一種基於遺傳算法提高縫洞型油藏自動歷史擬合效率的方法
2023-04-28 09:24:01 1
專利名稱：一種基於遺傳算法提高縫洞型油藏自動歷史擬合效率的方法
技術領域：
本發明屬於地球物理學中物探開發領域，具體涉及一種基於遺傳算法的油藏輔助自動歷史擬合方法。
背景技術：
歷史擬合是油藏數值模擬研究中一個十分重要的環節，目的是尋找一組油藏參數使模擬器的輸出與油藏實際產量相匹配，通常是使實際測量值與模擬器計算值之差的平方最小化。使用計算機技術來實現歷史擬合的過程稱為自動歷史擬合。歷史擬合是油藏數值模擬研究中一個十分重要的環節，它是預測油田開發動態的基礎。所謂歷史擬合，就是先用所錄取的地層靜態參數來計算油藏開發過程中主要動態指標變化的歷史，把計算的結果與所觀測到的油藏或油井的主要動態指標例如壓力、產量、氣油比、含水等進行對比，如果發現兩者之間有較大的差異，而使用的數學模型又正確無誤， 則說明模擬時所用的靜態參數不符合油藏的實際情況。這時，就必須根據底層靜態參數與壓力、產量、氣油比、含水等動態參數的相關關係，對所使用的油層靜態參數作相應的修改， 然後用修改後的油層參數再次進行計算並進行對比。如果仍有差異，則再次進行修改。這樣進行下去，直到計算結果與實測動態參數相當接近，達到允許的誤差範圍為止。用電腦程式來實現這個過程就稱為「自動歷史擬合」。歷史擬合問題是通過調整敏感參數(如孔隙度、滲透率等)，使得數值模擬計算的量如壓力、油氣比、含水等都接近實際測量值。實質上是一個最優化問題。需要擬合的模型可以寫為U = U(t，a)其中U為目標擬合量，如壓力、油氣比、含水等；a為m個被估參數，a = ( , ，…， am)T，如滲透率、孔隙度等；t是時間。問題是求目標函數
N「 "|2/⑷Ul-Uit^ai) 』i = l2,...,N
mL cr, _的極小值。其中,Ui是在、時刻油田實際測量的壓力、含水、油氣比等目標擬合量。 Oi是在、時刻的測量標準差。即尋找參數aM吏計算值U = Uai^i*)與實際測量值^的誤差平方和達到極小值。這個目標函數f (a)的值就稱為「擬合評價值」。遺傳算法借鑑了自然選擇的生物進化論思想，是一種模擬生物進化過程的隨機算法。在一定地域中，一個物種的全體成員構成一個種群。對遺傳算法而言，種群是要解決問題的一組潛在解。種群的開始，一般使用隨機的方法產生。算法中「種群」中成員數目的多少稱為「種群規模」，「最大演化代數」指算法中控制種群繁殖的最大代數。成員個體對環境的適應程度叫做適應度。算法依據適應度評價個體的優劣。為了使這個種群能夠按生物進化的規律產生他們的後代，算法中設置了「選擇」、 「交叉」，「變異」的操作。「選擇」一般指從種群中選出一定數量的個體，這些個體參與「交叉」 的操作。「交叉」可以理解為父代產生子代的方式(如，用兩個父代個體的均值作為新的後代)。「變異」可以理解為個體的基因發生了突變。關於Pareto對於多目標優化問題Min y = f(x) = (f「x)，…，fn(x))where χ = (X1, ..., xm) e Xy = (Y1,…，yn) e YPareto支配的定義為變量a e X支配b e X (記做α — δ )若且唯若
權利要求
1.一種基於遺傳算法的油藏自動歷史擬合方法，其特徵在於，所述擬合方法以油藏參數油、氣、水擬合評價值的均值作為適應度，使用單目標遺傳算法進行運算；設置非劣解 Pareto檔案記錄遺傳算法運算全過程產生的油、氣、水擬合評價值的Pareto解；所述歷史擬合方法包括以下步驟(1)設置並收集油藏工程參數步驟設置油藏自動歷史擬合需要的文件地質模型數據的位置，模擬輸出文件的位置；並設置滲透率、孔隙度的取值範圍、擬合最小誤差等參數；(2)擬合參數設置步驟設置擬合過程的演化代數、種群規模、變異係數；(3)初始化種群步驟根據步驟(1)、( 參數，生成遺傳算法的初始種群；(4)根據當前個體生成模擬器輸入文件將步驟C3)生成的種群個體對應生成油藏數值模擬器的輸入文件，並調用模擬器進行模擬操作；(5)生成並收集模擬器輸出文件中的產量數據；(6)使用擬合評價函數對擬合結果進行評價過程；(7)判斷當前個體是否為Pareto解，是則記入Pareto檔案；(8)判斷誤差，如果誤差達到要求轉到(11)，否則轉到(9)；(9)如果當前代中的個體全部評價完成轉到(10)，否則轉到(4)；(10)使用選擇、交叉、變異算子產生新一代種群；(11)結束並輸出結果。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述方法中的步驟(7)的存儲介質採用計算機，用於存儲擬合過程後產生的數據並且計算擬合評價值。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特徵在於，所述擬合評價函數為~ I^K ti+ yfc (^) + ξ)其中，N為生產井數，K為井的實測數據個數，兄fs為第i 口井的第j時刻的實測生產數據，;^afcO)是由模型參數X模擬計算的第i 口井的第j時刻的模擬產量，為了保證除數不為 0，ξ取一個極小的正實數。
全文摘要
本發明提供了一種基於遺傳算法的油藏輔助自動歷史擬合方法，屬於油藏數值模擬領域。本方法以油、氣、水擬合評價值的均值作為適應度，使用單目標遺傳算法進行運算；設置檔案記錄遺傳算法運算全過程產生的油、氣、水擬合評價值的Pareto解。該算法既可得到比多目標遺傳算法更優的結果，同時又為用戶提供了一組解，而不是一個解，從而提高了油藏自動歷史擬合的效率。另外，本發明提出了一種新的油藏歷史擬合評價函數，有效地提高了油藏自動歷史擬合效率。
文檔編號G06N3/12GK102279419SQ20101019912
公開日2011年12月14日 申請日期2010年6月12日 優先權日2010年6月12日
發明者崔書嶽, 康志江, 張允 , 趙豔豔 申請人:中國石油化工股份有限公司, 中國石油化工股份有限公司石油勘探開發研究院