[go: up one dir, main page]

RU2081301C1 - Method for operating optimization of gas-lift wells - Google Patents

Method for operating optimization of gas-lift wells Download PDF

Info

Publication number
RU2081301C1
RU2081301C1 RU93029822A RU93029822A RU2081301C1 RU 2081301 C1 RU2081301 C1 RU 2081301C1 RU 93029822 A RU93029822 A RU 93029822A RU 93029822 A RU93029822 A RU 93029822A RU 2081301 C1 RU2081301 C1 RU 2081301C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
wells
gas
interacting
total oil
oil production
Prior art date
Application number
RU93029822A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93029822A (en
Original Assignee
Гусев Михаил Иванович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Гусев Михаил Иванович filed Critical Гусев Михаил Иванович
Priority to RU93029822A priority Critical patent/RU2081301C1/en
Publication of RU93029822A publication Critical patent/RU93029822A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2081301C1 publication Critical patent/RU2081301C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Flow Control (AREA)

Abstract

FIELD: oil and gas industry. SUBSTANCE: according to method, measured are technological operating parameters of interacting wells, their operating modes are changed and procedures of determining their operating parameters are repeated until optimal functioning of interacting wells are achieved. Total oil output is measured through system of interacting wells and in each of wells being optimized gas flow rate is changed and determined in each well is dependence of oil output on changing of flow rate. Total oil output through separate groups of interacting wells is measured at various values of gas flow rate in separate wells. Determined is dependence of total oil output on changing of gas flow rate in each of interacting wells. Selected and changed are operating modes in each gas-lift well by maximization of arithmetical mean dependences of total oil output of interacting wells on gas flow rate in separate wells. Then measured is total oil output and it is compared with value obtained at previous stage of optimization until ensured is oil production increase through group of interacting wells. At limited availability of gas it is possible to cut off wells in order of decreasing their specific flow rates. At redistribution of gas availability between groups of interacting wells, its availability can be determined according to equality of deviations in changes of total oil output obtained at optimal distribution of gas with respect to changing gas availability for given group of wells. EFFECT: high efficiency. 2 cl, 7 tbl

Description

Изобретение относится к нефтегазодобывающей промышленности, в частности к области газлифтной добычи нефти, и может быть применено для оптимизации работы скважин с учетом их взаимодействия через продуктивный пласт и(или) системы нефтегазосбора и газораспределения. The invention relates to the oil and gas industry, in particular to the field of gas lift oil production, and can be applied to optimize the operation of wells taking into account their interaction through the reservoir and (or) oil and gas collection and gas distribution systems.

Известен способ эксплуатации системы газлифтных скважин (РД 39-2-885-83 "Методика выбора режимов работы газлифтных скважин в условиях дефицита рабочего агента"), при котором расход газа для газлифтных скважин определяется на основе зависимостей дебита от расхода газа с использованием метода множителей Лагранжа. A known method of operating a system of gas lift wells (RD 39-2-885-83 "Methodology for selecting operating modes of gas lift wells in the conditions of a shortage of working agent"), in which the gas flow rate for gas lift wells is determined based on the dependence of flow rate on gas flow using the Lagrange multiplier method .

Известен способ эксплуатации системы газлифтных скважин (а.с. N 1091618 (СССР) МКИ E 21 B 43/00,), включающий изменение расхода газа и замер дебита нефти для каждой скважины, перераспределение газа по скважинам путем увеличения расхода газа для скважин с большими значениями Δf/Δxi (отношений изменения дебита Δf при изменении расхода газа к величине изменения расхода газа Δxi) за счет уменьшения расхода газа для скважин с меньшими значениями Δf/Δxi, с учетом существующего суммарного ресурса газа R.A known method of operating a system of gas lift wells (AS N 1091618 (USSR) MKI E 21 B 43/00,), including changing the gas flow rate and measuring the oil flow rate for each well, redistributing gas among the wells by increasing the gas flow rate for wells with large values Δf / Δx i (the ratio of the change in the flow rate Δf when changing the gas flow rate to the value of the change in gas flow Δx i ) by reducing the gas flow rate for wells with lower values of Δf / Δx i , taking into account the existing total gas resource R.

Прототипом предлагаемого технического решения является способ эксплуатации системы газлифтных скважин (Сименс У.С. Оптимизация работы непрерывно действующих газлифтных скважин. "Инженер-нефтяник", 1972, N 10, с 142 146), в котором используют принцип максимизации добычи нефти из группы скважин. Суть этого способа заключается в задании одинаковых приращений расхода газа по каждой скважине, определении скважины(ин), дающей(их) наибольший прирост добычи нефти. Для этой скважины или группы скважин дают новое приращение по расходу газа до тех пор, пока соответствующие им приращения добычи нефти остаются максимальными. После этого задают приращения расхода газа другой(им) скважине(ам), которая(ые) на текущий момент имеет наибольшее приращение по добыче нефти. The prototype of the proposed technical solution is a method of operating a system of gas lift wells (Siemens US Optimization of the operation of continuously operating gas lift wells. Oil Engineer, 1972, N 10, 142 142), which uses the principle of maximizing oil production from a group of wells. The essence of this method is to set the same increments in gas flow for each well, to determine the well (s) that gives (them) the largest increase in oil production. For this well or group of wells, they give a new increment in gas flow rate until the corresponding increments in oil production remain maximum. After that, increments of the gas flow rate are set to another (s) well (s), which (s) currently have the largest increment in oil production.

