مدلسازی عددی نحوه برداشت از مخازن نفتی به کمک شبکه ی عصبی مصنوعی و الگوریتم ژنتیک به منظور بهینه سازی پارامترهای موثر

در عملیات ازدیاد برداشت، محل چاه ها, عمق چاه ها, نرخ تزریق و نرخ برداشت, زمان برداشت و تعداد چاههای تزریق و برداشت, به عنوان مهمترین پارامترهای تصمیم گیری طوری انتخاب می شوند که در نهایت بیشینه مقدار نفت ممکن با کمترین هزینه در زمان مشخصی استحصال گردد. این امر موجب کاهش هدر رفت آب تزریق شده به مخزن و افزایش برداشت از آن می شود. شبیه سازی مناسب مخازن نفتی مهم ترین موضوع در زمینه ی یافتن نقطه ی بهینه برداشت می باشد. در پروسه ی بهینه سازی به کمک شبیه سازی عددی, به دلیل فراخوانی مکرر این شبیه ساز که با دستگاه معادلات مشتقات پاره ای غیرخطی کوپل است, یافتن پارامترهای بهینه سازی به کمک آن بسیار وقت گیر و مستلزم صرف هزینه است. لذا برای شبیه سازی مخازن نفتی و تهیه ی تابع هدف مورد نیاز برای بهینه سازی از روش شبکه های عصبی مصنوعی استفاده شده است. شبکه های عصبی با الهام از سیستم عصبی بدن انسان ایجاد شده که پس از آموزش مناسب آن به کمک داده های شبیه ساز عددی، می توان از آن برای تقریب تابع هدف (تابعی که باید نقطه ی بهینه را از آن تابع بدست آورد) استفاده کرد. روش بهینه سازی به کار گرفته شده نیز با الهام گرفتن از طبیعت، روش بهینه سازی الگوریتم ژنتیک است که یک روش تصادفی بوده و قابلیت فراوان برای یافتن نقطه ی بهینه اصلی و فرار از تله های محلی(نقاط بهینه ی محلی) را دارا می باشد. بنابراین، این یک روش سریع و مطمئن و با قابلیت های فراوان جهت یافتن نقطه ی بهینه می باشد. در این مطالعه اثر پارامترهای مختلف مخزن در امر بهینه سازی برداشت از مخازن نفتی مورد بررسی قرار گرفته است. پارامترهای موثر در بهینه سازی مانند تعداد چاهها و محل چاههای تزریق و برداشت و نیز دبی تزریق مورد توجه قرار گرفته است. همچنین پارمترهای موثر بر الگوریتم ژنتیک نظیر تعداد جمعیت اولیه، نرخ جهش و نرخ پیوند نیز بررسی گردیده است. این روش نشان می دهد که قابلیت یافتن نقطه ی بهینه ی اصلی را با سرعت زیاد دارا می باشد. این روش می تواند در برنامه های کاربردی وشبیه سازی میدانهای نفتی به دلیل انعطاف پذیری فراوان آن نسبت به تغییر شرایط مخزن مورد استفاده قرار بگیرد و بهینه سازی مخزن در زمان واقعی , موثر واقع شود. مطالعات نشان داد که استفاده از دبی تزریق زیاد در زمان اولیه و افزایش نه چندان زیاد آن در ادامه فرآیند تزریق می تواند بر افزایش عملکرد برداشت از چاه ها کمک شایانی نماید. همچنین نتایج نشان داد که افزایش تعداد چاه های برداشت بر روند برداشت از مخزن تاثیر مثبتی نمی گذارد و گاهی نیز باعث کاهش برداشت از مخزن می شود .البته در مورد افزایش چاه های تزریق باید اشاره کرد که با افزایش تعداد آن ها هر چند تا حدی افزایش در برداشت از مخزن مشاهده می شود, با این وجود با افزایش هر چه بیشتر آن ها ممکن است برداشت از مخزن کاهش یابد. در مورد دبی تزریق و برداشت نیز به این نکته می توان اشاره کرد که در ابتدا باید زیاد بوده تا برداشت از مخزن در بیشترین مقدار خود باشد و در ادامه نیز افزایش چندانی نیافته تا ضریب بازیابی بیشینه گردد.