油田開發(fā)規(guī)劃中最優(yōu)化方法的應(yīng)用

摘 要：當(dāng)前，最優(yōu)化方法使用于油田開發(fā)規(guī)劃工作中，很好的解決了開發(fā)規(guī)劃工作中的優(yōu)化決策難題。本文闡述了最優(yōu)化方法在油田開發(fā)規(guī)劃中的應(yīng)用情況，提出了油田開發(fā)規(guī)劃中最優(yōu)化方法的應(yīng)用建議。

關(guān)鍵詞：油田；開發(fā)規(guī)劃；最優(yōu)方法；應(yīng)用；

中圖分類號：TE37 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-3520（2014）-05-00271-01

油田開發(fā)規(guī)劃工作綜合性強(qiáng)，必須具有戰(zhàn)略性和前瞻性。油田開發(fā)規(guī)劃是通過掌握油田開發(fā)情況、對油田開發(fā)潛力和開發(fā)趨勢進(jìn)行分析和研究、對油田長遠(yuǎn)發(fā)展戰(zhàn)略進(jìn)行規(guī)劃、提出了目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的方案，使油田開發(fā)既符合自身規(guī)律又實(shí)現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。當(dāng)前，最優(yōu)化方法使用于油田開發(fā)規(guī)劃工作中，很好的解決了開發(fā)規(guī)劃工作中的優(yōu)化決策難題。本文對最優(yōu)化方法進(jìn)行了總結(jié)和歸納。

一、最優(yōu)化方法在油田開發(fā)規(guī)劃中的應(yīng)用情況

當(dāng)前，隨著最優(yōu)化方法、油田開發(fā)理論和方法、計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)的快速發(fā)展，國外、國內(nèi)的許多專家和學(xué)者都在油田開發(fā)規(guī)劃工程中使用最優(yōu)化方法，在模型優(yōu)化和建立、模型應(yīng)用和求解方面取得了許多成果。近幾年，有3 種目標(biāo)函數(shù)模型與優(yōu)化配產(chǎn)模型在油田開發(fā)規(guī)劃中得以建立，其分別是總成本最低目標(biāo)函數(shù)模型、產(chǎn)量最大目標(biāo)函數(shù)模型和利潤最大目標(biāo)函數(shù)模型。下面對其進(jìn)行分別介紹。

（一）總成本最低目標(biāo)函數(shù)模型。這個(gè)模型的建立是在確定開發(fā)規(guī)劃期間每年的目標(biāo)產(chǎn)量后，規(guī)劃產(chǎn)量構(gòu)成，追求最低的總成本，決策過程自上而下。模型的建立考慮產(chǎn)量構(gòu)成的5 個(gè)因素，即老區(qū)采取的措施、加密井的調(diào)整、三采、新區(qū)新井和其他。依據(jù)每個(gè)產(chǎn)量構(gòu)成的成本與可能發(fā)生的工作量，對產(chǎn)量構(gòu)成進(jìn)行規(guī)劃，使總成本最小。

（二）產(chǎn)量最大目標(biāo)函數(shù)模型。這個(gè)模型的建立的條件是盈虧保持在平衡的狀態(tài)，追求產(chǎn)量的最大。首先將目標(biāo)產(chǎn)量進(jìn)行確定，再計(jì)算出符合總成本最低時(shí)目標(biāo)函數(shù)的產(chǎn)量構(gòu)成，接著進(jìn)行經(jīng)濟(jì)評價(jià)，假如方案是“贏”，則進(jìn)行下調(diào)，調(diào)到“虧”的產(chǎn)量構(gòu)成時(shí)停止計(jì)算?？刹捎枚址ㄟM(jìn)行計(jì)算，找到盈虧的平衡點(diǎn)，計(jì)算停止時(shí)的產(chǎn)量就是盈虧平衡情況下的產(chǎn)量最大。

（三）利潤最大目標(biāo)函數(shù)模型。這個(gè)目標(biāo)函數(shù)的求解的基礎(chǔ)可以建立在總成本最低目標(biāo)函數(shù)之上，使可能增產(chǎn)的目標(biāo)進(jìn)行不斷循環(huán)，然后將利潤最大的增產(chǎn)目標(biāo)搜索出來。

（四）3種目標(biāo)函數(shù)的約束條件。資源潛力、合理的儲采比、老油區(qū)最大產(chǎn)能、每年的經(jīng)濟(jì)有效鉆井能力、目標(biāo)增油量約束是5個(gè)約束條件。資源潛力在油氣開發(fā)規(guī)劃中約束最強(qiáng)，需要對新、老油區(qū)的資源潛力和儲量潛力進(jìn)行分析。合理的儲采比是能否協(xié)調(diào)勘探與開發(fā)順利進(jìn)行的指標(biāo)和控制參數(shù)。老油區(qū)最大產(chǎn)能由剩余可采儲量與開發(fā)程度高低決定，對老油區(qū)的調(diào)整井進(jìn)行著限制，控制著總增油量。每年的經(jīng)濟(jì)有效鉆井能力是指每年規(guī)劃中的鉆井?dāng)?shù)量與鉆井能力及工作量是否平衡。目標(biāo)增油量約束是指建立目標(biāo)模型后，為了使規(guī)劃方案科學(xué)合理，就要以歷史資料為依據(jù)，同時(shí)以約束條件為事實(shí)，對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。

