一种原油开采企业井站一体化协同生产优化方法技术

本发明专利技术公开了一种原油开采企业井站一体化协同生产优化方法，该方法综合考虑油井生产能力和联合站处理能力，通过建立统一的油井和联合站一体化生产模型，结合油井和联合站各工艺流程中的约束条件，并考虑峰谷电价，以最小化成本为目标，自动优化调控油井和联合站的生产参数，达到节能降耗、优化生产、安全生产的目标，可有效提高企业经济效益，进一步提高原油开采企业的精细化管控水平。开采企业的精细化管控水平。开采企业的精细化管控水平。

【技术实现步骤摘要】
一种原油开采企业井站一体化协同生产优化方法


[0001]本专利技术涉及原油开采企业的生产优化领域，具体是一种综合考虑油井生产能力和联合站处理能力，建立一体化模型实现生产自动优化的方法。

技术介绍

[0002]原油开采企业下属的油井和联合站需要进行协同生产，这是因为油井产液（油水混合物）需要送到联合站进行分离、沉降等处理，处理后的水还要返回注入油井，实现循环利用。当生产出现波动，如产液量发生变化时，站内处理能力也要相应调节，反之亦然，以实现油井生产能力和联合站处理能力的匹配。
[0003]一方面，现有调配方法大多基于人工调控，往往调控不及时，调控效果还有很大空间；此外，人工调控效果严重依赖操作人员经验且存在较大生产安全隐患。另一方面，油井和联合站使用大量电机和泵类负载，随着错峰用电的实施，以往不考虑时段的原油开采和联合站工作制度，会导致单位产品电能消耗较高。在保证原油产液量的基础上，协同优化油井和联合站工作制度，对降低生产成本具有重要意义。
[0004]随着油井自动化、信息化建设水平的提升，油井和联合站设备正逐渐完成数字化转型建设。油井和联合站每天会产生大量数据，可用于建立可靠的生产模型，进而实现企业生产状况分析和生产制度优化。
[0005]总之，原油开采企业亟需一种井站一体化协同生产优化方法，在保证产液量的基础上，匹配油井开采能力和联合站处理能力，并结合错峰用电，建立一体化模型，使用优化算法优化油井和联合站生产参数，自动调节生产，达到节能降耗、优化生产成本、降低生产隐患的目的。
专利技术内容
[0006]针对上述缺陷，本专利技术公开一种原油开采企业井站一体化协同生产优化方法，该方法通过建立统一的油井与联合站生产模型，自动优化求解最佳参数组合，并考虑峰谷电价，为原油开采企业降低生产成本、节能降耗提供了一种新思路。
[0007]该方法具体包含以下步骤：
[0008]1）收集各油井历史数据，建立油井生产模型M1，其中所述油井生产模型M1为：式中x
io
表示第i个时段的油井产液量，w
io
表示第i个时段的油井耗电量，x
omin
表示产液量下限值，f(x
io
)为通过历史数据拟合出的函数；
[0009]2）收集联合站历史数据，建立联合站生产模型M2，其中联合站生产模型M2，包括联合站分离器模型、联合站污水沉降罐模型、联合站粗滤水罐模型和联合站精滤水罐模型，各模块模型表达式为：
[0010]2‑
1）联合站分离器模型：
式中w
is
表示第i个时段的联合站分离器耗电量，为产液量含水率，x
io
为油井产液量，x
smin
为分离器产水量下限值，x
smax
为分离器产水量上限值，f(x
is
)为通过历史数据拟合出的函数；
[0011]2‑
2）联合站污水沉降罐模型：式中w
iw
表示第i个时段的联合站污水沉降罐耗电量，V
w
为污水沉降罐内液体体积，A
w
为污水沉降罐横截面积，h
w
为污水沉降罐液位，h
wo
为污水沉降罐液位初始值，h
wmin
为污水沉降罐液位下限值，h
wmax
为污水沉降罐液位上限值，f(x
is
，x
iwo
)为通过历史数据拟合出的函数；
[0012]2‑
3）联合站粗滤水罐模型：式中w
ic
表示第i个时段的联合站粗滤水罐耗电量，V
c
为粗滤水罐内液体体积，A
c
为粗滤水罐横截面积，h
c
为粗滤水罐液位，h
co
为粗滤水罐液位初始值，h
cmin
为粗滤水罐液位下限值，h
cmax
为粗滤水罐液位上限值，f(x
ici
，x
ico
)为通过历史数据拟合出的函数；
[0013]2‑
4）联合站精滤水罐模型：式中w
if
表示第i个时段的联合站精滤水罐耗电量，V
f
为精滤水罐内液体体积，A
f
为精滤水罐横截面积，h
f
为精滤水罐液位，h
