油田開(kāi)發(fā)增產(chǎn)措施優(yōu)化的目標(biāo)規(guī)劃模型

1、；.天馬行空官方博客： ；QQ:1318241189；QQ群：175569632油田開(kāi)發(fā)增產(chǎn)措施優(yōu)化的目標(biāo)規(guī)劃模型摘要 根據(jù)油田生產(chǎn)實(shí)際，確定了油田開(kāi)發(fā)措施增油中的多目標(biāo)體系，建立了措施增油的目標(biāo)規(guī)劃模型，給出了油田開(kāi)發(fā)目標(biāo)權(quán)重的計(jì)算方法，進(jìn)行了目標(biāo)規(guī)劃的求解和優(yōu)化策略分析，為油田開(kāi)發(fā)措施增油提供了定量的決策依據(jù)。1 引言我國(guó)大多數(shù)油田已進(jìn)入遞減階段，表現(xiàn)為后備儲(chǔ)量不足，資源接替困難，高含水，高采出程度，穩(wěn)定產(chǎn)量難度大；原油成本迅速上升；資金短缺，難以籌集；設(shè)備新度系數(shù)低，老化嚴(yán)重。面對(duì)這種形勢(shì)，油田須充分利用現(xiàn)有的資源、資金、勞動(dòng)力和技術(shù)措施，優(yōu)化資源配置，實(shí)現(xiàn)石油資源開(kāi)發(fā)的良性可持續(xù)發(fā)展。

2、因此，本文提出用現(xiàn)代管理方法目標(biāo)規(guī)劃研究油田開(kāi)發(fā)的最優(yōu)化管理問(wèn)題，依據(jù)自身資源、技術(shù)、資金、人力等條件，在建立效益、成本、產(chǎn)油量等多種目標(biāo)的規(guī)劃模型下，求得增加效益的各種措施優(yōu)化方案，實(shí)現(xiàn)油田開(kāi)發(fā)的全局管理，為油田開(kāi)發(fā)管理者提供定量依據(jù)。2 模型形成2.1 目標(biāo)的確定在油田開(kāi)發(fā)追求效益實(shí)現(xiàn)增油的過(guò)程中，從各方面考慮，可涉及到多種目標(biāo)，有些目標(biāo)是互相矛盾的，通常相關(guān)的目標(biāo)包括：資金投資目標(biāo)；成本目標(biāo)；措施增油目標(biāo)；措施量目標(biāo)等。1.2 模型建立對(duì)于處于穩(wěn)定后期的石油開(kāi)采，需要采取大量增油措施，以確保穩(wěn)定的石油產(chǎn)量和較高的采收率，依據(jù)確定的目標(biāo)和各種約束條件，其模型如下：（1）資金投資目標(biāo)（2）生

3、產(chǎn)成本目標(biāo)（3）措施增油量約束（4）總措施量約束（5）單個(gè)措施工作量式中：xj-第j項(xiàng)增油措施量；cj-第j項(xiàng)增油措施所需的單位投資；TI-所有措施的總資金投入量；pj-第j項(xiàng)措施的單位采油成本；（Po）j-第j項(xiàng)措施的單位增油量；TC-規(guī)劃期總采油成本；TP-規(guī)劃期措施全部增油量；M-規(guī)劃期內(nèi)所有措施總量；Dj-第j項(xiàng)措施的最大提供量；di+-目標(biāo)的正偏差變量，di+0；di目標(biāo)的負(fù)偏差變量，di-0；d5j+-各措施工作量的正偏差變量，d5j+0；d5j各措施工作量的負(fù)偏差變量，d5j-0； j=1，2，n， i=1，2，3，4.根據(jù)目標(biāo)規(guī)劃目標(biāo)的描述形式，油田開(kāi)發(fā)措施增油的目標(biāo)規(guī)劃模型可

