大型油氣網(wǎng)絡系統(tǒng)優(yōu)化理論與方法

目錄
Preface
前言
緒論 1
第1章 智能優(yōu)化算法及其改進 5
1.1 存世智能優(yōu)化算法研究進展 5
1.1.1 智能優(yōu)化求解機理 5
1.1.2 粒子群算法及改進 7
1.1.3 煙花算法及改進 9
1.1.4 混合蛙跳算法及改進 11
1.2 基于龐加萊回歸的收斂性定理 12
1.2.1 龐加萊回歸 12
1.2.2 隨機優(yōu)化求解方法收斂性定理 13
1.3 混合粒子群-煙花全局優(yōu)化算法 14
1.3.1 混合粒子群-煙花算法(PS￣FW) 14
1.3.2 全局收斂性分析 20
1.3.3 數(shù)值實驗對比分析 20
1.3.4 算法主控參數(shù)分析 40
1.4 改進的粒子群全局優(yōu)化算法 46
1.4.1 改進粒子群算法(MPSO) 47
1.4.2 全局收斂性分析 50
1.4.3 數(shù)值實驗對比分析 53
第2章 油氣集輸系統(tǒng)優(yōu)化研究 64
2.1 MS 集輸網(wǎng)絡拓撲布局優(yōu)化設計 64
2.1.1 MS 網(wǎng)絡定義 64
2.1.2 MS 網(wǎng)絡拓撲優(yōu)化數(shù)學模型 65
2.1.3 MS 網(wǎng)絡拓撲優(yōu)化的分級優(yōu)化法 66
2.1.4 MS 網(wǎng)絡拓撲優(yōu)化的混合遺傳模擬退火算法 68
2.1.5 計算實例 74
2.2 MRS 集輸網(wǎng)絡拓撲布局優(yōu)化設計 78
2.2.1 MRS 網(wǎng)絡定義 78
2.2.2 MRS 網(wǎng)絡拓撲優(yōu)化數(shù)學模型 79
2.2.3 MRS 網(wǎng)絡拓撲優(yōu)化的分級優(yōu)化法 80
2.2.4 MRS 網(wǎng)絡拓撲優(yōu)化的混合遺傳模擬退火算法 82
2.2.5 計算實例 83
2.3 MS 網(wǎng)絡障礙拓撲優(yōu)化 88
2.3.1 MS 網(wǎng)絡障礙拓撲優(yōu)化數(shù)學模型 88
2.3.2 MS 網(wǎng)絡障礙拓撲優(yōu)化的求解方法 89
2.3.3 計算實例 90
2.4 油氣集輸管網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化設計 94
2.4.1 油氣集輸管網(wǎng)參數(shù)優(yōu)化設計數(shù)學模型建立 94
2.4.2 油田地面管網(wǎng)多目標參數(shù)優(yōu)化數(shù)學模型的求解 97
2.4.3 計算實例 101
2.5 集氣網(wǎng)絡優(yōu)化研究 107
2.5.1 基本概況 107
2.5.2 集氣系統(tǒng)可靠度計算方法 107
2.5.3 考慮可靠度的集氣管網(wǎng)布局優(yōu)化模型 110
2.5.4 混合分級蛙跳優(yōu)化求解方法 114
2.5.5 計算實例 118
第3章 注入系統(tǒng)優(yōu)化研究 121
3.1 注水系統(tǒng)水力仿真計算方法 121
3.1.1 油田注水系統(tǒng) 121
3.1.2 管網(wǎng)計算基本理論 122
3.1.3 油田注水系統(tǒng)仿真計算 124
3.2 注水管道摩阻系數(shù)反演優(yōu)化研究 129
3.2.1 單工況下管道摩阻系數(shù)反演 129
3.2.2 基于智能計算的多工況摩阻系數(shù)反演 137
3.2.3 基于隨機優(yōu)化的管道摩阻系數(shù)反演 142
3.3 注水系統(tǒng)運行方案優(yōu)化 148
3.3.1 注水系統(tǒng)運行參數(shù)優(yōu)化 148
3.3.2 注水系統(tǒng)開泵方案優(yōu)化 149
第4章 大型油氣田地上地下亞閉環(huán)網(wǎng)絡系統(tǒng)整體運行優(yōu)化研究 155
4.1 地下亞閉環(huán)網(wǎng)絡系統(tǒng) 155
4.1.1 地上地下亞閉環(huán)網(wǎng)絡系統(tǒng)的定義 156
4.1.2 地上地下亞閉環(huán)網(wǎng)絡系統(tǒng)的功能 156
