- Tytuł:
-
Zastosowanie metod programowania genetycznego w procesie maksymalizacji wydobycia węglowodorów przy zastosowaniu symulatora złożowego
Application of Genetic Programming Methods for the Optimization of Hydrocarbon Production by using a Reservoir Simulator - Autorzy:
- Łętkowski, P.
- Powiązania:
- https://bibliotekanauki.pl/articles/1835296.pdf
- Data publikacji:
- 2017
- Wydawca:
- Instytut Nafty i Gazu - Państwowy Instytut Badawczy
- Tematy:
-
algorytmy genetyczne
programowanie genetyczne
optymalizacja wydobycia
symulacje złożowe
genetic algorithm
geneting programming
production optimization
filed simulations - Opis:
-
Artykuł poświęcono zastosowaniu metody programowania genetycznego dla celów optymalizacji wydobycia ropy naftowej na przykładzie testowego złoża węglowodorowego. Prezentowane zagadnienie optymalizacyjne jest prostym przykładem problemu optymalnej kontroli i polega na doborze wydajności wydobycia ropy naftowej w przyjętych przedziałach czasowych w taki sposób, aby w zadanym całkowitym czasie eksploatacji uzyskać maksymalne wydobycie sumaryczne przy minimalnym wydobyciu wody. Problem rozwiązano przy zastosowaniu algorytmu genetycznego, kodującego dozwolone wartości wydajności wydobycia z listy wartości dozwolonych. Z jednej strony działanie takie jest charakterystyczne dla metod programowania genetycznego, zaś z drugiej redukuje istotnie przestrzeń rozwiązań. W artykule zastosowano algorytm genetyczny Hollanda, dla którego zaimplementowano krzyżowanie wielopunktowe oraz adaptację prawdopodobieństw krzyżowania i mutacji na podstawie tzw. współczynnika zróżnicowania populacji. Działanie tak zdefiniowanego mechanizmu adaptacji jest następujące: jeżeli zróżnicowanie populacji rośnie, liniowo zwiększane jest prawdopodobieństwo krzyżowania, a zmniejszane prawdopodobieństwo mutacji; w przeciwnym wypadku (zróżnicowanie populacji maleje) działa mechanizm odwrotny, tzn. zmniejsza się prawdopodobieństwo krzyżowania, a zwiększa prawdopodobieństwo mutacji. Taka metoda z jednej strony gwarantuje różnorodność populacji, z drugiej zaś zapewnia dobrą eksploatację przestrzeni rozwiązań. Przeprowadzono szereg testów mających na celu zweryfikowanie efektywności algorytmu w zależności od liczby punktów krzyżowania (krzyżowanie 1-, 2-, 3-punktowe) oraz długości chromosomu. Wykonane testy wskazują na zadowalającą zbieżność algorytmu, niezależnie od wartości badanych parametrów. Przyjęcie funkcji w określonej postaci spowodowało premiowanie przez algorytm niższych wartości wydobycia, co wynika z nieliniowego przyrostu wydobycia wody dla wyższych wartości wydobycia ropy naftowej.
The paper addresses the problem of oil production optimization by genetic programming methods. The specific example of the problem presented in the paper belongs to the class of, so called, optimal control problems. It consists in finding the time variable rates of oil production that result in the maximum of the total oil production while keeping the total water production at a minimum available level. The problem is solved by a genetic algorithm, that assumes the production rates from the list of the allowable values. This approach typical for genetic programming methods significantly reduces the space of possible solutions. The article uses the Holland genetic algorithm for which multi-point crossing has been implemented and the adaptation of crossing and mutation probabilities based on so the called coefficient of population variability. The adaptive mechanism makes the crossing probability increase and mutation probability decrease for population variability increasing with time, while the crossing probability decrease and mutation probability increase for the variability decreasing with time. This mechanism guarantees the population variability to be at on appropriate level and at the same time, the extrapolation process for the solution space to be effective. Several tests were performed to verify the actual effectiveness of the algorithm for various number of crossing points (1, 2, 3 – crossing points) and chromosome length. Their results show a satisfactory convergence of the method to the final solution independent of the varying parameters values. Adopting a function in a specific form resulted in an algorithm for lower mining values, resulting from a nonlinear increase in water extraction for higher oil production values. - Źródło:
-
Nafta-Gaz; 2017, 73, 10; 760-767
0867-8871 - Pojawia się w:
- Nafta-Gaz
- Dostawca treści:
- Biblioteka Nauki
Artykuł