三级注采液量优化及智能水驱流场保障方法

油田长期注水开发易造成地下流场固化,导致注采井间优势通道定向水窜,井组间、井组内水驱程度与水驱速度匹配性失衡,注入水利用率越来越低,开发效果变差。文章基于均衡水驱理念,从注采井间渗流阻力和驱替倍数差异角度,建立了区块级“宏观液量优化”、井组级“微观液量优化”和井间级“介观液量优化”3级注采均衡水驱液量优化方法;从纵向和平面三维角度建立了智能水驱流场保障方法。现场应用结果表明,该方法较常规液量优化方法,从理论上实现了流场与剩余油富集的最优匹配,效果显著、科学实用、现场应用操作性强,较大幅度地提高了油田水驱采收率,提出了油田高含水阶段采液量优化设计方案,丰富了高含水期间提高采收率的理论方法与技术。

基于M-NSGA-Ⅱ的转炉炼钢补加供料量优化

在转炉炼钢过程中,供料量的多少会极大影响钢水的终点碳含量和终点温度,因此,优化转炉炼钢的补加供料量可以提高钢铁的产出质量。首先,依据二次吹炼终点碳温与补加供料量的回归模型构建了补加供料量优化模型;其次,由于转炉炼钢要求优化算法的计算时间短,设计了移动非支配排序遗传算法Ⅱ(movingnon-dominatedsortinggenetic algorithm Ⅱ, M-NSGA-Ⅱ);最后,采用目标函数平均缩小值与平均标准差作为评价指标,对模型结果进行对比实验。结果表明,所设计的M-NSGA-Ⅱ可以在较短的计算时间内获得更优的非支配解集,并且基于该算法的补加供料量优化模型可以有效调整终点碳温。

欠平衡泡沫钻井气液排量优化设计

与常规钻井液不同,泡沫流体具有可压缩性,而且需施加一定回压将泡沫特征值控制在一定范围内,以保持泡沫稳定性。常规钻井液的水力参数优化模型不能直接应用于泡沫钻井的排量优化设计,因此,从泡沫钻井压力分析入手,基于最大钻头水功率工作方式,考虑了泡沫的压缩性和泡沫特征值,建立了泡沫钻井的排量优化计算模型。最后应用建立的排量优化模型,进行了一口井的气液排量设计计算。由于模型中的压力计算避免了复杂的数值求解,因此计算速度快,适合现场应用。

基于线圈电流特征量优化的断路器状态评估

针对高压断路器操作机构状态评估过程中线圈电流特征量维数过高的问题,提出了一种基于皮尔森相关系数的特征量优化方法。利用提取的线圈电流特征量构造皮尔森相关系数矩阵,通过分析线圈电流8个特征量间的相关性,并进行特征量优化,得到具有较高分类能力的3个特征量。将优化后的特征量输入神经网络进行高压断路器操作机构的状态评估。实例分析表明特征量优化方法有效降低了特征量的维数,简化了分类器结构,以较少特征量达到了较理想的高压断路器操作机构状态评估效果。

海上高含水油田群液量优化模型的建立及应用

海上油田群联合开发涉及因素众多,高含水阶段往往因受到生产设施能力的约束而难以发挥最大产能,因此基于现有设施能力在有限时间内获得最大产油量和最少产水量是这类油田群急需解决的问题。针对这一难题,通过综合考虑海上油田群生产各环节,基于广适水驱特征曲线建立了油田群单井液量优化模型,通过惩罚函数法求解得到单井最优日产液量,实现了油田群级别的单井液量优化。应用实例计算表明,液量优化后油田群的年产油量得到显著增加,含水率明显下降,降水增油效果显著,同时实现了油田群各生产因素对原油产量影响的定量表征。该方法基于平台-井筒-油藏一体化统筹考虑,所需数据简单易取,计算结果可靠,现场实施方便,具有投入低、收益高的优点,在海上油田具有广泛的应用前景。

致密油层体积压裂排量优化方法

在离散化缝网模型(DFN)基础上,结合油井及地层的相关参数,利用缝网模拟软件模拟了裂缝在地层主平面上的拟三维离散化扩展和支撑剂在缝网中的分布,数值求解了不同压裂排量改造后的缝网半长、带宽、次生裂缝条数和储层改造体积(SRV)等缝网几何形态参数,给出了简单高效的排量优化方法。以鄂尔多斯一口油井为例,模拟结果表明:压裂排量不是越大越利于复杂缝网形成,模拟的离散缝网几何形态参数会随压裂排量的增大先快速增大后趋于平缓,以SRV为评价改造效果的主要参数,综合其他参数变化特征,可以优选出致密油层体积压裂的施工排量。

