化學(xué)驅(qū)分注工具優(yōu)選軟件開(kāi)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(kāi)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(guò)對(duì)歷史經(jīng)驗(yàn)圖版數(shù)據(jù)的反向編制，建立相應(yīng)優(yōu)選模型，開(kāi)發(fā)可以通過(guò)一鍵單擊方式實(shí)現(xiàn)對(duì)分注工具各項(xiàng)參數(shù)選擇功能的分注工具參數(shù)自動(dòng)計(jì)算軟件，并將結(jié)果運(yùn)用EXCLE導(dǎo)出。大大降低工具選擇時(shí)間、提高工作效率同時(shí)避免人為選擇造成失誤及損失，與傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)方法相比軟件選擇方法更利于長(zhǎng)期推廣及應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：分層注采；分注工具；計(jì)算軟件

由于大慶油田開(kāi)采基本脫離了籠統(tǒng)注入階段，隨著油田開(kāi)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(duì)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(chǎng)數(shù)據(jù)積累。但由于分層注采技術(shù)應(yīng)用時(shí)間相較于籠統(tǒng)注入技術(shù)應(yīng)用時(shí)間較短，在達(dá)到注采目的的同時(shí)缺乏統(tǒng)一尺度，目前在一線現(xiàn)場(chǎng)工作的油田工作者通常按照經(jīng)驗(yàn)、慣例投放分注工具，這樣既無(wú)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(shí)也易出現(xiàn)失誤［1-2］。

針對(duì)目前油田注采現(xiàn)狀，結(jié)合大慶油田驅(qū)替情況，開(kāi)發(fā)一套化學(xué)驅(qū)全過(guò)程分注工具優(yōu)選系統(tǒng)，該系統(tǒng)對(duì)原有注入井分注工具選擇方式及經(jīng)驗(yàn)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(kāi)發(fā)需求

基于目前大慶油田三次采油趨勢(shì)，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(guò)程分注工具優(yōu)選系統(tǒng)在研發(fā)過(guò)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(kāi)發(fā)；

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

表1 化學(xué)驅(qū)全過(guò)程分注工具優(yōu)選系統(tǒng)開(kāi)發(fā)內(nèi)容

化學(xué)驅(qū)全過(guò)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(kāi)發(fā)和研制。Visual Basic屬于一種非常常見(jiàn)的編程軟件，本次系統(tǒng)開(kāi)發(fā)也會(huì)利用Visual Basic眾多項(xiàng)編譯功能，將油田開(kāi)采經(jīng)驗(yàn)與計(jì)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(shí)提供更加完善依據(jù)［5］。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 軟件功能設(shè)計(jì)

2.1.1 基本信息采集

針對(duì)區(qū)塊名稱(chēng)、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(jì)注入量、分子濃度等信息進(jìn)行人工手動(dòng)輸入采集。

2.1.2 工具參數(shù)計(jì)算

基于油田注入歷史經(jīng)驗(yàn)圖版所提供的信息，運(yùn)用計(jì)算方法對(duì)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(jì)算結(jié)果與各項(xiàng)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(jì)

考慮現(xiàn)場(chǎng)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(gè)層。例如：數(shù)據(jù)層應(yīng)包括保存區(qū)塊名稱(chēng)、井號(hào)、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(jì)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(jì)算部分，主要負(fù)責(zé)針對(duì)聚合物、強(qiáng)堿三元和弱堿三元對(duì)分壓和分質(zhì)工具優(yōu)選的需求，編寫(xiě)相應(yīng)模型。表示層功能為針對(duì)終端用戶(hù)，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(duì)不同化學(xué)驅(qū)分層注采開(kāi)發(fā)方式，基于油田開(kāi)發(fā)所選擇驅(qū)替液種類(lèi)，為實(shí)現(xiàn)軟件開(kāi)發(fā)對(duì)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(jí)界面逐步向下延伸最終完成對(duì)軟件功能的實(shí)現(xiàn)。

2.4 軟件功能算法設(shè)計(jì)

以強(qiáng)堿算法為例：

對(duì)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(jì)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(jì)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(shí)變量，p為壓力。

式中：Q 不同于Q，為設(shè)計(jì)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(jì)算壓力差值

式中：pmax=壓力最大值，p=壓力值。

針對(duì)第i層，i初始值為1進(jìn)行計(jì)算，如果可以滿(mǎn)足：

則計(jì)算下一步，否則重新計(jì)算該步，計(jì)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(shí)，計(jì)算出結(jié)果pN1，pN2：

計(jì)算pN1，pN2和Δpi差的絕對(duì)值ΔpN1，ΔpN2，如果ΔpN1＜ΔpN2，那么ni=N1，否則ni=N2，同時(shí)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(xiě)算法，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，通過(guò)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(jí)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(kāi)發(fā)總結(jié)

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

目前僅僅依靠經(jīng)驗(yàn)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(kāi)發(fā)雖然屬于工科范疇，但與計(jì)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(jì)和應(yīng)用［D］.大慶石油大學(xué)，2006.

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［4］ 黃斌，徐德奎，蔡萌，等.基于正交試驗(yàn)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(shí)，2014，（22）：96-102.

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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(lèi)號(hào)：TE357.46

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號(hào)：1003–6490（2016）02–0038–02

收稿日期：2016–02–10

作者簡(jiǎn)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?yàn)橛蜌饧敿疤岣卟墒章始夹g(shù)。