双参数填充函数及其在测井优化解释中的应用

笔者曾对单参数填充函数及其在测井最优化解释中的应用进行过讨论,并根据试用结果指出了单参数填充函数存在着不能有效地提高寻优速度的问题。本文介绍双参数填充函数的建立及其在测井最优化解释中的应用。计算结果表明,双参数填充函数除具有单参数填充函数的基本性质与功能(求出多值目标函数的全局最优解)外,明显提高了寻优收敛速度。     

利用填充函数提高测井最优化解释的可信度

本文探讨填充函数在测井最优化解释中减少迭代次数,提高解释结果精度的可行性,以加快优化的收敛速度及保证解释结果为可行域内的全局最优解计算结果表明,最优化方法引入填充函数可以大大减少或消除优化结果对初始点值的依赖性,能准确地求出目标函数的全局最优解。     

多分支水平井参数智能优化技术

多分支水平井参数优化设计是一个多目标最优化问题,采用传统的优化方法求解复杂程度依赖于优化对象数目,且容易产生局部收敛。基于多分支水平井的油藏数值模拟技术,以生产净现值为目标函数,应用遗传算法建立了多分支水平井参数智能优化设计方法,并编程实现了优化设计的全程自动化。优化过程中,利用正交设计原理生成种群初值,避免了初始种群的随机盲目性;根据个体适应值大小选择交叉和变异概率,保证了种群的多样性和算法的全局收敛能力。以珠江口盆地某海上低渗透油藏为例进行了多分支水平井参数优化设计,结果表明:遗传算法优化具有全局智能搜索寻优的特点,优化结果比传统优化算法有较大提高,具有较强的优越性和实用性。     

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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。     

串联系统动态规划的离散化寻优

在炼油化工单元设备或过程构成的串联系统中,前后相邻两级单元之间的状态变量通常具有单调变化特性,每个单元的状态转移方程中的决策变量大多可以用反函数解析式表示。本文将整体多决策变量目标函数的动态规划问题转变为离散的各个状态变量对整体目标函数求偏优值的问题。离散化寻优法采用多变量函数的分段样条拟合或网格搜索方法,设计出一种用状态变量离散值直接计算目标函数值的嵌套循环程序,避免了解析方法中构造逐个子问题目标函数的困难和求导的不确定性。这种方法能自动缩小搜索步长和调整搜索区间,具有寻优速度快、精度高的优点。经实例验证,在实际工程最优化计算中比较可靠、实用。     

利用遗传算法实现最优化测井解释

遗传算法是具有全局寻优特点的一种新型最优化方法。文章将遗传算法用于测井解释中,研究多参数,非线了优化测井数据处理问题。简要地介绍了遗传算法的基本原理和运算规则,具体地实一最优化测井解释的步骤和程序流程。利用正演模型合成的测井数据进行了模拟计算,并且给出了油田现场应用实例。结果表明,遗传算法在最优化测井解释中应用效果很好,极具潜力。     

约束模拟退火反演

模拟退火算法的最大优点是可以突破寻优过程中局部最优的限制，所以该方法适用于解决地震反演中普遍存在的非册凸性目标函数的最优化问题。本文讨论了用模拟退火（ＳＡ）法进行地震资料的参数反演以及约束条件对反演过程的控制作用。约束条件包括模型参数取值范围和选择初始模型，加入约束条件提高了模拟退火反演的收敛速度，使反演解更为合理。通过理论模型试算和实际资料试处理，证明该方法精度高，实用性强。     

基于DCQGA的PID参数自整定

量子遗传算法相对于普通遗传算法具有更好的多目标寻优能力,在PID参数优化中具有一定优势,但是标准量子遗传算法容易陷入局部极值,并且在进化后期容易出现早熟收敛的现象,提出了一种新的方法——双链量子遗传算法(DCQGA)来整定PID控制器的参数。该方法直接用实数来编码基因位,用量子旋转门和量子非门进行染色体的更新和变异,用最优解和当前解量子位概率幅组成的行列式来确定量子门旋转方向,用结合目标函数梯度信息的自适应策略调整旋转角大小。同时采用误差绝对值时间积分性能指标作为PID参数选择的最小目标函数进行Matlab仿真,通过与普通遗传算法和标准量子遗传算法整定效果的对比,结果验证了DCQGA具有更快的响应速度和更好的多目标寻优能力。     

