1、加拿大計算機模擬軟件集團第64期CMOST操作實戰之優化(V.2016.10)第 64 期： CMOST操作實戰之優化通過學習第 63 期： CMOST 操作實戰之歷史擬合講義，我們得到了滿足精度要求的預測模型。本文將在此基礎上學習使用 CMOST軟件進行優化。我們需要優化的操作條件有注入時間、燜井時間及生產時間。我們使用歷史擬合分析的結果文件作為優化操作流程基礎文件。本文的詳細操作視頻請參考 CMG 公開課第 9 課： CMOST 之優化。從歷史擬合中得到的最優結果最接近生產歷史數據，該模型可用于油藏模型生產預測。我們將預測 20 年生產情況。在之前，該井使用下面的循環控制條件：注入 10天

2、燜井 7天生產 348 天我們想要查看通過調整每個階段時間長短，能否改善油藏經濟效益。做之前，我們需要在數據流中進行以下調整：添加循環控制組延長模擬時間添加重啟動，以便用于模型預測。調整最優擬合方案數據流1.打開 Launcher，找到工作路徑 E:HM_Solution ，將 CSA.cmp 拖到 CMOST 圖標，打開 CMOST 文件，然后切換到 Control Centre - Experiments Table找到目標函數列 GlobalHMError 。點擊列表頭進行分類，這樣就能看到擬合誤差從低到高依次排列，擬合精度最高的實驗方案在最上面。選中擬合精度最高的模型，點擊按鈕，打開模

3、型。3.在 Builder 中，點擊 Well - Group New4.添加井組時，第一個往往放在最高級別。第二級別井組 需要添加與之相關的井。將最高級別井組命名為Field ，然后點擊按鈕Add New Group2第 64 期： CMOST操作實戰之優化定義第二級別井組 CSS，然后點擊 OK。6.下一步為井組添加井，然后設置相關循環階段時間長度。點擊Well - Group Events確保選中 CSS井組，然后點擊按鈕 Attach Wells 。選中井 njector 1 和 Producer 1 前面復選框，然后點擊 OK。3第 64 期： CMOST操作實戰之優化8.將日期修改

4、為 2012-09-25 ，然后點擊 Cycling Group。9.在 Participating Streams (CYCLESTREAMS)部分，確保僅選擇Production 和 Water Injection 。10.設置 Cycle Part Number (NPARTS)為 3 。在該部分定義列 “value1”為注入部分（ Injection period） ; 列 “value2” 為燜井部分（ Soakperiod ）; 列 “ value3”為生產部分（ Production period ）。11.在 Stream Target Types，設置所有 Productio

5、n 為 STL Stock Tank Liquid設置所有 Water Injection 為 STW Stock Tank Water其他不可以選擇。選中 Stream Maximum Rates 前面復選框在 Production 下面，輸入 1000 （僅在第三列）在 Water Injection 下面，輸入 1000 （僅在第一列）注意：第 2 列沒有數據，因為在燜井階段沒有注入和生產。還有許多其他選項（ other options ）用來控制循環組。在該例子中，我們將調整不同階段的時間長度。在該例子中，我們將調整注入、燜井和生產階段長度。點擊到Max Cycle PartDurat

6、ion ，選中 Add/Remove 復選框，然后在每一列分別輸入數值10、 7 和 348 。為了避免在各個階段相互轉換的時候出現不收斂的問題，需要在每個階段添加較小的起始時間步長。在 Starting Time Step Size ，選中 Add/Remove 前面復選框，在每一列分別輸入0.0001、0.0001 及 0.0001。15. 點擊 Apply 保存設置。最終的界面如下圖所示。完成后點擊OK。4第 64 期： CMOST操作實戰之優化16.在歷史擬合階段末期，注入井是關閉的。在預測前，需要打開這些井。點擊Well - WellEvents。確保選中 Injector 1 ，然

7、后將日期切換到最后一個時間點：2012-09-2517.點擊 Options 標簽。選中 Status 前面的復選框，然后選擇 OPEN。點擊 Apply 。18. 點擊 Constraints 標簽。選中Constraint Definition復選框，點擊Apply 然后 OK。5第 64 期： CMOST操作實戰之優化井 Producer 1 約束條件部分是完整的，不需要修改。我們想要預測 20 年，需要額外添加生產日期。點擊 Well - Dates點擊 Add a range of dates 按鈕。From： 2012-09-25To： 2032-09-25Step： every

