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油藏开发生产优化属于高维系统最优控制问题，求解其真实梯度异常困难。给出一种近似扰动梯度的一般式，证明此近似梯度恒为上山方向，且两种常用的无梯度算法SPSA与EnOpt产生的近似梯度分别是该梯度的两种特殊形式；通过引入并优化三角阵进行近似扰动梯度升级，实现其对真实梯度的最优逼近。数值试验结果表明：该升级算法相比标准的SPSA算法优化效率提高了近1倍：在历史拟合基础上使用该算法进行了某实际油藏生产优化，所得注采控制方案降水增油预测效果显著、水驱波及效率明显改善，验证了该算法现场应用的可行性。