Известные способы имеют следующие недостатки:
не учитывают взаимодействие скважин через пласт, что не позволяет оптимизировать группу скважин, взаимодействующих через продуктивный пласт, так как предварительно полученные зависимости дебита от расхода газа по каждой отдельной скважине f1(x1) не учитывают их взаимного влияния через системы нефтедобывающего комплекса, то есть абстрактные зависимости f1(x1) неполно отражают фактическое состояние системы взаимодействующих скважин;
не учитывают взаимодействие скважин через систему нефтегазосбора, что не позволяет оптимизировать группу добывающих скважин, взаимодействующих через систему нетфгазосбора;
не учитывают взаимодействие скважин через систему газораспределения, что не позволяет оптимизировать группу газлифтных (в частности, бескомпрессорных) скважин, имеющих общий источник газа высокого давления;
используемая процедура оптимизации требует для приближения к оптимуму большого числа шагов (этапов), каждый из которых связан с трудозатратами по замеру изменений дебитов скважин;
при малых изменениях расходов газа (при приближении к оптимуму) возрастает влияние относительных погрешностей процедуры и не позволяет достаточно близко приблизиться к оптимуму, т.к. известно, что существующие замерные установки имеют большие погрешности.
Known methods have the following disadvantages:
they do not take into account the interaction of wells through the reservoir, which does not allow optimizing the group of wells interacting through the reservoir, since the previously obtained dependences of the flow rate on gas flow for each individual well f 1 (x 1 ) do not take into account their mutual influence through the systems of the oil production complex, i.e. abstract dependencies f 1 (x 1 ) do not fully reflect the actual state of the system of interacting wells;
they do not take into account the interaction of wells through the oil and gas gathering system, which does not allow to optimize the group of producing wells interacting through the net gas and gas gathering system;
do not take into account the interaction of the wells through the gas distribution system, which does not allow optimizing the group of gas-lift (in particular, compressor-free) wells having a common source of high pressure gas;
the optimization procedure used requires a large number of steps (steps) to approach the optimum, each of which is associated with labor costs by measuring changes in well flow rates;
with small changes in gas flow (when approaching the optimum), the influence of the relative errors of the procedure increases and does not allow close enough to approach the optimum, because It is known that existing metering systems have large errors.

Целью изобретения является повышение эффективности способа за счет увеличения точности выбора оптимальных режимов газлифтных скважин с учетом их взаимодействия. Эффективность способа обусловливается минимальным количеством замеров технологических режимов и высокой степенью устойчивости к погрешностям замеров при достижении оптимального режима работы системы взаимодействующих скважин. The aim of the invention is to increase the efficiency of the method by increasing the accuracy of the selection of optimal modes of gas lift wells, taking into account their interaction. The effectiveness of the method is determined by the minimum number of measurements of technological modes and a high degree of resistance to measurement errors when the optimal operating mode of a system of interacting wells is achieved.

Эффект от применения способа выражается в виде:
дополнительной добычи нефти;
сокращении удельного расхода газа;
снижении себестоимости добычи нефти;
сокращения времени проведения процесса оптимизации работы скважин.
The effect of the application of the method is expressed as:
additional oil production;
reduction of specific gas consumption;
reducing the cost of oil production;
reducing the time for the process of optimizing the operation of wells.

Указанная цель достигается за счет следующих решений:
1.1. Замеряют суммарную добычу нефти по отдельным группам взаимодействующих скважин при различных значениях расхода газа на каждой из оптимизируемых скважин. Определяют и устанавливают зависимость суммарной добычи нефти от изменения расхода газа по каждой скважине.
The specified goal is achieved through the following solutions:
1.1. The total oil production is measured for individual groups of interacting wells at various gas flow rates for each of the optimized wells. The dependence of the total oil production on the change in gas flow rate for each well is determined and established.

1.2. Выбирают и изменяют технологические режимы на каждой газлифтной скважине в зависимости от ее влияния на суммарную добычу нефти по группе взаимодействующих скважин (в частности, на основе решения задачи выпуклого программирования с сепарабельным целевым функционалом, в качестве которого принимается среднее арифметическое зависимостей суммарной добычи нефти взаимодействующих скважин от расходов газа на каждой отдельной скважине). 1.2. The technological regimes for each gas-lift well are selected and changed depending on its effect on the total oil production for a group of interacting wells (in particular, based on the solution of the convex programming problem with a separable objective functional, which is taken as the arithmetic average of the total oil production of the interacting wells on gas consumption for each individual well).