8、6 Months 然后點擊 OK20. 目前，關鍵字STOP在模擬日期點2012-09-25 后面，找到該日期點，將Set STOP中的對號去掉，然后找到日期點2032-09-25，將 Set STOP 對應的復選框打對號，點擊Close ，退出。因為所有的模擬結果都是從 2012-09-25 開始，所以我們需要創建重啟動，這樣所有后面的預測方案都是從該時間點運算。點擊 IO Control - Restart選中 Enable restart writing 前面復選框。點擊按鈕，定義寫入重啟動頻率選擇日期 2012-09-24 然后點擊 OK。（日期是生產歷史擬合前面一個時間點）修改 Wr

9、iting Frequency Option 為 One record per TNEXT keyword occurrence (TNEXT)然后點擊 OK。6第 64 期： CMOST操作實戰之優化點擊 File - Save As對于存放位置，選擇相應工程目錄 CSA.cmpd，在原有文件名稱結尾上添加 “Forecast.dat ”。完成后，點擊 OK。保存后，將其通過 Launcher 提交給 STARS 模擬器進行運算（使用 1 個處理器）。在 Results Graph 驗證模擬結果，主要查看循環控制組是否有問題。7第 64 期： CMOST操作實戰之優化)yad/lbb(CSe

10、atRliO250200150100500201020152020202520302035Time (Date)Oil Rate SC hm_00093_forecast.irfOil Rate SC CSS_ProdInj.fhf)lbb(CSliOevtialuumC1.00e+58.00e+46.00e+44.00e+42.00e+40.00e+0201020152020202520302035Time (Date)Cumulative Oil SC hm_00093_forecast.irfCumulative Oil SC CSS_ProdInj.fhf)yad/lbb(CSetaR

11、retaW3,0002,0001,0000201020152020202520302035Time (Date)Water Rate SC hm_00093_forecast.irfWater Rate SC CSS_ProdInj.fhf)lbb(CSretaWevtialumuC2.50e+52.00e+51.50e+51.00e+55.00e+40.00e+0201020152020202520302035Time (Date)Cumulative Water SC hm_00093_forecast.irfCumulative Water SC CSS_ProdInj.fhf到目前為止

12、基礎模型已經創建完成，也寫入了重啟動，下面需要進一步調整基礎模型，讀取重啟動信息。8第 64 期： CMOST操作實戰之優化回到 Builder ，點擊 IO Control - Restart 。選中 Restart from a previous simulation run (RESTART) 前面復選框。選擇 .irf 文件，然后點擊 OPEN在 Record to restart from 中選擇 2012-09-25將 Enable restart writing復選框中的對號去掉，然后點擊OK，退出。會出現關于文件名稱的錯誤信息。我們需要重新命名。因此不會重寫我們先前的模擬結果。

13、點擊 File - Save As對于存放路徑，選擇主工程目錄 CSA.cmpd，然后在文件名稱后面的 “Forecast.dat”修改為 “ Optimize.dat ”。完成后，點擊 OK。保存后，通過 Launcher 將其提交給模擬器 STARS進運算。打開 log 文件驗證模擬結果，模擬日期應該是從2012-09-25 開始，而不是從原始起始日期。通過 Results Graph 進一步驗證模擬結果，看看其是否和預期結果一致。創建 CMOST文件我們已經為方案優化創建了新的基礎模型。因為我們修改了基礎模型，并且結果分析也不同，所以我們準備創建新 CMOST工程。在 CMOST中，關閉

14、其他所有項目，僅保留項目管理器界面。在項目管理器界面（ Study Manager ），點擊 New Sudy 按鈕，添加一個項目。將其命名為 OP重新添加基礎模型9第 64 期： CMOST操作實戰之優化將任務類型修改為 Optimization 然后，點擊 OK。“在 “Studies”任務管理區應該能看到“OP “標。圖30. 雙擊 “CSS Optimization 圖“標，切換到General Properties 界面。?點擊 “Base session file relative path”處 Browse 按鈕。選擇Engineer.ses。在礦場信息部分，點擊 Import

15、FHF 按鈕，選擇 CSS_BHP.fhf和 CSS_ProdInj.fhf 然后點擊Open。切換到 Input - Fundamental Data - Original Time Series ? 點擊 Insert ，添加以下時間序列曲線：Origin TypeOrigin NamePropertyWELLSProducer 1Cumulative Oil SCWELLSProducer 1Cumulative Water SCWELLSInjector 1Cumulative Water SC32. 切換到 Input - Parameterization - Parameters1

