بهینه سازی چند هدفه برای طراحی مسیر حفر سه بعدی چاه های نفتی و گازی

در این مقاله بهینه سازی مسیر حفر چاه که شامل ترکیبی از قسمت عمودی، افقی و جهت دار می باشد، با کمینه کردن طول چاه و گشتاور روی رشته ی حفاری انجام شده است. کمینه کردن طول حفر چاه باعث کمینه شدن برخی ازکمیت های حفاری از قبیل نقطه شروع به کج شدن (KOP) ، زاویه با خط عمود (inclination)، نرخ افزایش یا کاهش در کج کردن (build up and drop off rate) می شود، که باعث کاهش سگ دست (dog leg severity) می شود که به نوبه ی خود مشکلات عملیاتی مانند بالا بودن گشتاور و drag را می کاهد. با کمینه کردن طول چاه و گشتاور روی رشته ی حفاری، مسیر حفر چاهی طراحی خواهد شد که هم سرعت حفاری بالاتری دارد و هم ارزانتر از سایر مسیر های ممکن است. این دو هدف در تعارض با یکدیگر می باشند و یک رفتار غیر خطی دارند. برای کنترل کردن این تعارض، روش بهینه سازی چند هدفه با الگوریتم ژنتیک توسعه داده شده است. طول حفر چاه وگشتاور روی رشته ی حفاری برای رسیدن به مجموعه جواب های بهینه (پارتو) به طراحی مسیر حفر چاه با هزینه و خطر کمتر کمک می کند. عملکرد این بهینه سازی با یک تابع تک هدفه ای که بر روی یک سناریوی خاص از چاه مطالعه شده مقایسه شده. نتایج نشان می دهد که بهینه سازی چند هدفه بهتر از بهینه سازی تک هدفه است و همچنین به جواب پارتو زودتر همگرا می شود. علاوه بر بهینه سازی گفته شده، هدف بهینه سازی مسیر حفر چاه می تواند برای بیشینه کردن تولید تجمعی تخمینی در یک بازه ی تولید باشد.

کلیدواژه ها:

مسیر حفر چاه ، گشتاور حفاری ، بهینه سازی چند هدفی ، الگوریتم ژنتیک ، بهینه سازی تک هدفه