海上开发平台选址规划模型及解法.pdf

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1、2012年11月西安石油大学学报(自然科学版)NOV．2012第27卷第6期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)Vo1．27No．6文章编号：1673-064X(2012)06-0084-04海上开发平台选址规划模型及解法袁士宝，刘涛(1．西安石油大学石油工程学院，陕西西安710065；2．西安石油大学油气资源学院，陕西西安710065)摘要：海上油气开发平台建设是一项耗资巨大的系统工程，为了合理利用有限的资源取得最大经济效益，以产业选址问题为基础，对

2、海上平台选址决策过程中的决策变量、目标函数和约束条件进行了分析，建立了随机油价下海上开发平台选址的双层规划模型．根据模型的特点设计了求解该问题的自适应遗传算法，求解下层规划时采用禁忌搜索算法，提高了模型的优化效率和优化效果．采用这一优化过程，成功地解决了海洋石油平台选址过程中平台产能、成本及资源最优分配问题．关键词：海上开发平台；选址；双层规划模型；随机油价中图分类号：TE32文献标识码：A海洋石油平台的建设是一切海洋油气勘探开发田的资源分布为均匀分布，即整个油田范围内储量工作的基础．平台的建设费用非常高，在资源和投资

3、丰度相同．具体模型如下：的限制下合理配置平台的产能和位置是海洋油气勘上层目标函数：max(E一∑Ci(yi))．‘E』探开发提高效益的重大课题．S．t．1问题描述和模型的建立∑‘∈1≤j7v；(1)P{∑Ci(y)=C)>；(2)平台的选址问题可描述为：要在m个候选平台i=0或l，i∈，．(3)位置上建立总产能为Q的1个或多个平台，规划目标函数为所有平台规划年限之内利润总和与投资总上层问题：决策者行为额之差最大，平台的总数、投资总额以及总管理、技l油田利润最大化l术力量为规划模型的约束条件．在这个规划系统中}．平台运行

4、利润最大l一。(图1)，油田的效益取决于平台的数量和位置，在决l平台位置及数量决策ll策出平台布置方案后，由下层建设者根据资源量、投III资来设计平台的产能并把平台的运行利润反馈到决l平台布ll资源ll成本ll最优产置方案Il约束ll约束ll能方案策层，决策层根据反馈来的数据进行下一步方案Ii-ff修改．下层问题：建设者行为平台选址问题采用双层规划模型来描述引．l平台产能决策l上层规划描述决策部门在平台数量和投资总额限制图1平台选址双层规划系统运行示意图内确定最佳选址的数量和位置；下层规划对各个平Fig．1Runnin

5、gdiagramofdouble-layersprogrammingsystemforplatformlocationselection台的产能进行决策，目标是总利润最大．模型假设油收稿日期：2012-05-23基金项目：陕西省教育厅科研计划项目资助(编号：11JK0782)作者简介：袁士宝(1977-)，男，博士，讲师，主要从事热采及油藏管理研究．E-mail：upcysb@126．com袁士宝等：海上开发平台选址规划模型及解法一85一变量情况下．由选址规划模型可知，模型上层是基于下层目标函数：E=max(∑Py—i

6、El0—1整数规划的选址问题，下层为非线性规划．根∑((P()+Ci))．据模型的特点设计了一种自适应遗传算法-4]，对i∈，上层变量进行实数编码，给出了一种基于上层和下．．层目标函数的适应度函数，用禁忌搜索算法(TS)对P{∑Y=Q)>卢．(4)iEI下层的优化问题求解并计算适应度函数值，用以辨Y≥Qi≥0；(5)别不同潜在解的质量．p{∑E(y)=E}>．(6)2．1算法具体步骤iEI式中：表示第i个平台位置是否选中，1表示选中步骤1：(初始化)确定充分大的正数0，杂交概地点i作为平台位置，0表示没有选中；为上层决

7、策率P，变异概率P，种群规模pop，最大进化代数Ⅳ，变量，表示平台位置}；表示第i个平台的设计置k=0，产生初始种群P(k)={(k)li=1，2，⋯产能；，表示可供选择的平台位置集合；C(，Y)表，pop}，每一个(k)代表一个平台布置方案，用示在位置建平台的建设成本，是平台产能Y和平禁忌搜索算法解下层问题，得到M((k))，得到每台位置i的函数，回归关系式为C(，Y)=aIY+一点(i()，(())∈Q，根据适应度函数F(i，EL+c；Ⅳ为建设平台总数的限制；E为单位长)求得每一个平台布置方案的适应度．度集输管线建

8、设成本；厶为平台i到油田重心的距步骤2：(杂交)由上面给出的杂交算子产生中离，油田重心的求解方法见文献[10]；C为总投资间后代(k)，Z=1，2，⋯，Ⅳ2，对每一个(k)，用禁额的限制；E为平台生产总利润；c为公式回归常忌搜索算法解下层优化问题，得到M((k))，使得数；P{·}表示{．}中的事件成立概率，，，为置每一点((k)