油田开发增产措施优化的目标规划模型176032.docx

油田开发增产措施优化的目标规划模型* 山东省自然科学基金资助项目（Q99G02） 张张在旭 侯侯风华 付付峰 姜梅梅芳 范水水清 （石石油大学经经济管理学学院，山东东东营 22570661） 摘要 根根据油田生生产实际，确确定了油田田开发措施施增油中的的多目标体体系，建立立了措施增增油的目标标规划模型型，给出了了油田开发发目标权重重的计算方方法，进行行了目标规规划的求解解和优化策策略分析，为为油田开发发措施增油油提供了定定量的决策策依据。关键词 油田开发发 目标规规划 增油油措施 最最优决策 策略分析析1 引言我国大多数数油田已进进入递减阶阶段，表现现为后备储储量不足，资资源接替困困难，高含含水，高采采出程度，稳稳定产量难难度大；原原油成本迅迅速上升；资金短缺缺，难以筹筹集；设备备新度系数数低，老化化严重。面面对这种形形势，油田田须充分利利用现有的的资源、资资金、劳动动力和技术术措施，优优化资源配配置，实现现石油资源源开发的良良性可持续续发展。因因此，本文文提出用现现代管理方方法目标规规划研究油油田开发的的最优化管管理问题，依依据自身资资源、技术术、资金、人人力等条件件，在建立立效益、成成本、产油油量等多种种目标的规规划模型下下，求得增增加效益的的各种措施施优化方案案，实现油油田开发的的全局管理理，为油田田开发管理理者提供定定量依据。2 模型形形成2.1 目目标的确定定在油田开发发追求效益益实现增油油的过程中中，从各方方面考虑，可可涉及到多多种目标,有些目标标是互相矛矛盾的，通通常相关的的目标包括括:资金投投资目标；成本目标标；措施增增油目标；措施量目目标等。1.2 模模型建立对于处于稳稳定后期的的石油开采采，需要采采取大量增增油措施，以以确保稳定定的石油产产量和较高高的采收率率，依据确确定的目标标和各种约约束条件，其其模型如下下：(1)资金金投资目标标 (2)生产产成本目标标 (3)措施施增油量约约束 (4)总措措施量约束束 (5)单单个措施工工作量 式中：xjj第j项增油措措施量；ccj第j项增油措措施所需的的单位投资资；TI所有措施施的总资金金投入量；pj第j项措施的的单位采油油成本；(Po)j第j项措施的的单位增油油量；TCC规划期总总采油成本本；TP规划期措措施全部增增油量；MM规划期内内所有措施施总量；DDj第j项措施的的最大提供供量；di+目标的正正偏差变量量，di+0；di-目标的负负偏差变量量,di-0；d5j+各措施工工作量的正正偏差变量量，d5j+0；d5j-各措施工工作量的负负偏差变量量，d5j-0； j=1,2,n, i=11，2，33，4。根据目标规规划目标的的描述形式式，油田开开发措施增增油的目标标规划模型型可表示为为各偏差变变量的函数数，即minF(d1+,d2+,d3-,d4+,d5j+) j=1,2,n （6）式(6)中中的目标函函数的各个个目标，可可以根据油油田面临的的国内外环环境的变化化，可定性性地划分为为若干层次次的优先等等级，经研研究，未给给予优先权权重的目标标规划模型型为：min(ww1d1+w2d+w3d3-+w4(d4+d5j+) j=1,22,n (77)1.3 优优先权重的的确定这里应用三三点估计法法，由各个个专家对目目标规划中中目标的重重要程度分分别确定三三个估计值值，即最大大值、最可可能值和最最小值，再再应用Beeta分布布计算每个个目标的期期望值，然然后根据所所有目标的的优先估计计值，求每每个目标的的组合权重重。其过程程为：(1)计算算某个目标标的期望值值 式中rljj第l目标第j个专家的的估计权重重（期望值值）；rljmaax第l目标第j项专家的的最大估计计值；rljmiid第l目标第j项专家的的最可能估估计值；rrljmiin第l项目标第第j专家的最最小估计值值。 (2)计算算某个目标标的权重 (9) 式中wljj第l项目标由由第j个专家所所算出的权权重。(3)计算算某个目标标的组合权权重 (10)其中Wl第l目标的组组合权重。对于式（77），可求求得某一组组合权重为为：w1=0.330；w2=0.225；w3=0.224；w4=0.2213 措施增增油目标规规划模型与与优化策略略在油田开发发后期，有有效增油措措施项目减减少，增产产难度加大大。因此，从从优先目标标出发，应应尽量采取取投入少，产产出多的措措施，获取取各种措施施的优化配配置方案，为为此结合SSL油田的的实际，构构建了基于于目标规划划的油田开开发措施增增油模型。 xj0 ddi0 di+0 d5j0 d5jj+0 (i=1,2,3,4；j =11,2,9)4 增油措措施策略分分析对上述模型型，由计算算机求得油油田开发增增油措施目目标规划模模型的组合合策略，其其各阶段的的最优结果果如表（11）。结果资金（亿元）直接采油成成本（万元）增油量（万吨）措施量(井次)压裂(井次)酸化(井次次)补孔 (井井次)堵水 (井次)转抽(井次)防砂(井次)热采（井次）大修（井次次）其它（井次）目标408022.5496166.821853602107014012001505002140600350实际408022.5496100.72184487210123140120015002140174350表（1） 油田开开发措施增增油目标规规划组合优优化结果由表（1）看看出：(1)在达达到目标最最优值时，现现阶段资金金量均未超超过目标值值，保证了了投资不增增的目标，但但从资金约约束的影子子价格看，其其影子价格格为y1=0.0001，若放放宽投资目目标，可使使用目标最最优值下降降，因此资资金是油田田开发的短短缺资源。 (2）油田田开发的直直接采油成成本低于目目标值6万元，因因此降低成成本是具体体操作中可可予以采取取的措施之之一。 （33）措施增增油量达到到了目标规规划值，保保证了产量量的完成，实实现了规划划目标的产产油量，但但此产油量量是在降低低成本下的的产量，因因此，体现现了提高经经济效益的的思想。 （44）对于措措施工作量量，总目标标工作量过过剩8733井次，而而总措施工工作量约束束的影子价价格为零，表表现为长线线资源，说说明目标规规划中措施施工作量有有浪费，可可对总工作作量进行资资源重新优优化分配，发发挥其应有有效益。 （55）由各项项分措施工工作量最优优结果分析析，酸化措措施表现为为工作量不不足，短缺缺53井次，资资源短缺明明显，其影影子价格表表现为最大大。而防沙沙工作量过过剩，一井井次未用。其其余措施工工作量均全全部满足。但但从资源的的影子价格格分析，均均表现为短短线资源，放放宽其资源源量限制，均均使各目标标值有不同同程度地改改善。因此此，要针对对实际情况况，重新调调整油田开开发增油措措施，优化化资源配置置。 (6)根据不同同时期的需需要和安排排，可对资资金，开发发成本，增增油量，措措施工作量量等权重重重新调整，以以适应不同同阶段，不不同油田的的开发需要要，增加其其决策的科科学性和灵灵活性，提提高油田开开发的经济济效益。5 结论对于油田开开发，一方方面要以国国家的宏观观计划为准准则，结合合油田外部部环境和内内部条件，在在整个管理理经营战略略指导下，制制定出一套套完整合理理的整体优优化方案；另一方面面，是随着着油田内外外部环境的的发展变化化，方便于于及时控制制、调整、监监督和协调调方案的实实施，并不不断对实施施效果进行行评价，以以利于决策策部门的总总结提高。本本文就是以以此出发，提提出了油田田开发和多多目标问题题，确定了了油田开发发措施增油油中的多目目标体系，建建立了措施施增油的多多目标规划划模型，研研究了油田田开发目标标权重的计计算方法。以以油田开发发措施增油油方案为例例，进行了了目标规划划的建立，求求解和优化化策略分析析，为油田田开发措施施增油提供供了定量的的决策依据据。其方法法可行， 对石油资资源的开发发具有一定定的指导意意义。参考文献1 K. Muuknerrjee, A. Beraa, Apppliccatioon off goaal Prrograamminng inn Proojectt Sellectiion ddecission A ccase stuudy ffrom the Indiian ccoal miniing iindusstry , Euuropeean JJournnal oof Opperattionaal Reesearrch , 19995(822):182252 S. L. ,Gaass, A Prrocesss foor deetermmininng Prrioriitiess andd weiightss forr larrge-sscalee linnear goall proogramms. JJournnal oof thhe opperattionaal Reesearrch SSocieety , 19886, 337(8):779978553 张在旭,冯冯德田.油油田开发规规划模型.系统工程程理论与实实践,19977,17(15):1241274 张在旭. 石油开发发投入产出出系统的优优化与控制制.系统工工程理论与与实践,19988,18(15): 107711115 侯风华. 油田增产产措施优化化方法,石油大学学学报（自自然科学版版）20000,244(6):6 866,90Goal Proggrammming Modeel off Meaasurees foor Inncreaasingg Outtput in OOilfiield DeveelopmmentZhangg Zaiixu, Hou Fengghua, Fu fengg, Jiiang Meiffang（the Schoool oof EEconoomic Manaagemeent oof PPetrooleumm Uniiverssity ）Abstrract Bassed oon thhe oiilfieeld ccircuumstaance, thee mullti-ttargeets ssysteem off inccremeent ooil pproduuctioon byy meaasurees arre deetermminedd. A goall proogrammmingg moddel oof inncremmentaal peetrolleum prodductiion iis seet upp. Thhe coomputtatioon off alggoritthm oof taargett weiightss in petrroleuum deeveloopmennt iss inttroduuced. Thee sollutioon annd thhe opptimuum deecisiion aanalyysis havee beeen taaken up . A qquanttativve deecisiion bbasiss hass beeen prrovidded ffor tthe iincreementtal ooil pproduuctioon off oillfielld.Keywoords Oillfielld deeveloopmennt GGoal proggrammming Inccreassing oil outpput mmeasuuremeent Opttimall deccisioon,sttrateegy aanalyysis.