化學(xué)驅(qū)分注工具優(yōu)選軟件開發(fā)

班久慶，賀 欣（東北石油大學(xué)，黑龍江大慶 163318）

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化學(xué)驅(qū)分注工具優(yōu)選軟件開發(fā)

班久慶，賀 欣
（東北石油大學(xué)，黑龍江大慶 163318）

摘 要：分層注采技術(shù)主要應(yīng)用于非均質(zhì)多油層油田，分注工具參數(shù)的選擇是影響油層注入能力的重要因素。通過對歷史經(jīng)驗圖版數(shù)據(jù)的反向編制，建立相應(yīng)優(yōu)選模型，開發(fā)可以通過一鍵單擊方式實(shí)現(xiàn)對分注工具各項參數(shù)選擇功能的分注工具參數(shù)自動計算軟件，并將結(jié)果運(yùn)用EXCLE導(dǎo)出。大大降低工具選擇時間、提高工作效率同時避免人為選擇造成失誤及損失，與傳統(tǒng)經(jīng)驗方法相比軟件選擇方法更利于長期推廣及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：分層注采；分注工具；計算軟件

由于大慶油田開采基本脫離了籠統(tǒng)注入階段，隨著油田開發(fā)進(jìn)度逐漸深入，分層注入方式不斷普及，油田一線技術(shù)人員針對分層注采技術(shù)的使用例如：分注工具（環(huán)形降壓槽或噴嘴）的選擇也有一定的心得和現(xiàn)場數(shù)據(jù)積累。但由于分層注采技術(shù)應(yīng)用時間相較于籠統(tǒng)注入技術(shù)應(yīng)用時間較短，在達(dá)到注采目的的同時缺乏統(tǒng)一尺度，目前在一線現(xiàn)場工作的油田工作者通常按照經(jīng)驗、慣例投放分注工具，這樣既無法形成一定準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)保證相應(yīng)采收率，也缺乏人性化考慮導(dǎo)致一線技術(shù)人員工作量較大，同時也易出現(xiàn)失誤［1-2］。

針對目前油田注采現(xiàn)狀，結(jié)合大慶油田驅(qū)替情況，開發(fā)一套化學(xué)驅(qū)全過程分注工具優(yōu)選系統(tǒng)，該系統(tǒng)對原有注入井分注工具選擇方式及經(jīng)驗進(jìn)行歸納，為分注工具的選擇提供更準(zhǔn)確、直接、便捷、全面的方法［3-4］。

1 系統(tǒng)開發(fā)需求

基于目前大慶油田三次采油趨勢，并照顧部分未采用三元復(fù)合驅(qū)的區(qū)塊及區(qū)塊所含注入井，化學(xué)驅(qū)全過程分注工具優(yōu)選系統(tǒng)在研發(fā)過程中應(yīng)包括以下三大主要內(nèi)容：

1）聚合物驅(qū)分注工具優(yōu)選功能軟件開發(fā)；

2）弱堿三元復(fù)合驅(qū)分注工具優(yōu)選功能軟件開發(fā)；3）強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)分注工具優(yōu)選功能軟件開發(fā)。其余開發(fā)內(nèi)容如下表1所示：

表1 化學(xué)驅(qū)全過程分注工具優(yōu)選系統(tǒng)開發(fā)內(nèi)容

化學(xué)驅(qū)全過程分注工具優(yōu)選系統(tǒng)基于Visual Basic 6.0基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)開發(fā)和研制。Visual Basic屬于一種非常常見的編程軟件，本次系統(tǒng)開發(fā)也會利用Visual Basic眾多項編譯功能，將油田開采經(jīng)驗與計算機(jī)編程公式結(jié)合在一起，利用軟件窗口可視化及結(jié)果量化的優(yōu)點(diǎn)為技術(shù)人員選取油田分層注采工具時提供更加完善依據(jù)［5］。

2 系統(tǒng)設(shè)計

2.1 軟件功能設(shè)計

2.1.1 基本信息采集

針對區(qū)塊名稱、分子量、井口注入壓力、層段數(shù)、不同層段滲透率、初始注入量、設(shè)計注入量、分子濃度等信息進(jìn)行人工手動輸入采集。

2.1.2 工具參數(shù)計算

基于油田注入歷史經(jīng)驗圖版所提供的信息，運(yùn)用計算方法對分注工具優(yōu)選進(jìn)行建模，分別建立聚合物、強(qiáng)堿和弱堿的分壓工具和分質(zhì)工具優(yōu)選模型。

2.1.3 數(shù)據(jù)導(dǎo)出

為方便油田工作者后續(xù)使用，將輸入的計算結(jié)果與各項參數(shù)，利用Office 軟件中的Excel軟件將結(jié)果輸出。

2.2 軟件結(jié)構(gòu)設(shè)計

考慮現(xiàn)場應(yīng)用實(shí)際需要求，將分注工具優(yōu)選系統(tǒng)軟件在結(jié)構(gòu)上分為數(shù)據(jù)層、模型層和表示層三個層。例如：數(shù)據(jù)層應(yīng)包括保存區(qū)塊名稱、井號、井口壓力、驅(qū)替液黏度、地層性質(zhì)、不同地層滲透率、配注量、設(shè)計配注量、層系滲透率等工具優(yōu)選所需的數(shù)據(jù)。模型層應(yīng)包括關(guān)于優(yōu)選系統(tǒng)的計算部分，主要負(fù)責(zé)針對聚合物、強(qiáng)堿三元和弱堿三元對分壓和分質(zhì)工具優(yōu)選的需求，編寫相應(yīng)模型。表示層功能為針對終端用戶，將結(jié)果展示于分注工具優(yōu)選系統(tǒng)軟件中，并根據(jù)實(shí)際需求導(dǎo)出結(jié)果。