4.1.3 地上地下亞閉環(huán)網(wǎng)絡系統(tǒng)的特點 157
4.2 地上地下亞閉環(huán)網(wǎng)絡系統(tǒng)整體運行優(yōu)化模型 157
4.2.1 目標函數(shù) 158
4.2.2 約束條件 159
4.3 亞閉環(huán)網(wǎng)絡系統(tǒng)分解協(xié)調(diào)策略 160
4.3.1 大系統(tǒng)理論及思想 161
4.3.2 亞閉環(huán)網(wǎng)絡系統(tǒng)多級遞階結構 162
4.3.3 可行性準則 164
4.4 油藏子系統(tǒng)注采優(yōu)化 165
4.4.1 油藏子系統(tǒng)注采優(yōu)化模型 166
4.4.2 地下注入有效模糊區(qū) 169
4.4.3 混合分解協(xié)調(diào)-粒子群-煙花求解方法 171
4.5 采油子系統(tǒng)機采參數(shù)優(yōu)化 178
4.5.1 采油子系統(tǒng)抽汲參數(shù)優(yōu)化模型 179
4.5.2 單井機采系統(tǒng)模糊聚類降維法 181
4.5.3 混合改進粒子群求解方法 185
4.6 集輸子系統(tǒng)運行參數(shù)優(yōu)化 187
4.6.1 集輸子系統(tǒng)運行參數(shù)優(yōu)化數(shù)學模型 187
4.6.2 混合粒子群-煙花求解方法 190
4.7 污水處理子系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化 192
4.7.1 貝葉斯-馬爾可夫鏈蒙特卡羅水力修正法 192
4.7.2 污水處理子系統(tǒng)調(diào)度優(yōu)化數(shù)學模型 196
4.7.3 改進粒子群求解法 198
4.8 注水子系統(tǒng)運行方案優(yōu)化 199
4.8.1 注水子系統(tǒng)運行參數(shù)優(yōu)化 200
4.8.2 注水子系統(tǒng)開泵方案優(yōu)化 205
4.9 混合智能分解協(xié)調(diào)優(yōu)化求解策略 216
4.9.1 基于改進粒子群神經(jīng)網(wǎng)絡的油井含水率預測 216
4.9.2 最大含水上升率模糊集 219
4.9.3 多目標改進粒子群算法 220
4.9.4 亞閉環(huán)網(wǎng)絡系統(tǒng)整體運行優(yōu)化混合智能分解協(xié)調(diào)求解 223
4.10 地上地下亞閉環(huán)網(wǎng)絡系統(tǒng)整體運行優(yōu)化實例 225
第5章 大型油氣管網(wǎng)布局優(yōu)化研究 228
5.1 多障礙下布局處理方法 228
5.1.1 障礙的隱式表征 229
5.1.2 管道與障礙位置關系確定 231
5.1.3 最小包圍盒簡化法 232
5.1.4 繞障路徑優(yōu)化 233
5.2 大型油氣集輸管網(wǎng)障礙布局優(yōu)化模型 234
5.2.1 大型MST 網(wǎng)絡布局優(yōu)化模型 234
5.2.2 大型MS 網(wǎng)絡布局優(yōu)化模型 239
5.3 格柵剖分集合劃分法 241
5.3.1 理論基礎 242
5.3.2 主要步驟 244
5.3.3 復雜度分析 244
5.4 位域相近模糊集求解法 245
5.4.1 位域相近模糊集 245
5.4.2 油氣井隸屬關系求解 246
5.4.3 復雜度和最優(yōu)性分析 247
5.5 拓撲結構關聯(lián)集優(yōu)化法 248
5.6 組合式優(yōu)化求解策略 250
5.6.1 分層協(xié)調(diào)優(yōu)化 250
5.6.2 策略主流程 251
5.6.3 大型油氣集輸管網(wǎng)布局優(yōu)化實例 253
5.7 受約束大型油氣集輸管網(wǎng)三維空間布局優(yōu)化 255
5.7.1 三維地形混合格網(wǎng)表征方法 255
5.7.2 雙向廣度優(yōu)先路徑搜索算法 261
5.7.3 基于分治策略的管道路由優(yōu)化 267
5.7.4 三維空間下油氣集輸管網(wǎng)布局優(yōu)化 269
5.7.5 三維空間下布局優(yōu)化實例 272
參考文獻 275