油田开发增产措施优化的目标规划模型

1、PAGE 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） 张在旭 侯风华 付峰 姜梅芳 范水清 （石石油大学学经济管管理学院院，山东东东营 25770611） 摘要 根根据油田田生产实实际，确确定了油油田开发发措施增增油中的的多目标标体系，建建立了措措施增油油的目标标规划模模型，给给出了油油田开发发目标权权重的计计算方法法，进行行了目标标规划的的求解和和优化策策略分析析，为油油田开发发措施增增油提供供了定量量的决策策依据。关键词 油田开开发 目目标规划划 增油油措施 最优决决策 策策略分析析1 引言我国大多数数油田已已进入递递减阶段段，表现现为后备备储量不不足，

2、资资源接替替困难，高高含水，高高采出程程度，稳稳定产量量难度大大；原油油成本迅迅速上升升；资金金短缺，难难以筹集集；设备备新度系系数低，老老化严重重。面对对这种形形势，油油田须充充分利用用现有的的资源、资资金、劳劳动力和和技术措措施，优优化资源源配置，实实现石油油资源开开发的良良性可持持续发展展。因此此，本文文提出用用现代管管理方法法目标标规划研研究油田田开发的的最优化化管理问问题，依依据自身身资源、技技术、资资金、人人力等条条件，在在建立效效益、成成本、产产油量等等多种目目标的规规划模型型下，求求得增加加效益的的各种措措施优化化方案，实实现油田田开发的的全局管管理，为为油田开开发管理理者提供

3、供定量依依据。2 模型形形成2.1 目目标的确确定在油田开发发追求效效益实现现增油的的过程中中，从各各方面考考虑，可可涉及到到多种目目标,有有些目标标是互相相矛盾的的，通常常相关的的目标包包括:资资金投资资目标；成本目目标；措措施增油油目标；措施量量目标等等。1.2 模模型建立立对于处于稳稳定后期期的石油油开采，需需要采取取大量增增油措施施，以确确保稳定定的石油油产量和和较高的的采收率率，依据据确定的的目标和和各种约约束条件件，其模模型如下下：(1)资金金投资目目标 (2)生产产成本目目标 (3)措施施增油量量约束 (4)总措措施量约约束 (5)单单个措施施工作量量 式中：xjj第j项增油油措

4、施量量；cj第j项增油油措施所所需的单单位投资资；TII所有措措施的总总资金投投入量；pj第j项措施施的单位位采油成成本；(Po)j第j项措施施的单位位增油量量；TCC规划期期总采油油成本；TP规划期期措施全全部增油油量；MM规划期期内所有有措施总总量；DDj第j项措施施的最大大提供量量；di+目标的的正偏差差变量，di+0；di-目标的负偏差变量,di-0；d5j+各措施工作量的正偏差变量，d5j+0；d5j-各措施工作量的负偏差变量，d5j-0； j=1,2,n, i=1，2，3，4。根据目标规规划目标标的描述述形式，油油田开发发措施增增油的目目标规划划模型可可表示为为各偏差差变量的的函数

5、，即即minF(d1+,d2+,d3-,d4+,d5j+) j=1,2,n （6）式(6)中中的目标标函数的的各个目目标，可可以根据据油田面面临的国国内外环环境的变变化，可可定性地地划分为为若干层层次的优优先等级级，经研研究，未未给予优优先权重重的目标标规划模模型为：min(ww1d1+w2d+w3d3-+w4(d4+d5j+) j=1,22,n (7)1.3 优优先权重重的确定定这里应用三三点估计计法，由由各个专专家对目目标规划划中目标标的重要要程度分分别确定定三个估估计值，即即最大值值、最可可能值和和最小值值，再应应用Beeta分分布计算算每个目目标的期期望值，然然后根据据所有目目标的优优

6、先估计计值，求求每个目目标的组组合权重重。其过过程为：(1)计算算某个目目标的期期望值 式中rljj第l目标第第j个专家家的估计计权重（期期望值）；rljmmax第l目标第第j项专家家的最大大估计值值；rljmmid第l目标第第j项专家家的最可可能估计计值；rrljmmin第l项目标标第j专家的的最小估估计值。 (2)计计算某个个目标的的权重 (9) 式中wljj第l项目标标由第jj个专家家所算出出的权重重。(3)计算算某个目目标的组组合权重重 (10)其中Wl第l目标的的组合权权重。对于式（77），可可求得某某一组合合权重为为：ww1=0.30；w2=0.25；w3=0.24；w4=0.21

7、3 措施增增油目标标规划模模型与优优化策略略在油田开发发后期，有有效增油油措施项项目减少少，增产产难度加加大。因因此，从从优先目目标出发发，应尽尽量采取取投入少少，产出出多的措措施，获获取各种种措施的的优化配配置方案案，为此此结合SSL油田田的实际际，构建建了基于于目标规规划的油油田开发发措施增增油模型型。 xj0 di0 di+0 d5j0 dd5j+0 (i=1,22,3,4；j =1,22,9)4 增油措措施策略略分析对上述模型型，由计计算机求求得油田田开发增增油措施施目标规规划模型型的组合合策略，其其各阶段段的最优优结果如如表（11）。结果资金（亿元）直接采油成成本（万元）增油量（万吨

