改进蚁群算法在输配气管网优化中的应用

以城市输配气管网为研究对象,在布局一定的前提下,以管网工程造价费用最小为目标函数建立输配气管网优化模型。鉴于蚁群算法在城市给排水管网优化上的良好表现,将其引入到城市输配气管网的优化中。通过对基本蚁群算法（AS算法）、ACS（Ant Colony System）蚁群算法、自适应蚁群算法的分析比较,选取自适应蚁群算法作为本次输配气管网优化模型的求解算法。并对改进蚁群算法进行了实例验证。     

油田老区加密井主水管网的计算机优化

油田油井加密可以解决油田进入开发中后期后出现的一系列问题,在提高产量的同时,会导致地面注水系统的改变。油田注水管网属于枝状管网,其计算复杂,在实际的设计中通常采用人工经验连接,因此,得到的方案无法达到最优。针对油田老区注水井加密后的状况,建立适合计算机求解的老区加密井注水管网优化数学模型,利用计算机编制算法制成软件求解最优化解,得到加密后注水管网最优化的运行方案。对老区已有的注水管网进行计算机模拟,对注水井加密后注水管网的优化采用分级优化,主要包括管网的布局优化和参数优化。实例计算结果表明,采用计算机优化算法得到的结果优于人工优化得到的结果。     

油田老区加密井注水管网的计算机优化

油田油井加密可以解决油田进入开发中后期后出现的一系列问题,在提高产量的同时,会导致地面注水系统的改变。油田注水管网属于枝状管网,其计算复杂,在实际的设计中通常采用人工经验连接,因此,得到的方案无法达到最优。针对油田老区注水井加密后的状况,建立适合计算机求解的老区加密井注水管网优化数学模型,利用计算机编制算法制成软件求解最优化解,得到加密后注水管网最优化的运行方案。对老区已有的注水管网进行计算机模拟,对注水井加密后注水管网的优化采用分级优化,主要包括管网的布局优化和参数优化。实例计算结果表明,采用计算机优化算法得到的结果优于人工优化得到的结果。     

注水管网水量匹配智能优化计算方法研究与对比分析

为了提高油田注水系统的运行效率,降低系统能量损耗,采用智能优化算法对某油田注水管网的水量匹配进行研究,并寻求最优算法。通过建立注水系统的数学模型,确立优化目标与约束条件,对近年来广泛使用的粒子群、模拟退火、遗传算法、差分进化等几种典型智能优化算法进行了匹配优化计算和对比分析。结果表明:四种算法均达到了研究目的,其中差分进化算法对于该类油田注水管网水量匹配优化问题具有更好的适应性,计算结果相对较优。该研究得出了注水管网水量匹配的最优算法,为油田实际生产提供了较大参考价值。     

催化剂计算机辅助设计的进展及蚁群算法

综述了催化剂计算机辅助设计的进展,介绍蚁群算法。蚁群算法是一种全新的仿生算法,具有智能搜索、全局优化、稳健性强、分布式计算、易与其它方法结合等优点,是求解复杂的组合优化问题的有力工具。可以在催化剂计算机辅助设计领域中引入蚁群算法。     

油田地面注水管网布局优化中的遗传算法

在油田地面工程投资中,注水管网投资占有很大比重.为了节约投资,本文给出了油田地面注水系统管网布局数学模型,根据模型特点,采用遗传算法求解,简述了遗传算法的基本原理和求解步骤.实例计算表明,遗传算法优于传统优化方法.     

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。     

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.     

基于粒子群算法的油田注水管网摩阻系数反演

注水管网运行多年后,管网内部摩阻系数与原始设计摩阻系数有较大差别,导致计算结果与实际结果不一致。由于在生产中不能对其直接测量,通过模糊聚类方法建立了部分压力未知情况下油田注水管网模型,针对油田注水管网节点压力部分未知情况下管元摩阻系数的反演求解,分别建立了注水管网节点压力仿真数学模型和管元摩阻系数反演的最优化数学模型。通过拟牛顿法对节点压力仿真和粒子群算法对管元摩阻系数反演相结合,对节点压力部分未知的理想管网管元摩阻系数反演,实现了管元摩阻系数部分精确求解和部分预估求解。实例计算结果表明,管网水力计算结果与测试结果误差较小。研究结果可在生产实践中为管网的进一步分析提供指导。     

油田注水管网能耗优化控制

注水系统的能耗在油田开发总能耗中占比很大,对水驱管网进行优化能达到降低能耗提高油田收益的目的。由于油田注水管网的复杂性和注水井数目的庞大,水驱管网的优化比较困难,目前很多学者对油田注水开采进行的研究多是针对油藏模拟展开的,对注水管网优化的研究相对较少。因此在满足各种技术和操作约束的条件下,以管网运行费用最小为目标函数建立模型,计算出注水站最佳注水方案及每口注水井的节流压力降。将模型应用于2个注水泵站和11个注水井的环状油田注水管网中,结果表明该模型在保证油田注水管网能耗最低的情况下,90.9%的注水井注水量偏差小于10%,61.5%的注水井偏差在5%以下,注水量偏差在可接受范围之内。     

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。     

粒子群优化算法在气田集输管网布局中的应用

气田管网集输系统是气田地面建设的重要组成部分，为降低气田管网集输开发成本、节约管网建设资源，在规划设计之初需对管网集输系统进行优化，以达到使管网投资费用最小的目的。结合气田地面集输建设中的实际约束条件，建立星树状管网拓扑优化模型，通过MATLAB软件对粒子群优化算法进行编码实现，分别对集输管网系统进行分级规划和整体规划求解分析，结果表明：在粒子群优化算法求解中，整体规划管网系统的投资费用更低；通过与粒子群算法的比较，粒子群优化算法有较好的收敛速度以及较高的求解精度。     

