基于凸形障碍物的注水管网优化研究

油田注水管网是油田地面管网的重要组成部分,肩负着向油层注入介质(水、聚合物等)的艰巨任务,并且优化地面注水管网对提高采油速度和采收率,保证油田正常开发生产起着重要的作用。油田注水管网的合理优化不仅可以降低注水系统的建造成本还可以减少其运行成本,因此对油田注水管网进行优化研究是十分必要的。本文将从注水系统注水站数量优化、拓扑布局优化及管网的参数优化三个方面对注水管网进行优化研究。 在油田地面管网的优化过程中障碍物是客观存在的,障碍的存在对管网的布局,站址的选择、站的数量及管网的参数等因素都存在影响。如果不对障碍的存在加以考虑,则会降低系统的优化效果,使优化结果与实际情况不相符,因此,障碍这一因素的考虑在注水管网优化的过程显得尤为重要。正是基于此,本文以地面注水管网为研究对象,研究不同的避障优化算法,确定出适于注水管网的避障算法,而后将注水区域划分为若干个子区域,每个子区域内都采用单站供水模式,在子区域内根据管道造价和配水间造价之间的相互关系,综合以往井式及控制半径的约束,建立井组划分的数学模型。各井隶属关系初步确定后,以油田整个注水管网系统为研究对象,以注水管网总投资费用为目标函数,以注水井工艺参数及几何位置为约束,建立适用于障碍存在下的注水管网拓扑布局优化模型及注水管网参数优化模型,各模型耦合避障优化算法,分别确定出考虑避障后的各站的位置及布局连接方式;连接方式确定后对注水管网进行参数优化,确定合适的管网参数;最后研究注水站数量不同时管网的总费用,确定注水站最佳数量,最终实现多注水站注水下的注水管网优化。 在理论研究的基础上,对数学模型借助计算机编制优化软件进行求解,利用C++ Builder编制注水管网优化研究软件,并以靖安油田盘古梁西区注水管网优化为例,计算结果表明该优化软件对油田地面注水管网规划设计工作具有一定的指导意义。