1.3. Замеряют суммарную добычу нефти по группе оптимизируемых скважин и сравнивают ее со значением на предыдущем этапе. Если относительный прирост суммарной добычи более относительной погрешности замеров дебита, то процедура, описанная в п.1.1, 1.2, 1.3, повторяется. 1.3. Measure the total oil production in the group of optimized wells and compare it with the value at the previous stage. If the relative increase in total production is more than the relative measurement error of the flow rate, then the procedure described in clause 1.1, 1.2, 1.3 is repeated.

Этот признак позволяет учитывать взаимодействие скважин через пласт, систему нефтегазосбора и через систему газораспределения при одновременном сокращении числа шагов и относительной погрешности процедуры оптимизации распределения газа в системе газлифтных скважин. This feature allows you to take into account the interaction of wells through the reservoir, the oil and gas gathering system and through the gas distribution system while reducing the number of steps and the relative error of the procedure for optimizing gas distribution in the system of gas lift wells.

2. При ограниченном ресурсе газа может быть произведено поочередное и (или) групповое отключение скважин в порядке убывания их удельных (по добыче нефти) расходов газа. 2. With a limited gas resource, wells may be sequentially and / or group shut-off in the decreasing order of their specific (oil production) gas consumption.

Этот признак позволяет минимизировать потери в процессе оптимизации скважин. This feature allows you to minimize losses during the optimization of wells.

3. При перераспределении газа между группами взаимодействующих скважин его можно проводить по равенству отношений изменений суммарной добычи нефти, полученной при оптимальном распределении газа, к изменению ресурса газа для данной группы скважин. 3. When redistributing gas between groups of interacting wells, it can be carried out according to the equality of the ratios of changes in the total oil production obtained at the optimal gas distribution to the change in gas resource for this group of wells.

Этот признак позволяет оптимально перераспределить имеющийся ресурс газа высокого давления между оптимизируемыми группами газлифтных скважин. This feature allows you to optimally redistribute the existing resource of high-pressure gas between optimized groups of gas-lift wells.

Процесс оптимизации осуществляется следующим образом. The optimization process is as follows.

При различных значениях расхода газа на отдельных взаимодействующих скважинах замеряют их суммарную добычу нефти. Затем определяют зависимость суммарной добычи нефти от изменения расхода газа по каждой из взаимодействующих скважин. То есть определяют значения целевого функционала (суммарная добыча нефти или (и) себестоимость добычи нефти или (и) прибыль по группе взаимодействующих скважин) при выбранной величине управляющих параметров (расходов газа на отдельных газлифтных скважинах). Для этого проводят эксперименты на реальном объекте (системе скважин). Необходимость этого обусловлена сложностью полной математической модели объекта и недостатком априорной информации для определения параметров модели. Каждый шаг (этап) процедуры оптимизации проводят экспериментально на реальном объекте, что связано со значительными временными и материальными затратами. Поэтому уменьшают (минимизируют) число этапов процедуры, достигая удовлетворительного значения целевого функционала (суммарной добычи нефти). При этом каждый этап процедуры может быть достаточно сложным и требовать значительных затрат вычислительных ресурсов, но эти затраты, как правило, не сопоставимы с затратами на получение промысловой информации. Поэтому усложнение процедур оправдано, если позволяет сократить число этапов. Кроме этого следует учитывать и неизбежные погрешности измерений, проводимых на реальном объекте. Выбирают и изменяют технологические режимы на каждой газлифтной скважине путем максимизации арифметического зависимостей суммарной добычи нефти взаимодействующих скважин от расходов газа на отдельных скважинах. Процесс распределения газа высокого давления между газлифтными скважинами формализуют как задачу распределения некоторого ресурса газа между n подсистемами сложной системы с целью оптимизации суммарной добычи нефти, задаваемой гладким вогнутым функционалом. Если функционал задачи является сепарабельным, т.е. эффективность работы каждой подсистемы зависит только от выделяемого этой подсистеме ресурса, но не зависит от распределения его между другими подсистемами, решение задачи не представляет принципиальных трудностей даже при большом числе подсистем (оптимизация системы скважин по характеристическим кривым, например, методом Лагранжа). При этом эффективность работы подсистемы в зависимости от выделяемого ей ресурса есть функция одной переменной, значение которой получают в результате эксперимента, проводимого только на соответствующей подсистеме (скважине). Если функционал не является сепарабельным, процедура существенно усложняется. В принципе существует достаточно много эффективных способов минимизации вогнутой функции на многограннике. Однако их использование невозможно из-за того, что целевая функция априори не известна, а ее измерение производится с ошибками. Фактически функционал (суммарная добыча нефти) не является сепарабельным из-за взаимодействия скважин через системы нефтедобывающего комплекса, однако составляющие функционала, описывающие перекрестные связи между подсистемами, относительно малы. Поэтому осуществляют итерационную процедуру поиска, в которой на каждом этапе выбирается распределение ресурса с сепарабельным функционалом, зависящим от состояния системы, достигаемого на предыдущем этапе. At various values of gas flow rate at separate interacting wells, their total oil production is measured. Then, the dependence of the total oil production on the change in gas flow rate for each of the interacting wells is determined. That is, the values of the target functional (total oil production or (and) the cost of oil production or (and) profit for a group of interacting wells) are determined for a selected value of control parameters (gas consumption for individual gas-lift wells). To do this, conduct experiments on a real object (well system). The need for this is due to the complexity of the complete mathematical model of the object and the lack of a priori information to determine the parameters of the model. Each step (step) of the optimization procedure is carried out experimentally on a real object, which is associated with significant time and material costs. Therefore, they reduce (minimize) the number of stages of the procedure, achieving a satisfactory value of the target functional (total oil production). Moreover, each stage of the procedure can be quite complex and require significant computational resources, but these costs are usually not comparable with the costs of obtaining field information. Therefore, the complexity of the procedures is justified if it allows to reduce the number of stages. In addition, the inevitable measurement errors taken at a real object should be taken into account. The technological regimes for each gas-lift well are selected and changed by maximizing the arithmetic dependences of the total oil production of the interacting wells on gas consumption in individual wells. The process of distributing high-pressure gas between gas-lift wells is formalized as the task of distributing a certain gas resource between n subsystems of a complex system in order to optimize the total oil production given by a smooth concave functional. If the functional of the problem is separable, i.e. the efficiency of each subsystem depends only on the resource allocated to this subsystem, but does not depend on its distribution between other subsystems, the solution of the problem does not present fundamental difficulties even with a large number of subsystems (optimization of the well system by characteristic curves, for example, by the Lagrange method). Moreover, the efficiency of the subsystem, depending on the resource allocated to it, is a function of one variable, the value of which is obtained as a result of an experiment conducted only on the corresponding subsystem (well). If the functional is not separable, the procedure is significantly complicated. In principle, there are many effective ways to minimize the concave function on a polyhedron. However, their use is impossible due to the fact that the target function is not known a priori, and its measurement is made with errors. In fact, the functional (total oil production) is not separable due to the interaction of the wells through the systems of the oil production complex, however, the components of the functional that describe the cross-connections between the subsystems are relatively small. Therefore, an iterative search procedure is carried out, in which at each stage a resource distribution with a separable functional is selected, depending on the state of the system achieved at the previous stage.

