段塞长度，采用实数编码；
[0063] (2)种群初始化：采用双种群并行方式，对控制参数和两个种群初始化，用NP代表 种群的大小，种群中的第1个个体在第6代记为尤<;=[1 (；42,.(?,~.(?,一^^<;]，其中〇是个体 所包含的维度，NP= 30D，种群初始化采用公式xu,Q=Xp^+ranUO, 1)X(Xpu-XpiJ， 其中xu，。表示第G= 0代，种群中第i个个体，第j个维度的值；
[0064] (3)参数变异：针对两个种群的控制参数和种群，对缩放因子进行自调整；
[0065] (4)种群变异：采用DE/current-to-pbest/1的差分策略；
[0066] (5)种群交叉操作：采用二项交叉；
[0067] (6)计算适应度函数：将各个控制策略代入三元复合驱优化模型，以性能指标的 倒数作为适应度函数值；
[0068] (7)选择：将每个种群的各个控制策略相应的适应度函数作比较，保留适应度函 数最小的控制参数和种群个体存入相应库中，更新相应参数；
[0069] (8)判断是否满足终止条件，如果满足，结束循环，如果不满足，跳转到步骤（3)继 续执行，直到得到最优控制策略结束循环为止。 四、【附图说明】
[0070] 图1是本发明的流程示意图
[0071] 图2是驱替剂注入段塞情况图
[0072] 图3是并行自调整差分进化算法流程图 五、
【具体实施方式】
[0073] 下面结合附图对本发明作进一步描述：
[0074] 参照图1，本发明基于并行自调整差分进化的三元复合驱优化方法具体实施过程 如下：
[0075](1)基于油藏渗流方程、驱替剂的对流吸附扩散方程、物化代数方程和驱替剂的相 互影响，结合净现值最大化的性能指标，建立三元复合驱的优化模型（详见
【发明内容】
）；
[0076] (2)根据三元复合驱优化模型驱替剂的注入浓度要求，确定各个驱替剂的浓度区 间，根据生产过程的周期大小，合理选取合适的段塞大小和段塞长度，油藏数值模拟一般采 用段塞注入法，即将整个注入过程分段，每段的注入浓度为常数，以此来简化运算，本发明 中采用三段塞，段塞节点根据实际生产情况设定，段塞形式如图2所示。采用实数编码；
[0077] (3)采用双种群并行方式，对控制参数（各个驱替剂的浓度）和两个种群初始化， 用NP代表种群的大小，种群中的第i个个体在第G代记为栗…為，其中 D是个体所包含的维度，NP= 30D，种群初始化采用公式xu,Q=Xp^+ranUO, 1)X(x_j,max _Xpin)，其中表示第G= 0代，种群中第i个个体，第j个维度的值；
[0078] (4)对控制参数执行变异，其变异律为：
[0079] uF= (1-c) X\iF+cXmeanL(SF)
[0080] uCr= (1-c) X\iCr+cXmeanA(SCr)
[0081] 其中SF是成功进化的缩放因子组，S&是成功进化的交叉因子组，yF，的初值 定为0. 5。
[0082] 对两个种群执行参数变异，其变异律为：
[0083] mFljG= oF liG+〇FX (oFrliG-〇Fr2jG)
[0084] mCrliG= oCrljG+〇cX (oCrrliG-〇Crr2jG)
[0085] 其中，《F，为缩放因子，遵循自调整律，生成两个相同的种群，一个被标记为 poplutiono是和控制参数oFiiS和oCriiS对应进行差分演化计算，一个被标记为poplutionm 是和控制参数mFlie和mCr对应进行差分演化计算；
[0086] (5)对两个种群分别进行变异操作，采用DE/current-to-pbest/1的差分策略；
[0087] (6)种群交叉操作：采用二项交叉；
[0088] (7)计算适应度函数：将各个控制策略代入三元复合驱优化模型，以性能指标的 倒数作为适应度函数值；
[0089] (8)选择：将每个种群的各个控制策略相应的适应度函数作比较，保留适应度函 数最小的控制参数和种群个体存入控制参数库中，更新相应参数；
[0090] (9)判断是否满足终止条件，如果满足，结束循环，如果不满足，跳转到步骤⑷继 续执行，直到得到最优控制策略结束循环为止。
【主权项】
1. 一种基于并行自调整差分进化的=元复合驱优化方法，其特征在于：利用智能优化 方法优化=元复合驱最优控制模型，得到最优注采策略，具体内容如下： (1) 建立=元复合驱优化模型； (2) 提出一种并行自调整差分进化算法； (3) 利用并行自调整差分进化算法求解=元复合驱优化模型，得到最优注采策略。2. 根据权利要求1所述的基于并行自调整差分进化的=元复合驱优化方法，其特征 是，步骤（1)中，所述建立=元复合驱优化模型，具体为：根据油藏中原油的渗流机理、驱替 剂（碱、表面活性剂、聚合物）驱油机理W及对流吸附扩散机理，建立=维油藏=元复合驱 油模型；W净现值最大为性能指标，W驱替剂协同方程、物化参数代数方程W及驱替剂边界 条件作为约束方程，W各驱替剂注入浓度为优化变量，建立=元复合驱提高原油采收率的 优化模型，具体为：其中，var=P，S，a分别对应聚合物、表面活性剂、碱；在碱和表面活性剂情况下4w= 4,在聚合物情况下4w= 4P其中，Jwv为累积净现值，r为年折现率，t为时间（d)，t。