[發(fā)明專利]一種基于改進(jìn)蟻群算法的海上叢式井鉆井順序優(yōu)化方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010174087.X
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號: CN111382543A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 許亮斌;周建良;盛磊祥;暢元江;陳國明;李朝瑋;路鵬;李家儀;馬海艇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國海洋石油集團(tuán)有限公司;中海油研究總院有限責(zé)任公司;中國石油大學(xué)（華東）
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06Q10/04;G06Q50/02;G06N3/00;G06F119/14
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 李曉紅

1.一種基于改進(jìn)蟻群算法的海上叢式井鉆井順序優(yōu)化方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、明確水下井口布局；

S2、基于改進(jìn)蟻群算法，對鉆井順序進(jìn)行優(yōu)化，并通過迭代計算輸出結(jié)果；

S3、基于鉆井順序篩選準(zhǔn)則篩選改進(jìn)蟻群算法計算的結(jié)果，并輸出鉆井順序最優(yōu)結(jié)果。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)蟻群算法的海上叢式井鉆井順序優(yōu)化方法，其特征在于：

在步驟S1中，明確水下井口布局是指當(dāng)平臺設(shè)備確定后，平臺井口布局已知，水下井口布局與平臺井口分布存在一定對應(yīng)關(guān)系，則水下井口布局將被確定。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于改進(jìn)蟻群算法的海上叢式井鉆井順序優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟S2中，改進(jìn)蟻群算法迭代計算過程如下：

(1)初始化鉆井順序優(yōu)化算法參數(shù)

螞蟻群體中的螞蟻數(shù)量m；叢式井口個數(shù)n；d_ij(i，j＝1，2，3，…，n)為井口i與井口j之間的路徑距離，代表連接ij兩井口的路徑距離；τ_ij(t)(i,j＝1,2,3…,n)為t時刻井口i與井口j路線上的信息素濃度；設(shè)定初始各井口間連接路徑上的信息素濃度相同，設(shè)為τ_ij(0)＝τ_max；信息素重要程度的因子α；啟發(fā)函數(shù)重要程度的因子β；信息素?fù)]發(fā)因子ρ；以及迭代次數(shù)；

(2)構(gòu)建鉆井順序優(yōu)化解空間

設(shè)定各個螞蟻隨機(jī)選擇井口作為初始井口，對每個螞蟻k(k＝1，2，3，…m)計算轉(zhuǎn)移概率，通過概率確定其下一個井口，直到所有螞蟻的路徑順序都被記錄，形成路徑記錄表；并實(shí)時收集路徑記錄表中的最優(yōu)路徑；

(3)更新信息素；

在所有螞蟻第一次完成所有井口遍歷后，不會留下信息素，τ_ij(0)＝τ_max；

在第一次遍歷完成后，選出路徑最短的螞蟻，該螞蟻會在下一遍歷中釋放信息素，之后，每一次遍歷完成后，根據(jù)路徑最短的螞蟻釋放的信息素，對各個井口間路線上的信息素濃度進(jìn)行更新；

(4)判斷是否停滯，陷入局部最優(yōu)；

首先，設(shè)定信息素檢測值，對于每個井口，計算它通往其他井口的所有路徑的信息素，在每個井口通往其他井口的所有路徑的信息素中確定最大值，并與信息素檢測值相比較，大于信息素檢測值，則說明此路徑算作一個有效路徑，反之為無效路徑；當(dāng)檢測到的有效路徑低于一定數(shù)目，就判定算法陷入停滯，

如果停滯則重置所有路徑的信息素，加強(qiáng)所有路徑的信息素濃度，即為提高各井口間的初始信息素濃度值，重復(fù)步驟(3)；若未陷入停滯，則進(jìn)行步驟S2的(5)；

(5)判斷是否達(dá)到迭代次數(shù)；

若未達(dá)到迭代次數(shù)，則清空路徑記錄表，將迭代次數(shù)加1，重復(fù)步驟(2)～(4)；若達(dá)到迭代次數(shù)，則輸出改進(jìn)蟻群算法的結(jié)果。

4.如權(quán)利要求3所述的一種基于改進(jìn)蟻群算法的海上叢式井鉆井順序優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟S2的(2)中，轉(zhuǎn)移概率計算公式如下：

式中，為t時刻螞蟻k從井口i轉(zhuǎn)移到井口j的概率；η_ij(t)代表啟發(fā)函數(shù)，其意義是該螞蟻從井口i移動到井口j的期望程度；其意義是該螞蟻從井口i移動到井口s的期望程度；τ_is(t)為t時刻井口i與井口s路線上的信息素濃度；allow_k代表螞蟻k即將訪問井口的集合，s表示螞蟻k即將訪問的任一井口。

5.如權(quán)利要求3所述的一種基于改進(jìn)蟻群算法的海上叢式井鉆井順序優(yōu)化方法，其特征在于，在步驟S2的(3)中，信息素的更新公式如下：

式中，L_k為第k只螞蟻?zhàn)罱K選擇走過路徑的總長度，即為鉆井距離；L表示最短路徑的長度；Q為常數(shù)，代表著一只螞蟻完成一次完整路徑搜索釋放的信息素總量；表示最短路徑對應(yīng)的螞蟻在井口i與井口j連接路徑上釋放的信息濃度；τ_ij(t+1)表示t+1時刻井口i與井口j路線上的信息素濃度。