延长油田注水地面系统优化技术研究

注水是一种二次采油方法,它是延长油田最重要的油田开发方式,通过将水注入油层保持油层压力、提高采收率。注水主要能耗是电耗和水耗,是石油开采过程中的主要能耗,因此降低注水能耗对石油开采具有重要意义。注水地面系统是注水工程的主要组成部分,为对延长油田注水地面系统进行优化,为保护国内有限的油田资源,实现可持续性开采,保障油页岩的渗透与压力平衡通过对延长油田注水地面系统现状进行分析,从布站模式、站外管网布局、设备选型、注水系统运行进行优化,以降低能耗,提高注水系统效率。     

注水管网拓扑布局优化面临的问题及发展趋势

油田注水管网拓扑布局优化设计是注水管网设计的关键技术之一。通过对其发展历程的分析得出,注水管网优化的不全面性、井组划分方法不合理、没有考虑障碍物影响、算法设计复杂、运行速度慢、可靠性难以保证是目前注水管网拓扑布局优化面临的主要难题。提出以井组合理划分为前提,以算法高效为基础,以保证注水管网可靠性和成本最小为方向,以注水管网全面最优为目标,优化注水管网拓扑布局,以保证管网高效运行。     

降低喇嘛甸油田注水系统能耗技术探讨

针对喇嘛甸油田注水系统管网压力高、区域供注不均衡、泵水单耗高等现状。通过调查分析喇嘛甸油田注水系统现状及能耗情况。对注水系统三个子系统在系统上、区域上和能耗节点上存在的耗能问题,实施优化注水站布局、优化注水管网和优化参数等节能措施,达到缩短注水半径、降低管网压力、降低注水单耗的目的,实现喇嘛甸油田注水系统的优化运行。     

水力喷射泵及其应用优势与效果

介绍了水力喷射泵的工作原理及三种地面动力与喷射泵的配套系统,其中电动潜油离心泵－喷射泵系统在同等条件下开采高粘、高凝油藏,一次性投资比电热杆低１５％ 以上,无故障工作时间一年以上;注水管网－喷射泵系统地面结构简单,投资少,见效快,对于解决注水管网地区油井的管柱偏磨、油稠、腐蚀问题具有明显的优势;磁传动多级离心泵－喷射泵系统采用了静密封,实现了无摩擦、无泄漏的动力传递,可在无人管理的条件下正常运行。井下泵的检泵周期达二年以上。喷射泵技术除了在普通采油井的生产中应用以外,在稠油井、高凝油井、低液面深井、高气油比井、斜井以及工况复杂的特殊油井中应用也获得了较好的效果。在油田地面集输泵站、注水泵站的污油、污水回收等方面,也具有独特的技术优势。实践证明,因地制宜、合理匹配是喷射泵现场应用取得良好经济效益的前提。     

基于人工鱼群算法的管道摩阻系数校正

在管网摩阻系数校正问题中,最优化模型是被讨论和应用最多的模型.其思想是:在满足管网水力平衡和校正参数取值范围等约束条件下,寻找最优校正参数的取值,使得由管网节点实测压力值与计算压力值之差的平方和所构成的目标函数值最小.提出一种基于人工鱼群算法校正油田注水管道摩阻系数的方法.结合注水管网的实际数据,利用人工鱼群算法对模型求解.从管道摩阻系数校正的结果看,校正值与管道实际摩阻系数值误差的平均值是0.99.     

油田注水管网拓扑结构自动设计方法研究

油田地面注水管网系统是一个大型的复杂的流体网络系统,该系统的设计工作量大,而且设计方案的合理性直接影响整个系统的初期投资和投产后的运行成本。文章给出了油田注水管网拓扑结构优化设计的数学模型,分析了其求解的复杂性。针对其计算量大和不易求得精确解的特点,从实际应用的角度出发,在分析现有管网结构特点的基础上,将管网拓扑结构优化设计划分为多个子任务,引进迭代的思想以求得该问题的近似解。通过设计实例检验了方法的可行性和正确性。     

基于改进粒子群算法的油田管网优化

为了节省油气集输管网的投资成本,往往对系统进行优化设计。应用粒子群算法求解油田地面管网的拓扑优化模型,在算法寻优过程中通过对最优粒子的编码进行动态调整,从而改进算法中粒子对最优粒子的跟随方式,使粒子的进化过程变得更加合理。经过实例验证,在相同计算条件下,改进后粒子群算法在求解地面管网优化问题中表现优于原粒子群算法;最后通过与遗传算法进行比较,粒子群算法在相同计算精度下收敛更快,所需迭代次数更少。     

多站注水系统柱塞泵运行方案优化研究

油田多站联合供水的注水系统是一个复杂的非线性系统,由于各个泵站相互影响,其运行参数调整难以准确确定,在实际运行中基本上靠经验和多次尝试确定开泵方案,造成了能源浪费。为此,研究了注水系统柱塞泵的优化运行方案。根据注水井工作要求、注水管网系统特性和柱塞泵的工作特性,建立注水系统的优化运行模型,通过求解模型确定注水站的最优排量,从而确定各站的开泵方案及运行状态,最终给出整个系统的运行优化方案。将目标函数的优化分为站的优化和站内优化2步,从而达到对整体目标函数的优化,起到了节能的作用。