Для этого рассматривают задачу
f(x) _→ max,x ∈ S (1)
где x ∈ Rn, f(x) гладкая вогнутая функция,

Figure 00000001

ei, Fi, R заданные неотрицательные числа. Проверяют, что
Figure 00000002
, и, значит, решение существует. Здесь f(x) интерпретируют как оценку эффективности работы системы, состоящей из n подсистем (скважин), xi как ресурс газа, выделяемый i-ой подсистеме (скважине или группе скважин), а R как суммарный ресурс. Применительно к системе газлифтных скважин n - количество скважин, xi расход газа на i-ой скважине, f(x) суммарная добыча нефти по системе взаимодействующих скважин, R суммарный ресурс газа высокого давления. Выбирают произвольный вектор (распределение ресурса газа) x ∈ S.To do this, consider the problem
f (x) _ → max, x ∈ S (1)
where x ∈ R n , f (x) is a smooth concave function,
Figure 00000001

e i , F i , R are given non-negative numbers. Verify that
Figure 00000002
, and, therefore, a solution exists. Here f (x) is interpreted as an estimate of the performance of a system consisting of n subsystems (wells), x i as the gas resource allocated to the i-th subsystem (well or group of wells), and R as the total resource. In relation to a system of gas lift wells, n is the number of wells, x i is the gas flow rate at the i-th well, f (x) is the total oil production from the system of interacting wells, R is the total resource of high-pressure gas. Choose an arbitrary vector (gas resource distribution) x ∈ S.

Обозначают

Figure 00000003

Таким образом, функции fi(x, y) представляют зависимости суммарной добычи от расхода на отдельных газлифтных скважинах.Denote
Figure 00000003

Thus, the functions f i (x, y) represent the dependence of the total production on the flow rate in individual gas-lift wells.

Затем распределяют ресурс R по следующему функционалу F(x, y):
F(x,y) _→ max, x ∈ S (3),
получаемое множество вариантов распределения ресурса газа обозначают через X(y).
Then, the resource R is distributed according to the following functional F (x, y):
F (x, y) _ → max, x ∈ S (3),
the resulting set of gas resource distribution options is denoted by X (y).

