钻井液流变参数计算新方法及流变模式优选

钻井液流变参数的准确计算和流变模式的优选是钻井液优化设计及钻井水力学计算的前提。针对常用的4种流变模式,分析了流变参数的常规算法及回归分析算法;利用0.618法非线性回归分析计算出了幂律模式和赫巴模式的流变参数,分析比较了钻井液流变模式的4种优选方法,得出拟合残差平方和方法为最有效的优选方法;开发了钻井液流变模式优选软件,可输出各流变模式的流变参数及最优流变模式,并结合实测数据进行了实例分析。     

钻井液流变模式的优选与评价

在现有主要流变模式的常规优选方法及参数确立的基础上,引入非线性回归,利用最小二乘原理,对现有主要流变模式进行回归与参数计算。利用残差平方和、残差方差以及确定系数三个指标来表征回归的效果,得出评价效果不能只简单依靠某一个指标来确定,需要综合不同指标从不同角度进行全面的对比分析,这样才能获得较合理的优选结果。同时经过计算、对比与分析,指出赫巴模式在较宽的适用范围内都能保持不错的回归精度,且参数的意义明确、形式简单、便于应用。     

油基钻井液流变参数影响因素探讨

测试不同油基钻井液体系不同温度下的流变参数,并对其在不同温度下的流变模式进行拟合。实验结果表明,以5号白油为基础油配制的不同油基钻井液体系在4~65℃内都属于赫巴流变模式。采用正交设计和极差分析的方法研究了钻井液各组分对钻井液赫巴模式3参数的影响程度。结果表明,相对于其他因素,油水比对赫巴模式3参数的影响幅度最大,相同测试温度下,油水比越低,体系的动切力越大,流性指数越小,稠度指数越大。油水比对体系动切力的影响幅度随温度增加而降低,对流性指数的影响幅度随温度升高而增加,而对体系稠度系数的影响随温度升高变化不大。温度越高,钻井液体系的动切力和稠度指数越小。     

纳米植物胶钻井液低温流变特性

钻井液的低温流变特性是冻土天然气水合物钻探研究中的关键问题之一。将纳米材料应用于植物胶无固相钻井液体系;并对其低温流变特性进行专门研究具有重要意义。以KL植物胶与瓜尔胶为研究对象,采用理论分析与试验研究相结合的方法,开展了纳米植物胶钻井液低温流变特性研究。首先,通过试验分别获得了两种纳米植物胶钻井液的优化配方。然后,试验绘制其剪切应力-剪切速率变化曲线;并应用回归分析法和最小二乘法,分别采用宾汉模式、冥律模式、卡森模式以及赫-巴模式对植物胶钻井液在不同温度条件下的试验结果进行回归拟合,对其流变模式进行探讨。分析结果表明,冥律模式是描述纳米植物胶钻井液低温流变性能的最佳模式。最后应用该模式对所研究的钻井液进行了低温流变性能表征。     

钻井液流变参数允许调控范围研究与应用

从液-固两相流体动力学基本理论出发,结合钻井液携岩原理及钻井工程需要,探讨了特定工况下钻井液允许流变参数范围的计算方法,建立了钻井液流变参数允许调控范围计算模型,开发了钻井液合理流变参数计算系统软件。计算结果表明,钻井液密度、排量、塑性粘度及泥浆泵缸套缸径中任一项增大都将使钻井液允许的流变参数调控范围变窄,钻井液排量的影响尤其明显。泥浆泵排量是控制流变参数允许调控范围上限的主要因素,而其下限则主要受钻井液密度影响。     

一种优选单位线的新方法

在总结当前推求单位线方法的基础上，提出了一种改进的优化方法－改进最小二乘方法。通过Windows平台下的可视化编程，不需拟定初始单位线和试错，能快速准确地达到单位线的最优适配，并能在计算机上实现自动推求和修改。     

磁场对泡沫钻井液流变性能的影响

泡沫钻井液是一种适用于欠平衡钻井的新型低密度钻井液。采用试验方法研究了磁场对泡沫钻井液流变性能的影响程度，对磁处理前后泡沫钻井液的流变参数进行了对比。结果表明，磁处理能明显改变泡沫钻井液的性能，可以使塑性粘度和视粘度减小。磁处理能影响切应力的大小，动切力和静切力随磁处理条件的不同而有增有减，但它的流体性质并未改变。     

超高温钻井液的高温流变性研究

考察了高温高压条件下超高温水基钻井液的流变性能,以实验室研制的超高温钻井液为研究对象,用Fann50SL 型高温高压流变仪对钻井液的流变性能进行了测定,并利用回归分析方法对实验数据进行处理。实验结果表明,高压条件下,超高温钻井液的表观黏度和塑性黏度随温度的升高而降低,210 ℃后黏度随温度升高稍有增大。回归分析表明,高温高压条件下,超高温钻井液流变模式遵循着卡森模式。建立了预测井下高温高压条件下超高温钻井液表观黏度的数学模型。实验数据验证表明,利用该数学模型计算出的数值与实测值吻合度较高,为超高温钻井液的现场应用提供了计算依据。     

南海深水超深水常用钻井液流变参数通用预测模型

钻井液的流变参数对于精准预测深水、超深水井钻井水力参数具有重要影响。开展了南海深水常用HEM钻井液(high efficient mud, HEM)和合成基钻井液在4～210℃、30～180 MPa条件下的流变实验,揭示了大温压范围内表观黏度、塑性黏度及动切力等流变参数随温压的变化规律;基于实验数据对比评价了已有9种流变模型,发现罗斯模型适用于合成基钻井液、赫巴模型适用于HEM钻井液选,在此基础上创建了一种适用于高低温、高低压交变,HEM和合成基钻井液的流变参数通用预测模型,最大误差11.95%、平均误差为0.62%,均优于已有模型;在使用HEM钻井液时计算井底压力误差为0.28%,在使用合成基钻井液时计算井底压力误差为0.181%,可满足南海深水钻井要求。     

