叢式水平井鉆井平臺(tái)規(guī)劃-葛云華

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1、石油勘探與開發(fā)942005年10月PETROLEUMEXPLORATIONANDDEVELOPMENTVol.32No.5文章編號(hào):1000-0747(2005)05-0094-07叢式水平井鉆井平臺(tái)規(guī)劃1211葛云華,鄢愛民,高永榮,唐雪平(1.中國石油勘探開發(fā)研究院;2.遼河石油勘探局工程技術(shù)研究院)基金項(xiàng)目:中國石油勘探開發(fā)研究院“委內(nèi)瑞拉MPE-3區(qū)塊油田開發(fā)方案”項(xiàng)目(D&O/2002/01)摘要:為了解決油田(區(qū)塊)叢式水平井鉆井平臺(tái)大小、數(shù)量和位置等的規(guī)劃問題,研究了叢式水平井技術(shù)條件下平臺(tái)的大小、數(shù)量和位置與油田地面工程建設(shè)投資和油氣井建井投資之間的內(nèi)在規(guī)律。結(jié)果表明,油

2、田(區(qū)塊)叢式水平井鉆井平臺(tái)大小、數(shù)量和位置等的規(guī)劃問題可以通過建立以油田建設(shè)總投資(地面工程建設(shè)投資與油氣井建井投資之和)最小為目標(biāo)的混合整型非線性規(guī)劃模型來求解。應(yīng)用這一方法,在委內(nèi)瑞拉奧里乳化油MPE-3區(qū)塊叢式水平井鉆井平臺(tái)規(guī)劃中,結(jié)合當(dāng)?shù)氐孛婀こ探ㄔO(shè)費(fèi)用和建井工程費(fèi)用,得出均布井網(wǎng)條件下的最優(yōu)平臺(tái)模式是12井式,區(qū)塊最優(yōu)平臺(tái)設(shè)置數(shù)量是27個(gè)平臺(tái),其中21個(gè)平臺(tái)為12井式,6個(gè)平臺(tái)為18井式,單平臺(tái)的最大鉆井?dāng)?shù)量為18口井。計(jì)算實(shí)例表明,采用這種數(shù)學(xué)規(guī)劃模型及其求解方法來解決油田(區(qū)塊)叢式井平臺(tái)設(shè)置問題是可行的。圖4表3參18關(guān)鍵詞:平臺(tái)優(yōu)化;叢式水平井;油田開發(fā)方案;鉆井;委

3、內(nèi)瑞拉;MPE-3區(qū)塊中圖分類號(hào):TE243文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A用。一般區(qū)塊內(nèi)規(guī)劃設(shè)置的平臺(tái)數(shù)量越多,區(qū)塊內(nèi)地1問題的提出面建造費(fèi)用就越高,但由于每個(gè)平臺(tái)上鉆井的井?dāng)?shù)少,叢式水平井技術(shù)具有投資少,見效快,便于集中管井身長(zhǎng)度小,鉆、完井難度小,鉆、完井費(fèi)用就越少;反理等優(yōu)點(diǎn),是提高油田采收率和采油速率的經(jīng)濟(jì)有效之,設(shè)置的平臺(tái)數(shù)越少,區(qū)塊內(nèi)地面建造費(fèi)用就越少,[1-3]手段。采用叢式水平井技術(shù),面臨的問題之一便是但由于每個(gè)平臺(tái)上鉆的井?dāng)?shù)多,水平位移大,井身長(zhǎng)度鉆井平臺(tái)的部署優(yōu)化問題。許多學(xué)者根據(jù)海上平臺(tái)建大,鉆、完井施工難度大,鉆、完井費(fèi)用就要增高。它們?cè)O(shè)和鉆井工藝特點(diǎn),對(duì)平臺(tái)的優(yōu)化問題進(jìn)行了深入

4、研之間存在一個(gè)最優(yōu)的平臺(tái)數(shù)量(包括它的大小和位[4,5]究。中國石油勘探開發(fā)研究院鉆井工藝研究所在置),與總投資費(fèi)用(地面建造投資和地下鉆、完井投資承擔(dān)國家“七五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目的研究中,曾就陸費(fèi)用之和)的最小值相對(duì)應(yīng)(見圖1)。上油田叢式定向井開發(fā)方式下的平臺(tái)規(guī)劃問題進(jìn)行了[6]深入研究與探討。對(duì)于以叢式水平井開發(fā)方式為主的油田區(qū)塊的平臺(tái)優(yōu)化問題的研究,尚沒有涉及到。[7-11]隨著水平井鉆井技術(shù)的發(fā)展與完善,叢式水平井技術(shù)在重油、稠油和低滲透油藏的油田開發(fā)中被廣泛采[12-14]用。本文就叢式水平井技術(shù)條件下平臺(tái)的規(guī)劃問題進(jìn)行探討。2平臺(tái)設(shè)置規(guī)劃模型的建立圖1地面建設(shè)費(fèi)用和鉆、完井