高含水老油田注采连通判别及注水量优化方法

探讨注采连通关系及注水量合理利用的问题。鉴于当前描述注采连通关系、优化注水量的电容电阻模型未考虑生产井间干扰和注采井合理影响范围,通过引入生产井间干扰因子和注采井影响系数矩阵对其进行改进。改进后的注采连通新模型判别注采动态连通性,并通过构建注水效率与连通系数的关系式,提出一种注水量优化调整新方法。从连通系数和注水效率2方面对新方法的可靠性进行验证,并在冀东油田高5断块进行应用。研究结果表明:与现有方法相比,新方法计算结果与生产实际数据更接近,历史拟合时间短,快捷省时,只需要现场的地面生产数据,基本数据较易获取。

控压钻井井控过程中排量优化设计

控压钻井井控是处理气侵溢流问题的有效新方法,包括前期控制和循环排气两个阶段。基于快速施加井口回压控制方法,根据气液固多相流理论,建立控压钻井井控数学模型,并采用有限差分法迭代求解。在此基础上,分析排量对最大井口回压、最大套管鞋处压力和最大立管压力的影响,并提出基于井控安全目标函数的排量优化设计方法。模拟结果表明:在循环排气阶段,立管压力维持不变且为最大值,井口回压达到最大值与气体前沿运移到井口之间存在明显的时间滞后性,气体运移到套管鞋处时套管鞋处压力最大;验证了以出入口流量一致表征井底气侵停止的合理性。模型计算得到的压力值与实验测量值吻合较好。

一株高产EPS乳酸杆菌的筛选及合成量优化

实验从8种复合菌株中筛选出一株保加利亚乳杆菌,作为优化EPS合成的优良菌株,对EPS合成培养基中的碳源和氮源、培养条件进行了系统的研究。

基于最小残量优化算法的二次雷达信号分选

针对应答脉冲信号的混叠现象导致二次雷达询问机解码错误的问题,提出了一种基于最小残量优化算法的二次雷达信号分选方法。首先,建立多通道条件下的混扰模型和最小残量优化模型;然后,采用最小描述长度算法估计出应答机的个数,利用快速独立成分分析(Fast ICA)算法估计出二次雷达信号矩阵初值;最后,借鉴交替投影思想对混合矩阵进行寻优处理,从而完成二次雷达信号的分选。仿真结果表明,该算法能够准确地分离出多个应答信号,并且性能明显优于Fast ICA算法。

O_3-BAC工艺预臭氧投加量优化的中试研究

通过设计规模为5～15 m3.h-1的中试装置对O3-BAC工艺给水处理时预臭氧投加量进行了优化研究。结果表明,预臭氧投加量为0.5 mg.L-1时,沉淀池出水浊度为0.68 NTU,助凝效果最强,对比零投加量时,浊度去除绝对值为0.34 NTU;藻类灭活率为77.77%,细菌的灭菌率为84.1%,总大肠杆菌群的灭菌率为98.9%,灭藻灭菌综合效果最好。同时预臭氧对UV254、CODMn具有一定的去除效果,去除率随臭氧投加量增加而略有上升趋势。综合分析,针对Ⅱ～Ⅲ类水源,建议O3-BAC工艺给水处理预臭氧量最佳投加量为0.5 mg.L-1。

基于ABS树脂废水水质变化的药剂投加量优化研究

以某ABS合成树脂厂生产废水为对象,分析水质波动大的原因,对药剂投加量进行优化研究。结果表明:废水中排入的胶乳含量大小是造成水质波动的主要原因,浊度范围不同,药剂最优投加量不同。通过在不同水质条件下投加不同剂量混凝药剂,混凝气浮工艺出水水质稳定,浊度始终保持在60 NTU以下,COD维持在900~1 000mg/L,药剂成本与现有相比可降低43.53%。

水稻高产、高效、高氨基酸含量及营养价的施氮量优化

施氮量与稻米的氨基酸含量和产量呈显著和极显著正相关,与氨基酸的整齐性指数无相关性。应用两两比较分层递进矩阵法对5种施氮量的产量、经济效益、氨基酸含量和营养价进行综合评价,亩施12.5kg氮素方案最优。讨论了为提高稻米蛋氨酸含量和氨基酸营养价拟采用硫肥和氮肥合理配施措施。

一种用于时空体元编解码存储的低计算量优化方法

针对时空网格体对象的编解码占用存储空间大的问题,提出了一种用于时空体元编解码存储的低计算量优化方法。首先以十六叉树索引结构为基础,构建了时空网格体元编解码的数学模型,实现体元对象标识和时空位置索引,并借助3DGIS的自动编解码方法,实现了时空网格体元对象编解码存储表示的换算;其次,采用伽罗华有限域理论,构建了网格体元的二进制编码矩阵和存储的低计算量优化算法,实现了体元对象编解码存储过程中的优化计算;最后,以某矿山的矿床空间块体数据为例,对网格体元编解码模型、存储表示换算以及低计算量优化算法进了实际应用,并与八叉树索引结构的Morton码进行比较和分析,结果表明:该方法可有效降低30%的编解码存储计算量,提高了存储网格体元对象的时空效率。