有色冶金过程操作模式约简与模式快速匹配研究

提出了一种适合有色冶金过程的操作模式描述,采用偏最小二乘法对操作模式进行约简,降低模式匹配的复杂度,采用聚类的算法将约简的操作模式分为几类,然后采用混合相似度函数,将待匹配的操作模式与各聚类中心进行匹配。找到相应的聚类后,再与该类的各个操作模式进行一一匹配。工业数据仿真表明,提出的方法能节约较多的时间。     

双重线性模型的参数估计

用推广的最小二乘法及极大似然估计法对双重线性模型 AR( 1) - MA( 0) 中的参数进行估计,从而提高模型的拟合度和预测精度.     

改进的递推增广最小二乘参数估计方法

基于用递推最小二乘(RLS)法拟合高阶自回归(AR)模型得到的白噪声估值,提出了自回归滑动平均(ARMA)模型参数估计的一种改进的递推增广最小二乘法。它由两段RLS算法组成,可在线实现,具有快的收敛速度。一个仿真例子说明了其有效性。     

基于线性多步方法的二阶动力系统的模型识别

目的 针对二阶动力系统的识别问题,提出一种基于线性多步方法的稀疏识别方法。 方法 首先,构造一个包含几乎所有可能基函数的基函数库,用于近似潜在的二阶动力系统;然后,利用线性多步方法离散近似后的二阶动力系统;接着,在广义最小二乘原理的指导下,选取一个合适的噪声残差项近似协方差矩阵,再利用该矩阵对上述过程得到的最小化问题进行加权,从而降低噪声对模型识别过程的影响;最后,使用稀疏回归算法从基函数库中挑选出最有意义的最小特征项,并通过稀疏迭代求解其对应系数。 结果 比较了不同时间步长和不同噪声水平下,使用提出的线性多步稀疏识别方法挖掘潜在二阶动力系统的数值实验,通过这些实验可以得出:所提出的方法用于识别未知的二阶动力系统具有较高的精度和较好的鲁棒性。 结论 通过数值实验,验证了算法的有效性。     

宁夏旅游需求量的预测

研究了采用Hammerstein模型对宁夏2006年的旅游需求量进行预测的方法及在市场经济条件下对该模型的修正，同时还提出了在小样本条件下Hammerstein模型是一个非线性模型，它可以预测出当前到目前年度宁夏的逐年旅游需求量。     

一种精确计算动态系统模型参数的新方法

很多线型或非线型动态系统模型满足如下关系式：ｂ（ｔ＋１）＝Ｈ（ｂ（ｔ），ｃ（ｔ））ｘ＋ｚ（ｔ），其中ｃ（ｔ）为输入数据向量，ｂ（ｔ）为输出数据向量，Ｈ（ｂ（ｔ），ｃ（ｔ））为输入－输出数据矩阵，ｚ（ｔ）为噪音向量，ｘ为待定的参数向量。作者对于秩亏最小二乘和秩亏总体最小二乘问题的研究结果可用于计算参数向量ｘ，其算法简单，精度很高。     

ARMA模型参数估计的两段最小二乘法

提出了自回归滑动平均(ARMA)模型参数估计的两段最小二乘法。首先用递推最小二乘法对真实ARMA模型拟合高阶自回归(AR)模型,然后基于所拟合的AR模型参数,用最小二乘法解一个不相容代数方程组得到ARMA模型参数。一个仿真的例子说明了其有效性。     

整体最小二乘法直线拟合

针对在直线拟合中,因变量选取不同拟合的结果有差异现象,提出采用整体最小二乘法进行直线拟合。文章在分析直线方程特点的基础上,采用EIV模型描述直线方程,在解算中根据系数矩阵的特点应用QR分解分为将方程两部分,采用了混合最小二乘法求解。理论分析和实际计算结果表明,整体最小二乘法顾及了因变量和自变量的误差。拟合精度高于普通最小二乘法,采用整体最小二乘拟合直线,整体上优于普通最小二乘法。     

基于最小二乘支持向量机对偶优化问题的核偏最小二乘

提出了一种基于对偶优化的核最小二乘(KPLS)方法,把KPLS用最小二乘支持向量机的形式表示.推导了KPLS对偶优化形式的公式,且使其具有最小二乘支持向量机的风格.在初始空间中构造优化问题,应用核技术在特征空间中解对偶问题,这种解与非线性的KPLS具有相似性.实验验证了这种方法的效果,表明了该方法的有效性和优越性.     

参数估计方法的比较

为了解决满足一定条件的一列随机变量中的某个参数的最优估计问题,分别采用建立在一定约束条件下目标函数,用Lagrange乘数法对参数进行最优估计和采用建立线性模型,用Lagrange乘数法进行参数的最优估计。随后对最小二乘估计和Lagrange乘数法对参数进行最优估计的结果进行分析,指出两种方法的优缺点和理论上的一致性,同时给出一致性的理论解释,最后指出该研究的理论意义和现实作用。     

线性回归模型的抗差泛最小二乘估计

首次用抗差泛最小二乘法考虑线性回归模型，得到了抗差泛最小二乘估计；然后，研究了该估计的影响函数和渐近方差-协方差矩阵；最后，用算例说明了抗差泛最小二乘估计具有抗差性，优于传统的最小二乘估计及作提出的泛最小二乘估计。