16、0第 64 期： CMOST操作實戰之優化在這個例子中需要調整的是操作參數，這與敏感性分析和歷史擬合任務不同。點擊 Edit 按鈕，打開 “ CMOST CMM Editor。我們”想要查找的參數在井動態數據末尾部分。34. 為了快速跳到該部分的結尾，點擊頂部工具欄按鈕然后選擇InformationAfterLastDate35. 向上滑動滑輪，找到關鍵字 MAXTIMES。與該關鍵字相關聯的數值表示吞吐各個階段的時間長度。第一列數值表示注入時間，第二列表示燜井時間，第三列表示生產時間。36. Add CMOST parameters each of the values associated

17、 with 為關鍵字 MAXTIMES后面的數值創建 CMOST參數，選中某個數值，右鍵，選擇 Create Parameter將參數分別命名為injectiontime 、soaktime 及 productiontime 。完成后，點擊 保存，退出后回到CMOST界面點擊 Import ，然后確定，參數就自動加載到CMOST界面。參數缺省的取值范圍是在原始值的基礎上上下浮動25%。我們將按照下面表格的取值，重新修改參數的取值范圍：ParameterLower LimitUpper LimitInjectionTime560SoakTime530ProductionTime90109511第

18、 64 期： CMOST操作實戰之優化保存當前的任務文件。為了對比優化結果，我們選取凈現值（ NPV）作為目標函數。產油作為收入，注汽作為支出，其中現金流的折現率為 10%。在開始之前，我們通過創建一個典型的日期時間，將2012-09-25 作為預測起始點。切換到 Input - Objective Functions - Characteristic Date Times在 Fixed Date Times 部分，點擊 Insert 按鈕。修改 ForecastStart 時間將日期設置為 2012-09-25T00:00:00切換到 Input - Objective Functions

19、- Net Present Values在 Unit Label ，指定為 $點擊 Insert 按鈕，添加新目標函數。將其命名為 OilRevenue設置 Unit Label 為“$”設置 NPV Present Date為 ForecastStart設置 Property Filter 為 Monthly Rate在底部，點擊 Insert 按鈕，添加一個新目標函數項。Origin Name: Producer 1?Property: Oil Rate SC Monthlyy?Start Time: ForecastStart?Unit $ Value: 70 ($/STB)其他選項使用

20、缺省值。44. 為設置注汽成本，重復上述步驟。在頂部，點擊Insert 按鈕，添加一個新目標函數。?將其命名為 SteamCost12第 64 期： CMOST操作實戰之優化設置 Unit Label 為 “$”設置 NPV Present Date為 ForecastStart將 Property Filter 修改為 Daily Rate.45. 在底部，點擊Insert 按鈕添加一個新目標函數項。Origin Name: Injector 1?Property: Water Rate SC DailyStart Time: ForecastStartUnit $ Value: -4 （

21、$/STB. 負值表示支出）其他選項使用缺省值。46. Save 任務47. 切換到 Control Centre - Engine Settings 。 任務類型已經選擇為Optimization ， Engine Name選擇為 CMG DECE在 Optimization Settings ，設置 Total Number of Experiments 為 100。在 Global Objective Function Name ，設置 FieldNPV。在 Search Direction ，設置 Maximize 。在 Experiments Management ，設置 Numbe

22、r of Perturbation Experiments for Each AbnormalTermination 為 2。在案例中，由于數值控制的原因，模型出現不收斂， CMOST將創建一個類似的實驗方案，可能會運算成功。48. 切換到 Control Centre - Simulation Settings 。13第 64 期： CMOST操作實戰之優化確保 scheduler 選擇 Local，并在 Active 下面的復選框打鉤。設置Max Concurrent Jobs 為 3。確保選中 STARS最新版本。因為我們每個模型運算的時間小于1 分鐘，所以我們將MaxRun Time

23、per Job 設置為 0.1 小時（ 6 分鐘）。完成后，點擊 Save。50. 點擊 Control Centre 界面，點擊按鈕啟動 CMOST引擎。CMOST將開始創建模型，然后提交給模擬器進行運算。CMOST結果及參數更新CMOST 運行一段時間后，查看其模擬結果，我們可以看到大大的改善了NPV。然而，我們注意到對于最優的幾個方案，其注入時間約為60 天。當我們查看交匯圖FieldNPV vs. Injection time時，我們可以看出注入時間與NPV 之間的正相關趨勢。這可以通過代理分析颶風圖得到驗證。因而，可以看出隨著注入時間的延長，可以進一步改善NPV。14第 64 期： CMOST操作實戰之優化51.在 Control Centre界面，停止 CMOST引