油气田开发产能建设项目的收益—风险目标优化模型

针对油气田开发中产能建设项目高投资、高风险的特点,以项目组合的收益和风险为优化目标,建立了多约束条件下的项目组合收益-风险目标优化模型.在此基础上,研究了基于多目标优化最优解集的混合遗传算法,该算法成功收敛于模型的最优解集.实际应用表明:所建立的模型及其求解方法具有很好的实用性和可操作性,能从风险和收益两方面为油气田开发投资决策提供有力的依据.     

产能建设项目两目标优化模型及改进的蚁群求解算法

为了解决油田开发产能建设项目优化研究中存在的问题,以油气开发产能建设项目组合的净现值为收益目标,以万吨产能投资为投资效率目标,建立了多约束条件下的产能建设项目的两目标优化模型.针对建立的模型,研究了基于多目标优化最优解集的改进蚁群优化算法,该算法能高效、准确的求解所建立的模型.实际应用表明,所建立的模型及改进求解方法具有很好的实用性和可操作性,能从收益和投资效率两个角度为油气开发投资决策提供有力的决策依据.     

海外在执行勘探项目风险-价值综合评价方法

中国油公司海外油气业务在取得规模发展的同时,多个勘探项目也累计有大批投资尚未回收,当前低油价形势下更是“雪上加霜”,开展海外勘探项目风险-价值综合评价方法研究对于中国油公司规避勘探投资风险和优化勘探布局具有重要意义。海外在执行勘探项目运行过程中存在一系列风险,其中内部风险包括地质风险和勘探技术风险等,外部风险包括资源国政治、安全和项目合同风险等。根据海外勘探资产特点,以地质资源潜力分析为基础,综合考虑项目运作过程中存在的内部和外部风险,提出适用于海外勘探项目的风险-价值综合评价方法,对公司在执行勘探项目进行综合评价,形成低风险低价值、低风险高价值、高风险低价值和高风险高价值4类组合,并提出针对性策略和建议,指导勘探业务布局的优化。该方法为实现项目内部-外部风险因素控制、资源规模增长和经济价值实现统一提供了强有力的指导,在优化勘探资产组合和业务布局等方面也取得了很好的应用效果。     

基于风险的长输油气管道选线优化方法

长输油气管道选线是复杂的多目标决策问题,控制事故风险、降低建设成本是选线的两个主要目标。应用多目标决策理论,以选择风险可接受且建设成本较低的路线为优化目标,提出了长输油气管道选线优化方法。通过研究优化目标的计算方法,分析选线的约束条件,确定网格划分的精度及范围,建立了选线优化模型,运用动态规划算法求解该模型并进行了实例应用。结果表明,基于风险的选线优化方法是可行的,长输油气管道个人风险标准和村庄或建（构）筑物的搬迁情况可作为选线的约束条件,定义特殊区域周边局部范围的地形地貌类型有助于控制个人风险,两个优化目标的权重分配需要根据实际情况进行调整。     

基于遗传算法的气田集输管网整体优化方法

目前气田常用天然气集输管网分级优化法的缺点在于每一级的优化结果仅仅是局部最优解,难以保证最终结果是全局最优解。为此,提出了基于遗传算法的气田集输管网整体优化方法,即以整个管网的投资费用最低为目标函数建立数学模型,采用遗传算法求解,在遗传算法中将各站的站址及站辖管道的管径放在一起作为优化变量,求出管网投资费用最低时各站的站址以及各条管道的管径;同时针对遗传算法本身的局限性,结合模拟退火算法,调整了优化方法的适应度函数。实例计算结果表明,该整体优化方法在节省投资方面要优于传统的分级优化方法。     

勘探目标投资组合的优化模型及其应用

把现代投资组合理论引入油气勘探目标投资组合的优化与管理,简要介绍了现代投资优化组合模型的基本思想与原理,阐述了适合于我国油气勘探开发项目的投资组合优化模型,以及该模型的求解方法。最后,通过大庆探区实际勘探目标投资组合优化的应用,为投资决策直接提供方案,同时也证明了该模型是正确的,方法是可行的。     

