油田开发增产措施优化的目标规划模型(DOC 5页)

油田开发增产措施优化的目标规划模型*

张在旭 侯风华 付峰 姜梅芳 范水清

(石油大学经济管理学院,山东东营 25７０61）

摘要 根据油田生产实际,确定了油田开发措施增油中的多目标体系，建立了措施增油的目标规划模型，给出了油田开发目标权重的计算方法，进行了目标规划的求解和优化策略分析,为油田开发措施增油提供了定量的决策依据。 关键词 油田开发 目标规划 增油措施 最优决策 策略分析

1 引言

我国大多数油田已进入递减阶段,表现为后备储量不足,资源接替困难，高含水，高采出程度，稳定产量难度大;原油成本迅速上升；资金短缺，难以筹集;设备新度系数低,老化严重。面对这种形势，油田须充分利用现有的资源、资金、劳动力和技术措施,优化资源配置，实现石油资源开发的良性可持续发展。因此,本文提出用现代管理方法——目标规划研究油田开发的最优化管理问题,依据自身资源、技术、资金、人力等条件,在建立效益、成本、产油量等多种目标的规划模型下，求得增加效益的各种措施优化方案,实现油田开发的全局管理,为油田开发管理者提供定量依据。

2 模型形成

2．１ 目标的确定

在油田开发追求效益实现增油的过程中,从各方面考虑，可涉及到多种目标,有些目标是互相矛盾的,通常相关的目标包括：资金投资目标;成本目标；措施增油目标；措施量目标等。

1.2 模型建立

对于处于稳定后期的石油开采,需要采取大量增油措施，以确保稳定的石油产量和较高的采收率,依据确定的目标和各种约束条件，其模型如下:

（1）资金投资目标

(2)生产成本目标

（3)措施增油量约束

(４)总措施量约束

(5)单个措施工作量

*

山东省自然科学基金资助项目（Q99G02） )

1(111

TI d d x c n

j j j =+--+=∑)

2(221

TC

d d x

P

j

n

j j

=+--

+=∑)

3()(331

TP

d d x Po j n j j

=+--+=∑)

4(4

41

M d d x n

j j =+--

+=∑

)

5(55j

j j j D d d x =+--

+

式中:x j —第ｊ项增油措施量；c j —第ｊ项增油措施所需的单位投资；ＴI —所有措施的总资金投入量;ｐj —第ｊ项措施的单位采油成本；（Po)j —第ｊ项措施的单位增油量;TC —规划期总采油成本；TP —规划期措施全部增油量;M —规划期内所有措施总量;D j —第j 项措施的最大提供量；d i +—目标的正偏差变量,d i +≥0；d i -—目标的负偏差变量,d ｉ-≥0;d 5j +—各措施工作量的正偏差变量,d ５j +≥０；d 5j -—各措施工作量的负偏差变量,d ５j -≥0； ｊ=１,２，…,n ， ｉ=1,2，3,４。

根据目标规划目标的描述形式，油田开发措施增油的目标规划模型可表示为各偏差变量的函数，即 mi ｎF(d 1+,d ２

+,d 3-,ｄ4+,d 5j +

） j=１,2，…，n

(６）

式(６)中的目标函数的各个目标,可以根据油田面临的国内外环境的变化,可定性地划分为若干层次的优先等级,经研究，未给予优先权重的目标规划模型为:

m ｉn(ｗ１

d 1++w 2d ++w 3d 3-＋w

４

(d 4++d

５

j +)) ｊ＝1，2，…，n

（7）

1.3 优先权重的确定

这里应用三点估计法，由各个专家对目标规划中目标的重要程度分别确定三个估计值，即最大值、最可能值和最小值，再应用Ｂeta 分布计算每个目标的期望值,然后根据所有目标的优先估计值,求每个目标的组合权重。其过程为:

(１)计算某个目标的期望值

式中r ｌj —第ｌ目标第j 个专家的估计权重（期望值）；r ljma ｘ—第ｌ目标第j 项专家的最大估计值;r l ｊmid —第ｌ目标第j 项专家的最可能估计值；r ljmin —第l 项目标第j 专家的最小估计值。 (２)计算某个目标的权重

（９)

式中ｗlj —第ｌ项目标由第ｊ个专家所算出的权重。 （3）计算某个目标的组合权重

(10)

其中W l —第l 目标的组合权重。

对于式（7)，可求得某一组合权重为：:w １=０．30;ｗ2=0．２５;ｗ3=０.24；ｗ4=0.21

3 措施增油目标规划模型与优化策略

在油田开发后期,有效增油措施项目减少,增产难度加大。因此,从优先目标出发,应尽量采

()

(8) 46

1

min max lj jmid l lj lj r r r r ++=

⎪⎪⎭

⎫ ⎝

⎛

=∑

m l

lj lj lj r r

W ⎪⎪⎭

⎫

⎝⎛=

∑∑∑===n j m

l lj n

j lj l W W

W 111

取投入少,产出多的措施,获取各种措施的优化配置方案,为此结合ＳＬ油田的实际,构建了基于目标规划的油田开发措施增油模型。

ｘj ≥０ d ｉ－

≥0 d ｉ+≥０ d 5ｊ-≥０ d ５ｊ+≥0 (i=1,２，３,4；j =1，２, (9)

4 增油措施策略分析

对上述模型,由计算机求得油田开发增油措施目标规划模型的组合策略，其各阶段的最优结果如表(１）。

表（1) 油田开发措施增油目标规划组合优化结果

由表(1)看出：

(1)在达到目标最优值时，现阶段资金量均未超过目标值,保证了投资不增的目标，但从

5.408028.097.1965.1032.96

6.20.632.543.963.2211987654321=+-+++

+++++-

+

d d x x x x x x x x x 8

.4961696.144.679.982.173.1989.434.132.6885.3622987654321=+-+++

+++++-

+d d x x x x x x x x x 2180000

86283430808672155863000161933987654321=+-++++++++-

+d d x x x x x x x x x 210

51511=+--

+d d x 70

52522=+--+d d x ()11 )) (21.024.025.030.0min(5958575655545352514321++++++++

++-++++++++++++++d d d d d d d d d d d d d 14053533=+--+d d x 1200

54544=+--+d d x 15055555=+--+d d x 500

56566=+--+d d x 214057577=+--

+d d x 60058588=+--+d d x 350

59599=+--+d d x 5360

44987654321=+-++++++++-

+d d x x x x x x x x x