2.3 軟件功能實(shí)現(xiàn)路徑

針對不同化學(xué)驅(qū)分層注采開發(fā)方式，基于油田開發(fā)所選擇驅(qū)替液種類，為實(shí)現(xiàn)軟件開發(fā)對應(yīng)的基本功能，制定以下路徑如表2所示：

該表格中由一級界面逐步向下延伸最終完成對軟件功能的實(shí)現(xiàn)。

2.4 軟件功能算法設(shè)計

以強(qiáng)堿算法為例：

對井口注入壓力p、液體粘度u、初始注入量為Q1、Q2、Q3…Qn、設(shè)計注入量為Q1、Q2、Q3…Qn、地層滲透率為k1、k2、k3…kn，有效厚度h1、h2、h3…h(huán)n進(jìn)行賦值定義。目標(biāo)輸出結(jié)果為直徑d1、d2、d3…dn、槽數(shù)n1、n2、n3…nn、槽間距g1、g2、g3…gn，利用如下公式進(jìn)行計算：

表2 分注工具優(yōu)選軟件功能實(shí)現(xiàn)路徑

式中：A為臨時變量，p為壓力。

式中：Q 不同于Q，為設(shè)計注入量。

進(jìn)行循環(huán)最后求出n層輸入壓力的最大值pmax并計算壓力差值

式中：pmax=壓力最大值，p=壓力值。

針對第i層，i初始值為1進(jìn)行計算，如果可以滿足：

則計算下一步，否則重新計算該步，計算下一層，直到層數(shù)達(dá)到n+1層為止。

根據(jù)式（2-4）算出實(shí)數(shù)N，取整數(shù)部分N1，N2=N1+1，根據(jù)式（2-5）當(dāng)N=N1和N=N2時，計算出結(jié)果pN1，pN2：

計算pN1，pN2和Δpi差的絕對值ΔpN1，ΔpN2，如果ΔpN1＜ΔpN2，那么ni=N1，否則ni=N2，同時都執(zhí)行式（2-4），弱堿及聚合物驅(qū)均可在此基礎(chǔ)上進(jìn)行下一步編程。

3 軟件功能實(shí)現(xiàn)

根據(jù)預(yù)先編寫算法，對數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，通過錄入分層注采相應(yīng)的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)功能如圖1-圖5所示：

圖1 軟件一級選擇界面

圖2 軟件基本參數(shù)輸入界面

圖3 軟件結(jié)果輸出界面

圖4 軟件結(jié)果導(dǎo)出界面

4 軟件開發(fā)總結(jié)

供油田使用，化學(xué)驅(qū)全過程分注工具優(yōu)選系統(tǒng)經(jīng)過開發(fā)需求、結(jié)構(gòu)設(shè)計、內(nèi)容設(shè)計，功能設(shè)計、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)以及系統(tǒng)測試多個研發(fā)環(huán)節(jié)完成軟件開發(fā)初衷，達(dá)到研發(fā)編制意義。

目前僅僅依靠經(jīng)驗去完成當(dāng)下油田注采任務(wù)，隨著分層注采的普及與推廣，已經(jīng)失去一定可靠性。油田開發(fā)雖然屬于工科范疇，但與計算機(jī)編程相結(jié)合可以大大提高工作效率，在油田建設(shè)中應(yīng)大力倡導(dǎo)跨學(xué)科、多領(lǐng)域合作。

參考文獻(xiàn)

［1］ 姜常坤.聚驅(qū)小直徑分注管柱及配套工具的設(shè)計和應(yīng)用［D］.大慶石油大學(xué)，2006.

［2］ 張林默.三元復(fù)合驅(qū)分注管柱參數(shù)優(yōu)化設(shè)計［D］.大慶石油學(xué)院，2010.

［3］ 郭鵬，葉學(xué)勤，徐磊，等.注水井分注工具打撈技術(shù)優(yōu)化［J］.內(nèi)蒙古石油化工，2014，（11）：115-116.

［4］ 黃斌，徐德奎，蔡萌，等.基于正交試驗法和數(shù)值仿真的環(huán)形降壓槽結(jié)構(gòu)優(yōu)化［J］.數(shù)學(xué)的實(shí)踐與認(rèn)識，2014，（22）：96-102.

［5］ 高德潔.強(qiáng)堿三元復(fù)合驅(qū)小尺寸壓力調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究［D］.東北石油大學(xué)，2013.

The Development of Chemical Flooding Optimization Software

Ban Jiu-qing，He Xin

Abstract：Stratified injection production technology is mainly applied to heterogeneous multi oil reservoir，and the selection of injection parameters is an important factor to affect the injection capacity of the reservoir.Through reverse compilation of the historical experience of chart data，establish the corresponding optimization model，development can by one click way to achieve binary injection parameters selection of injection parameters of tool automatic calculation software，and the results are derived using EXCLE. Greatly reduce tool selection time，improve work efficiency and avoid human error and loss，compared with the traditional experience and methods of software selection method is more conducive to long-term promotion and application.

Key words：stratified injection production；separate injection tool；computing software

中圖分類號：TE357.46

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1003–6490（2016）02–0038–02

收稿日期：2016–02–10

作者簡介：班久慶（1992—），男，黑龍江大慶人，在讀碩士研究生，主要研究方向為油氣集輸及提高采收率技術(shù)。