并联注水泵运行优化调度

讨论了注水站内并联注水泵的特性。给出了以耗电量最小作为目标函数，以注水压力和注水泵的高效区为约束条件的优化调度的数学模型，采用遗传算法进行求解，编制的软件对某油田注水泵站进行优化调度，取得了较好的经济效益。     

并联注水泵群优化运行的建模与控制

油田注水站内使用变频驱动往复式柱塞泵和恒速多级离心泵并联运行，讨论了并联注水泵群的特性。在满足外界流量变化的需求和优化运行的约束条件下，建立了以注水效率最大为目标函数的优化调度数学模型；给出并证明了获得目标函数最优值的外界流量范围，为提高优化模型的求解速度、合理设计注水泵群的流量分配提供了理论依据。提出减少注水泵的切换次数和实时跟踪泵组性能特性的自适应控制策略，以满足工程的实际需求。编制软件对某油田注水泵站进行优化调度，其中采用混合遗传算法求解数学模型，证实了此方法的有效性。     

基于改进遗传算法的注水系统运行参数优化

以注水系统耗电量最小为目标函数、排量、压力等限制为约束条件，建立了注水系统参数优化数学模型，并用外部惩罚函数法将该问题转化为无约束问题。针对遗传算法的局限性，采用浮点数编码，调整了适应函数，改进了交叉和变异操作，实施了最优保留策略，并结合模拟退火算法，从而形成了改进遗传算法。该算法能够有效地提高收敛速度，避免早熟收敛。算例说明，该优化方法有效、实用。     

基于人工鱼群算法的油田注水系统运行优化研究

以注水站能耗最小为目标函数,以系统水力平衡、注水量和注水压力为约束条件,建立油田注水系统运行方案优化数学模型。采用人工鱼群算法求解该模型,将鱼群的觅食行为、聚群行为和追尾行为等应用到优化算法中,取得了较好的优化结果。     

沈阳油田沈二区注水系统节能降耗技术研究

针对沈阳油田二区注水系统水单耗较高的现状,研究了注水系统优化运行节能降耗的方法,建立了注水系统基本单元和注水管网的数学模型。以注水系统耗电量最小为目标函数,以井口压力、配注水量、注水站和注水泵排量为约束条件模型,依据模型的特点,提出了提出了两层优化方法。采用优化运行方案,二区注水系统得到明显改善,泵水单耗降低了0.51kWh/m3。     

多源油田注水系统运行调度优化

大庆油田注水系统一般是由多个注水站相互连通共同组成的十分复杂的压力系统,目前该系统普遍存在注水效率较低、能耗较高的问题,进行系统的运行调度优化是解决该问题的一项重要技术途径。以注水能耗最小为目标函数,水力平衡约束、注水量约束、注水压力约束等为条件,建立了注水泵排量优化和开停方案优化2个问题的数学模型,分别采用惩罚函数法和混合遗传算法进行求解,编制成相应的注水系统运行优化调度软件,在实际应用中取得了降低注水单耗0.32 kW.h/m3,节约耗电量2.32×104 kW.h/d的经济效益。     

油田注水目标函数大闭环优化控制系统的构建

在中国石化2015年油田注水大调查中,分析了大量注水测试数据,发现了目前油田注水系统存在的主要问题,提出前置宽频高效增压泵的PCP技术,研究PCP系统特性并建立其数学模型,实现管网数值模拟,并在此基础上构建注水目标函数大闭环优化控制系统。该系统通过注水系统动态优化软件实时采集注水系统状态,通过分析计算,建立优化控制目标函数,向PCP泵站系统发出控制调节信号,实现压力和流量调节,并通过大系统反馈不断修正,最终使注水系统达到优化运行。应用该系统可显著提升泵效,降低注水单耗,实时掌握管网运行情况,正确地判别整个管网系统配置是否合理,评价改造方案及效果。     

基于前置增压泵压力和流量可调性注水技术的应用

据统计,注水开发油田的注水电耗占原油生产总用电的33%~56%,注水节能成为一个迫切需要解决的问题.基于双泵串联的泵控泵技术,利用前置小功率增压泵来调节系统压力和流量,使高压大功率注水泵高效工作.对大型注水泵站的串接泵叠加特性进行了分析,建立了控制系统的数学模型,介绍了系统节能和自动控制原理.以注水泵站的输出压力和流量为目标函数,实现了高压注水泵站的稳定、高效节能和优化运行.     

基于混合遗传算法的油田注水系统运行方案优化模型

分析了油田注水系统效率低、能耗较高的主要原因。以注水能耗最小为目标函数,以系统水力平衡、注水量和注水压力为约束条件,建立了油田注水系统运行方案优化数学模型。该模型是带有离散变量和连续变量的混合优化设计模型。根据模型的结构特点,提出了混合遗传算法的求解策略,给出了染色体选择、交叉和变异方式,编制了相应的计算机软件。运用该方法对某油田高压注水系统运行方案进行了优化计算,取得了良好的经济效益。     

油田注水系统最优控制数学模型及系统设计

由于常规的人工管理方式无法保证油田大规模注水系统在优化工况下运行,注水系统效率较低,注水单耗较高。以大系统优化控制理论为依据,注水单耗最小为目标函数,实时采集数据及生产数据为边界条件,建立了油田注水系统最优控制的数学模型,设计出注水最优控制系统。系统由中心控制室内的控制主机接收各控制终端采集的注水站实时运行数据,完成注水系统实时运行参数的优化计算并下达系统控制指令,由各控制终端控制指令的执行。控制系统现场应用表明,注水单耗比运行前下降0.16kW·h/m3,降低幅度2.68％,每年可节约成本168万元。     

