基于多目标遗传算法的压裂水平井裂缝参数优化研究

为了改善低渗透、超低渗透油藏油井自然产能低的状况,需对压裂水平井采油、直井注水的采油方式进行参数优化研究。以国内某区块低渗透油藏开发实例为基础,以七点法直井-水平井混合井网压裂水平井为研究对象,将多目标优化遗传算法NSGA-Ⅱ引入到水平井压裂裂缝参数优化设计中,形成了1种新的优化方法,并编制了相应的软件。该方法将水平井采出程度和含水率作为目标函数,以寻求Pareto最优解集为目的,利用软件对低渗透油藏七点法直井-水平井混合井网压裂水平井裂缝参数进行了优化设计。研究证明,该优化方法适合推广应用。     

基于遗传算法的低渗透气藏水平井压裂参数优化

采用传统的正交设计方法对低渗透气藏水平井压裂进行优化设计，难以涵盖整个最优解搜索空间，优化对象数目的增加也会导致方案数量大幅增加。为了突破这一限制，基于遗传算法建立了新的水平井压裂智能优化设计方法，并编程实现了优化设计的全程自动化。计算结果表明：遗传算法在优化过程中不需要人为干预，大大降低了工作量，采用二进制编码形式替代水平井参数和裂缝参数极大地拓展了最优解搜索空间，算法复杂程度受优化对象数目的影响较小。与传统方法相比，该方法具有很大的优越性和实用价值，值得推广。     

基于自适应遗传算法的压裂水平井参数优化

鉴于低渗透油藏水平井压裂设计中参数多且交叉影响,采用常规方法进行正交优化存在较多局限性,结合油田生产实际,选择油井的累积产油量、累积注水量和累积产水量作为分析对象,提出一种以生产净现值最大化为目标,基于自适应遗传算法的水平井压裂参数优化方法.该方法根据个体适应值大小自动选择合适的交叉与变异概率,有效避免了传统遗传算法的“早熟”和盲目搜索等问题;通过编程实现了对水平段长度、裂缝半长、裂缝条数以及裂缝导流能力的自动优化求解.以长庆油区某油田的实际资料为基础,分析了五点井网下水平井压裂参数优化过程,分析结果表明,该方法参数覆盖范围更广,与枚举法需计算4 096次才能确定最优解相比,新方法只需迭代200次,大大提高了求解速度,增强了算法的实用性.     

一种优化压裂水平井井网参数的新方法

随着水平井数量和产量比重的增加,如何成功地开展水平井压裂改造就成了一个难题。压裂水平井参数的优化设计,是压裂施工前必须要考虑的一个基本问题。目前,水平井压裂参数的优化设计方法有常规正交优化算法和遗传算法,后者试验获得的寻优结果比前者高。文中提出了一种压裂水平井井网参数优化设计的新方法,在应用遗传算法对水平井长度、裂缝条数、裂缝半长、裂缝导流能力、井距及排距等参数进行优化设计研究的基础上,应用正交设计方法对遗传算法的初值选择问题进行了改进,从而很好地克服了遗传初值问题的不确定性,极大地提高了参数的优化效率。     

基于遗传算法的游梁式抽油机的优化设计

抽油机优化设计是一个多目标、多条件约束的优化问题 ,同时也是一个NP计算问题。采用包括复合形法在内的优化方法均不能保证得到全局最优解。为此 ,提出了一种以上冲程最大扭矩因数最小为目标函数的用于常规式抽油机优化设计的遗传算法。该算法首先利用复合形法在可行域内构造遗传算法的初始种群 ,然后在此种群中进行遗传变异 ;同时对抽油机杆件尺寸采用浮点数编码方案 ,采用简单的排序选择算子 ,对个体进行杂交、变异操作。与复合形法优化计算结果比较 ,可以看出采用遗传算法的抽油机优化设计方法是稳定而高效的。     

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天然气集输管网的参数优化设计模型，属于非线性离散化最优组合问题，且目标函数具有多峰性，往往存在局部极小点，遗传算法对处理此类工程设计问题具有较大的优越性。为此，以管道建设费用为目标函数，以管道的稳态分析、各节点的流量、压力及管道的压力限制等为约束条件，建立了天然气集输管网的参数优化设计模型。采用遗传方法求解，并给出了计算机软件算法框图。利用该算法可以提高全局收敛性，从而加快系统的求解速度，并由此得到问题的最优解，是一种可取的优化算法。     