Распределение x из S является оптимальным в задаче (1) тогда и только тогда, когда x принадлежит множеству распределений газа X(x). Определяют итерационную последовательность xk+1 ∈ X(xk), стартующую (начинающуюся) из произвольного текущего состояния системы xo ∈ S и сходящуюся к оптимальному распределению. Если f(x) представима в виде
f(x)=∑fi(xi)+h(x) (4)
где h описывает связи (взаимодействие) между скважинами, то сходимость процедуры обеспечивают при условии достаточной малости h и ее производных и строгой выпуклости fi(xi). При данных условиях xk приближается к оптимальному распределению со скоростью геометрической прогрессии со знаменателем q<1. Условия, накладываемые на h и обеспечивающие условие q<1, означают, что перекрестные связи между подсистемами (скважинами), задаваемые функцией h, относительно малы.
A distribution x from S is optimal in problem (1) if and only if x belongs to the set of gas distributions X (x). An iterative sequence x k + 1 ∈ X (x k ) is determined that starts (starts) from an arbitrary current state of the system x o ∈ S and converges to the optimal distribution. If f (x) is representable in the form
f (x) = ∑f i (x i ) + h (x) (4)
where h describes the relationship (interaction) between the wells, the convergence of the procedure is ensured provided that h and its derivatives are sufficiently small and f i (x i ) is strictly convex. Under these conditions, x k approaches the optimal distribution with a geometric progression rate with the denominator q <1. The conditions imposed on h and providing the condition q <1 mean that the cross-connections between the subsystems (wells) defined by the function h are relatively small.

Предложенный способ оптимизации может использовать квадратичный функционал f:
f(x)=1/2xTQx+bTx+c (5)
Выбор именно квадратичного функционала объясняется тем, что характеристические кривые газлифтных скважин хорошо аппроксимируются квадратичными зависимостями. Каждый шаг предлагаемого способа состоит в максимизации на S функции вида (5) с диагональной матрицей Q и допускает эффективное численное решение. Для иллюстрации этого приведем некоторые результаты численного моделирования, проведенного авторами на ПЭВМ IBM РС.
The proposed optimization method can use the quadratic functional f:
f (x) = 1/2 x T Qx + b T x + c (5)
The choice of exactly the quadratic functional is explained by the fact that the characteristic curves of gas lift wells are well approximated by quadratic dependencies. Each step of the proposed method consists in maximizing on S functions of the form (5) with the diagonal matrix Q and allows an effective numerical solution. To illustrate this, we present some results of numerical simulations performed by the authors on an IBM PC.

Матрица Q задавалась в виде Q=Q1-Q2, где O1 -диагональная, Q2 симметричная матрица. Элементы матриц выбирались при помощи датчика случайных чисел. Оптимальное распределение x и соответствующая величина функционала f= f(x) определялись методом проекции градиента из некоторой начальной точки. Затем из той же начальной точки осуществлялись итерации при помощи предлагаемого способа. В табл.1 показаны результаты расчета 4 вариантов задачи для различных значений n и R. Для контроля величина максимума вычислялась также стандартным методом проекции градиента. В последней колонке таблицы приведено количество итераций предлагаемого способа оптимизации, потребовавшихся для нахождения максимума. Обратим внимание на очень небольшое число итераций. Для сравнения отметим, что методом проекции градиента в 4-м варианте за 8 итераций была достигнута величина функционала 149.9487.The matrix Q was specified in the form Q = Q 1 -Q 2 , where O 1 is a diagonal, Q 2 is a symmetric matrix. Matrix elements were selected using a random number sensor. The optimal distribution x and the corresponding value of the functional f = f (x) were determined by the gradient projection method from some initial point. Then, iterations were performed from the same starting point using the proposed method. Table 1 shows the calculation results for 4 variants of the problem for various values of n and R. For control, the maximum value was also calculated by the standard gradient projection method. The last column of the table shows the number of iterations of the proposed optimization method required to find the maximum. Note a very small number of iterations. For comparison, we note that, using the gradient projection method in the 4th embodiment, the functional value of 149.9487 was achieved in 8 iterations.

Отметим два обстоятельства, вытекающие из результатов численного моделирования:
1) быструю сходимость рассматриваемого способа, удовлетворительное приближение к оптимуму достигается всего за 2 3 этапа;
2) сходимость имеет место, несмотря на то, что величина q, определяющая теоретическую скорость сходимости, больше 1 (от 1.09 до 17.35) в приведенных примерах.
We note two circumstances arising from the results of numerical modeling:
1) the rapid convergence of the considered method, a satisfactory approximation to the optimum is achieved in just 2 3 stages;
2) convergence takes place, despite the fact that the quantity q, which determines the theoretical rate of convergence, is greater than 1 (from 1.09 to 17.35) in the above examples.

Из последнего следует, что на практике сходимость процедуры оптимизации может иметь место и при значительно большем взаимодействии между скважинами, чем гарантируется теорией. It follows from the latter that, in practice, the convergence of the optimization procedure can take place with a significantly greater interaction between the wells than is guaranteed by theory.

При решении на каждом из этапов оптимизации задачи (8) с сепарабельным функционалом определяют множитель Лагранжа. Эти множители сходятся к множителю Лагранжа первоначальной задачи (1). When solving problem (8) with a separable functional at each of the stages of optimization, the Lagrange multiplier is determined. These factors converge to the Lagrange multiplier of the original problem (1).