fo
为精滤水罐液位初始值，h
fmin
为精滤水罐液位下限值，h
fmax
为精滤水罐液位上限值，f(x
ifi
，x
ifo
)为通过历史数据拟合出的函数；
[0014]3）根据油井供液能力，将油井划分为两类：产液量可调油井A和不可调油井B，其中油井划分标准如下：式中O
kind
表示油井种类，lsc表示油井供液能力，l
t
表示供液能力阈值；
[0015]4）根据电价不同将一天24小时分为i={1,...,n}个时间段，配置油井和联合站决策变量，包括A类油井产液量x
io
、联合站分离器产水量w
is
、联合站污水沉降罐流出量x
iwo
、联合站粗滤水罐流入量x
ici
、联合站粗滤水罐流出量x
ico
、联合站精滤水罐流入量x
ifi
、联合站精滤水罐流出量x
ifo
；
[0016]5）以最小化成本为目标建立目标函数L：式中
i
表示第i个时段的电价，w
i
表示第i个时段的耗电量，w
i
是基于油井和联合站决策变量，由油井生产模型M1和联合站生产模型M2计算获取；n表示时段的数量；耗电量计算公式为：；
[0017]6）结合油井约束、联合站约束，以及输送管道约束，对目标函数进行求解，得到最佳决策变量的值，其中输送管道约束条件为：P≤P
max
中P
max
表示管道压力最大值，P表示管道压力值；
[0018]7）将优化求得的决策变量值下发给底层控制系统执行。
[0019]有益效果：本专利技术所公开的一种原油开采企业井站一体化协同生产优化方法，通过建立统一的油井和联合站一体化生产模型，在保证油井产量基础上，根据峰谷电价，自动优化调控油井和联合站的生产参数，匹配油井和联合站处理能力并降低电耗。该方法可以实现企业节能降耗、安全生产的目标，可有效提高企业经济效益，进一步提升原油开采企业的精细化管控水平。
附图说明
[0020]图1为实施例中某原油开采企业油井与联合站工艺流程示意图。
[0021]图2为本专利技术一种原油开采企业井站一体化协同生产优化方法流程图。
具体实施方式
[0022]下面结合附图以及具体的算例，给出详细的计算过程和具体操作流程，以对本专利技术作进一步说明。本实施案例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种原油开采企业井站一体化协同生产优化方法，其特征在于综合考虑油井生产能力和联合站处理能力，通过建立油井生产模型和联合站生产模型，在保证原油产液量基础上，降低能耗，实现井站一体化协同生产优化，具有以下步骤：1）收集油井历史数据，建立油井生产模型；2）收集联合站历史数据，建立联合站生产模型；3）根据油井供液能力，将油井划分为两类：产液量可调油井和不可调油井；4）根据电价不同将一天24小时分为个时间段，配置油井和联合站决策变量，包括类油井产液量、联合站分离器产水量、联合站污水沉降罐流出量、联合站粗滤水罐流入量、联合站粗滤水罐流出量、联合站精滤水罐流入量、联合站精滤水罐流出量；5）以最小化成本为目标建立目标函数：式中表示第个时段的电价，表示第个时段的耗电量，是基于油井和联合站决策变量，由油井生产模型和联合站生产模型计算获取；表示时段的数量；6）基于油井生产模型中油井约束、联合站生产模型中联合站约束，结合输送管道约束，对目标函数进行求解，得到最佳决策变量的值；7）将优化求得的决策变量值下发给底层控制系统执行。2.根据权利要求 1 所述的原油开采企业井站一体化协同生产优化方法，其特征在于步骤1)所述油井生产模型为：式中表示第个时段的油井产液量，表示第个时段的油井耗电量，表示产液量下限值，为通过历史数据拟合出的函数。3.根据权利要求 1 所述的原油开采企业井站一体化协同生产优化方法，其特征在于步骤2)所述联合站生产模型，包括联合站分离器模型、联合站污水沉降罐模型、联合站粗滤水罐模型和联合站精滤水罐模型：2
‑
1）联合站分离器模型：
式中表示第个时段的联合站分离器耗电量，为产液量含水率，为油井产液量，为...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂娟，陈夕松，钱帅康，刘国庆，姜磊，马健，璩泽刚，
申请(专利权)人：南京富岛油气智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：