《油藏开发闭环生产优化控制理论与方法》是作者在闭环生产优化控制理论与方法领域多年积累的研究成果的基础上总结提炼而成的，集中体现了该领域理论与方法研究的发展历程、现状和前沿，具有鲜明的时代特色。《油藏开发闭环生产优化控制理论与方法》主要从油藏开发生产控制优化方法与油藏数值模拟自动历史拟合方法两个方面着重介绍了智能油田开发理论研究的核心技术——油藏开发闭环生产优化控制理论与方法。
　　《油藏开发闭环生产优化控制理论与方法》的理论性与实用性均较强，内容涉及方法原理、理论推导、软件编制、算例测试及应用等。不仅可以供油藏工程、油田开发等专业大学生和工程技术人员参考，也可以作为油田一线工作人员，特别是油藏工程师的培训教材。


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　　在全球信息化浪潮之下，油田生产管理逐步进入信息化、智能化时代；但如何立足已探明的石油资源，提高原油产量，保障石油供给需求仍是石油行业迫切需要解决的重大问题。为了实现油气资源开发最优化和经济价值最大化，油藏闭环优化控制理论是在智能油田的时代背景下提出的解决方案之一。油藏闭环优化控制理论的研究与应用是随着油藏数值模拟技术发展而成长的一门新学科，该方法通过自动历史拟合和生产模型的最优化求解，能动态获取油水井注采及措施调控参数，尽可能地优化产出效益和提高模型认识程度，能够有效解放油藏工程师精力，更多地投入到制定开发优化方案当中。油藏闭环优化控制技术作为智能油田概念关键的一环，一直是研究热点，故此笔者以博士期间研究积累结合近五年的工作成果著作此书，以期将该领域的研究的部分理论与读者探讨、分享。
　　全书一共分五章：第一章介绍了智能油田概念，油藏闭环生产优化控制理论方法中自动历史拟合以及生产优化技术优势和存在的问题，研究及应用现状，未来展望等，为后续闭环优化控制理论的展开提供了背景信息；第二章详细介绍了最优化理论在油藏开发当中的应用，建立了油藏开发生产控制最优模型并对其进行求解，并针对复杂混合约束条件下的模型求解及引入鲁棒思想的方案制定方法展开了论述；第三章在贝叶斯统计理论的框架之下建立了油藏自动历史拟合数学模型，结合随机极大似然思想，分别采用参数降维策略结合无梯度类方法以及多模型数据同化方法进行求解，并对其相应的适用性进行了探讨；第四章通过将自动历史拟合方法与油藏开发生产控制方法相结合形成闭环优化控制方法，并分别应用于概念与实际油藏进行测试；第五章介绍了基于上述理论编制的油藏开发闭环优化控制软件及其在油田的实际应用。
　　在本书撰写过程中，由史永波、唐乙玮、孙海涛、李颖协助算法改进及测试工作，由康志江、曹琳协助实际油藏应用结合与测试工作，赵辉负责全书的统稿工作。
　　在本书出版之际，感谢国家自然科学基金、国家科技重大专项、长江大学青年人才基金的经费支持，本书部分成果为以上项目研究成果。感谢中石化石油勘探开发研究院等单位领导及专家的大力扶持，成书过程中他们都给予了很好的指导和建议，使书中研究成果得以提升，并且为书中理论和方法的应用提供了大力支持。最后向美国Tulsa大学TUPREP工作组所提供的技术支持表示感谢。
　　本书的出版得到长江大学建设经费的资助，在此表示感谢。
　　笔者水平有限，书中难免有疏漏之处，恳请读者批评指正。
　　作者
　　2016年5月
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　　赵辉，男，1984年生，副教授，硕士生导师，2006年7月毕业于石油大学（华东）石油工程系石油工程专业，获工学学士学位，同年9月进入石油大学（华东）研究生院，攻读油气田开发工程专业硕士学位，2008年9月攻读油气田开发工程专业博士学位。期间获国家建设高水平大学公派研究生资格，于2009年9月至2010年9月在美国Tulsa大学进行博士联合培养的学习。2011年起在长江大学任教至今，入选长江大学“领军人才”计划。国际SPE会员，“SPEJ”《石油勘探与开发》等石油期刊编辑。以作者或通讯作者发表学术论文30余篇，其中，三大检索21篇；出版专著1部；承担国家自然科学基金、国家科技重大专项等在内的课题11项；获省部级科研奖励3项。主要研究方向：油藏数值模拟技术、油藏开发生产优化控制理论与井间动态连通性理论与方法等。

目录
第一章概述1
第一节智能油田系统1
第二节油藏闭环生产优化控制定义3
第三节油藏闭环生产优化控制发展历史及现状4
一、油藏开发实时生产优化发展概况4
二、油藏自动历史拟合发展概况8
三、油藏闭环生产优化控制存在的问题及展望12
第四节本章小结13
第二章油藏开发生产控制优化方法14
第一节最优控制理论与优化方法14
一、最优控制理论14
二、最优化方法16
第二节油藏生产中的最优控制模型16
一、最优控制模型的一般形式16
二、油藏动态实时优化最优控制模型18
第三节油藏生产最优控制模型的求解19
一、油藏最优控制优化算法19
二、随机扰动近似梯度算法21
三、集合优化算法25
四、粒子群优化算法27
五、单纯型模矢算法优化算法28
六、基于二次插值型的近似梯度算法30
七、近似扰动梯度升级算法34
八、计算实例37
第四节油藏开发复杂约束生产优化51
一、增广拉格朗日函数52
二、求解步骤53
第五节油藏开发鲁棒生产优化56
一、基本原理57
二、计算实例58
第六节本章小结63
第三章油藏数值模拟自动历史拟合方法64
第一节自动历史拟合数学模型64
第二节参数降维法65
一、基本原理66
二、计算实例67
第三节随机极大似然75
一、基本原理75
二、计算实例78
第四节集合卡尔曼滤波84
一、基本原理84
二、计算实例86
第五节集合平滑多数据同化93
一、基本原理93
二、计算实例95
第六节本章小结100
第四章油藏开发闭环生产优化测试实例101
第一节二维非均质油藏101
第二节北海Brugge油藏111
第三节本章小结116
第五章油藏闭环生产优化软件及其应用117
第一节油藏开发闭环优化软件简介117
一、历史拟合模块118
二、生产优化模块120
三、结果输出模块121
四、辅助工具模块123
第二节计算实例125
一、塔河S80单元125
二、江汉Z-16单元130
第三节本章小结139
参考文献140