基于代理模型的文23储气库注采方案智能优化研究
来源: | 作者:Colchis | 发布时间: 2025-05-14 | 72 次浏览 | 分享到:

西南石油大学:杨火海,付玉,李仁则 等


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储气库运营的挑战


随着全球能源结构向低碳转型,天然气作为清洁能源的重要性日益凸显。地下储气库(UNGS)在调峰保供中扮演着关键角色,但其运营面临诸多挑战:


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文23储层参数模型(渗透率)


  • 注采效率低:传统数值模拟方法依赖经验,计算复杂,难以实时调整方案。
  • 压力分布不均:区块间压差过大可能引发地质风险,影响储气库长期稳定性。
  • 人工干预多依赖专家经验,难以实现动态优化。


如何突破这些瓶颈?tNavigator的智能代理模型技术给出了答案!


tNavigator的解决方案:代理模型 + 多目标优化


西南石油大学联合国家管网储能公司的最新研究表明,基于tNavigator平台的代理模型技术,可显著提升储气库注采方案的优化效率与精度。该研究采用以下创新方法:


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1. XG-Boost代理模型:高效预测地层压力

通过对比9种机器学习模型(如神经网络、随机森林等),XG-Boost以95%的预测精度胜出,替代传统数值模拟,大幅缩短计算时间。

代理模型简化了复杂的地层压力计算,同时保持高精度(MAE<0.2),为实时优化奠定基础。


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各井产气初期地层压力的数值模拟模型预测结果与XG - Boost模型预测结果的对比
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各井注气结束时地层压力的数值模拟模型预测结果与XG - Boost模型预测结果的对比

2. NSGA-III算法:多目标全局优化

以最大化注采气量、最小化区块压差为目标,采用非支配排序遗传算法(NSGA-III)进行全局优化。

相比传统方法,优化后的方案使区块平均压差降低2%(33.3 MPa),最大压差减少64%,同时生产期末井区压力提升6%。

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3. 动态调整,智能决策

结合历史数据与实时监测,tNavigator可动态调整注采方案,确保储气库在安全、高效状态下运行。

案例显示,优化后储气库的气体扩散范围更广,低渗透区域利用率显著提升,冬季调峰能力增强。


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优化前后压力对比

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优化前后渗透率分布对比

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文23储气库实际应用效果

优化前:

  • 实际工作气量仅为设计值的59.4%,注采天数超出设计23%,效率低下。

优化后:
  • 注采气量显著增加,区块压力分布更均匀。
  • 低渗透区产能提升,应急调峰能力增强。
  • 设备运行更稳定,长期安全性提高。


tNavigator的智能优化技术,真正实现了储气库的“多注多采、均衡压力、安全运行”!



为什么选择tNavigator?


高效计算:代理模型替代复杂模拟,计算速度提升数倍。

精准预测:机器学习+物理机制融合,确保结果可靠。

动态优化:实时调整注采方案,适应市场波动。

安全稳定:降低区块压差,减少地质风险。





在能源转型与数字化浪潮下,tNavigator以人工智能+油藏工程的创新组合,为储气库运营提供智能解决方案。无论是调峰保供,还是长期安全,tNavigator都能助您一臂之力!