23223

شبيه سازي و بهينه سازي مكان چاه هاي نفتي با استفاده از الگوريتم ژنتيك موازي

كارشناسي ارشد

مهندسي نفت

94-97

1397/8/30

دكتر مهدي عصاره

دكتر محمدتقي صادقي

مهندسي شيمي، نفت و گاز

چكيده با توجه به اينكه برداشت بهينه و رسيدن به درآمد بيشتر با صرف كمترين هزينه، جهت توسعه مخازن نفت و گاز، از اهداف اصلي مديريت مخازن مي باشد، و اولين گام برداشت از مخيازن، حفير چياه هياي جدييد است) شامل چاه هاي اكتشافي، توسعه اي، چاه هاي تزريقي و حتي چاه هاي مورد استفاده در عملييات ازديياد برداشت(، درنتيجه بهينه سازي تعداد و مكان و الگوي حفر اين چاه ها، مي تواند باعي افيزايش نيرو تولييد و ميزان ضريب بازيافت مخازن شود و سيود اقتصيادي حاصيل از تولييد نفيت را بيه حيداكثر برسياند كيه بي ه پارامترهاي پيچيده متعددي با عدم ق عيت هاي فراوان بستگي دارد. به دليل نقيش مهيم اقتصياد و سيرمايه درگردش بالاي صنعت نفت و ريسك سرمايه بالا، تصميمات بايد در هر س ح توسيعه مخيزن بهينيه گيردد. شبيه سازي و بهينه سازي مكان چاه هاي نفتي، از مسائل پر چيالش شيركت هياي بيزر نفتيي ميي باشيدكه مي تواند از دو ديدگاه كه رويكرد اصلي اين پايان نامه است بررسي گردد: از ديدگاه زمين شناسي و علم مخزن و از ديدگاه منابح، هزينه هاي عملياتي و سرمايه گذاري فعلي و آينده. به دليل پيچيدگي هاي موجود در مدل هاي شيبيه سيازي مخيا زن نفتيي از قبييل مسيائل مربيو بيه زمين شناسي، عمليات توليد و ديگر محدوديت ها، نياز براي يافتن يك روش بهينه سازي كيه بتوانيد در كنيار كاهش هزينه هاي محاسباتي از دقت و سرعت خوبي برخوردار باشد، ح مي شيود. هيدف مكانييابي بهينيه چاه ها در طول عمر مخزن به منظور حداكثر كردن ميزان توليد و سود حاصل از برداشت با در نظير گيرفتن محدوديتهاي فيزيكي و اقتصادي مي باشد. مدل رياضي ارائه شده در مسئله تك هدفه مي باشد كه حيداكثر كردن مقدار ارزش فعلي پروژه در انتخاب مكان چاه ها با در نظرگرفتن عدم ق عيت در تحقيق صورت گرفته مي باشد. در اين راستا از الگويتم ژنتيك موازي جهت سرعت بخشيدن به بهينه ساز بيه منظيور جليوگيري از افزايش بار محاسباتي مسئله مكانيابي و طولاني شدن زمان اجرا، استفاده گرديده است. در مدل پيشينه ادي مكان چاه هاي نفتي در ميدان هاي داراي آبخوان، بهينه شده است. در اين م العيه ابتيدا بير روي متغيرهيا و پارامترهاي كنترلي)تعداد و مكان چاه، نرو و...( مخازن نفتي و گازي مختلف صحت سينجي صيورت گرفتيه، سپ با يك روش بهينه سازي خودكار، يعني الگوريتم بهينه سازي ژنتيك سريالي و سپ ژنتيك موازي بيه بهينه سازي تعداد چاه هاي توليدي و سپ مكان چاه ها پرداخته مي شود، در نتيجه بهينه سياز ي، چياه هيا از آبخوان جانبي فاصله مي گيرند و تعداد اجراهاي شبيه ساز در حالت پردازش موازي بيه مييزان قابيل تيوجهي كاهش مي يابد. درآخر پارامترهاي مهم تاثيرگذار در بح ميوازي سيازي الگيوريتم ژن تييك ميورد بررسيي و مقايسه قرار مي گيرند. واژه هاي كليدي: مكانيابي چاه نفت، الگوريتم ژنتيك موازي، بهينه سازي، شبيه سازي، توسعه ميادين نفتي.

1399/11/27

Simulation and Optimization of Oil well placement using Parallel Genetic Algorithm

11/20/2020 12:00:00 AM

Abstract: Considering that the main purpose of reservoirs management is optimal recovery and achieving more income with the least cost, for development of oil and gas reservoirs, and the drilling of new wells (including exploratory, developmental and injection wells and even wells used in enhanced recovery) is the first step in recovery of reservoirs, thus the number and location optimizing of the wells and drilling pattern of these wells can increase the production rate and the rate of recovery coefficient, and maximize the economic benefit of oil production, which depends on numerous complex parameters with a lot of uncertainties. Due to the important economic role of the oil industry and the high capitalization of the oil industry and its high capital risk, decisions should be optimized at each level of reservoir development. Simulation and optimization of the location of oil wells is one of the major challenges facing major oil companies, which can be viewed from two points that are the main thesis approach: from the point of geology and reservoir science and resources, and from the point of operating costs and current and future investment. Due to the complexity of oil reservoir simulation models such as geological issues, production operations and other constraints, there is a need to find an optimization method that can be with a reduction in computational cost, it also has a good accuracy and speed. The objective is optimal well placement over the lifetime of the reservoir, in order to maximize production and profit from recovery, taking into account physical and economic constraints. The presented mathematical model in the issue is single objective, which the NPV maximization in selecting the location of the wells has been done, taking into account with uncertainty in the research. In this regard, Parallel Genetic Paradigm has been used to speed up the optimizer in order to avoid increasing the computational load of the problem of locating and prolonging the run-time. In the proposed model, the location of oil wells in the fields with aquifer is optimized. In this study,firs the sensitivity analysis on variables and control parameters (number and location of wells, rates, ...) of various oil and gas reservoirs were performed, then with an automatic optimization method, the serial genetic optimization algorithm and then parallel genetics, optimization of the number of produced wells and then the location of the wells is done, As a result of optimization, the wells are diverted from the aquifer and the number of simulator runs is significantly reduced in parallel processing. In the following, important parameters affecting parallelization of the genetic algorithm are investigated and compared. Keywords: Oil well placement, Parallel genetic algorithm, Optimization, Simulation, Development of oil fields.

مكانيابي چاه نفت، الگوريتم ژنتيك موازي، بهينه سازي، شبيه سازي، توسعه ميادين نفتي.

Oil well placement, Parallel genetic algorithm, Optimization, Simulation, Development of oil fields.