4、表示為各偏差變量的函數(shù)，即minF（d1+，d2+，d3-，d4+，d5j+） j=1，2，n （6）式（6）中的目標(biāo)函數(shù)的各個(gè)目標(biāo)，可以根據(jù)油田面臨的國(guó)內(nèi)外環(huán)境的變化，可定性地劃分為若干層次的優(yōu)先等級(jí)，經(jīng)研究，未給予優(yōu)先權(quán)重的目標(biāo)規(guī)劃模型為：min（w1d1+w2d+w3d3-+w4（d4+d5j+） j=1，2，n （7）1.3 優(yōu)先權(quán)重的確定這里應(yīng)用三點(diǎn)估計(jì)法，由各個(gè)專家對(duì)目標(biāo)規(guī)劃中目標(biāo)的重要程度分別確定三個(gè)估計(jì)值，即最大值、最可能值和最小值，再應(yīng)用Beta分布計(jì)算每個(gè)目標(biāo)的期望值，然后根據(jù)所有目標(biāo)的優(yōu)先估計(jì)值，求每個(gè)目標(biāo)的組合權(quán)重。其過(guò)程為：（1）計(jì)算某個(gè)目標(biāo)的期望值式中rlj-第l目

5、標(biāo)第j個(gè)專家的估計(jì)權(quán)重（期望值）；rljmax-第l目標(biāo)第j項(xiàng)專家的最大估計(jì)值；rljmid-第l目標(biāo)第j項(xiàng)專家的最可能估計(jì)值；rljmin-第l項(xiàng)目標(biāo)第j專家的最小估計(jì)值。（2）計(jì)算某個(gè)目標(biāo)的權(quán)重（9）式中wlj-第l項(xiàng)目標(biāo)由第j個(gè)專家所算出的權(quán)重。（3）計(jì)算某個(gè)目標(biāo)的組合權(quán)重（10）其中Wl-第l目標(biāo)的組合權(quán)重。對(duì)于式（7），可求得某一組合權(quán)重為：w1=0.30；w2=0.25；w3=0.24；w4=0.21 中國(guó)最龐大的資料庫(kù)下載3 措施增油目標(biāo)規(guī)劃模型與優(yōu)化策略在油田開(kāi)發(fā)后期，有效增油措施項(xiàng)目減少，增產(chǎn)難度加大。因此，從優(yōu)先目標(biāo)出發(fā)，應(yīng)盡量采取投入少，產(chǎn)出多的措施，獲取各種措施的優(yōu)化配

6、置方案，為此結(jié)合SL油田的實(shí)際，構(gòu)建了基于目標(biāo)規(guī)劃的油田開(kāi)發(fā)措施增油模型。xj0 di0 di+0 d5j0 d5j+0 （i=1，2，3，4；j =1，2，9）4 增油措施策略分析對(duì)上述模型，由計(jì)算機(jī)求得油田開(kāi)發(fā)增油措施目標(biāo)規(guī)劃模型的組合策略，其各階段的最優(yōu)結(jié)果如表（1）。結(jié)果 資金（億元） 直接采油成本（萬(wàn)元） 增油量（萬(wàn)噸） 措施量（井次） 壓裂（井次） 酸化（井次） 補(bǔ)孔 （井次） 堵水 （井次） 轉(zhuǎn)抽（井次） 防砂（井次） 熱采（井次） 大修（井次） 其它（井次）目標(biāo) 40802.5 49616.8 218 5360 210 70 140 1200 150 500 2140 600

7、350實(shí)際 40802.5 49610.7 218 4487 210 123 140 1200 150 0 2140 174 350表（1） 油田開(kāi)發(fā)措施增油目標(biāo)規(guī)劃組合優(yōu)化結(jié)果由表（1）看出：（1）在達(dá)到目標(biāo)最優(yōu)值時(shí)，現(xiàn)階段資金量均未超過(guò)目標(biāo)值，保證了投資不增的目標(biāo)，但從資金約束的影子價(jià)格看，其影子價(jià)格為y1=0.001，若放寬投資目標(biāo)，可使用目標(biāo)最優(yōu)值下降，因此資金是油田開(kāi)發(fā)的短缺資源。（2）油田開(kāi)發(fā)的直接采油成本低于目標(biāo)值6萬(wàn)元，因此降低成本是具體操作中可予以采取的措施之一。（3）措施增油量達(dá)到了目標(biāo)規(guī)劃值，保證了產(chǎn)量的完成，實(shí)現(xiàn)了規(guī)劃目標(biāo)的產(chǎn)油量，但此產(chǎn)油量是在降低成本下的產(chǎn)量，因此，

