油田注水系統(tǒng)運行優(yōu)化研究.pdf

1、注水采油是我國陸上油田應用最為廣泛的采油方式之一,它可以有效的補充地層能量,對于提高原油采收率,確保油田的高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)起到了極端重要的作用。大型油田注水系統(tǒng)能耗巨大,并且會隨著原油含水率的提高,持續(xù)增大,因此,對于注水系統(tǒng)的運行情況進行優(yōu)化對于降低油田的生產(chǎn)成本具有非常重要的意義。
　　 本文在對油田注水管網(wǎng)系統(tǒng)進行分析、概括的基礎上,依據(jù)質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律,導出了注水管網(wǎng)計算方程組,并提出了基于簡單迭代法的方程組求解步驟

2、。使用該方法,在已知部分節(jié)點參數(shù)的基礎上,可以計算注水管網(wǎng)中任意節(jié)點的壓力和流量,并為實現(xiàn)注水系統(tǒng)運行優(yōu)化奠定了基礎。
　　 在管網(wǎng)模型建立和求解的基礎上,給出了注水系統(tǒng)運行參數(shù)優(yōu)化數(shù)學模型,并提出了各約束條件的處理方法。采用二進制交叉級聯(lián)編碼方法對注水泵排量進行了編碼,并使用與之相對應的單點交叉算子和基本位變異算子執(zhí)行交叉、變異操作。在交叉、變異概率的選擇上,引入了自適應思想,根據(jù)當代種群的適應性水平選擇交叉、變異概率,從而構

3、建了自適應遺傳算法。在選擇算子的選取上,引入混合遺傳算法思想,使用波爾茲曼選擇算子,這一算子借鑒了模擬退火算法的主要思想,在選擇過程中以一定的概率接受適應度較差的個體進入下一代種群中,以維持種群的多樣性,從而避免早熟收斂的發(fā)生。由于二進制編碼所固有的截斷誤差,使得優(yōu)化模型中的部分約束條件很難得到滿足,為此,專門設置了注水泵排量調(diào)整、注水泵排量微調(diào)兩個操作,通過對注水泵排量的調(diào)整達到滿足約束條件的目的。
　　 在注水系統(tǒng)運行參數(shù)優(yōu)

4、化的基礎上,對自適應模擬退火混合遺傳算法進行補充,形成了適用于注水系統(tǒng)運行方案優(yōu)化的遺傳算法。使用0-1編碼描述注水泵的開泵方案,并將其放入到注水泵排量編碼中,形成了統(tǒng)一的多參數(shù)二進制交叉級聯(lián)編碼方案。在開泵方案優(yōu)化過程中,經(jīng)常會出現(xiàn)一些明顯不可行的開泵方案,因此對于遺傳算法中產(chǎn)生的每一個新個體都要經(jīng)過可行性判斷過程,防止對不可行方案進行優(yōu)化而浪費時間。
　　 在以上工作的基礎上,采用軟件工程學方法,使用Visual Basic