Известно, что множитель Лагранжа характеризует приращение суммарной добычи нефти при оптимальном распределении газа, если изменяется ресурс газа. Именно если рассматривать оптимальную величину функционала f(x) в задаче (1) как функцию ресурса R, то множитель Лагранжа df(x)/dR. На этом основан предлагаемый способ перераспределения газа между группами скважин. Выделяют несколько групп скважин таким образом, что взаимное влияние между скважинами, входящими в различные группы, отсутствует (либо настолько мало, что им можно пренебречь). Для каждой i-ой группы определяют при заданном ресурсе газа Ri оптимальное распределение этого ресурса и соответствующую величину множителя Лагранжа. Задают по каждой из групп скважин ограничения, Ri-ΔRi, Ri+ΔRi на изменение ресурса. В рамках этих ограничений производят изменение ресурсов выделяемых групп скважин по величинам, с сохранением неизменной величины суммарного ресурса R.It is known that the Lagrange multiplier characterizes the increment of the total oil production at the optimal gas distribution if the gas resource changes. Namely, if we consider the optimal value of the functional f (x) in problem (1) as a function of the resource R, then the Lagrange multiplier df (x) / dR. Based on this, the proposed method of gas redistribution between groups of wells is based. Several groups of wells are distinguished in such a way that there is no mutual influence between wells belonging to different groups (or so little that they can be neglected). For each i-th group, for a given gas resource R i, the optimal distribution of this resource and the corresponding value of the Lagrange multiplier are determined. For each of the groups of wells, the restrictions are set, R i -ΔR i , R i + ΔR i to change the resource. Within the framework of these restrictions, the resources of the allocated groups of wells are changed in magnitude, while maintaining the constant value of the total resource R.

Затем замеряют суммарную добычу нефти и сравнивают ее со значением на предыдущем этапе оптимизации до тех пор, пока обеспечивается прирост добычи нефти по группе взаимодействующих скважин. Then measure the total oil production and compare it with the value at the previous stage of optimization until an increase in oil production is ensured for a group of interacting wells.

Для сокращения потерь в добыче нефти непосредственно в процессе оптимизации при убывании их удельных расходов газа ограниченном ресурсе газа производят поочередное отключение скважин в порядке. In order to reduce losses in oil production directly in the optimization process, when their specific gas consumption decreases, the limited gas resource turns off the wells in sequence.

Рассмотрим реализацию способа на примере пяти взаимодействующих газлифтных скважин, подключенных к одной саттелитной станции N 19 Правдинского месторождения. Условно будем их обозначать порядковыми номерами 1, 2, 3, 4, 5. Consider the implementation of the method on the example of five interacting gas lift wells connected to one satellite station N 19 of the Pravdinskoye field. We will arbitrarily denote them by serial numbers 1, 2, 3, 4, 5.

То есть, изменяя расход газа на отдельной скважине (с помощью регулятора расхода газа устанавливают дроссель на заданной технологической вставке), например с 4000 на 6800 куб. м по скважине N 3 (см. табл. 4), замеряют изменение суммарной добычи нефти. При этом из-за взаимодействия скважин изменение (приращение) добычи нефти по отдельной скважине N 3 не совпадает с изменением суммарной добычи (6,2 вместо 4,6, см. табл. 3). Аналогично поступают со всеми взаимодействующими скважинами, причем эту процедуру повторяют на различных режимах (от минимального до максимально возможного). (См. табл. 2, 3, 4, 5, 6). That is, by changing the gas flow rate in a separate well (using a gas flow regulator, a throttle is installed on a given technological insert), for example, from 4000 to 6800 cubic meters. m in well N 3 (see table. 4), measure the change in total oil production. At the same time, due to the interaction of the wells, the change (increment) in oil production for an individual well N 3 does not coincide with the change in the total production (6.2 instead of 4.6, see Table 3). They do the same with all interacting wells, and this procedure is repeated in various modes (from minimum to maximum). (See tab. 2, 3, 4, 5, 6).

Технологические параметры системы при изменении режима по скважине N 1 см. в табл. 2. The technological parameters of the system when changing the mode for well N 1, see table. 2.

Технологические параметры системы при изменении режима по скважине N 2 см. в табл. 3. The technological parameters of the system when changing the mode for well N 2, see table. 3.

Технологические параметры системы при изменении режима по скважине N 3 см. в табл. 4. The technological parameters of the system when changing the mode for well N 3 see table. 4.

Технологические параметры системы при изменении режима по скважине N 4 см. в табл. 5. The technological parameters of the system when changing the mode for well N 4 see table. 5.

Технологические параметры системы при изменении режима по скважине N 5 см. в табл. 6. The technological parameters of the system when changing the mode for well N 5 see table. 6.

Затем определяют зависимость суммарной добычи нефти от изменения расхода газа по каждой из взаимодействующих скважин. То есть строят зависимость суммарной (по всем взаимодействующим скважинам) добычи нефти от расхода газа по каждой отдельной скважине. Таким образом, получают для данного конкретного примера пять зависимостей. Then, the dependence of the total oil production on the change in gas flow rate for each of the interacting wells is determined. That is, they build the dependence of the total (for all interacting wells) oil production from gas flow for each individual well. Thus, five dependencies are obtained for this particular example.