基于遗传—退火混合算法的油藏动态优化研究

油藏生产优化组合寻优过程往往会陷入局部最优解的陷阱中,无法在短时间内跳出局部最优解,且计算耗时长。首次将遗传—退火混合算法(SG-AG)引入到油藏模拟的注采参数优化中,基于概率机制迭代寻优方向,对种群进行大规模扰动,在交叉变异中引入退火模拟算法,加强扰动产生新群体,避免寻优陷入局部收敛,提升了全局搜索性。同时,通过SPSA随机扰动算法,计算目标函数近似梯度确定单次优化的扰动步长。将算法与油藏数值模拟结合,实现对A油田转注后注采结构参数的优化。优化结果显示,模型能够有效控制并优化油藏生产制度时间,优化后预计累产油提高约1.9×10~4m~3,达到了增油控水的目的,为类似油田转注开发提供了借鉴。     

阿基米德螺线双驴头抽油机优化设计

双驴头抽油机优化设计是一个具有不等式约束多目标函数的非线性规划问题。在建立双驴头抽油机优化设计数学模型中,综合考虑到各项指标对抽油机总体性能的影响,选用“以能耗低、质量轻、综合性能指标要好”为寻优目标,在约束条件方面主要解决干涉问题。寻优算法运用直接求非劣解的概念,借用枚举和直接方法进行寻优,提出了根据各目标函数的重要程度及变化程度选择最优解的原则。用该优化方法对12－5－48HB型后驴头为阿基米德螺线双驴头抽油机进行了优化设计,并对优化结果和后驴头为三段圆弧的双驴头抽油机及游梁式抽油机进行对比分析。     

西加盆地泥盆系页岩气储层最优化测井解释

针对西加盆地泥盆纪页岩气储层矿物和流体分布复杂、常规解释精度低的问题,依据XRD分析数据与测井识别建立了页岩气储层多矿物模型,构建了最优化测井解释目标函数。采用最优化方法求解最优目标函数,获得了西加盆地泥盆纪页岩气储层的矿物组分、流体含量及对应理论测井曲线。对比岩心分析与最优化解释结果可知,二者相对误差为3.17%～7.32%,反映出最优化测井解释方法在西加盆地泥盆纪页岩气储层中应用的有效性与适用性。该项研究为西加盆地泥盆纪页岩气储层物性参数分布、矿物含量以及可压裂性研究提供了技术支持。     

基于混合蛙跳算法的成品油管网优化设计

成品油输送管网的参数优化模型,属于非线性离散变量优化组合问题,且目标函数具有多峰性,往往存在局部极小点,容易陷入局部寻优.为了克服传统算法及以往非线性规划的不足.文章尝试用一种新兴的启发式算法--混合蛙跳算法(SFLA)来解决此类参数优化难题.建立以管道建设费用为目标函数和以管道各节点流量方程、环路能量平衡方程等为约束条件的数学模型,采用SFLA算法进行求解.算例结果表明,SFLA算法可以较好地解决成品油输送管网的参数优化问题.同理,可应用于解离散域组合参数优化问题.     

基于蚁群算法的Tikhonov正则参数优化计算

正则化方法是求解不适定问题的最有效方法之一,在科学和工程技术领域被广泛应用,而正则参数的选取是实施这一方法的关键。在分析了Tikhonov正则化原理的基础上,研究了Tikhonov正则化方法中的正则参数求解问题,分别以广义交叉准则(GCV)、L曲线准则和Engl误差极小化准则来构建目标函数,把正则参数的求解问题转化为非线性优化问题,并采用鲁棒性强、收敛速度快的蚁群算法对目标函数在解空间进行全局寻优,以最大的概率获得正则参数的最优值。以第一类Fredholm积分方程为例进行了数值试验,数值模拟结果表明该方法是寻求最优正则解的一条有效途径。     

遗传算法在测井识别凝析气藏中的应用

利用遗传算法的全局寻优特点,将遗传算法引入测井最优化处理中;利用地层组份模型建立拟合函数,通过遗传算法对拟合函数实现了最优化处理,分别计算出地层条件下凝析油和凝析气的含量,在此基础上计算出地面气油比,从而达到识别凝析气藏的目的.现场应用处理了6口井的实际资料,给出了1口井的应用实例,证明了利用该方法能够较为准确地识别凝析气藏.     