多准则多约束水平的油田措施结构优化模型及应用

针对油田开采系统的各种复杂因素和在油田开发规划时资源约束水平可能是不确定的或有多个决策者参与决策的问题,利用多目标线性规划的扩展理论和方法——多准则多约束水平线性规划的理论和方法,研究了油田的措施产量优化分配问题。建立了以措施产油量最大、措施的总效益最好为目标,以在不同资源约束水平下的措施产量、费用和工作量为约束条件的油田措施产量分配的优化模型。与以往的模型相比,该模型的约束条件的右边是不固定的。根据模型的特殊性,提出利用多准则多约束水平线性规划的内点法求解,即按约束水平的个数将模型拆分成相应个数的多目标线性规划,利用多目标线性规划的内点法求出对应的非劣解,最后求出原模型的解。实例研究结果表明,笔者建立的模型和提出的解法可成功地解决油田措施增油阶段的资源约束水平不固定或发生变化时,油田的措施产量最优分配决策问题,可为决策制定者提供相应的备选规划方案。     

遗传算法与惩罚函数法在油田开发规划中的应用

主要针对油田开发规划优化模型中的产量分配优化模型的求解方法，进行了讨论。遗传算法和惩罚函数法作为通用、高效的优化算法，已应用到工程计算的各个领域。然而传统算法通常只适用于目标函数和约束条件函数可微的情况，而且不能保证求到全局最优解。文中把“遗传算法＋惩罚函数法”的通用方法，应用于油田开发规划中，它非常适合于求解复杂的非线性规划问题。此算法既克服了传统优化算法的不足，得到较为理想的全局最优解，同时也改善了遗传算法的局限性。     

基于螺旋优化的三元复合驱模糊多目标最优控制求解

综合考虑利润、产量、吨油成本和投资等目标,建立了三元复合驱模糊多目标最优控制模型。该模型以三元驱替剂的驱油机理为支配方程,以驱替剂的浓度和用量限制为约束条件,以驱替剂的注入浓度为优化变量。对于该模糊多目标最优控制问题,首先引入隶属度函数,将每个目标进行确定性描述,然后借鉴对称模型的思想,提出了一种模糊多目标处理方法。引入权值将各个性能指标根据设定的侧重程度映射到统一的对称集合中,选取其中一个目标作为模糊目标集,其余的作为模糊约束集,采用λ水平截集迭代法将该模糊多目标规划问题转化为确定性单目标问题。采用混合螺旋优化算法进行求解,得到三元复合驱的最优注采策略。最后通过仿真分析验证了提出算法的有效性。     

产量构成非线性优化模型的研究与应用

将油田产量构成分解为9部分，以总产量的利润之和最大为最优目标，以平均吨油成本不大于规定成本作为成本约束条件，以各产量部分投资之和不超过总投资作为投资约束条件，以9个决策变量要满足其上下限为决策变量约束条件，建立了产量构成非线性优化模型，可用于求得规划期内每年总产量和各部分产量及其成本、利润等指标。应用油田开发历史数据，用带有外部激励的自回归滑动平均模型预测优化模型参数，用最小二乘法多项式拟合产量与工作量之间的非线性关系，用遗传算法求解非线性模型。对某油田产量构成非线性优化结果符合该油田的实际。     

油田开发规划科学预测的理论和实践

突出以经济效益为中心,以效益产量为目标的原则,系统、全面的分析石油生产的全过程以及所涉及的各个因素,提出了一套与国际接轨、方法有所创新、适合中国石油天然气股份公司宏观决策需要的集数据管理、预测、优化、评价、实施检查和调节于一体的理论和方法,并研制了相应的软件系统.可实现中国石油天然气股份公司产量结构优化配置、各油气区优化配产和工作量优化安排以及开发等项目的优选排队和投资方向优化,必将极大地提高规划工作者的工作效率,使宏观决策更为科学、规范,最终目的是使效益最大化.     