8、體現(xiàn)了提高經(jīng)濟(jì)效益的思想。（4）對(duì)于措施工作量，總目標(biāo)工作量過(guò)剩873井次，而總措施工作量約束的影子價(jià)格為零，表現(xiàn)為長(zhǎng)線資源，說(shuō)明目標(biāo)規(guī)劃中措施工作量有浪費(fèi)，可對(duì)總工作量進(jìn)行資源重新優(yōu)化分配，發(fā)揮其應(yīng)有效益。（5）由各項(xiàng)分措施工作量最優(yōu)結(jié)果分析，酸化措施表現(xiàn)為工作量不足，短缺53井次，資源短缺明顯，其影子價(jià)格表現(xiàn)為最大。而防沙工作量過(guò)剩，一井次未用。其余措施工作量均全部滿足。但從資源的影子價(jià)格分析，均表現(xiàn)為短線資源，放寬其資源量限制，均使各目標(biāo)值有不同程度地改善。因此，要針對(duì)實(shí)際情況，重新調(diào)整油田開(kāi)發(fā)增油措施，優(yōu)化資源配置。（6）根據(jù)不同時(shí)期的需要和安排，可對(duì)資金，開(kāi)發(fā)成本，增油量，措施工作量

9、等權(quán)重重新調(diào)整，以適應(yīng)不同階段，不同油田的開(kāi)發(fā)需要，增加其決策的科學(xué)性和靈活性，提高油田開(kāi)發(fā)的經(jīng)濟(jì)效益。5 結(jié)論對(duì)于油田開(kāi)發(fā)，一方面要以國(guó)家的宏觀計(jì)劃為準(zhǔn)則，結(jié)合油田外部環(huán)境和內(nèi)部條件，在整個(gè)管理經(jīng)營(yíng)戰(zhàn)略指導(dǎo)下，制定出一套完整合理的整體優(yōu)化方案；另一方面，是隨著油田內(nèi)外部環(huán)境的發(fā)展變化，方便于及時(shí)控制、調(diào)整、監(jiān)督和協(xié)調(diào)方案的實(shí)施，并不斷對(duì)實(shí)施效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，以利于決策部門的總結(jié)提高。本文就是以此出發(fā)，提出了油田開(kāi)發(fā)和多目標(biāo)問(wèn)題，確定了油田開(kāi)發(fā)措施增油中的多目標(biāo)體系，建立了措施增油的多目標(biāo)規(guī)劃模型，研究了油田開(kāi)發(fā)目標(biāo)權(quán)重的計(jì)算方法。以油田開(kāi)發(fā)措施增油方案為例，進(jìn)行了目標(biāo)規(guī)劃的建立，求解和優(yōu)化策略分

10、析，為油田開(kāi)發(fā)措施增油提供了定量的決策依據(jù)。其方法可行， 對(duì)石油資源的開(kāi)發(fā)具有一定的指導(dǎo)意義。參考文獻(xiàn)1 K. Muknerjee， A. Bera， Application of goal Programming in Project Selection decision - A case study from the Indian coal mining industry ， European Journal of Operational Research ， 1995（82）：1825 2 S. L. ，Gass， A Process for determining Priorities

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12、s for Increasing Output in Oilfield DevelopmentZhang Zaixu， Hou Fenghua， Fu feng， Jiang Meifang（the School of Economic Management of Petroleum University ）Abstract Based on the oilfield circumstance， the multi-targets system of increment oil production by measures are determined. A goal programming model of incremental petroleum production is set up. The computation of algorithm of target weights in petroleum development is introduced. The solution and the optimum decision analysis have been taken up . A quantati