基于DE-SVM的岩层可钻性预测研究

鉴于试验确定深部岩层可钻性指标成本很高,而且测井信息神经网络模型往往存在过学习问题,利用遵循结构风险最小化的统计学习理论工具——支持向量机(SVM)建立可钻性预测模型,通过支持向量机对样本的学习,建立岩层可钻性与诸多测井信息的复杂非线性映射.为解决支持向量机参数选取问题,引入全局优化算法——差异进化算法(DE),建立DE-SVM的进化模型,进一步提高模型预测精度.算例表明,差异进化算法收敛快速,该方法预测精度高于传统方法,对新井钻头选型和钻速确定有重要意义.     

基于可钻性的地层分层方法

根据测井资料可以得到整井每一个测点的岩石的可钻性级值。在实际的应用中是不可能逐一地去分析每一个点的岩石可钻性级值,只能是按岩石可钻性,对整井段进行分层,然后对每一个井段进行分析。数学上有一种按照样本的、彼此相近的程度进行分类的理论,称为模糊聚类。人们利用它的基本原理在岩土工程中进行了膨胀土的分类、砂土的地震液化判别等。利用多参数因子的模糊聚类分析,对测井资料实测得到的原始剖面中分布与性质相近的地层进行合理的模糊聚类合并。根据岩石可钻性级值采用模糊聚类的方法对井段进行分层,求出每一段的平均岩石可钻性级值、最高和最低的值,最终实现分层。该方法的实现将使钻井速度大幅度提高,钻井成本也会大大降低。     

岩石可钻性研究

为满足优质高速钻井的要求,需要对岩石可钻性做出更加精确的观测。本文对岩石力学参数和可钻性级值通过多元回归的方法得出了围压下岩石可钻性级值的相关模型,通过该模型,可以更准确的预测地层岩石可钻性。     

利用岩屑波速随钻检测地层可钻性及优选钻头类型

研制了随钻测量钻井岩屑声波速度的便携式钻屑波速测试系统,并对岩屑波速进行了测试,建立了岩屑波速与可钻性级值的关系模型。利用该模型,可随钻标定地层的可钻性级值。对数百只钻头的使用资料进行了统计分析,建立了钻头类型与地层可钻性级值的对应关系。根据地层可钻性的随钻标定结果及变化趋势,利用钻头类型与地层可钻性级值的对应关系,即可优选出适合于待钻井段的钻头类型。在DW 1井上进行了钻头优选现场试验,证明该方法是有效的。     

利用地层可钻性预测钻速

在岩芯上钻孔测得的地层可钻性,可以应用到钻速预测技术方面。这将有利于钻井工程的设计工作。本文引用了钻速钻压关系的诺模图,用统计方法求出了方程的系数,得到了该诺模图的数学模型。文章叙述了用试验方法求出地层可钻性级值K_d与数学模型中系数的关系,从而得到了用地层可钻性级值K_d表达的钻速预测方程。即V=N(2.2W)~a/2.6(1.526)~(K_d)。式中V为钻速,米/时;N为转速,转/分;W为单位直径钻压,吨/英寸;K_d为地层可钻性级值,a=1.173261+0.05005K_d。文章说明了钻速预测方程的使用方法,介绍了在钻井设计、施工、估计压差等几方面的用途。文章最后讨论了提高预测准确性有赖于取得有代表性的地层可钻性资料的问题。     

模拟地层条件的岩石抗钻特性

可钻性级值及单轴抗压强度不能全面、客观分析地层条件下岩石抗钻特性,而利用三轴抗压强度指导钻头选型及钻速预测又受到缺乏连续地层强度特性剖面的制约。针对这一问题,基于模拟地层条件的三轴抗压强度实验、波速实验及微钻头可钻性实验,通过多元回归分析,分别建立了三轴抗压强度、可钻性级值多因素关系模型。在此基础上,利用测井资料建立了抗钻特性参数连续剖面,揭示了抗压强度分层规律。俄罗斯远东鄂霍次克海域V区块实例研究表明:以三轴抗压强度为基础的PDC钻头优化设计取得了钻井提速显著、钻头寿命明显延长的综合效果。     

利用岩屑波速随钻检测地层可钻性及优选钻头类型

研制了随钻测量钻井岩屑声波速度的便携式钻屑波速测试系统，并对岩屑波速进行了测试，建立了岩屑波速与可钻性级值的关系模型。利用该模型，可随钻标定地层的可钻性级值。对数百只钻头的使用资料进行了统计分析，建立了钻头类型与地层可钻性级值的对应关系。根据地层可钻性的随钻标定结果及变化趋势，利用钻头类型与地层可钻性级值的对应关系，即可优选出适合于待钻井段的钻头类型。在DW-1井上进行了钻头优选现场试验，证明该方法是有效的。     

PSO-LSSVM分类模型在岩性识别中的应用

为了精确解决测井岩性识别问题,提出了一种将粒子群优化算法(PSO)与最小二乘支持向量机(LSSVM)相结合对实际测井资料进行岩性识别的方法.首先使用粒子群优化算法对LSSVM建模过程中的重要参数进行优化调整,然后利用参数优化调整后得到的具有较优分类效果的PSO-LSSVM模型对某油田的测井资料进行岩性识别.实验结果表明:同基于交叉验证的支持向量机模型以及单隐层的BP神经网络模型相比,该方法能够很好描述测井数据和岩性类别之间的非线性映射关系,识别精度高,并提高了算法的自动化程度.     

