[发明专利]基于随机扰动粒子群算法的蒸汽驱注采方案确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种蒸汽驱注采方案确定方法，特别涉及一种基于随机扰动粒子群算法的蒸汽驱注采方案确定方法。

背景技术

随着全球经济的不断发展，石油的地位显得越来越重要，在稀油资源不断减少的情况下，人们越来越重视稠油的开采。目前，我国稠油年产量已达3000万吨，约占全国原油产量的10％，在我国整个石油工业可持续发展中扮演着十分重要的角色。蒸汽驱是开发稠油油藏的主要手段之一，实施的规模正在不断扩大。蒸汽驱是按照一定的井网形式，从注入井中连续注入蒸汽，把油驱向周围的生产井，并在这一过程中将油加热，降低其粘度。蒸汽驱开发是一项极其复杂的系统工程，已成为世界范围内的开采稠油的主要技术之一。

蒸汽驱作为开采稠油油藏的一种行之有效的方法，可取得较好的开发效果。当油藏地质条件一定时，蒸汽驱开发效果受到注采参数的直接影响。国内外学者对注采参数影响蒸汽驱开采效果进行分析和研究，其中注汽量、注汽干度是影响蒸汽驱注采方案好坏的关键因素。

注汽量过高，蒸汽在地层中推进速度快，只能驱扫流度较大的部位，且使蒸汽过快地窜入生产井，蒸汽波及程度低，影响蒸汽驱开发效果。注汽量过低，又将使蒸汽所携带的热量大量地散失到上下盖层，造成热效率低，蒸汽驱开发效果也较差。注汽干度是一个描述蒸汽所携带热量情况的参数，它不仅关系到单位时间内注入油层中的热量大小，而且关系到能否在油层中建立起不断向前推进的蒸汽带。蒸汽驱注采方案中注汽量和注汽干度是蒸汽驱施工方案中非常重要的参数，较好地确定这些参数可以提高采收率并且能有效延长生产井寿命，获得蒸汽驱油藏最大采收率和最佳经济效果。

目前，蒸汽驱施工方案中注采参数的确定主要是由蒸汽驱专家根据自己多年积累的丰富经验和大量计算而设计出来的，而且需要调整的参数较多，计算速度慢，得到的数据不一定是最优的，手工确定此数据工作量非常庞大，而且效果不是太好。粒子群优化算法是近十几年发展起来的一种较新的群智能算法，因其具有操作简单，收敛快等优点，已经广泛的用于解决各种优化问题，包括各类工程优化问题。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有蒸汽驱注采方案确定方法需要调整参数较多、操作复杂、计算速度慢、注采方案非最优的问题，提供一种基于随机扰动粒子群算法的蒸汽驱注采方案确定方法。

本发明的基于随机扰动粒子群算法的蒸汽驱注采方案确定方法，它包括如下步骤：

步骤一：获取某稠油油藏区的油藏描述、地层原始条件、地下流体属性、地下岩石属性、注入井和生产井相关参数，对该油藏区建立蒸汽驱解析模型；

步骤二：设定粒子群算法的参数，所述的参数包括：粒子种群规模N，粒子维数L，粒子各维的速度范围[V_imin，V_imax]，其中i＝1，2，…，L，粒子各维位置的范围[X_imin，X_imax]，其中i＝1，2，…，L，惯性权重w，学习因子C₁和C₂，扰动步长step，最大迭代次数Iter_Max和相邻两次迭代的适应度最小变化量Var_Min；

该稠油油藏区进行连续n个月的注汽，第i个月的注汽量为x_i，其中i＝1，2，…，n，n为正整数，x_n+1表示该油藏区的注汽干度，则粒子群中每个粒子X的编码为X＝(x₁，x₂，…x_n，x_n+1)，每个粒子的维数L为n+1，粒子各维的速度范围[V_imin，V_imax]，粒子各维位置的范围[X_imin，X_imax]，即各月注汽量和注汽干度的范围；

步骤三：利用随机函数产生每个粒子各维位置和速度的初始值x_i⁽¹⁾(i＝1，2，…，L)和v_i⁽¹⁾(i＝1，2，…，L)，令初始的迭代次数t＝1，粒子群优化开始；

步骤四：对于每个粒子对应蒸汽驱注采方案应用蒸汽驱解析模型进行效果模拟，从模拟输出的性能指标中得到第t次迭代的累计油汽比f^(t)，将f^(t)作为该粒子的适应度评价值；