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目前，我国大部分油田已进入开发中后期，它们面临很多非常重要的问题，如技术、经济、政治等方面的问题。而石油是不可再生能源，石油企业在这些因素的影响下，如何保持稳产和可持续发展以满足国家经济发展对石油的需求，并根据油田自身的规律实现企业效益最大化，根据动态变换规律来确定开发方案。这三方面正是油田开发规划所面临和需要解决的关键问题。因此目前各大油田都将“开发规划”放在十分重要的位置。
长期以来，油田规划决策中数学规划模型的应用局限于两类问题：传统的占主导地位的单目标优化问题以及多目标优化问题。这些模型对初期的石油企业(或小型石油企业)开发规划还比较实用，因为它们的组织结构和生产都相对比较简单。随着石油工业的发展和世界经济对石油的需求，石油企业的组织结构越来越复杂，往下分层也越来越细，而且要求开发规划的指标也越来越复杂。因此以前的单层优化模型在应用上就存在很大的局限性，甚至已经不能满足现在的油田开发规划要求了。
本文根据系统理论来研究油藏动态系统的基本统计规律，结合油藏动态系统的一般特点、结构特点并兼顾油田开发规划设计的要求，利用功能模拟原理(本文用神经网络方法)，依据油田历史数据，建立了油田所属采油厂的开发动态指标间的输入输出关联关系，并在此输入输出关联关系的基础上研究了采油厂的开发动态产量和指标规划。同时利用最优化原理在分析“决策变量”、“目标”及“约束条件”的基础上，结合二层规划原理建立了油田开发规划的多个二层“优化模型”。油田在作规划时，上级(石油企业)先作一个整体规划就把相应的指标分配给下级单位，下级(各采油厂)接到上级的任务就依自己的情况进行规划，然后把规划信息反馈给上级，上级再综合这些信息进行全局最优规划。本文把采油厂的产量按产量构成分为如下四个部分：自然产量、措施产量、老区新井产量、新区新井产量；按措施产量构成把采油厂的措施产量分为如下九部分：压裂产油、酸化产油、大修产油、补孔产油、大泵电泵产油、卡堵水产油、转抽产油、挤油产油和其他措施产油。然后根据上、下层不同的目标，建立了产量构成：年度单目标、多目标，多年度单目标、多目标二层规划模型；措施产量构成：年度单目标、多目标，多年度单目标、多目标二层规划模型。本文根据模型的不同特点对单目标二层规划模型用模拟退火算法进行求解，多目标二层规划模型应用改进Pareto多目标遗传算法求解。在论文中还进行了实例分析，具体讨论了二层规划模型在油田开发中的应用，规划结果符合实际情况，说明本文所建立的模型和解法具有一定的实际意义。