大型油气网络系统最优化理论方法研究及“AI+”展望

发布时间：2021-08-17 19:36

　　油气田中承担油气集输的各类地面站场、管道、井筒等形成庞大的遍及地上地下的油气网络系统,油气田生产建设的最优设计问题本质上可以归结为大型油气网络的条件极值优化问题。从油气网络系统最优化设计的角度,梳理油气田生产建设决策优化理论方法研究进展,在优化模型构建和求解方法方面分析大型油气网络系统的优化难点,总结油气集输网络、注水网络、配套地面工程网络系统,以及地面地下一体化超大型油气网络系统最优化理论方法。大型油气网络系统优化能够在多网络属性优化决策模型建立、高效高维优化算法开发、多生产网络系统协同优化、地面地下一体化优化等方面进行创新,可以在"人工智能+油气网络系统优化"的前沿研究领域进行攻关突破。 

【文章来源】：东北石油大学学报. 2020,44(04)北大核心

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

三种多级油气集输网络拓扑结构示意

考虑油气田滚动开发的持续性特征,刘扬[51]将油气田地面地下网络系统的时间属性纳入生产运行方案优化设计,将油藏、采油、集输、注入和污液处理网络子系统关联耦合,提出亚闭环超大型油气网络系统的概念。由于采油子系统、集输子系统、污水处理子系统、注入子系统中为管流流动,油藏子系统中的原油和驱替液在油层孔隙中为渗流流动,将五大生产系统构成的生产闭环称为“亚闭环网络系统”。地上地下亚闭环油气网络系统流动示意见图2,油气网络系统集成原油生产、采出液举升、采出液收集处理、污水处理和注入液注入等油田主要生产责任的功能属性,以及表征为节点单元和边单元的网络属性。油气田地上地下亚闭环网络系统是庞大且复杂的巨型油田生产系统,其建模和求解难度极大。刘扬[51]建立地上地下亚闭环油气网络系统整体运行优化数学模型及优化子模型,为应对“组合爆炸”的优化求解瓶颈,提出具有全局收敛性的改进粒子群算法(MPSO)、混合粒子群—烟花算法(PS-FW)[52]和地下注入有效模糊区求解法等优化解法,构建高效的混合智能分解协调优化求解策略,大幅降低模型的优化求解维度,有效规避冗余计算,实现油田地面地下动态生产运行方案的整体优化设计。开展油气田超大型地面地下油气网络系统整体优化研究,对于实现油气田生产建设整体优化、节能降耗、减资增效的战略目标具有重要意义,也是获取全局最优决策方案的必要途径,现有优化理论方法在多系统联合优化方面处于起步发展阶段,将相互关联的多生产系统一体化优化设计,综合考虑各网络子系统不同属性之间的相互矛盾与制约关系,统筹表征为涵盖各项属性信息的优化数学模型,创建适用于高维优化模型的新型全局收敛智能优化算法,以及行之有效的求解策略,特别是研究油气田地面地下一体化超大型网络系统整体优化理论方法是未来的攻关方向。

【参考文献】：
期刊论文
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[3]分注井测井电缆室内塑封装置研制与应用[J]. 任福深,李兆亮,谭哲,贾德利,李建民,孙雅琪.  石油机械. 2019(08)
[4]油气藏盖层封闭性研究现状及未来发展趋势[J]. 付晓飞,吴桐,吕延防,柳少波,田华,卢明旭.  石油与天然气地质. 2018(03)
[5]集输管道热水清蜡相变传热特性及影响因素[J]. 刘晓燕,姜卉,孟凡斌,鲁镇语,刘扬,赵海谦.  科学通报. 2018(11)
[6]障碍条件下气田集输管网整体布局优化设计[J]. 陈双庆,刘扬,魏立新,孙云峰,官兵.  化工机械. 2018(01)
[7]油气集输系统拓扑布局优化研究进展[J]. 刘扬,陈双庆,魏立新.  油气储运. 2017(06)
[8]星状集输管网拓扑结构的整体优化[J]. 刘刚,许继凯,国志刚,陈雷,卢兴国,滕厚兴,徐睿妤.  中国石油大学学报(自然科学版). 2016(04)
[9]油气田集输管网系统优化研究进展[J]. 梁永图,张浩然,马晶,廖绮,吴梦雨,冯浩.  油气储运. 2016(07)
[10]考虑三维地形及障碍的煤层气田集输系统布局优化[J]. 何国玺,梁永图,方利民,任玉鸿,肖俏.  油气储运. 2016(06)

硕士论文
[1]基于改进蚁群算法的油田注水管网规划设计研究[D]. 武晓勇.东北石油大学 2011



本文编号：3348366