的限制，公式如下：

Xj≤D

其中：

D_j —第j 项措施的工作量上限（井次）；

（3）模型建立

在上述控制条件和优化目标的基础上，找寻措施效果的经济效益最大值，就能得出次模型优化出的最佳方案。公式如下：

其中：

S—当评价期内国际油价（万元/ 吨）；

K—措施总体经济效益评价（万元）；

3、优化实例应用

以采油 * 厂 2024 年措施结构优化方案为例，用采油 * 厂近三年各类措施的平均増油量和费用，作为措施优化的相关指标依据；2024年，该厂措施目标工作量为 140 井次，年措施増油任务目标 14 万吨，措施费用预算1.15 亿元；考虑施工能力，各单项措施的工作量控制上限，见表3-1。

将数据及控制条件代入模型计算得到优化方案共计 982 个，排序得到效益最大化的方案如下表（表3-1）：

表 3-1 采油** 厂2024 年措施优化方案

优化后，措施风险较高的卡堵水、补孔改层工作量占比由 73% 下降至 55% ，措施结构更加均衡，全年安排措施工作量 154 井次，措施费用1.14 亿元，措施增效2.12 亿元。

4、结论

（1）随着油田开发阶段的深入，措施效果普遍下降，措施结构日趋单一，措施产量风险增加，需要对措施结构进行不断优化调整以满足油田稳产及提高采收率的需要。

（2）措施结构优化需要考虑多目标，多限制条件，以使得采油单位既完成产量任务，成本尽可能低，效益尽可能好，又能满足开发动态变化规律及技术条件的限制。

（3）采用多目标措施优化模型，有助于解决油田为确保稳产、增产而进行的措施工作安排问题。

参考文献

1、张福坤. 油田中后期开发优化与决策研究—以大庆杏西油田为例 [D]，2014.12