基于改进遗传算法的油田注水系统运行优化.pdfVIP

维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 28卷 第 6期 2004年 12月 JOURNAIOFDAQINGPETRO1EUM INSTITUTE Vo1．28 No．6 Dec． 2004 基于改进遗传算法的油田注水系统运行优化 曾 文 ，刘 杨 ，魏立新 ，杨建军 ，张运军 (1．大庆石油学院 机械科学与工程学院，黑龙江 大庆 163318； 2．北京大学 信息管理学院，北京 100083) 摘 要：以油田注水系统能耗最小为 目标 函数 ，以压力、流量的限制为约束条件 ，建立了注水系统运行优化模型 ，改 进了遗传算法的算子．并结合模拟退火算法形成了改进遗传模拟退火算法 ．利用编制的软件对某油 田注水系统运行方案 优化计算．注水系统耗电量由5．52×10 kW ·h／d下降到5．11×10 kW ·h／d，取得较好的经济效益． 关 键 词：遗传算法 ；优化；注水系统；模拟退火 中图分类号 ：TE357．6 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—1891(2004)06—0051—04 0 引言 在油 田开发进入中后期以后，油田注水系统耗电占总耗电的40 以上，随着油 田综合含水率的上升， 耗电量还将急剧上升，注水节能成为迫切需要解决的问题． 油田注水系统是大型复杂的非线性流体系统，目前对其整体优化问题的有效解决方法尚未见于文献 ， 文献 [1]中讨论的注水系统运行方案的优化问题 ，是把注水站的各种型号的注水泵当作一种型号的注水 泵，优化注水泵的台数，其优化结果可能出现小数．文献 [2]提出两层优化方法，该优化算法属于启发式设 计方法，优化结果受给定初始值的影响很大，一般只能得到 1个改进解 ，无法得到全局最优解．遗传算法 是 目前广泛研究和应用的模拟 自然界生物进化的组合优化算法，其把握总体的能力较强，但局部有哪些信誉好的足球投注网站能力 较差．拟改进遗传算法的算子，并结合具有较强的局部有哪些信誉好的足球投注网站能力的模拟退火算法 ，形成改进遗传模拟退火 算法 ，并采用该算法完成注水系统生产的运行优化． 1 油田注水系统数学模型 1．1 目标 函数 注水系统运行优化主要是在管网系统结构、系统负荷已知，并保证系统服务质量的前提下 ，确定各注 水站的合理开泵台数及注水泵的运行参数 ，使系统能耗最小，其 目标函数为 l ” t ^ ， minF (3， )一 ， (1) ’ rb／r／d0 式中： 为注水站的数量； 为第i注水站中注水泵台数；屯为第i注水站中第 台注水泵运行状态参数，l 为开，0为停 ；U 为第i注水站中第 台注水泵的流量 ；P：为第i注水站中第J台注水泵的出口压力 ；P 为 第 i注水站中第J台注水泵的来水压力； 为第 i注水站中第J台注水泵的效率；rd／为第 i注水站中驱动 第 台注水泵的电机的效率；为单位换算因数． 1．2 约束条件 1．对于注水管网中的任一节点，在任一时刻和时间区间内流向该节点的流量必然等于从该节点流出 的流量 ，它们之间一定保持平衡，即 收稿 日期 ：2004—06—21；审稿人：韩洪升 ；编辑 ：任志平 基金项 目：黑龙江省科学基金 (EOl一02)，石油科技 中青年创新基金 (2001CX--36) 作者简介：曾 文 (1979一)，男，硕士生 ，主要从事油田注水优化方面的研究． 维普资讯 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 28卷 2004年 “一L，一∑q=0，i一1，2，