8、）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） 油田田开发措措施增油油目标规规划组合合优化结结果由表（1）看看出：(1)在达达到目标标最优值值时，现现阶段资资金量均均未超过过目标值值，保证证了投资资不增的的目标，但但从资金金约束的的影子价价格看，其其影子价价格为yy1=0.0001，若若放宽投

9、投资目标标，可使使用目标标最优值值下降，因因此资金金是油田田开发的的短缺资资源。 (2）油油田开发发的直接接采油成成本低于于目标值值6万元，因因此降低低成本是是具体操操作中可可予以采采取的措措施之一一。 （33）措施施增油量量达到了了目标规规划值，保保证了产产量的完完成，实实现了规规划目标标的产油油量，但但此产油油量是在在降低成成本下的的产量，因因此，体体现了提提高经济济效益的的思想。 （44）对于于措施工工作量，总总目标工工作量过过剩8773井次次，而总总措施工工作量约约束的影影子价格格为零，表表现为长长线资源源，说明明目标规规划中措措施工作作量有浪浪费，可可对总工工作量进进行资源源重新优优

10、化分配配，发挥挥其应有有效益。 （55）由各各项分措措施工作作量最优优结果分分析，酸酸化措施施表现为为工作量量不足，短短缺533井次，资资源短缺缺明显，其其影子价价格表现现为最大大。而防防沙工作作量过剩剩，一井井次未用用。其余余措施工工作量均均全部满满足。但但从资源源的影子子价格分分析，均均表现为为短线资资源，放放宽其资资源量限限制，均均使各目目标值有有不同程程度地改改善。因因此，要要针对实实际情况况，重新新调整油油田开发发增油措措施，优优化资源源配置。 (6)根据不不同时期期的需要要和安排排，可对对资金，开开发成本本，增油油量，措措施工作作量等权权重重新新调整，以以适应不不同阶段段，不同同油

11、田的的开发需需要，增增加其决决策的科科学性和和灵活性性，提高高油田开开发的经经济效益益。5 结论对于油田开开发，一一方面要要以国家家的宏观观计划为为准则，结结合油田田外部环环境和内内部条件件，在整整个管理理经营战战略指导导下，制制定出一一套完整整合理的的整体优优化方案案；另一一方面，是是随着油油田内外外部环境境的发展展变化，方方便于及及时控制制、调整整、监督督和协调调方案的的实施，并并不断对对实施效效果进行行评价，以以利于决决策部门门的总结结提高。本本文就是是以此出出发，提提出了油油田开发发和多目目标问题题，确定定了油田田开发措措施增油油中的多多目标体体系，建建立了措措施增油油的多目目标规划划

12、模型，研研究了油油田开发发目标权权重的计计算方法法。以油油田开发发措施增增油方案案为例，进进行了目目标规划划的建立立，求解解和优化化策略分分析，为为油田开开发措施施增油提提供了定定量的决决策依据据。其方方法可行行， 对石油油资源的的开发具具有一定定的指导导意义。参考文献K. Muukneerjeee, A. Berra, Apppliccatiion of goaal PProggrammminng iin PProjjectt Seelecctioon ddeciisioon A casse sttudyy frrom thee Inndiaan ccoall miininng iinduu

13、strry , Euuroppeann Joournnal of Opeerattionnal Ressearrch , 119955(822):1825S. L. ,GGasss, AA Prroceess forr deeterrminningg Prriorritiies andd weeighhts forr laargee-sccalee liineaar ggoall pproggramms. Jouurnaal oof tthe opeerattionnal Ressearrch Soccietty , 19986, 377(8):77797785张在旭,冯冯德田.油田开开发规划

14、划模型.系统工工程理论论与实践践,19997,117(115):12441227张在旭. 石油开开发投入入产出系系统的优优化与控控制.系系统工程程理论与与实践,19998,118(115): 10071111侯风华. 油田增增产措施施优化方方法,石油大大学学报报（自然然科学版版）20000,24(6):6 886,990Goal Proograammiing Moddel of Meaasurres forr Inncreeasiing Outtputt inn Oiilfiieldd DeevellopmmenttZhangg Zaaixuu, HHou Fennghuua, Fu fenn

15、g, Jiaang Meiifanng（the Schhooll off EEconnomiic MManaagemmentt off PPetrroleeum Uniiverrsitty ）Abstrractt Baasedd onn thhe ooilffielld ccirccumsstannce, thhe mmultti-ttarggetss syysteem oof iincrremeent oill prroduuctiion by meaasurres aree deeterrminned. A goaal pproggrammminng mmodeel oof iincrremeentaal ppetrroleeum prooducctioon iis sset up. Thhe ccompputaatioon oof aalgooritthm of tarrgett weeighhts in pettrolleumm deevellopmmentt iss inntrooducced. Thhe ssoluutioon aand thee opptimmum deccisiion anaalyssis havve bbeenn taakenn upp . A qquanntattivee deeci