用于资源生产系统的优化装置、系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于优化资源生产系统的目标函数的优化装置，包括：所述资源生产系统的分析模型，其被配置为接收来自该资源生产系统的数据，该分析模型包括储层模型、与该储层模型耦合的多个井模型、与该多个井模型耦合的地表管道模型，其中，所述多个井模型包括与第一操作参数集合关联的第一段集合；及优化模块，其被配置为改变所述分析模型的一个可变参数集合，并满足预确定的约束集合，来优化所述资源生产系统的目标函数，其中，运行所述优化包括基于所述分析模型来计算所述第一段集合中的每个段两端的压力。还描述了一种优化方法和系统。

【技术实现步骤摘要】
用于资源生产系统的优化装置、系统和方法
本专利技术一般涉及用于资源生产系统的优化装置、系统和方法。
技术介绍
地下资源，如石油，通常通过以下方式生产：钻探出穿过具有资源储层的地层的井，并使储层中的资源流体通过所述井移动至地表。通常，为了获得期望的生产结果，如更高的总产量或更好的经济效益，通常提供一个或多个组件，如泵、油咀，来调整井中流体的流量。现有技术通常建立地下资源生产系统模型以确定一个合适的优化方案，从而可获得预期的生产结果。但一方面，由于流体的流量受到多种因素的影响，用于计算该合适的优化方案的耗时，特别对于具有大量井的生产系统而言，几乎是不可接受的。另一方面，由于模型通常不考虑井间干扰，基于该模型获得的结果的准确性通常很低。因此，期望提供新的和改善的用于资源生产系统的优化装置、系统及其方法。
技术实现思路
在一个方面，本专利技术的实施例涉及一种用于优化资源生产系统的目标函数的优化装置，其包括：所述资源生产系统的分析模型，其被配置为接收来自该资源生产系统的数据，该分析模型包括储层模型、与该储层模型耦合的多个井模型、与该多个井模型耦合的地表管道模型，其中，所述多个井模型包括与第一操作参数集合关联的第一段集合；及优化模块，其被配置为改变所述分析模型的一个可变参数集合，并满足预确定的约束集合，来优化所述资源生产系统的目标函数，其中，运行所述优化包括基于所述分析模型来计算所述第一段集合中的每个段两端的压力。在另一个方面，本专利技术的实施例涉及一种用于优化资源生产系统的目标函数的优化方法，其包括：建立所述资源生产系统的分析模型，该分析模型接收来自该资源生产系统的数据，该分析模型包括储层模型、与该储层模型耦合的多个井模型、与该多个井模型耦合的地表管道模型，其中，所述多个井模型包括与第一操作参数集合关联的第一段集合；及改变所述分析模型的一个可变参数集合，并满足预确定的约束集合，来优化所述资源生产系统的目标函数，其中，运行所述优化包括基于所述分析模型来计算所述第一段集合中的每个段两端的压力。在另一个方面，本专利技术的实施例涉及一种用于包括多个井的资源生产系统的优化系统，其包括：井管理系统，其被配置为与所述多个井通信；及优化装置，其被配置为与所述井管理系统通信，其包括：所述资源生产系统的分析模型，其被配置为接收来自该资源生产系统的数据，该分析模型包括储层模型、与该储层模型耦合的多个井模型、与该多个井模型耦合的地表管道模型，其中，所述多个井模型包括与第一操作参数集合关联的第一段集合；优化模块，其被配置为改变所述分析模型的一个可变参数集合，并满足预确定的约束集合，来优化所述资源生产系统的目标函数，其中，运行所述优化包括基于所述分析模型来计算所述第一段集合中的每个段两端的压力；其中，所述优化模块向井管理系统提供所述优化的结果，所述井管理系统与所述多个井通信，以基于所述优化的结果进行生产优化。附图说明参考附图阅读下面的详细描述，可以帮助理解本专利技术的特征、方面及优点，其中：图1为本专利技术一个实施例的优化系统的示意图；图2为本专利技术一个实施例的储层和资源生产系统的示意图；图3为本专利技术一个实施例的分析模型的示意图；图4为图3所示节点13和14的压力随流量变化而变化的趋势示意图；图5为本专利技术另一个实施例的分析模型的示意图；图6为图5所示节点11和12的压力随流量变化而变化的趋势示意图；图7为本专利技术一个实施例的优化方法的流程示意图；图8为本专利技术另一个实施例的优化方法的流程示意图；图9为本专利技术一个实施例的与资源生产系统通信的优化系统的示意图。具体实施方式本申请中使用的“包括”、“包含”、或“具有”以及类似的词语是指除了列于其后的项目及其等同物外，其他的项目也可在范围以内。本申请中的近似用语用来修饰数量，表示本专利技术并不限定于所述具体数量，还包括与所述数量接近的、可接受的、不会导致相关基本功能的改变的修正的部分。在说明书和权利要求中，除非清楚地另外指出，所有项目的单复数不加以限制。本专利技术专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”、以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的材料或实施例等。除非上下文另外清楚地说明，术语“或”、“或者”并不意味着排他，而是指存在提及项目(例如成分)中的至少一个，并且包括提及项目的组合可以存在的情况。本申请说明书中提及“一些实施例”等等，表示所述与本专利技术相关的一种特定要素(例如特征、结构和/或特点)被包含在本说明书所述的至少一个实施例中，可能或不可能出现于其他实施例中。另外，需要理解的是，所述专利技术要素可以任何适合的方式结合。以下根据附图说明本专利技术的实施方式，下文中可能不会详细描述众所周知的功能和结构，以避免因不必要的细节而使本专利技术变得令人费解。