بهینه سازی مکان یابی چاه به کمک الگوریتم های فرا ابتکاری (مطالعه موردی میدان شادگان)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناسی ارشد، دانشگاه اقبال لاهوری مشهد، مدرس گروه مهندسی نفت، تهران، ایران

2 دکتری ، مهندسی شیمی دانشگاه صنعتی امیرکبیر، هولدینگ نفت،گاز و پتروشیمی، شرکت پتروگوهر فراساحل کیش، عضو هیئت علمی دانشکده مهندسی نفت دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران

3 دکتری، مهندسی نفت حفاری، گوبکینگ روسیه، هولدینگ نفت، گاز و پتروشیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران مرکز، تهران، ایران

چکیده

در این تحقیق برای یافتن مکان بهینه چاه تولیدی در 2 مخزن استاندارد SPE10 و یکی از مخازن جنوب غربی ایران از روش پیش روی سریع (FMM) به عنوان یک پروکسی برای محاسبه فشار ته چاهی بجای شبیه سازی عددی استفاده گردید. هم چنین برای انجام بهینه سازی از الگوریتم فرا ابتکاری ازدحام ذرات (PSO) بهره گرفته شده است که ترکیب دو روش PSO-FMM نام دارد. روش پیش بینی سریع دارای توانمندی بسیار بالا می باشد بطوری که تا 20% تابع هدف که ارزش خالص فعلی است را نسبت به حالت حفر چاه به روش معمولی افزایش می دهد. همچنین این روش دارای سرعت قابل ملاحظه ای می باشد به گونه ای که در زمانی حدود 10% شبیه سازی مستقیم (PSO) توانسته به جوابی بهینه دست پیدا کند. در این پژوهش همچنین این مساله اثبات گردید که روش پیش روی سریع FMM هم خوانی بسیار خوبی با روش های بر مبنای شبیه سازی عددی برای مسائل بهینه سازی مکان چند چاه ( مدل استاندارد SPE 10) و یک چاه ) مدل یک سکتور از مخزن جنوب غربی ایران) دارد.

کلیدواژه‌ها


[1] OPEC, “Annual Report,” 2019.
[2] “Daily demand for crude oil worldwide from 2006 to 2019,” Statista Research Department, 2019. [Online]. Available: https://www.statista.com/statistics/271823/dailyglobal-crude-oil-demand-since-2006/.
 [3] F. Birol, “Oil 2019, Analysis and forecasts to 2024,” IEA, 2019. [Online]. Available: https://www.iea.org/oil2019/.
[4] “U.S. Energy Information Administration,” U.S. Energy Information Administration, 2019. [Online]. Available: https://www.eia.gov/beta/international/data/browser/.
[5] S. I. Aanonsen, A. L. Eide, L. Holden, and J. O. Aasen, “Optimizing Reservoir Performance Under Uncertainty with Application to Well Location,” in SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 1995, pp. 67–76.
[6] B. L. Beckner and X. Song, “Field Development Planning Using Simulated Annealing - Optimal Economic Well Scheduling and Placement,” in SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 1995, pp. 209–221.
[7] O. Uysal and S. Bulkan, “Comparison of Genetic Algorithm and Particle Swarm Optimization for Bicriteria Permutation Flowshop Scheduling Problem,” Int. J. Comput. Intell. Res., vol. 4, p. 159+, Jan. 2008.
[8] A. C. Bittencourt and R. N. Horne, “Reservoir Development and Design Optimization,” in SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 1997. [9] B. Güyagüler, “Optimization of Well Placement and Assessment of Uncertainty,” Stanford University, 2002.
[10] V. Johnson and L. Rogers, “Using artificial neural networks and the genetic algorithm to optimize well field design: phase I final report,” California, 1998.
[11] S. I. Aanonsen, A. L. Eide, L. Holden, and J. O. Aasen, “Optimizing Reservoir Performance Under Uncertainty with Application to Well Location,” in SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 1995, pp. 67–76.
[12] L. L. Rogers and F. U. Dowla, “Optimization of groundwater remediation using artificial neural networks with parallel solute transport modeling has been successfully applied to a variety of optimization,” Water Resour., vol. 30, no. 2, pp. 457– 481, 1994.
[13] M. Sharifi, M. Kelkar, A. Bahar, and T. Slettebo, “Dynamic Ranking of Multiple Realizations By Use of the Fast-Marching Method,” SPE J., vol. 19, no. 06, pp. 1069–1082, 2014.
[14] I. Goodfellow, Y. Bengio, and A. Courville, Deep Learning. The MIT Press, 2016.
[15] H. Nasrabadi, A. Morales, and D. Zhu, “A survey with special focus on application for gas / gascondensate reservoirs,” J. Nat. Gas Sci. Eng., vol. 5, pp. 6–16, 2012.
[16] R. Balamurugan, A. M. Natarajan, and K. Premalatha, “Stellar-mass black hole optimization for biclustering microarray gene expression data,” Appl. Artif. Intell., vol. 29, no. 4, pp. 353–381, 2015.
[17] L. Bianchi, Æ. M. Dorigo, Æ. L. Maria, and W. J. Gutjahr, “A survey on metaheuristics for stochastic combinatorial optimization,” Nat Comput, vol. 8, pp. 239–287, 2009.
[18] D. E. Goldberg, Genetic Algorithms in Search, Optimization and Machine Learning. Boston: Addison-Wesley Longman Publishing Co., Inc, 1989.
[19] J. E. Onwunalu and L. J. Durlofsky, “Development and Application of a New Well Pattern Optimization Algorithm for Optimizing Large Scale Field Development,” in SPE Annual Technical Conference and Exhibition, 2009.
[20] S. Ding, H. Jiang, J. Li, and G. Tang, “Optimization of well placement by combination of a modified particle swarm optimization algorithm and quality map method,” Comput. Geosci., vol. 18, no. 5, pp. 747–762, 2014.
[21] E. Mohagheghian, L. A. James, and R. D. Haynes, “Optimization of hydrocarbon water alternating gas in the Norne fi eld : Application of evolutionary algorithms,” Fuel, vol. 223, no. January, pp. 86–98, 2018.
[22] T. D. Humphries, R. D. Haynes, and L. A. James, “Simultaneous and sequential approaches to joint optimization of well placement and control,” Comput. Geosci., vol. 18, no. 3–4, pp. 433–448, 2013.
[23] J. E. Onwunalu and L. J. Durlofsky, “Application of a particle swarm optimization algorithm for determining optimum well location and type,” Comput. Geosci., vol. 14, no. 1, pp. 183–198, 2009.
 [24] O. Uysal and S. Bulkan, “Comparison of Genetic Algorithm and Particle Swarm Optimization for Bicriteria Permutation Flowshop Scheduling Problem,” Int. J. Comput. Intell. Res., vol. 4, p. 159+, Jan. 2008.
[25] S. Karimi and S. R. Shadizadeh, “A new equation for the determination of a well drainage area in naturally fractured reservoirs,” Pet. Sci. Technol., vol. 30, no. 18, pp. 1953–1964, 2012.