炼油厂全流程优化建模方法研究

为了克服使用线性规划和单处理单元非线性规划进行生产优化的内在缺点，在建立原油单元、催化裂化、催化重整和汽油调合等4个重要处理单元详细模型的基础上，将单处理单元非线性过程模型集成到一个全流程优化非线性模型中。优化的目标函数是使炼油厂全厂利润最大。决策变量是那些显著影响全厂效益的变量，约束条件是单个处理单元约束条件的集合。对某炼油厂进行实例研究，结果表明该全流程模型能有效处理全厂优化问题，所得利润在线性规划的基础上提高4．5％。     

基于管网模拟的蒸汽动力系统多周期运行优化

 分析了管网输送过程中蒸汽参数变化对工艺过程和蒸汽动力系统运行的影响。为了消除这些影响，提出了与管网模拟相集成的蒸汽动力系统优化运行策略，并且建立了考虑蒸汽输送损失的混合整数非线性规划（MINLP）模型。针对大规模MINLP模型求解困难的问题，开发了分解迭代的算法，将建立的模型系统分解为优化运行子系统和管网模拟子系统，通过协调子系统之间的关系，迭代计算，直到求得满足误差条件的最优解。通过实例证明了提出的策略和算法能够在合理的时间内得到系统优化运行的最优解，既为企业节省了大量的资金，又为蒸汽动力系统和工艺系统的安全稳定运行提供了保障。     

基于滚动时域分解策略的原油混输调度模型

为了解决单一完整数学规划模型无法快速编制出包含复杂约束原油储运方案的问题,考虑长输管线入线、出线油种不同步,码头储罐部分原油需经转油线、中转罐后才能到达厂区等约束,提出了一个新的连续时间混合整数线性规划(Mixed Integer Liner Programming, MILP)模型。该模型为避免产生非线性约束,以固定原油调合配比为基础,限制混合原油的质量。采用滚动时域分解策略对模型进行分步求解,在简单分解的基础上添加辅助时间片段和安全保障约束,从而保证了分解模型的可行性和优化性。以中国某沿海企业的原油调度问题为例,评估模型的可行性、优化性和计算性能,结果表明,滚动时域模型在短时间内编制出了优化的储运方案,能够用于长周期、大规模原油调度问题的解决。     

海外A油田调整井初期日产油界限研究

不同的海外油田开发生产项目,具有不同的财税条款,需要针对不同的合同模式制定不同的开发策略。文中以国外某A油田为例,依据该国税制条款和项目谈判结果,研究了该油田开发后期调整井初期产量界限,为该油田开发后期的调整井部署提供了依据。     

基于风险的老龄平台检修规划

为确定老龄平台合理的检修方案,建立基于风险的老龄平台检修规划模型。研究模型中检测、维修与失效期望费用的计算方法,采用遗传算法进行优化求解;利用事件树进行概率分析,计算出各检测时间点平台检测、维修与失效三个基本事件的概率;基于规划模型对老龄平台延寿服役期间的检测间隔、方法及维修决策三个参数进行优化。最后以一老龄平台为例,根据备用的检测方法与维修方法确定10种检修方案,采用检修规划模型进行检修优化,结果表明,合理地安排检测与维修能够有效地降低平台风险,维修方法对检修方案的影响大于检测方法。     

基于灰色差异度的多目标优化方法及其应用

依据灰色关联度的计算,并针对多目标优化设计中存在的困难,提出了基于灰色差异度的多目标优化方法。对多目标进行优化设计时,以单目标优化时得到的各单目标最优值组成的序列为基准向量序列,以计算出的各目标函数的一些实际值组成的序列为目标向量序列,计算出灰色关联度,进一步计算出灰色差异度,并以灰色差异度为目标函数,将多目标优化转化为使灰色差异度最小的单目标优化。以此方法对抽油机进行了多目标优化设计,得到了较优的结果,通过分析比较,说明该方法是有效的。     

基于改进MOGWO算法的气体分馏装置节能优化

研究了气体分馏装置的节能优化问题,根据装置实际的工况数据建立PRO/Ⅱ工艺模拟模型,并对操作参数进行灵敏度分析,在此基础上应用线性回归分析法建立装置的多目标优化模型,采用惩罚函数机制与改进的多目标灰狼算法对模型进行求解。优化结果表明,可通过多组操作参数的优化搭配,使气体分馏装置在增加产量与减少丙烯排放的同时降低生产能耗,实现装置的节能优化。此方法为气体分馏过程及其他精馏过程的节能优化设计提供了新的理论依据。 关键词：气体分馏装置 多目标灰狼算法 惩罚函数 动态搜索因子 节能优化