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《中国石油大学》 2009年
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油田开发过程中套管损坏预报方法及应用研究

贾江鸿  
【摘要】: 随着油田的不断开发,世界范围内套损现象日趋严重,给油田带来了巨大经济损失,也严重妨碍了油田正常生产。因此,采用合理的预报方法对套管损坏情况进行早期预报并采取相应的预防措施,对延长套管使用寿命、降低套损率进而实现高效生产具有重要意义。 套损问题是一个非常复杂的大系统,其具有不确定性、模糊性、时变性的特点。因此,本文首先从系统论的角度,介绍了预报基本理论、常用预报方法,通过对常用预报方法的对比分析优选了支持向量机方法,该方法尤其适合解决小样本、非线性、高维数问题。然后结合油田现场实际,从套损的不同视角,系统全面地考察了油田开发过程中导致套管损坏的潜在因素并分析了机理。结果表明,油田开发过程中套管损坏是多因素共同作用的结果,其核心机理在于开发因素如局部注水压力、注采比、注水强度及注采对应情况等的改变产生非对称的孔隙压差使得套管受力状态发生变化,从而导致套管发生不同程度的损坏。在ROSETTA平台上应用粗糙集理论对套损影响因素进行属性约简,并基于属性重要度的概念计算套损相关因素的权重系数,从而找出油田开发过程中油水井套损的敏感性因素;以约简后的属性集作为支持向量机输入,针对传统支持向量机解决时变问题存在的局限性,提出了基于时间序列和支持向量机集成的动态预报方法,并建立了开发过程中套损动态预报模型,考察了核函数、核参数、样本数量、样本维数对预报精度的影响。针对浅层套管腐蚀问题,室内配置了不同组分的模拟地层水,考察了钙离子浓度、镁离子浓度、碳酸氢根离子浓度、氯离子浓度、矿化度、溶解氧、pH值、温度等对套管钢腐蚀的影响;利用灰色关联分析法研究了各种因素对套管钢腐蚀的影响程度;用支持向量机回归算法建立了套管腐蚀预测模型。结果表明,该方法在套管腐蚀预测中获得了很好的效果,而且它的预测精度要优于回归分析方法和神经网络方法。 在理论研究基础上,以SQL Server数据库、Csharp语言为平台,开发了实用可靠的套损动态预报分析软件系统,并在榆树林油田、港西油田进行了现场应用。结果表明,该系统模型简单、使用方便、可信度高,具有较高的推广应用价值。
【学位授予单位】:中国石油大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TE358

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