5、費(fèi)用與平臺(tái)設(shè)置數(shù)量的關(guān)系當(dāng)一個(gè)區(qū)塊的地下水平井井網(wǎng)確定之后,通常所2.1地面建設(shè)費(fèi)用模型的建立面臨的主要問題是:部署多少個(gè)平臺(tái),每個(gè)平臺(tái)鉆多少2.1.1平臺(tái)和井場(chǎng)路建設(shè)費(fèi)用口井,平臺(tái)應(yīng)建在什么位置等使得油田建設(shè)總投資最平臺(tái)的基礎(chǔ)建設(shè)費(fèi)用與區(qū)塊內(nèi)設(shè)置的平臺(tái)數(shù)量和少。大小有關(guān)。設(shè)置的平臺(tái)數(shù)量越少,每個(gè)平臺(tái)上鉆的井在油田建設(shè)投資中,與采用叢式井開發(fā)方式有關(guān)越多,單井平均占地越少,總平臺(tái)建造費(fèi)用將越少,反的投資費(fèi)用主要有兩個(gè)方面:一是涉及地面建設(shè)的各之亦反。設(shè)分配到j(luò)號(hào)平臺(tái)上的井?dāng)?shù)為nj,則以單排個(gè)項(xiàng)目(包括:平臺(tái)或井場(chǎng)和井場(chǎng)路的建設(shè)費(fèi)用,鉆機(jī)井口布局的每個(gè)平臺(tái)的建造費(fèi)用為:搬安費(fèi)用,油氣集輸、

6、計(jì)量管線及其設(shè)備的建設(shè)費(fèi)用等);二是涉及地下油井建造的項(xiàng)目,主要是鉆、完井費(fèi)Cp1j=up0[a1+b1(nj-1)](1)2005年10月葛云華等:叢式水平井鉆井平臺(tái)規(guī)劃95當(dāng)分配到某一平臺(tái)內(nèi)的地下井位位于平臺(tái)的兩側(cè)時(shí),組,管線到閥組,閥組到聯(lián)合站的管線等3項(xiàng)費(fèi)用。一般將平臺(tái)內(nèi)井口分兩排布局。以雙排井口布局的每2.1.3.1閥組費(fèi)用個(gè)平臺(tái)的建造費(fèi)用為:平臺(tái)內(nèi)設(shè)置的閥組與該平臺(tái)內(nèi)集輸?shù)木當(dāng)?shù)有關(guān)。Cp1j=up0{a2+b2[max(n1j,n2j)-1]}(2)平臺(tái)內(nèi)閥組的建設(shè)費(fèi)用一般根據(jù)該平臺(tái)上的井?dāng)?shù),選擇安裝相匹配的閥組系列。集輸井?dāng)?shù)越多,需要安裝通向平臺(tái)的井場(chǎng)道路的建設(shè)與區(qū)塊內(nèi)設(shè)置

7、的平臺(tái)的閥組的頭數(shù)越多,閥組費(fèi)用越高。各個(gè)平臺(tái)內(nèi)的閥數(shù)有關(guān)。平臺(tái)數(shù)量越多,需要修建的井場(chǎng)路越長(zhǎng)。井組費(fèi)用可表達(dá)為:場(chǎng)道路的優(yōu)化可利用圖論中求最小樹原理求出最短井′Cg1j=fg(nj+nj)(9)場(chǎng)道路路徑方案,計(jì)算井場(chǎng)路長(zhǎng)度。設(shè)區(qū)塊內(nèi)井場(chǎng)道路長(zhǎng)度與區(qū)塊內(nèi)所設(shè)置的平臺(tái)數(shù)量np的函數(shù)關(guān)系為l2.1.3.2井口到閥組管線費(fèi)用(np),則井場(chǎng)路的建設(shè)費(fèi)用可表達(dá)為:從井口到閥組的管線包括輸油管線、摻稀管線,在熱采方式下還應(yīng)包括注熱管線。為方