После чего выбирают и изменяют технологические режимы на каждой газлифтной скважине путем максимизации среднего арифметического зависимостей суммарной добычи нефти взаимодействующих скважин от расходов газа на отдельных скважинах. After that, the technological regimes for each gas-lift well are selected and changed by maximizing the arithmetic average of the total oil production of the interacting wells from gas consumption in individual wells.

Для максимизации среднего арифметического зависимостей суммарной добычи нефти поступают следующим образом: по полученным зависимостям определяют путем простого суммирования значений функции при заданных аргументах и делением на число оптимизируемых скважин. Например, при расходах газа по скважинам соответственно (300, 100, 4000, 0, 2000) значение среднего арифметического суммарной добычи нефти равно 24,8, а при (5000, 3000, 6800, 5500, 5100) равно 32,0. To maximize the arithmetic mean of the dependences of the total oil production, proceed as follows: according to the obtained dependencies, they are determined by simply summing the values of the function for the given arguments and dividing by the number of optimized wells. For example, at gas flow rates in wells, respectively (300, 100, 4000, 0, 2000), the arithmetic average total oil production is 24.8, and at (5000, 3000, 6800, 5500, 5100) it is 32.0.

Для максимизации этого значения авторы используют метод множителей Лагранжа, найденные режимы по скважинам соответственно равны (4100, 3100, 5000, 1900, 5900) (при ограничении на суммарный расход газа 20 000). To maximize this value, the authors use the Lagrange multiplier method, the found modes for the wells are respectively equal (4100, 3100, 5000, 1900, 5900) (with a limit on the total gas flow rate of 20,000).

Затем замеряют суммарную добычу нефти и сравнивают ее со значением на предыдущем этапе оптимизации. Так, на втором этапе оптимизации значение среднего арифметического суммарной добычи нефти равно максимуму при соответствующих значениях расходов газа, равных (3400, 2400, 5900, 2300, 6100). Измеренное значение суммарной добычи нефти на втором этапе 31,6, больше, чем на первом, 29,8. То есть прирост добычи нефти составляет 1,8. Эту процедуру повторяют до тех пор, пока обеспечивается прирост добычи нефти по группе взаимодействующих скважин. Then measure the total oil production and compare it with the value at the previous stage of optimization. So, at the second stage of optimization, the value of the arithmetic average of total oil production is equal to the maximum with the corresponding values of gas consumption equal to (3400, 2400, 5900, 2300, 6100). The measured value of total oil production in the second stage is 31.6, more than in the first, 29.8. That is, the increase in oil production is 1.8. This procedure is repeated until an increase in oil production in the group of interacting wells is provided.

Как видно из табл.7, несмотря на то, что расчетный дебит при оптимизации по существующему способу больше, чем по предлагаемому, фактический дебит по предлагаемому способу по группе из пяти скважин больше на 1,6 т/сут. As can be seen from table 7, despite the fact that the estimated production rate for optimization by the existing method is greater than the proposed one, the actual production rate of the proposed method for a group of five wells is 1.6 t / d more.

Еще больший эффект будет при большем дефиците газа и при отключении скважин. An even greater effect will be with a greater gas shortage and when shutting off the wells.

Claims (3)

1. Способ оптимизации работы системы газлифтных скважин, включающий измерение технологических параметров работы взаимодействующих скважин, изменение их технологических режимов и повторение операции определения технологических режимов до достижения оптимальной работы взаимодействующих скважин, отличающийся тем, что замеряют суммарную добычу нефти по отдельным группам взаимодействующих скважин при различных значениях расхода газа на отдельных скважинах, определяют зависимость суммарной добычи нефти от изменения расхода газа по каждой из взаимодействующих скважин, выбирают и изменяют технологические режимы на каждой газлифтной скважине путем максимизации среднего арифметического зависимостей суммарной добычи нефти взаимодействующих скважин от расходов газа на отдельных скважинах, затем замеряют суммарную добычу нефти и сравнивают ее со значением на предыдущем этапе оптимизации до тех пор, пока обеспечивается пророст добычи нефти по группе взаимодействующих скважин. 1. A method of optimizing the operation of a system of gas lift wells, including measuring the technological parameters of the interacting wells, changing their technological regimes and repeating the operation of determining technological regimes until the optimal operation of the interacting wells is achieved, characterized in that the total oil production is measured for individual groups of interacting wells at different values gas flow rate in individual wells, determine the dependence of total oil production on changes in gas flow rate per From the interacting wells, the technological regimes for each gas-lift well are selected and changed by maximizing the arithmetic average of the total oil production of the interacting wells from gas consumption in individual wells, then the total oil production is measured and compared with the value at the previous optimization stage until the oil production span is provided for a group of interacting wells. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при ограниченном ресурсе газа производят поочередное отключение скважин в порядке убывания их удельных расходов газа. 2. The method according to claim 1, characterized in that, with a limited gas resource, the wells are alternately shut off in descending order of their specific gas consumption. 3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что при перераспределении ресурса газа между группами взаимодействующих скважин его устанавливают по равенству отношений изменений суммарной добычи нефти, полученной при оптимальном распределении газа, к изменению ресурса газа для данной группы скважин. 3. The method according to claims 1 and 2, characterized in that when redistributing the gas resource between the groups of interacting wells, it is established by the equality of the ratios of the changes in the total oil production obtained at the optimal gas distribution to the change in the gas resource for this group of wells.
RU93029822A 1993-06-10 1993-06-10 Method for operating optimization of gas-lift wells RU2081301C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93029822A RU2081301C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Method for operating optimization of gas-lift wells

