基于蚁群粒子群算法的油田注水系统优化.pdfVIP

大 庆 石 油 学 院 学 报 第 34卷 第 2期 2010年 4月 JOURNALOFDAQINGPETROlEUM INSTITUTE Vo1．34 No．2 Apr． 2010 基于蚁群粒子群算法的油 田注水系统优化 王玉学，刘春兰，王银凤 ，周少华 (大庆石油学院 数学科学与技术学院，黑龙江 大庆 163318) 摘 要：提出一种应用于求解油 田注水系统运行优化 的蚁群粒子群算法．针对基本粒子群算法 的缺点，做 出相应改 进 ，提高算法 的全局有哪些信誉好的足球投注网站能力．将此算法结合油田注水系统服务的实际要求 ，对油 田注水运行优化 问题进行求解 ，验证 了 此算法 的可行性． 关 键 词 ：蚁群算法；粒子群算法 ；油 田注水系统 ；优化 中图分类号：TE838．4 文献标识码 ：A 文章编号 ：1000—1891(2010)02—0073一O4 0 引言 油田注水系统最优化 问题通 常可归结为带约束 的具有 0— 1变量和连续变量 的非线性最优化 问 题[1-2]．这一问题一般具有非凸性 ，存在许多局部解 ，同时 由于涉及流程结构 的优化 ，通常又是复杂组合 优化问题．对这一问题 ，基于数学规划方法的研究虽有进展 ，但现有 的方法远不能满足求解 的需要．近年 来 ，随着现代智能算法L3]的快速发展 ，如蚁群算法、粒子群算法及模拟退火法等 ，其随机性有哪些信誉好的足球投注网站的属性使得 该类方法在处理复杂问题具有全局有哪些信誉好的足球投注网站能力强、易与其他算法结合等诸多优势．蚁群算法模拟蚂蚁觅食 过程 ，适用于离散优化问题 ；粒子群算法模拟鸟群觅食过程 ，适用于连续问题 的优化．针对油 田注水系统 问题特点，笔者结合 2种算法求解离散和连续问题优点，提 出蚁群粒子群算法混合策略． 1 数学模型 油 田注水系统运行优化问题是在整个系统的服务要求给定的情况下，确定注水泵的开启状态及其运 行参数，使其满足系统配注要求，并能达到降低能损耗的 目的．利用数学建模 ，其模型可以建立为一个含 有 0～1整型变量和连续变量的混合变量的优化问题．从不 同的建模机理出发 ，可 以建立不 同类型的油 田 注水系统的数学模型 ]．数学模型的种类主要有节点方程模型、环方程模型等．文 中选择 的模型是节点 方程模型．注水站的流量为设计变量油 田注水系统运行优化 问题 的数学模型，以极小化注水能耗为 目标 的目标函数 ，(“)为 minffl，)一 p女“， (1) k=l 式中：“为第k座注水站的排量 ； 为第k座注水站所在节点 的压力 ； 为泵站开启状态 ； 为注水站的 数量；0为单位换算系数．式 (1)的约束条件为 P～P I 一 0，i一 1，2，…，一 1； ∑ “，一∑Q； iE X i= 1 P —p i“≥ 0，i一 1，2，… ， ； “II『p“≤ ≤ “卢，iE X． 收稿 日期 ：2010—01—27；审稿人 ：魏立新 ；编辑 ：关开澄 基金 项 目：黑龙江省教育厅科学技术研究项 目 作者简介：王玉学 (1970一)，男 ，博士生 ，教授 ，主要从事油 田应用数学和计算数学方面的研究 大 庆 石 油 学 院 学 报 第 34卷 2010年 式中： 为第 i个节点的注入量 ；Q 为第 i个节点的用水量；为管网的节点个数；P 为第 i个注水井所在 节点的压力 ；pm 为根据系统服务质量的要求所确定 的第 i个注水井节点压力的下限值； 为注水井节点 的个数；“m 为第 i个注水泵站的供水量的下限值 ；“ 为第 i个注水泵站的供水量的上限值 ；X为所有注 水泵站所在节点标号的集合． 2 优化算法 蚁群算法具有正反馈性 、并行性、鲁