中俄东线大口径输气管道的投产气体运移规律及注氮量优化

中俄东线天然气管道是外径1 422 mm超大口径天然气管道在国内的首次应用,投产采用氮气作隔离、后续天然气置换的方式。为了进一步明确中俄东线天然气管道在投产过程中各气体的运移规律以及确定合理的注氮量,采用计算数值模拟的方法,建立了基于外径1 422 mm管道的组分输运模型,进行了基于投产实测数据的模型可靠性验证,分析了不同管径、不同初始氮气封存管容比、不同置换速度条件下的气体运移规律,得到了理论最优注氮管容比值。研究结果表明:①天然气置换时,重力因素不可忽略,与小口径管道天然气沿着管道中心线"锥进"不同,中俄东线天然气沿着管段的顶部突进;②天然气置换速度是影响气体运移规律的主要因素,置换速度越快,纯氮气管容比值越大,最终将趋于一个极大值,投产时应适当提高天然气置换速度;③在氮气封存压力为0.02 MPa的条件下,5 m/s、7 m/s、9m/s、15 m/s、30 m/s的天然气置换速度对应的理论最优注氮管容比值分别为7.60%、5.00%、4.50%、4.00%、4.00%。结论认为,该研究成果可为大口径天然气管道的安全、经济投产提供借鉴。

航发叶片有限元建模与罩量优化设计系统开发

以ANSYS为计算分析平台,开发了叶片有限元建模与罩量优化设计系统。该系统将叶片的罩量设计理论、有限元数值计算方法以及现代优化设计技术结合起来,形成了叶片有限元建模与罩量优化设计平台,为叶片的快速有限元建模和罩量优化设计提供了一个强有力的高效设计工具。

基于经济学的原油管道输量优化

以火用经济学的有关理论和方法为基础,利用热火用和压火用不同的价格,将管输原油过程的火用流值折合成费用,计算火用耗费用和剩余火用费用,火用耗费用与投资费用之和与剩余火用费用的比值定义为火用耗指标。以此为基础分别计算并分析火用耗指标随输量的变化规律,从而确定最优输量。以大庆油田某输油管道为研究对象的实验表明:压火用耗值随着输量的增大先减小后逐渐增大;热火用耗值随着输量的增大逐渐减小;总火用耗费用随着输量的增大先减小,在输量为50m3/h时减小至最小值,之后又逐渐增大。通过计算可知,火用耗指标先减小而后有缓慢增大,在输量为60 m3/h时为最小值,即最优输量为60 m3/h。

基于水露点分析的气田集气站注醇量优化——以子洲气田集气站为例

天然气通过集气站输送过程中,温度、压力等环境条件不断变化,易出现水合物,造成管线堵塞,影响天然气正常的输送,解决问题的做法是通过集气站时注醇。结合子洲气田集气站采用"小站常温分离、湿气气相输送、处理厂集中脱烃脱水"的工艺模式,为了确定合理注醇量、优化注醇制度,首先,根据各级分离器进、出口处天然气水露点测量值和所在部位环境温度对比判断是否需要注醇。对于需注甲醇时,将测量的各级分离器和管输接收端天然气水露点与对应的环境(管道)温度之间的最大差值作为需要优化的最大温差值。接着,利用行业标准露点修正图版建立了露点修正模型。最后,基于需优化的最大温差值,利用注醇量和温度修正值的关系对比确定子洲气田集气站最佳甲醇注入量。所得甲醇注入量既可有效抑制水合物形成又可节约成本。最终形成适合子洲气田集气站不同季节甲醇注入推荐表,可用于指导集气站生产。

不平衡电网条件下的电网前馈量优化方法

分析了对风电变流器控制时的电网平衡与不平衡两种情况下的电网前馈策略。指出了在电网不平衡情况下,电网电压采样电路的延迟会导致电网扰动量引入到系统前馈项中,使得采样值无法与不平衡电网完全吻合,因而不能实现对电流的有效控制并且影响转换器的实际控制效果,必须采用对负序分量延迟的相位补偿方法来解决。通过优化电网不平衡条件下的电网前馈量可以解决此问题。利用Matlab对该方法进行了仿真研究,仿真结果表明该方法能有效优化电网前馈量,从而使变流器的电流能得到有效控制,提高了系统的控制性能。

深水表层导管喷射钻进过程中钻井液排量优化研究

通过喷射法下表层导管模拟试验,综合分析了深水表层导管喷射钻进过程中钻井液排量对钻进速度、表层导管承载力及钻井液携砂能力的影响规律,并在此基础上提出了钻井液排量优化方法。本文研究成果已在我国南海荔湾、流花,西非,以及赤道几内亚等深水钻井实践中取得了成功应用,经济效益显著。