[发明专利]一种提高自动井位优化算法鲁棒性和优化效果的方法

权利要求书

1.一种提高自动井位优化算法鲁棒性和优化效果的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、确定自动井位优化的目标函数；

自动井位优化的目标函数为净现值NPV见公式(1)：

式中，NPV为净现值、元；N_t为油藏生产时间步；r为折现率；P_o为原油价格，元/方；为i时间步的原油产量，方；为产出水处理费用，元；为i时间步的产水量，方；为水费用，元；为i时间步的注水量，方；N^well为优化的井数；为单井钻井费用，元；

步骤2、确定自动井位优化的求解算法；

自动井位优化的求解算法为迭代类智能算法，包括粒子群优化算法、遗传算法和模拟退火算法等，考虑到初值的选择对于最后的迭代效果影响较大，采用的算法是粒子群优化算法(PSO)；

步骤3、确定求解算法的初始化方案

假设要优化的生产井井数为n_P，注水井井数为n_I，初始化时先进行生产井井位的初始化，再进行注水井井位的初始化，初始化方案主要是借助于油藏生产-注入潜力图(PIM)，PIM的表征方法和生成步骤根据下面的公式(2)～公式(10)完成，方案初始化步骤如下：

(1)生产井井位的初始化；

①第一口生产井P1的位置自动由油藏生产-注入潜力图(PIM)J_P1,i,j中最大的潜力值所在的网格位置确定，J_P1,i,j由公式(2)和(3)确定：

式中，J_P1,i,j为确定P1井位置时网格(i,j)的二维生产潜力；J_P1,i,j,k为网格(i,j,k)的初始生产潜力；n_z为模型的纵向网格数；S_o,i,j,k为网格(i,j,k)原始油饱和度；S_or为残余油饱和度；p_o,i,j,k为网格(i,j,k)的油相压力；p_min为最小的井底压力；k_i,j,k为网格(i,j,k)的渗透率；k_min,i,j,k为网格(i,j,k)的最小渗透率；r_i,j,k为网格(i,j,k)距最近边界的距离；h_i,j,k为网格(i,j,k)的厚度；d_woc,i,j,k为网格(i,j,k)到油水界面的距离；φ_i,j,k为网格(i,j,k)的孔隙度；d_goc,i,j,k为网格(i,j,k)到气水界面的距离；

②根据剩余网格(i,j)与P1井所在网格之间的距离d_PijP1，更新PIM公式(4)，更新后的潜力值记为J_P2,i,j，同理第二口生产井P2的位置自动由油藏生产-注入潜力图(PIM)J_P2,i,j中最大的潜力值所在的网格位置确定，但同时需满足最小井距限制：

J_P2,i,j＝J_P1,i,j·ln(d_PijP1-d_PijP1min+1)               (4)

式中，J_P2,i,j为确定P2井位置时网格(i,j)的二维生产潜力；d_PijP1min为剩余网格(i,j)与P1井所在网格之间的最短距离；

③同理第m口生产井Pm的位置自动由油藏生产-注入潜力图(PIM)J_Pm,i,j中最大的潜力值所在的网格位置确定，但同时需满足最小井距限制：

J_Pm,i,j(t)＝J_Pm-1,i,j(t)·ln(d_PijPm-1-d_PijPm-1min+1)           (5)

式中，J_Pm,i,j为确定Pm井位置时网格(i,j)的二维生产潜力，m＝1,2,…,n_P；d_PijPm-1为剩余网格(i,j)与Pm-1井所在网格之间的距离；d_PijPm-1min为剩余网格(i,j)与Pm-1井所在网格之间的最短距离；

(2)注水井井位的初始化；

①所有的生产井初始化之后再进行注水井井位的初始化，第一口注水井I1的位置自动由油藏生产-注入潜力图(PIM)J_I1,i,j中最大的潜力值所在的网格位置确定，但同时需满足最小井距限制，J_I1,i,j由公式(6)，(7)和(8)确定：

J_I1,i,j,k＝[p_max-p_o,i,j,k]·ln(k_i,j,k-k_min,i,j,k+1)·h_i,j,k·φ_i,j,k.d_goc,i,j,k       (8)

式中，J_I1,i,j为确定I1井位置时网格(i,j)的二维注入潜力；为网格(i,j,k)的无因次注入潜力；d_IijP1为剩余网格(i,j)与P1井所在网格之间的距离；d_IijP1min为剩余网格(i,j)与P1井所在网格之间的最短距离；d_IijP2为剩余网格(i,j)与P2井所在网格之间的距离；d_IijP2min为剩余网格(i,j)与P2井所在网格之间的最短距离；为剩余网格(i,j)与Pn_P井所在网格之间的距离；为剩余网格(i,j)与Pn_P井所在网格之间的最短距离；J_I1,i,j,k为网格(i,j,k)的注入潜力；p_max为最大注入压力；

②根据剩余网格(i,j)与I1井所在网格之间的距离d_IijI1，更新PIM公式(9)，更新后的潜力值记为J_I2,i,j，同理第二口注水井I2的位置自动由油藏生产-注入潜力图(PIM)J_I2,i,j中最大的潜力值所在的网格位置确定，但同时需满足最小井距限制：

J_I2,i,j＝J_I1,i,j·ln(d_IijI1-d_IijI1min+1)            (9)

式中，J_I2,i,j为确定I2井位置时网格(i,j)的二维注入潜力；d_IijI1min为剩余网格(i,j)与I1井所在网格之间的最短距离；

③同理第n口注水井In的位置自动由油藏生产-注入潜力图(PIM)J_In,i,j中最大的潜力值所在的网格位置确定，但同时需满足最小井距限制：

J_In,i,j＝J_In-1,i,j·ln(d_IijIn-1-d_IijIn-1min+1)              (10)

式中，J_In,i,j为确定In井位置时网格(i,j)的二维注入潜力，n＝1,2,…,n_I；d_IijIn为剩余网格(i,j)与In-1井所在网格之间的距离；d_IijInmin为剩余网格(i,j)与In-1井所在网格之间的最短距离；

步骤4、根据初始化方案进行最优井位迭代求解；

根据步骤3)得到的初始化结果，利用粒子群优化算法进行迭代求解，直至迭代步数大于预先设定迭代停止的步数，最后的结果即为最优的井位优化结果。