（五）利用計(jì)算機(jī)使開發(fā)規(guī)劃模型得以實(shí)現(xiàn)。為了采用計(jì)算機(jī)技術(shù)將油田開發(fā)規(guī)劃的最優(yōu)方法得以實(shí)現(xiàn)，相關(guān)行業(yè)還研發(fā)了油田開發(fā)規(guī)劃決策系統(tǒng)軟件。這個(gè)軟件的實(shí)現(xiàn)的功能主要是：1、從跟油田開發(fā)規(guī)劃有關(guān)的數(shù)據(jù)庫中提取油田信息、產(chǎn)量、經(jīng)濟(jì)效益等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；2、將石油產(chǎn)量作為分析對象的預(yù)測系統(tǒng)；3、依據(jù)不同需求和目標(biāo)，通過多種方式方法滿足對投資產(chǎn)量、成本產(chǎn)量、效益均為最大情況下決策的需要，對油田開發(fā)規(guī)劃方案進(jìn)行優(yōu)化；4、對開發(fā)規(guī)劃方案進(jìn)行效益評價(jià)和綜合評估；

二、油田開發(fā)規(guī)劃中最優(yōu)化方法的應(yīng)用建議

油田開發(fā)規(guī)劃領(lǐng)域是最優(yōu)化方法得以廣泛應(yīng)用的廣闊領(lǐng)域。值得注意的是，油田開發(fā)規(guī)劃系統(tǒng)與其他系統(tǒng)相比，顯得更為復(fù)雜，必須依據(jù)油田開發(fā)規(guī)劃所具有的特征特性進(jìn)行研究，由定性進(jìn)而到定量，在結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上采用計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)行綜合分析研究。

（一）模型建立方面的建議。油田經(jīng)濟(jì)管理模式的不同和生產(chǎn)管理模式的不同所建立的目標(biāo)函數(shù)就會是不同的類型，所以說油田開發(fā)規(guī)劃模型的建立不是千篇一律。因此，不能照本宣科的參考借鑒國外的已有模型，也不能簡單的照搬國內(nèi)已成功的模型。我國許多石油企業(yè)的機(jī)構(gòu)正在改革，體制正在創(chuàng)新，開采技術(shù)和勘探技術(shù)也在不斷的革新與發(fā)展，隨著新技術(shù)的應(yīng)用，油田開發(fā)規(guī)劃必須符合國家的宏觀調(diào)控計(jì)劃，以油田內(nèi)部條件和外部環(huán)境為基礎(chǔ)，以發(fā)展戰(zhàn)略為指導(dǎo)，建立適合自身發(fā)展壯大的規(guī)劃模型。此外，選擇規(guī)劃目標(biāo)必須做到前后一致，定量與定性相結(jié)合，實(shí)踐符合理論。從某種程度上來說，建立決策模型中的何種目標(biāo)函數(shù)，依據(jù)何種資源做決策，是下一步研究的重點(diǎn)。

（二）算法優(yōu)化方面的建議。當(dāng)前，油田開發(fā)規(guī)劃工作中所應(yīng)用的優(yōu)化方法過于重視了數(shù)學(xué)計(jì)算的嚴(yán)格化和計(jì)算機(jī)求解的自動化，對行業(yè)專家的經(jīng)驗(yàn)沒有引起足夠的重視。因?yàn)橛吞镩_發(fā)規(guī)劃工程復(fù)雜龐大，主要的特征就是具有連續(xù)性、關(guān)聯(lián)性和時(shí)間性，同時(shí)又因?yàn)槟承┮?guī)劃系統(tǒng)的環(huán)節(jié)非常多，每個(gè)環(huán)節(jié)又有很多小的系統(tǒng)，所以就不可能在目標(biāo)函數(shù)的答案中有絕對、唯一的最優(yōu)解。在算法優(yōu)化方面，把對滿意解的追求設(shè)為最后目標(biāo)，依據(jù)問題的實(shí)際不斷調(diào)節(jié)修正，依據(jù)行業(yè)專家的經(jīng)驗(yàn)，在油田開發(fā)規(guī)劃決策中采取人與計(jì)算機(jī)機(jī)結(jié)合優(yōu)化的方式，注重綜合集成從定性到定量的不同方法，是算法優(yōu)化非常重要的途徑。

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