基于双重编码遗传算法的注水系统运行优化

以耗电量最小为目标函数，建立注水系统优化数学模型。根据运行优化要解决最优开泵方案及排量2个问题，遗传算法采用了二进制编码和实数编码相结合的双重编码。针对遗传算法的局限性，对适应函数进行了调整，改进交叉和变异操作，结合模拟退火算法，该算法能够有效地提高收敛速度，避免早熟收敛。同时在遗传算法操作过程中，给出了泵排量的处理方法，使排量约束得到满足，系统水量保持平衡。算例说明了该方法的有效性。     

注水站最优控制原理

概述了油田注水站计算机最优节能控制理论，认为注水系统能上三部分组成：（１）注水泵驱动电机损耗；（２）注水泵损耗；（３）管网系统损耗，注水站优化节能的目标就是在满足配注方案的前提下，将上述３种损耗降至最小，给出了一种以注水系统效率为目标函数的注水站最优控制的原理和设计方法，采用这种方法来设计注水站的节能控制方案可取得较大的经济效益。     

安装变频调速装置的复杂注水系统运行优化研究

以轴功率最小为目标函数,以限制水量平衡、注水压力、调速泵转速、泵排量为约束条件,建立了安装变频调速装置的复杂注水系统运行参数优化数学模型。针对复杂注水系统的运行特点,采用改进遗传算法对运行优化模型进行了求解,同时优化了变频泵的位置和运行参数。改进遗传算法采用实数编码,并对适应函数进行了调整,采用随机多父辈适应函数值加权交叉法,改进了变异操作。在操作过程中,给出了泵排量和变频调速的处理方法,大大减少了不可行解的产生,使该算法的优化性能得到了提高。用算例说明了该优化方法的有效性。     

考虑变频调速的注水系统运行参数优化

以注水系统耗电量最小为目标函数,以排量、压力等限制为约束条件,在考虑离心泵变频调速的基础上,建立了注水系统参数优化数学模型,并用外部惩罚函数法将该问题转化为无约束问题。针对遗传算法的局限性,采用浮点数编码调整了适应函数,根据泵排量和水量平衡要求改进交叉和变异操作,实施最优保留策略,并结合模拟退火算法,形成了混合遗传算法,该算法能够有效地减少不可行解的产生,提高收敛速度,避免早熟收敛。实例计算说明,该优化方法有效、实用,优化后系统运行状况明显改善。     

油田注水系统优化控制数学模型设计

从提高注水系统运行效率、降低注水单耗的角度出发,以注水单耗为目的函数,在考虑节点流量平衡、供注水量平衡、注水压力、供水量、泵排量等约束条件下,建立了油田注水系统优化控制数学模型。并结合大庆油田注水运行实际情况设计了优化注水控制系统,该系统主要由控制主机、工控机、PLC、高压变频器、企业网和无线网等六部分组成。大庆油田优化注水控制系统现场应用效果表明,相比优化前注水泵减少1台,泵效率提高2.3%,注水单耗下降0.291 kW·h/m3,节省电量22546 kW·h/d。     

水驱油田开发生产调控优化方法

针对注水开发油藏建立油藏生产调控优化方法,根据决策者的不同要求选取不同的目标函数、决策变量和约束条件来建立油藏生产动态实时优化数学模型,应用新的无梯度优化算法进行求解,提高计算效率。通过连续调控油井产液量和水井注入量,得到实时最优开发调控方案,实现油田高效开发。利用无梯度优化算法对渤海注水开发油田进行开发生产优化调整,水驱采收率可提高1.7%。     

基于混合遗传算法的注水管径优化设计

以管网造价最小为目标函数,压力、流速等限制为约束条件,建立了注水管径优化数学模型,用外部惩罚函数法将该问题转化为无约束问题。针对遗传算法的局限性,采用整数编码,调整了适应函数,改进了交叉和变异操作,实施了最优保留策略,并结合模拟退火算法,从而形成了混合遗传算法,该算法能够有效地提高收敛速度,避免早熟收敛。算例说明,该优化方法有效、实用。     

固体颗粒型调剖剂调整注剖面的数值模拟

针对调整注水剖面实践中固体颗粒型调剂使用较多这一实际，开展了调剖数值模拟研究。根据调剖机理，建立了描述调剖过程的数学模型，并采用有限差分方法求解。提出了以调剖后有效期内获最大纯利润为目标的目标函数优选调剖施工参数（如调剖剂用量）方法。据此编制的调剖模拟软件，可用于模拟水驱，调剖，不用于谳同理研究，矿场生产历史拟合，调剖施工参数优选和效果预测。该软件在ＷＣ油田调剂中的试用情况表明，效果较好。     

环状管网优化设计的双重编码混合遗传算法

以投资最小为目标函数,建立了注水系统环状管网优化数学模型。针对环状管网优化的特点,遗传算法采用二进制编码和整数编码相结合的双重编码,同时对管网连接方式和管径进行优化,并结合了模拟退火算法,形成了混合遗传算法。操作过程中采用随机多父辈适应函数值加权交叉,提出了与优化问题相适应的多种变异方法,给出了约束条件的处理方法,减少了不可行解的产生,使该算法的优化性能得到了提高。大庆油田某采油厂一新建注水区块的优化算例表明,管网投资由1160万下降到850万元,说明该优化方法有效且实用。     

油田注水支线管网规划技术研究

油田注水管网系统是油田注水系统的重要组成部分 ,其规划关系到整个系统的投资和运行成本。本文对油田注水支线管网系统的规划技术进行了研究 ,提出了以系统投资和系统可靠性为目标的数学模型 ,并采用分级优化的策略 ,对模型进行了求解。