改进minlp算法及在油田生产调度中的应用

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1、万方数据公筮呈／J7℃々UDC密级学位论文改进MINLP算法及在油田生产调度中的应用作者姓名：邓浩指导教师：高振副教授东北大学信息科学与工程学院物流优化与控制研究所苏丽杰讲师东北大学信息科学与工程学院物流优化与控制研究所申请学位级别：硕士学科类别：工学学科专业名称：系统工程论文提交日期：2014年6月论文答辩日期：2014年6月学位授予日期：2014年7月答辩委员会主席：钱晓龙评阅人：宫华、王显鹏东北大学2014年6月万方数据AThesisinSystemsEngineeringProductionSchedulingforOilfieldDevelopmentByDengHaoSupervi

2、sor：AssociateProfessorGaoZhenLecturerSuLijieNortheasternUniversityJune2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢=亡已思0学位论文作者签名：研夕差日期：加，中备多闷2，伊J53学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文的规定：即学校有权保留并向国家有关

3、部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口学位论文作者签名：研：渗导师签名：签字目期：沙／崎6J匀御兰签字日期：两年寸抓矽／妒牟石闷w兰万方数据东北大学硕士学位论文摘要改进MINLP算法及在油田生产调度中的应用摘要石油已经成为全球经济发展不可或缺的重要能源和工业原料。在全球石油储量下降的趋势下，油藏开发科学化管理显得尤为重要。油田生产过程调度问题的数学模型多数为混合整数非线性规戈tJ(MixedIntegerNonlinearProgram

4、ming，MINLP)模型，包括了大量的离散变量、连续变量和非线性函数。复杂的数学模型和问题规模使MINLP最优算法一直是国内外学者研究的热点和难点。本文的主要工作是基于广义Benders分解(GeneralizedBendersDecomposition，GBDl和外部近似算法(OuterApproximation，OA)，提出混合改进MINLP算法，并通过数值实验验证了算法的可行性和有效性；针对油田生产调度问题进行数学建模，将改进算法应用到问题求解；最后开发了嵌入优化模型和算法的油田生产调度决策支持系统。1针对OA、GBD及其改进算法进行Benchmark问题的数值实验，总结两种算法的求解

5、性能，结合算法理论分析部分MINLP实例求解失败原因，从而提出了改进算法，并将其应用于求解复杂的MINLP，有一定的效果。2基于OA和GBD算法，提出了改进OA和GBD混合割算法，融合了OAg,J,nGBD割；引入半代理割，提出了半代理算法。通过数值实验验证了算法的可行性和有效性。3针对国内某大型油田的生产开发过程提出油田生产调度优化问题，建立了MINLP数学模型，应用改进算法对其进行求解，对比结果显示改进算法可以明显提高实际油田生产调度优化问题的求解效率，在运算时间和迭代次数上都有明显的优势。4以该油田生产管理为背景，开发了油田生产调度优化决策支持系统，嵌入了所建立的模型和算法，方便数据管理

6、的同时，为决策者提供了油田生产优化调度解决方案的支持。数值实验得出的结论对MINLP最优算法的研究有理论价值，改进的MINLP算法明显提高了求解油田生产调度优化问题的求解效率，这对求解实际规模的MINLP问题具有一定的应用价值。油田生产调度优化决策支持系统集数据信息和模型算法于一体，为油田管理者提供了科学的快速的生产管理方案。关键字：MINLP；GBD；油田开发；调度；系统开发万方数据东北大学硕士学位论文摘要一IV—万方数据东北大学硕士学位论文AbstractImprovedM1NLPMgorithmsandApplicationinedulingforOilfieldDevelopmentA

7、bstractOilhasbecomeindispensableimportantenergyandindustrialrawmaterialsintheworldeconomicdevelopment．Underthedeclinetrendofglobaloilreserves，scientificmanagementofreservoirdevelopmentisparticularlyim