كاربرد استفاده از مدل هاي كاهش يافته در بهينه سازي عملكرد مخازن نفتي با استفاده از الگوريتم هاي ژنتيك موازي

كارشناسي ارشد

برنامه ريزي توليد از مخازن نفتي جهت بهينه سازي كنترل چاه ها براي به حداكثر رساندن سودآوري اقتصادي در هنگام فرآيند سيلاب زني با آب انجام مي شود. اين فرآيند هزينه محاسباتي زيادي دارد زيرا مدل هاي شبيه سازي مخزن بايد صدها يا هزاران مرتبه اجرا شوند.از روش مدلسازي كاهش يافته (ROM) مي توان براي كاهش زمان شبيه سازي استفاده كرد و براي بهينه سازي از آن ها بهره برد. در اين پروژه ، ما براي بهينه سازي عملكرد مخزن ، از مدل كاهش يافته مبتني بر تجزيه مناسب متعامد (POD) و الگوريتم ژنتيك موازي (PGA) استفاده كرده ايم. مدلسازي كامل ، معادلات غير خطي گسسته موازنه مواد را براي جابجايي نفت و آب با استفاده از روش حجم محدود در نظر مي گيرد. مدل كاهش يافته (ROM) براساس ايجاد شوك در نرخ چاه هاي توليدي ساخته شده و نرخ توليد مايع به عنوان متغيرهاي بهينه سازي در نظر گرفته شده است. نرخ هر چاه تزريقي بر اساس پتانسيل جريان آزاد چاه هاي تزريقي و مقدار كل حجم سيال توليدي (در شرايط مخزن) در طول زمان شبيه سازي اختصاص داده مي شود.اين مكانيزم اين امكان را به ما مي دهد تا ضمن حفظ فشار مخزن ، نرخ چاه هاي توليدي و همچنين نرخ چاه هاي تزريقي را متناسب با نرخ مطلوب توليد بهينه كنيم. هم چنين اين روش متغيرهاي بهينه سازي را براي برنامه ريزي توليد و تزريق كاهش مي دهد و درطول اجراي بهينه سازي با استفاده از الگوريتم ژنتيك موازي (PGA) از توليد كروموزوم هايي كه مقدار تابع هدف آنها متناسب نيست جلوگيري مي شود. دو مدل مخزن (يك مدل مصنوعي و يك مدل سكتوري ) مورد مطالعه قرار خواهد گرفت. براي هر دو مدل كاهش يافته ساخته و ارزيابي مي شود. مدل كاهش يافته از دقت و سرعت مناسبي برخوردار مي باشد. البته هنگامي كه چاه هاي توليدي شروع به توليد آب مي كنند دقت آن كاهش مي يابد. براي حل اين مشكل، مي توان در هنگام بهينه سازي با استفاده از الگوريتم ژنتيك موازي از مدلهاي كاهش يافته تطبيقي استفاده كرد. نتايج نشان مي دهد كه ارزش خالص فعلي (NPV) حاصل از بهينه سازي با استفاده از مدل كاهش يافته حدود %98 به ارزش خالص فعلي (NPV) حاصل از بهينه سازي با استفاده از مدل كامل نزديك است. هم چنين هنگامي كه از نرخ هاي توليدي بهينه شده حاصل از بهينه سازي با مدل كاهش يافته در مدل كامل استفاده شود ، تابع هدف بهبود مي يابد. علاوه بر اين ، بهينه سازي با استفاده از كاهش يافته بسيار سريعتر از بهينه سازي با استفاده از مدل كامل است. مدت زمان بهينه سازي در مدل مصنوعي 55٪ و و در مدل سكتوري 71٪ كاهش مي يابد. در نتيجه استفاده از مدلسازي كاهش يافته و الگوريتم ژنتيك موازي سرعت بالايي در بهينه سازي عملكرد مخزن دارد و مي توان از مدلسازي كاهش يافته براي بهينه سازي فرآيند هاي ازدياد برداشت مانند سيلاب زني با پليمر، سيلاب زني با سورفكتانت و تزريق گاز استفاده كرد.

205677

دانشگاه علم و صنعت ايران

مهندسي نفت- مخازن هيدروكربوري

مهدي عصاره