三元複合驅提高原油採收率建模及動態規劃研究

《三元複合驅提高原油採收率建模及動態規劃研究》是依託北京郵電大學，由李樹榮擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：三元複合驅提高原油採收率建模及動態規劃研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李樹榮
• 依託單位：北京郵電大學

項目摘要

三元複合驅是目前正在探索的一種重要的三次採油技術，由於在地下高溫高壓條件下，化學驅替劑相互作用以及驅替劑對流體物性的作用機理不很明確，目前主要依靠實驗數據來進行揭示。另外化學驅替劑具有較高的成本，而油價波動也對生產效益具有重要影響，為了使得三元複合驅的實施更科學，本課題擬研究以下內容：1、結合油田化學，研究三元複合驅機理並建立機理數學模型，採用無條件穩定的交替隱式有限差分法研究機理模型的數值求解方法；2、建立考慮原油價格波動因素的三元複合驅動態規劃模型，該模型以淨現值最大為性能指標，以建立的機理模型為支配方程，以注入濃度、段塞尺寸、驅替時間、終端時間等為決策變數；3、研究高效的動態規劃數值計算方法來求解三元複合驅動態規劃問題；4、結合勝利油田礦場區塊制定基於動態規劃的注入方案。本課題建立在分布參數系統動態規劃的理論基礎之上，研究成果對油田開採策略的制定和提高經濟收益具有重要的指導意義。

結題摘要

三元複合驅是一項重要的三次採油技術，本質上是一個複雜的分布參數系統。由於地下高溫高壓環境下驅替劑之間的相互作用、驅替劑對流體物性的作用機理都不明確，油價的波動也會對生產效益產生影響，因此三元複合驅提高原油採收率建模與動態規劃求解是一個非常困難的任務。為提高原油採收率、增大生產效益，本課題主要貢獻表現在如下方面的工作:（1）掌握驅替劑的作用機理以及油水的運移機理，綜合考慮各物化代數方程及滲流方程，結合成本約束，控制受限等情形，建立三元複合驅機理模型；（2）研究果蠅最佳化算法、磷蝦最佳化算法、螺旋最佳化算法等智慧型最佳化算法，針對礦場實例，以淨現值為指標，對四注九采三元複合驅模型進行求解，最佳化注采策略；（3）針對三元複合驅控制變數不連續的最優控制問題，提出了一種基於自適應正交函式近似的方法，引入自適應策略和具有最優性驗證的控制結構檢測方法，提高求解精度、準確識別控制的不連續特性；（4）考慮原油價格的波動性與其他不確定性因素，以淨現值和原油產量為指標建立多目標模糊最佳化模型，研究機率規划算法處理模型中的不確定性，並結合動態規劃數值計算方法求解模型；（5）提出雙正交時空Wiener建模方法，採用雙正交時空分解，建立三元複合驅時空Wiener分布參數模型；（6）提出動態尺度混合整數疊代動態規劃，引入整數截斷策略處理整數變數，結合動態調整策略調整收縮因子和調整因子以提高算法精度。研究疊代動態規劃求解三元複合驅時空Wiener分布參數模型；（7）針對礦場實例，結合有關數據，對本課題研究算法進行測試，制定最優注采方案。本課題的研究成果具有重要的理論創新意義和實際套用價值，為油田開發三元複合驅提高原油採收率提供了有力的技術支持。