基于两步代理处理的井位控制优化

确定最优井位设置通常需要大量流动模拟。这些模拟往往计算代价高昂，给优化带来挑战。在本文中，我们提出一种新的两步代理处理（ST）方法，以降低井位控制优化相关的计算开销。该方法适用于通过注水进行石油开采，并在单一控制期内优化井速率。两步 ST 包含两次独立的优化，均可高效执行。在第一步优化中，确定最优井速率比（即与每口井相关的注入或产出总量占比），使得全油田速度变异性度量最小化，从而实现更均匀的扫油。第二步中，确定总体注入与产出速率。第一步的流动物理被高度简化，而第二步模拟实际物理系统。两种情形下均可确定近全局最优结果，因为第一步优化被表述为 QP 问题，而第二步仅含单一优化变量。在完全并行化下，ST 的总耗时相当于 1-2 次全阶模拟的运行时间。给出了多种井网配置、2D 与 3D 河道模型的结果，并与形式化优化程序（MADS 与伴随梯度法）进行比较。考虑了三种不同流体流度比（M = 1、3 和 5）。优化结果表明，两步 ST 给出的结果与 MADS 及伴随梯度法合理一致，加速达 5 倍或以上。我们还表明 ST 适用于油田开发优化的内循环，因其需评估众多不同井网配置而将特别有用。