为一年的天数，q1。为水井的注 入速度（l/d)，Cpi。为驱替剂的注入浓度（g/L)，q。。,出生产井的采出速度（l/d)，f"(p，S"，Cp) 为生产井的含水率，Xp为各驱替剂的价格系数，x"(t)表示原油价格系数。V表示Hamilton 算子，在直角坐标系牛P。，P?分别为油相和水相压力（MPa)，P。。"为毛管 力（MPa) ;SwS冷别为油相和水相的饱和度；分别油、水和岩石的密度（kg/m3)，B。，分别油和水的体积系数；K为渗透率（ym2)，kf。，4"为油相和水相的相对渗透率； Cp，c,，c。分为聚合物、表面活性剂和碱的浓度（g/L) 。，iip为油相和加入驱替剂后水相的 粘度（mPa，S) ;(!)，分别为岩石的孔隙度和聚合物的孔隙度，g为重力加速度（m/s2);h为深度（m)，向下为正；Rk为相对渗透率下降系数；Cfp，CwCf。分别为单位质量岩石吸附聚合 物、表面活性剂和碱的质量（mg/g) 分别为油相、水相在标准状态下的流速（1/day)， 流出为正；分别为井筒中聚合物、表面活性剂和碱溶液的浓度（g/L) ;0。，町，〇。分 别为聚合物、表面活性剂和碱的扩散系数（m7s);t为时间（day) ;x，y，z为直角坐标系的S 个方向，长度单位（m)。3. 根据权利要求1所述基于并行自调整差分进化的=元复合驱优化方法，其特征是， 步骤（2)中，所述提出一种并行自调整差分进化算法，其基本思想为：通过双种群并行的方 法，在种群初始化时定义两个种群，在对两个种群分别交叉和变异操作后，通过选择操作留 下适应度表现最优的试验向量作为下一代的目标向量；引入自调整律，自动调整缩放因子， 过程为：编码，初始化，参数变异，种群变异，种群交叉，选择，判别是否满足终止条件，其中， 自调整律为其中，《m。、，分别为缩放因子《的最大值和最小值，f表示当前目标函数值，fwg和fmi。分别表示当前所有个体的平均目标值和最小目标值。4. 根据权利要求1所述基于并行自调整差分进化的=元复合驱优化方法，其特征是， 步骤（3)中，所述利用并行自调整差分进化算法求解=元复合驱优化模型，得到最优注采 策略，其具体过程为： (1) 编码：根据=元复合驱优化模型驱替剂的注入浓度要求选取合适的段塞大小和段 塞长度，采用实数编码； (2) 种群初始化：采用双种群并行方式，对控制参数和两个种群初始化，用NP代表种群 的大小，种群中的第i个个体在第G代记为《,。=h,c，Zw,c，Xy,。，"'，％,,:,。]，其中D是个体所包 含的维度，NP= 30D，种群初始化采用公式Xj,i,〇= 甘andi,.j(0, 1)X(Xj,max-Xj,mi。），其中 x，A。表示第G= 0代，种群中第i个个体，第j个维度的值； (3) 参数变异：针对两个种群的控制参数和种群，其变异律分别为 mFi,G=oFi,G+?X(〇F",g-〇F曲G) mCri,G=oCri,G+?X(〇化",广〇化曲G) 其中，《为缩放因子，按自调整律调整； (4) 种群变异：采用DE/州rrent-to-pbest/l的差分策略； (5) 种群交叉操作：采用二项交叉，(6) 计算适应度函数：将各个控制策略代入=元复合驱优化模型，W性能指标的倒数 作为适应度函数值； (7) 选择：将每个种群的各个控制策略相应的适应度函数作比较，保留适应度函数最 小的控制参数和种群个体存入相应库中，更新相应参数； (8) 判断是否满足终止条件，如果满足，结束循环，如果不满足，跳转到步骤（3)继续执 行，直到得到最优控制策略结束循环为止。
【专利摘要】三元复合驱是一种重要的三次采油技术，为了科学地制定开发方案，获取更好的经济效益，本发明提出了一种基于并行自调整差分进化的三元复合驱优化方法。该方法首先以净现值为性能指标，以油、水两相的渗流方程和碱、表面活性剂、聚合物的对流扩散吸附方程为支配方程，以驱替剂协同方程、物化参数代数方程以及驱替剂边界条件作为约束方程，以各驱替剂注入浓度为优化变量，建立优化模型。其次，为了改善传统差分进化算法的全局和局部搜索能力，提高收敛速度，避免进入局部最优，通过对进化过程引入并行策略，对缩放因子进行自调整，提出一种新的并行自调整差分进化算法。最后利用该算法优化三元复合驱模型的注入浓度，得到最优注采策略。
【IPC分类】G06F17/50
【公开号】CN105005635
【申请号】CN201510026314
【发明人】李树荣, 葛玉磊, 张晓东, 卢松林, 常鹏
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2015年10月28日
【申请日】2015年1月20日