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93029822A RU2081301C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Method for operating optimization of gas-lift wells

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU93029822A RU93029822A (en) 1996-03-10
RU2081301C1 true RU2081301C1 (en) 1997-06-10

Family

ID=20142763

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93029822A RU2081301C1 (en) 1993-06-10 1993-06-10 Method for operating optimization of gas-lift wells

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2081301C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2139416C1 (en) * 1998-03-18 1999-10-10 Предприятие по добыче, переработке и транспортировке газа "Севергазпром" Method for operational control of gas-lift well
RU2491416C2 (en) * 2006-12-07 2013-08-27 Лоджинд Б.В. Method (versions), system (versions) and machine-readable medium (versions) for execution of operations of supporting gas distribution in oil field
US8670966B2 (en) 2008-08-04 2014-03-11 Schlumberger Technology Corporation Methods and systems for performing oilfield production operations
US9951601B2 (en) 2014-08-22 2018-04-24 Schlumberger Technology Corporation Distributed real-time processing for gas lift optimization
US10443358B2 (en) 2014-08-22 2019-10-15 Schlumberger Technology Corporation Oilfield-wide production optimization

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
РД 39-2-885-83. Методика выбора режимов работы газлифтных скважин в условиях дефицита рабочего агента. Авторское свидетельство СССР N 1091618, кл. E 21 B 43/00, 1984. Сименс У.С. Оптимизация работы непрерывно действующих газлифтных скважин. - Инженер-нефтяник, 1972, N 10, с.142-146. *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2139416C1 (en) * 1998-03-18 1999-10-10 Предприятие по добыче, переработке и транспортировке газа "Севергазпром" Method for operational control of gas-lift well
RU2491416C2 (en) * 2006-12-07 2013-08-27 Лоджинд Б.В. Method (versions), system (versions) and machine-readable medium (versions) for execution of operations of supporting gas distribution in oil field
US8670966B2 (en) 2008-08-04 2014-03-11 Schlumberger Technology Corporation Methods and systems for performing oilfield production operations
US9951601B2 (en) 2014-08-22 2018-04-24 Schlumberger Technology Corporation Distributed real-time processing for gas lift optimization
US10443358B2 (en) 2014-08-22 2019-10-15 Schlumberger Technology Corporation Oilfield-wide production optimization

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Rossi Resurrecting core spreading vortex methods: A new scheme that is both deterministic and convergent
CN101896690B (en) Parallel adaptive data partitioning on a reservoir simulation using an unstructured grid
CN113574325A (en) Identify causal models used to control the environment
US10379868B1 (en) Optimization method with parallel computations
CN110069467A (en) System peak load based on Pearson&#39;s coefficient and MapReduce parallel computation clusters extraction method
Keskin et al. Application of multi-objective optimization to axial compressor preliminary design
Carroll Jr et al. Multivariate optimization of production systems
Galván et al. Optimization methodology assessment for the inlet velocity profile of a hydraulic turbine draft tube: part I—computer optimization techniques
EP2956804B1 (en) Method of modelling a subsurface volume
Crespo et al. Random variables with moment-matching staircase density functions
CN112364560A (en) Intelligent prediction method for working hours of mine rock drilling equipment
Qiang et al. Integrated development optimization model and its solving method of multiple gas fields
CN116384238A (en) A simulation method, device and equipment for an engine centrifugal pump
RU2081301C1 (en) Method for operating optimization of gas-lift wells
CN113221300A (en) Method and device for transforming large-scale centralized heat supply pipe network
Lalaoui et al. A versatile generalized simulated annealing using type-2 fuzzy controller for the mixed-model assembly line balancing problem
Keskin Process integration and automated multi-objective optimization supporting aerodynamic compressor design
CN103235879A (en) Bi-phase medium parametric inversion method based on niche master-slave parallel genetic algorithm
CN113379103A (en) Prediction method of pump equipment internal flow field based on reduced order model
Salehian et al. A robust, multi-solution framework for well placement and control optimization
Egorov et al. The main features of IOSO technology usage for multi-objective design optimization
Farahi et al. Model-based production optimization under geological and economic uncertainties using multi-objective particle swarm method
Stockton et al. Developing cost models by advanced modelling technology
Balewski et al. Time-series ML-regression on Graphcore IPU-M2000 and Nvidia A100
Bogle et al. Stochastic optimization of water supply expansion