PTTEP优化气田生产,并自动生成生产预测

挑战

最大化东南亚气田的产量,同时准确预测未来产量

解决方案

使用MATLAB和优化工具箱开发内部软件,将各种优化算法应用于线性方程组

结果

  • 日产量增加了数千桶
  • 专门软件的费用被消除
  • 每周节省了数百个工程师的工作时间

所有优化和计算步骤在我们的内部软件是执行MATLAB和优化工具箱。这些工具不仅为团队管理资产提供了一种更有效的方式,更重要的是,它们还节省了成本。”

Peerapong Ekkawong, PTTEP

PTTEP的LINOPT项目工作流的高级视图。


摘要东南亚许多气田具有气层相对较小、层次性强、分布范围广的特点。除多分支油田网络外,在这些油田运营的公司通常还要管理数百口井。这些油田作业的复杂性使得优化当前产量和预测未来产量变得困难。

PTT勘探和生产(PTTEP)的工程师使用MATLAB®和Optimization Toolbox开发的软件可以最大限度地提高气田的产量,并生成准确的中期和长期产量预测,同时考虑到严格的操作限制。

PTTEP的石油工程师Peerapong Ekkawong说:“无论是手工计算还是商用软件应用都不能为我们面临的优化挑战提供实用的解决方案。”“利用MATLAB和优化工具箱在内部构建我们自己的解决方案,使我们能够每天增加数千桶的产量,同时在软件成本上节省数十万美元。”

挑战

PTTEP确定了三个需要改进的核心业务流程:快照优化、中期预测和长期预测。在快照优化中,目标是在不同的约束条件下最大限度地提高气田的天然气产量,这些约束条件包括单个管道的流量限制、凝析油中的汞含量和CO2气体流限值。对于中期和长期预测,目标是分别评估某气田未来6-12个月的预期天然气产量和该气田的预期使用寿命。

过去,PTTEP工程师依赖于基于电子表格的试错优化过程。产生的结果从来没有被充分优化过,而且往往是主观的——也就是说,高度依赖于执行任务的工程师。由于涉及的井数众多,使用商业软件进行优化和预测既繁琐又费时。PTTEP希望在内部开发自己的软件。

解决方案

PTTEP开发了LINOPT,一个应用程序,其中所有优化和计算都使用MATLAB和优化工具箱执行。

在MATLAB中,这个团队定义了一个线性方程和不等式系统来表示生产网络。这些约束条件包含了变量,如每口井的产气量,并设置了限制条件,如CO2和流率。

利用优化工具箱,该团队应用了多种优化技术,包括混合整数线性规划算法,以最大化目标函数,在大多数情况下,目标函数被定义为实现最大可能的油田整体产量。

为了考虑到每口井产量下降的时间依赖性,该团队在线性方程系统中加入了一个由历史产量数据推导出的时间序列预测模型。

要使用LINOPT,工程师需要对变量值设置限制(bounds)。一旦MATLAB优化完成,结果将存储在Microsoft中®Excel®供工程师审核。PTTEP目前正在谷歌云上部署结果。

PTTEP的工程师已经使用LINOPT软件优化了几个地区的生产,包括泰国湾的Arthit油田和缅甸沿海的Zawtika油田。

结果

  • 日产量增加了数千桶。Ekkawong说:“我们在6个月的时间里,将传统方法产生的生产目标与MATLAB优化在LINOPT上产生的生产潜力进行了比较。”“有时,两者之间的差距超过了每天数千桶。当我们在现场应用优化时,这些结果得到了证实。”
  • 专门软件的费用被消除。Ekkawong说:“过去,我们使用商用物料平衡软件和其他软件包进行优化和预测。”“通过使用MATLAB在内部开发我们自己的解决方案,我们省去了每年的授权成本。”
  • 每周节省了数百个工程师的工作时间。Ekkawong说:“我们比较了使用基于MATLAB的LINOPT软件进行优化和预测所需的时间,以及使用之前的方法所需的时间。”“减少的时间相当于每周几百个工程师小时。”