碳酸盐岩储层裂缝测井识别方法研究

在碳酸盐岩地层中,裂缝是非常重要的储集空间类型,因此识别裂缝具有十分重要的意义。普光气田碳酸盐岩储层非均质性强,储0层类型复杂,为裂缝识别增加了较大的难度。本文以常规测井资料为主,结合岩心资料、薄片分析资料以及成像测井资料,总结出不同类型裂缝的测井响应特征。根据对裂缝测井响应特征的分析,引入支持向量机方法,将所选样本进行归一化训练,对普光气田4口井进行预测,准确率高达80%。     

基于支持向量机回归的煤层含气量预测

为了探讨煤层含气量的有效预测方法,将支持向量机回归方法用于建立煤层含气量预测模型。利用所选的测井参数,采用基于小样本理论的支持向量机回归方法建立测井参数与煤层含气量的关系模型,对煤层含气量进行预测。实例分析表明,选取适当的测井参数,利用支持向量机回归方法建立的煤层气含量预测模型,其预测结果与实测结果的误差小。     

鄂尔多斯气井钻井岩石力学特征描述难点及对策

鄂尔多斯探区的气井钻遇多套复杂地层,利用常规方法计算的地层坍塌压力、漏失压力、可钻性等钻井岩石力学特征参数误差较大,导致前期钻井施工中井壁垮塌与漏失严重、钻头选型效果不佳。针对鄂尔多斯气井钻井岩石力学特征描述的难点,根据工区实际情况完善了水敏性泥页岩地层坍塌压力计算方法、破碎性地层漏失压力求取方法、岩性多变地层可钻性分析方法,利用测井、钻井、地质、测试等资料描述了坍塌压力、漏失压力、可钻性的分布特征;并依据其提出了工程建议。在富县、定北工区的现场应用情况表明该方法具有较好的适用性,为优质快速钻井技术提供了准确全面的基础信息。     

小波变换和沃尔什变换在测井曲线分层中的联合应用

在分析单独利用小波变换或沃尔什变换进行测井曲线自动分层所存在的优势及弊端的基础上，依据沃尔什方法能适用多测井曲线分层和小波方法更能表征信号突变点的特点，提出了一种小波变换和沃尔什变换联合的测井曲线自动分层方法，该方法能有效地结合两者在测井曲线分层巾的优势并弥补各自的不足。实际测井资料的处理结果表明，与小波变换分层方法和沃尔什变换分层方法相比，该联合方法简单、快速、有效，更适合实际测井资料的处理。     

地层宏观可钻性与实用原理

本文综述了1927年以来传统的岩石可钻性研究及应用的主要趋势,文中指出,岩石为均质体的理论假设限制了传统岩石可钻性的实用效果,且不适应当前钻井技术水平。本文以地层是非均质为基础,提出了统计地层可钻性,认为地层可钻性是随机变量,用概率统计理论处理,所得宏观可钻性有良好的实用效果,是评价非均质地层的新概念,拓宽了岩石可钻性的应用范围。文章归纳了近年来试验研究并应用于实际的三个原理:宏观原理、等概原理及相关原理,以指导实际应用。     

基于RVM的卫星蓄电池性能退化建模

由于工作环境的特殊性,传统的基于物理退化的建模方法无法建立精确的卫星蓄电池性能退化模型.因此,在卫星蓄电池失效物理分析的基础上,提出了一种基于相关向量机回归的建模方法.介绍了相关向量机的基本原理,详细推导了相关向量机回归建模过程,并结合卫星蓄电池测试数据,进行了实例建模.结果显示,模型具有良好的准确性和稀疏性.     

基于SDCQGA优化BP神经网络的岩石可钻性建模

针对智能钻井优化控制过程中岩石可钻性提取存在的建模难、非实时性、精度差等问题,提出基于自适应双链量子遗传算法优化BP神经网络结构的岩石可钻性提取建模方法.依据目标函数在搜索点处的变化率,建立了快速自适应双链量子遗传算法;采用新算法优化BP神经网络结构,以克服BP神经网络受初始权值/阀值影响和泛化能力差的问题.通过对邻近钻井区域的大量测量数据和实验数据的统计分析和预处理,建立岩石可钻性提取模型,有效地解决了复杂地形岩石可钻性提取难的问题.对不同岩性的可钻性参数提取实验结果证明,该建模方法不仅提高了参数提取的精度和模型的泛化能力,而且在相邻实际参数提取时,具有很好的实时性和适应性.     

岩石可钻性各向异性的微钻头试验研究

本文利用岩石的室内试验,研究了沉积岩层的不同角度的微钻头可钻性的变化规律,建立了这种变化与地层各向异性指数h的关系,并测定了部分岩芯的各向异性参数。文中提出用简易的岩石可钻性仪器测定及计算h值的新方法,具有可靠、实用的特点,有一定的现场使用价值。     

徐深气田火成岩储层岩石可钻性分布规律研究

大庆油田火成岩地层是世界级难钻地层,钻进过程中该地层岩石表现为可钻性值极高,地层与钻头适应性差。预先评价未打开地层的岩石可钻性分布规律,对钻井施工提供指导是有实际意义的。本文以随机分形理论为基础,先应用分形维数解释模型计算岩屑取样点的岩石可钻性,再应用分形插值理论建立井间地层岩石可钻性预测模型,两模型的结合使用实现了井间岩石可钻性分布规律的评价,经过现场的应用验证,该方法能够有效的再现岩石可钻性的分形分布规律,预测准确,满足工程精度要求。     

测井资料在钻头选型方面的应用

利用测井资料进行钻头选型是一项新技术，可以用来解决目前国内在钻头选型方面存在的困难和问题。通过室内实验和现场资料统计，建立了地层岩石声波时差与岩石可钻性的关系模型，利用该模型并结合新疆塔西南巴楚地区的地震、地质、测井及钻井资料进行了钻头的选型，确定了适合该地区的钻头类型，并在现场进行了应用，取得了良好效果