图1示出了用于优化资源生产系统的目标函数的优化装置90的示意图。该资源生产系统包括但不限于石油生产系统等。该优化装置90包括分析模型901和优化模块902。分析模型901包括储层模型911、与储层模型911耦合的多个井模型912以及与多个井模型912耦合的地表管道模型913。分析模型901包括不变参数和可变参数。储层模型911模拟地下储层，如地下油层。基于储层模型911，多个井模型912中的一个井模型底部的压力可以被确定。多个井模型912模拟资源生产系统的多个井，该多个井用于将流体从储层人工举升至地表。在一些实施例中，多个井模型912与流量集合关联，该流量集合指示了资源生产系统的多个井中的流量。地表管道模型913模拟资源生产系统的地表管道，该地表管道用于混合和运输来自该多个井的流体。多个井模型912和地表管道模型913包括“段(segment)”和“节点(node)”。段可表示资源生产系统中的组件，如段可表示管道、诸如泵(pump)或油咀(choke)等可操作组件、等等。节点可表示多个段之间的连接点、段和储层模型911之间的连接点、等等。段和/或节点可关联一个或多个参数。例如，表示管道的段可关联诸如管道的长度、直径、粗糙度等不变参数；表示可操作组件(如泵或油咀)的段可关联可变参数，如泵驱动参数或油咀开度等操作参数；节点可关联诸如压力、温度等可变参数。前述泵驱动参数与泵关联，且泵驱动参数的变化通常可致使穿过该泵的流体的流量发生变化。在一些实施例中，泵驱动参数包括但不限于泵速(pumpspeed)、泵频率(pumpfrequency)等。在一些实施例中，多个井模型912包括与至少一个操作参数集合关联的至少一个段集合；在一些实施例中，该至少一个段集合中的每个段集合可能关联多个操作参数集合。在同一个集合中的段表示同一类型的组建。例如，多个井模型912包括表示用于人工举升的泵的段集合(以下“表示泵的段集合”被称为“泵集合”)，且该泵集合与泵驱动参数集合关联。该多个井模型912可进一步包括表示油咀的段集合(以下“油咀的段集合”被称为“油咀集合”)，且油咀集合与油咀开度集合关联。在一些实施例中，分析模型901进一步包括流体属性模型(图未示)和流体混合模型(图未示)。流体属性模型可包括诸如流体的密度、粘度、表面张力、体积流率等流体特征。在一些实施例中，流体属性模型可与地表管道模型913耦合，并指示与地表管道模型913关联的流体特征；在一些实施例中，流体属性模型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于优化资源生产系统的目标函数的优化装置，其特征在于，其包括：所述资源生产系统的分析模型，其被配置为接收来自该资源生产系统的数据，该分析模型包括储层模型、与该储层模型耦合的多个井模型、与该多个井模型耦合的地表管道模型，其中，所述多个井模型包括与第一操作参数集合关联的第一段集合；及优化模块，其被配置为改变所述分析模型的一个可变参数集合，并满足预确定的约束集合，来优化所述资源生产系统的目标函数，其中，运行所述优化包括基于所述分析模型来计算所述第一段集合中的每个段两端的压力。

【技术特征摘要】
1.一种用于优化资源生产系统的目标函数的优化装置，其特征在于，其包括：所述资源生产系统的分析模型，其被配置为接收来自该资源生产系统的数据，该分析模型包括储层模型、与该储层模型耦合的多个井模型、与该多个井模型耦合的地表管道模型，其中，所述多个井模型包括与第一操作参数集合关联的第一段集合；及优化模块，其被配置为改变所述分析模型的一个可变参数集合，并满足预确定的约束集合，来优化所述资源生产系统的目标函数，其中，运行所述优化包括基于所述分析模型来计算所述第一段集合中的每个段两端的压力。2.根据权利要求1所述的优化装置，其特征在于，所述目标函数包括：所述资源生产系统的产量、所述资源生产系统的能耗、操作所述资源生产系统的成本、或所述资源生产系统的利润。3.根据权利要求1所述的优化装置，其特征在于，所述预确定的约束集合包括：所述目标函数的最小或最大阈值、所述分析模型的操作参数集合的范围、所述分析模型的可变参数集合的范围、所述分析模型中的预确定的节点的压力范围、所述分析模型中的预确定的节点的流体属性范围、所述分析模型中的预确定的节点的流量范围、与所述分析模型中的预确定的段关联的功耗范围、或它们的任意组合。4.根据权利要求1所述的优化装置，其特征在于，所述第一操作参数集合包括泵驱动参数集合，所述可变参数集合包括流量集合，所述优化模块基于具有所述流量集合的所述分析模型计算所述第一段集合中的每个段两端的压力，并基于计算得到的压力和所述第一段集合中每个段的模型计算所述第一操作参数集合。5.根据权利要求1所述的优化装置，其特征在于，所述多个井模型包括与第二操作参数集合关联的第二段集合，所述可变参数集合包括第二操作参数集合以及与所述多个井模型关联的流量集合。6.根据权利要求5所述的优化装置，其特征在于，所述优化模块基于具有所述流量集合和所述第二操作参数集合的分析模型计算所述第一段集合中每个段两端的压力，并基于计算得到的压力和所述第一段集合中每个段的模型计算所述第一操作参数集合。7.根据权利要求5或6所述的优化装置，其特征在于，所述第一段集合包括泵集合且所述第二段集合包括油咀集合，或者，所述第一段集合包括油咀集合且所述第二段集合包括泵集合。8.根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：茹雨，赵彤，罗吉尔·塞巴斯蒂安·布洛姆，
申请(专利权)人：通用电气公司，
类型：发明
国别省市：美国,US