بهینه‌سازی مکان چاه‌های تولید و تزریق با استفاده از الگوریتم ژنتیک موازی در یک مورد مطالعاتی

نوع مقاله : علمی-پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه علم و صنعت ایران

2 Iran university of science and technology, Narmak, Tehran

3 دانشکده مهندسی شیمی دانشگاه علم و صنعت ایران

چکیده

به دلیل پیچیدگی‌های موجود در مدل‌های شبیه‌سازی مخازن نفتی، نیاز به یافتن یک روش بهینه‌سازی که بتواند در کنار کاهش هزینه‌های محاسباتی از دقت و سرعت خوبی برخوردار باشد، احساس می‌شود. در این راستا، در این پژوهش، از الگویتم ژنتیک موازی جهت سرعت بخشیدن به بهینه‌ساز به منظور جلوگیری از افزایش بار محاسباتی مسئله مکانیابی و طولانی شدن زمان اجرا، استفاده گردیده است. این الگوریتم به جای یک جمعیت از کروموزوم (یعنی همان متغییر‌های بهینه‌سازی) با چند جمعیت کار می‌کند، که با همدیگر تبادل کروموزوم می‌کنند. مدل ریاضی ارائه شده در مسئله تک هدفه می‌باشد، که حداکثر کردن مقدار ارزش فعلی پروژه در انتخاب مکان چاه‌ها می‌باشد. قیمت نفت و هزینه جداسازی آب و گاز در این تابع اقتصادی در نظر گرفته شده است. در ارزیابی تابع هدف، هسته‌های یک رایانه، یا چند رایانه شبکه شده، هرکدام به صورت موازی، محاسبه برازندگی کروموزم‌های جمعیت‌های موازی را عهده دار هستند. پس از محاسبه تابع هدف یا برازندگی کروموزوم‌های همه جمعیت‌ها (که در هر جمعیت عملگر‌های رایج ژنتیک فعالیت می‌کند)، مهاجرت بین جمعیت‌ها صورت می گیرد. برای صحت سنجی پیاده سازی این روش یک مورد مطالعاتی مورد استفاده قرار گرفته است. در مدل پیشنهادی مکان چاه‌های عمودی، در یک مخزن نفتی، صحت‌سنجی شده است. در نتیجه بهینه‌سازی، چاه‌ها به حالت پنج نقطه، چهار چاه تزریقی در گوشه‌ها، و یک چاه تولیدی در مرکز مدل، مکان‌یابی می‌گردند و علاوه‌بر کاهش زمان بهینه‌سازی، تعداد اجراهای شبیه‌ساز در حالت پردازش موازی به میزان قابل توجهی کاهش می‌یابد. در این پژوهش عملکرد الگوریتم‌های ژنتیک و ژنتیک موازی برای بهینه‌سازی مکانیابی بر روی مدل مخزنی یکسان نشان داده می‌شود. زمان اجرای بهینه‌سازی بین ژنتیک و ژنتیک موازی به ترتیب 7100 ثانیه و 1800 ثانیه است. همان‌طور که مشخص است استفاده از PGA باعث افزایش چهار برابری زمان اجرا در مخزن نفتی مورد مطالعه گردیده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات