粒子群算法在油田布井优化中的应用研究

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1、学位论文创新性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：壅亟日期：塑竖：圭：塑学位论文使用授权的说明本人完全了解西安石油大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位

2、属西安石油大学。学校享有以任何方法发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为西安石油大学。论文作者签名导师签名·注：如本论文涉日期：bK皇，加中指出(含解密年限等)。中文摘要论文题目：粒子群算法在油田布井优化中的应用研究专业：计算机软件与硕士生：安瑶(签名指导教师：程国建(签名油田开发中一个非常重要的任务就是确定油田布井方案以及评估各个方案在投入生产时的经济效益，从而确定出一个最佳的布井方案。在经济利益最大化的前提下，一个合理的布井方案要求采用井数最少的井网，并且能够最

3、大限度的开采油田储量。因此在井网部署方面要确定油、水、气井的排列方式、井数的多少以及井距的大小。针对油田布井方案的优化，本文的主要研究内容如下：第一，井网部署问题取决于油藏驱动方式、油藏类型和流体特性以及各类经济参数，因此油田布井问题涉及到的变量数目较多。如何有效的选择和组合这些变量，使油井产量最大化是非常关键的。而传统的优化方法对目标函数要求严格，往往不适合求解这种复杂的多变量问题。针对这一问题，本文提出采用粒子群算法(ParticleSwarmOptimization，PSO)来对油田布井问题进行优化，该算法的优点是计算简单、参数设置少、收敛速度快

4、、易于实现、具有较强的鲁棒性，对函数性态无要求，能够处理的变量数目多，非常适合于求解复杂的优化问题。第二，对PSO算法的性能做了对比分析，论证了PSO算法在布井优化方面比GA算法更适合，求解的优化结果更精确，收敛速度更快。在本文中选取了三个基准测试函数(Sphere、Rastrigin、Rosenbrock)分别用来测试算法的寻优精度、跳出局部最优解的能力和算法的执行能力。首先分析了参数对算法性能的影响，对于同一个函数，当取不同的参数组合时，PSO算法的收敛精度和速度也会不同。其次分别取这三个函数的不同维数来对PSO算法和GA算法的性能做了对比分析。从

5、实验结果统计的数据来看，随着函数维数的增加，PSO算法的收敛精度、收敛速度以及跳出局部最优解的能力虽然都有下降，但是仍然要优于GA算法。从而验证了PSO算法在求解多变量问题时的优越性。第三，将PSO算法应用到油田布井优化中，根据求解的实际问题和PSO算法建立了相应的数学模型并且编写了井位优化系统软件。在系统中以某油田的小层数据为依据，构建了油藏模型3D渗透率场，并以最大累计产量为目标函数对井位进行了优化。实验结果表明，用PSO算法对油田井位进行优化可以达到较好的优化效果。关键词：粒子群算法布井优化多决策变量遗传算法论文类型：应用研究本研究得到国家自然科

6、学基金项目“基于核向量机的油藏历史拟合代理模型研究”(项目编号：40872087)的资助。英文摘要Subject：OptimizationofOilWellPlacementusingParticleSwarmAlgorithmSpeciality：ComputerSoftwareandTheoryName：AnYao(Instructor：ChengGAveryimportanttaskinoilfielddevelopmentistodeterminetheoil-wellplacememandtoevaluatetheeconomicbenefi

7、tofdifferentdesignsinproduction,inordertoobtainanoptimalwellpattem．Tomaximizetheeconomicbenefits，areasonablewellplacementrequirestominimizethenumberofoil-wellsandtomaximizetheuseofoilreserves．Therefore，themaintasksinthewellnetworkdeploymentaretodeterminetheplacementwaysofoil，wat

8、er,gaswells，theirnumbersandspacingsize．Aimingat