引入相干控制 Koopman 建模以应用于油藏规模多孔介质流动研究
系统与控制
2025-11-04 v2 系统与控制
摘要
准确且稳健的代理模型对于实现大规模地下系统(如地质 CO2 存储与水驱注)的实时控制与优化至关重要。本研究探讨了经典受控动态模式分解(DMDc)的局限性,并引入 CCKM 作为一种稳健的替代方案,在应对挑战性预测情景下,实现对压力与水饱和度储层动力学的控制。我们提出了一种受控相干递增(Δ)CCKM 表述,其中场更新由执行器变化驱动,而非如原有的水平表述中由执行器水平决定。我们将其与 DMDc 以及一种混合 B 仅代理模型进行比较——后者复用了 DMDcs 的底部 B(相同步长的馈送路径),结果显示只有 CCKM 在控制策略发生突变的情况下仍能保持稳定与准确。在两种典型案例中进行考虑:(i)一种超出分布的停注与重启案例,(ii)一种基于底hole 压力(BHP)抽采的分布内案例。结果表明,只有 CCKM 在两类情景下始终保持稳定与准确,实现亚均值绝对误差与亚百分比 Frobenius 范数相对变更误差(FPCE),即使在控制瞬态过程中,DMDc 也会产生大量不可物理的误差。我们的发现表明,严格的控制一致性对于可靠的代理建模至关重要,尤其是在控制策略发生突变的场景下。该方法框架具有广泛适用性,可无缝集成到现有的优化与监控工作流程中,实现面对预期与非预期执行 regimes 的快速可信决策支持。
关键词
引用
@article{arxiv.2510.17857,
title = {Introducing Coherent-Control Koopman Modeling to Reservoir Scale Porous Media Flow Studies},
author = {Dimitrios Voulanas and Eduardo Gildin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.17857},
year = {2025}
}