基于地震解释资料的水平井轨道优化设计方法

常规轨道优化设计方法多以最短进尺(轨道长度)作为最快机械钻速和最低成本的核心目标函数,未考虑地层地质条件空间分布情况及其对钻时的影响,难以达成实际的优化期望。为此,从勘探钻井一体化设计角度,综合利用地层可钻性地震解释资料与工程设计经验,以页岩气井复杂地层常用的5段式水平井模型为例,建立了岩石可钻性级值与机械钻速的关系;同时基于多种群遗传算法,以最短钻时为优化目标进行了井身轨迹优化设计。分析结果表明:采用考虑地层因素的最短钻时井身轨道优化方法,可得到日费制合同模式中相对最优轨道设计方案,从而有效降低钻井时间成本。所得结论可为水平井井身轨迹优化设计提供参考。     

多分支水平井产能敏感性分析

多分支水平井是开发低渗透油气藏的重要手段.结合目前先进的多分支水平井半解析产能预测模型,对影响多分支水平井产能的重要油藏因素和井型参数进行了敏感性分析.研究结果表明:油藏供给边界性质及主井筒的展布方位会对多分支水平井产能产生很大影响,其中四周定压油藏边界的影响最明显;在断块油藏中,应将多分支水平井布于油藏中部,根据多分支水平井的泄油面积来确定井网密度.分支长度、分支数目、分支角度是影响多分支水平井产能的重要井型参数,应选择尽可能大的分支长度,三分支以上的分支数目和不小于30°的分支角度.     

分支水平井技术在单家寺特稠油油藏开发中的应用

通过对单家寺油田单2块沙一段特稠油油藏特征的系统研究,探讨了分支水平井开发特稠油油藏边际储量的巨大优势。分支水平井具有泄油面积大、单井产量高、节约钻井费用等特点,可实现特稠油边际储量的有效动用。以单家寺油田单2块沙一段为例,从分支水平井部署的位置优选、分支水平井参数优化及轨迹设计与优化等方面描述了水平分支井的地质设计技术,并提出在分支水平井钻进过程中进行实时跟踪分析,以确保分支水平井的顺利完钻,从而达到高效开发特稠油边际储量的目的。     

利用遗传算法进行水平井水平段长度优化设计

在油藏开发过程中,随着水平井水平段长度的增加,水平井段与油藏的接触面也随之增加,同时井筒内流体的流动阻力也增加,从而导致水平井的产液量减少,即水平井的最终产量是2个相互制约的因素共同作用的结果。利用遗传算法全局寻优的特点,结合一种计算无限导流和有限导流情况下水平井产量的井筒/油藏耦合模型,提出了一种用于水平井水平段长度的优化设计方法。该方法可以在不同的油藏地质模型中使用。     

遗传和模拟退火混合寻优一步法三维CRS叠加

共反射面元(Common Reflection Surface,CRS)叠加充分利用了菲涅耳带半径内的地震信息,在不降低分辨率的前提下最大程度地提高了信噪比,是低信噪比地震资料成像的有力手段.同时,CRS叠加考虑了地下反射层的倾角和局部曲率,具有更高的成像精度.常规的三维CRS叠加,多步依次求取的八参数精度较低,影响了...     

基于自适应遗传算法的试井分析最优化方法

如何实现试井资料的自动分析,保证解释结果的唯一性,一直是人们在积极探索的目标.为此,提出了一种基于自适应遗传算法的试井分析最优化方法.遗传算法是一种遵循“适者生存”原则的快速搜索方法.该方法在进化过程中,评价每个解的适应度值以执行交换和变异操作;特别适合于传统优化方法难以解决的非线性和不连续等问题.该方法优越于非线性回归自动拟合试井分析方法.它不需要估计井筒和油藏参数的初值,也不要求目标函数连续可微,并优于简单的遗传算法.它是通过解群体的适应度值,自适应地改变遗传算法的交换概率和变异概率,从而保证群体的多样性和算法的收敛能力,再结合非线性回归自动拟合方法,最终获得最佳的试井分析结果.通过实测资料分析,取得了良好的效果.     

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遗传算法是具有全局寻伏特点的一种新型最优化方法，它适合于求解非线性优化问题，近年来已经在复杂函数的优化求解、结构优化设计、自适应控制、系统控制、模式识别等领域取得成功应用。文章将遗传算法引入列井最优化解释中，实现了用遗传算法进行最优化测井解释，充分利用遗传算法的全局寻优特点，研究多参数、非线性最优化测井数据处理问题；同时在充分讨论常规遗传算法原理的基础上，针对常规时齐遗传算法的强不收敛性，引入了非时齐遗传算法，从结合整体模拟迟火算法、引入动态记忆宙解决成熟前收敛问题两方面对常规遗传算法作了改进，经正演模型模拟运算和实际测井资料的解释结果表明，经改进后的遗传算法更易于收敛，可以较好地研究多参数、非线性最优化测井资料解释。     

非常规气藏压裂水平井缝网—井网自动优化方法

非常规气藏已经成为中国油气增储上产的主要阵地,压裂水平井缝网—井网自动优化技术是实现非常规气藏高效开发的关键技术。基于油气藏数值模拟方法,采用同步扰动随机逼近算法建立了压裂水平井单井自动优化模型,对水平井位置、水平井长度、水平井倾角、裂缝与水平井夹角、裂缝条数和裂缝导流能力等关键参数进行自动连续性同步优化,并在典型非均质气藏中对压裂水平井单井参数进行了优化应用。采用该优化方法可以自动优化初始开发方案,得到经济净现值最佳的开发方案。在此基础上,对压裂水平井和裂缝的位置进行约束,建立了压裂水平井缝网—井网自动优化模型。并将该方法应用于典型非均质气藏,优化后的最佳开发方案经济净现值比初始开发方案增加了2 699.688万元。研究表明该压裂水平井缝网—井网自动优化方法能够自动同步优化井网形式、布井数目、水平井倾角和长度、射孔位置及裂缝属性等参数,并得到与地质情况相匹配的最优压裂水平井井网分布。     

基于遗传算法的机抽系统优化设计新方法

机抽系统优化设计问题属于多参数系统优化问题,参数包括冲程、冲次、泵径、平均杆径、下泵深度等。将遗传算法引入到机抽系统优化设计中,形成了一种新方法,该法采用二进制编码形式来表示抽汲参数和下泵深度,按优胜劣汰的原则来寻求问题的最优解,既能提高优化设计的速度,又能克服模糊数学以及专家系统等方法易漏掉最优方案的缺点。通过实例进行敏感性分析表明,遗传代数越多、交叉系数越高时,算法优化效果越好,而适中的变异系数有利于优化设计。     

基于Kriging代理模型的复杂精馏系统操作参数优化

优化常减压装置的操作参数可有效提升炼化企业的经济效益,但基于其严格机理模型进行迭代寻优将十分耗时。为降低计算成本,提出了一种基于Kriging代理模型的常压精馏系统操作参数智能优化方法。该方法采用Kriging元建模技术构造精馏过程中关键操作参数与主要输出变量间的关系模型,并以此关系模型代理复杂精馏系统的MESH方程组（包括物料守恒方程M、气液平衡方程E、归一方程S、焓守恒方程H）,在设计空间中采用粒子群优化（PSO）算法进行操作参数的全局智能搜索。所提方法不仅能够保证寻找到的操作参数全局最优,而且可以大幅度地减少求解的时间,具有十分明显的工程实用性。基于Aspen HYSYS的仿真试验表明了本文所提方法的有效性和优越性。     

基于Kriging代理模型的复杂精馏系统操作参数优化

优化常减压装置的操作参数可有效提升炼化企业的经济效益，但基于其严格机理模型进行迭代寻优将十分耗时。为降低计算成本，提出了一种基于Kriging代理模型的常压精馏系统操作参数智能优化方法。该方法采用Kriging元建模技术构造精馏过程中关键操作参数与主要输出变量间的关系模型，并以此关系模型代理复杂精馏系统的MESH方程组（包括物料守恒方程M、气液平衡方程E、归一方程S、焓守恒方程H），在设计空间中采用粒子群优化（PSO）算法进行操作参数的全局智能搜索。所提方法不仅能够保证寻找到的操作参数全局最优，而且可以大幅度地减少求解的时间，具有十分明显的工程实用性。基于Aspen HYSYS的仿真试验表明了本文所提方法的有效性和优越性。     

基于数值模拟的油藏生产动态优化算法

对于大规模油藏开发优化,常规优化算法存在收敛速度慢、寻优效率低、难以与现场结合等问题。针对这些问题,建立了油水井动态调控优化模型,并结合模拟退火遗传算法和拉丁超立方采样算法寻找模型全局最优解,同时,利用同步扰动随机逼近算法提高了模型局部求解收敛速度,研发编制了油水井动态调控优化软件,并应用于大庆油田H区块。对比油田常规油水井生产制度,油水井动态调控优化模型的最优方案使H区块累计产油量在5年内增加了5.68×10⁴ m³,较好地解决了油水井生产动态控制优化问题,也为大规模油田高效开发提供了一种新的方法。     

煤层气多分支水平井钻井工艺研究

煤层气多分支水平井工艺主要包括充气欠平衡技术、井眼轨迹优化设计与控制技术、水平井与洞穴井对接技术、煤层造洞穴技术等.系统地论述了煤层气多分支水平井钻井工艺的技术要点以及井身结构和轨迹设计原则和方法,并且详细阐述了造洞穴、U型充气欠平衡和两井连通工艺的原理及程序.提出了煤层气多分支水平井的设计方法和理论,为未来煤层气的高效勘探开发提供了技术参考.