利用最优化方法确定交联聚合物驱各段塞注入参数

利用交联聚合物驱油是一种有效的提高采收率方式,为达到经济有效的驱油效果,合理设计注入参数尤为重要。以投入产出比最小为目标函数,建立了确定交联聚合物驱各段塞最佳注入参数的最优化数学模型,并将其转换为一个带有非线性约束的非线性规划问题,利用Matlab优化工具箱的fmincon优化模块对其进行了求解,并利用数值模拟方法对所求得的最优解进行了验证。     

遗传算法在油藏数值模拟中的应用

油藏数值模拟中的模型识别问题 ,可以转化为函数的最优化问题。鉴于遗传算法的特点 ,将之引入到油藏多相流体渗流的数值解法中 ,用以解决油藏数学模型的识别问题。在建立油藏数值模拟中模型识别问题的最优化模型后 ,采取将最优化模型中的目标函数嵌入到遗传算法适应度函数中的方法 ,实现遗传算法与油藏数值模拟的耦合。基于优化模型和遗传算法的运算过程 ,编写计算程序 ,实现油藏渗流数学模型的自动识别。最后通过对一单井开采过程的数值模拟 ,验证了遗传算法在油藏数值模拟中应用的可行性与有效性。     

最优化方法及其在油田开发规划中应用综述

介绍了最优化方法的基本理论和建模流程.论述了应用于油田开发规划的3种模型:总成本最低目标函数模型、产量最大目标函数模型、利润最大目标函数模型,介绍了这些模型的约束条件和求解方法.同时,还介绍了用于油田开发的另外两种规划方法,逐年规划方法和二层规划方法,并对石油企业今后如何建立模型和优化算法提出了建议.     

阶梯水平井轨迹优化设计

阶梯水平井轨迹优化以设计井深或者摩阻为目标函数,这些都是基于纯技术层面上的,对经济和钻井安全考虑较少。根据其特点,提出了阶梯水平井井眼轨迹的最优化设计方法,以安全、有用和费用最低为井眼轨迹的设计原则,根据阶梯水平井井眼轨迹的设计原理,应用数学优化理论,建立了追求费用最低的最优井身轨迹的目标函数,这是一个非线性有约束的目标函数,利用外罚函数法可以对其求解,进而求得最优井身轨迹。现场试验表明,提出的阶梯水平井井眼轨迹最优化设计方法是正确的、可靠的,可以满足现场要求。     

基于粒子群优化算法的波阻抗反演研究

波阻抗反演属于最优化问题，其目标函数可能包含多个在一定范围内连续的变量。传统的优化手段对某些函数存在难以优化，容易陷入局部解，收敛速度缓慢等问题。粒子群算法只考虑目标函数，对初始模型的依赖程度不高，可以随机地在全局域内进行搜索。通过分析粒子群算法的原理，提出了地震波阻抗反演粒子群算法的实现方法。详细地分析了粒子群算法的抗噪能力及算法中各参数对反演结果的影响，得出参数的最优组合。利用模型数据对该方法进行检测，在无噪情况下，反演结果与模型一致；在加入3%，10%和25%的噪声后，反演前后的相关系数分别为98.31%，93.27%和82.09%，证明了该方法的有效性。     

基于地球物理目标参数的三维观测系统优化设计

对于陆上三维地震采集的线束状观测系统优化设计，记录仪器的有效利用道数、观测系统总的覆盖次数、排列片的最大炮检距是最为重要的地球物理目标参数。针对这3个目标参数所论证的期望值的偏差最小化，提出了一套三维观测系统优化设计方法，即利用有约束的数学规划求解优化的目标函数，实现三维观测系统参数的最优化设计。应用该设计方法对胜利探区4个实际区块的观测系统参数进行了优化设计和对比分析，结果表明，在窄方位角采集、纵横向覆盖次数均匀分布等方面该方法的效果较好。