非直井井跡優(yōu)化設(shè)計(jì)與決策分析應(yīng)用研究.pdf

1、在石油鉆井工程中,隨著鉆探技術(shù)的不斷發(fā)展,除了直井之外,定向井、側(cè)鉆井、水平井、側(cè)鉆水平井等大量的非直井也成功地開采出來.井跡控制問題是非直井鉆井技術(shù)的核心,它直接影響了井的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)效益.該文的研究主要集中在以下方面:(1)軌跡函數(shù)對井眼軌跡有著重要的影響.不同的優(yōu)化目標(biāo)是通過不同的軌跡函數(shù)來體現(xiàn)的.該文在對標(biāo)準(zhǔn)的粒子群算法進(jìn)行改進(jìn)的基礎(chǔ)上對設(shè)計(jì)的軌跡函數(shù)進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化.采用空間各維方向上的分段軌跡投影之和,分別等于相應(yīng)方向上的造斜點(diǎn)

2、與靶點(diǎn)的坐標(biāo)差來保證中靶精度,并通過井眼曲率的歸一化處理,由已知的目標(biāo)靶點(diǎn)位置反推出分段參數(shù)的表達(dá)形式,設(shè)計(jì)了軌跡函數(shù).同時該文對標(biāo)準(zhǔn)的粒子群算法所存在的易陷入局部極小點(diǎn)周圍區(qū)域的缺陷進(jìn)行了改進(jìn),通過引入罰函數(shù)并利用罰函數(shù)的特點(diǎn)對標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法加以限制,對算法"早熟"現(xiàn)象進(jìn)行克制.在對粒子群算法進(jìn)行改進(jìn)的基礎(chǔ)上,對設(shè)計(jì)的軌跡函數(shù)進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化.(2)隨著造斜點(diǎn)范圍的變化,井跡也隨之變化.該文引入決策樹方法對決定造斜點(diǎn)范圍的經(jīng)驗(yàn)因素進(jìn)行了

3、處理.其他影響因素不變的情況下,改變造斜的出發(fā)點(diǎn)位置而不改變目標(biāo)靶點(diǎn)的位置,軌跡自然會發(fā)生改變,所以造斜點(diǎn)位置對軌跡的影響是非常重要的.造斜點(diǎn)范圍是由操作者選擇的,這種憑借工作人員經(jīng)驗(yàn)決定的因素稱為先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)因素.為了便于處理并合理利用這部分經(jīng)驗(yàn)因素,該文將神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)引入決策樹結(jié)點(diǎn)構(gòu)造了混合決策樹,即在構(gòu)造的過程中引入最大熵原理,利用Z測試獲得對象間的關(guān)聯(lián)強(qiáng)度,設(shè)定閾值并構(gòu)造最大熵模型,從而對混合決策樹的生長機(jī)制進(jìn)行改進(jìn)并通過了國際標(biāo)準(zhǔn)測試

4、集的測試.利用改進(jìn)的決策樹方法提高了例子集的分類速度和精度,并在此基礎(chǔ)上針對先驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)確定的參量構(gòu)造了學(xué)習(xí)模式,從而提供決策分析.(3)在靶點(diǎn)已知的前提下,確定井口位置對井眼軌跡的影響也很重要.改變井口位置,會導(dǎo)致井跡的迥異.僅對軌跡的優(yōu)化進(jìn)行分析和計(jì)算是不完全的,該文研究了地面條件的影響因素,它們是非直井、叢式井設(shè)計(jì)的重要依據(jù).除了軌跡設(shè)計(jì)曲線及造斜點(diǎn)范圍等這些由設(shè)計(jì)和施工人員決定的參數(shù)會對軌跡產(chǎn)生影響之外,設(shè)計(jì)的工藝要求以及地層地面等

5、約束對軌跡的影響也非常大.在以上影響因素的作用下,直接到達(dá)靶點(diǎn)的軌跡進(jìn)行施工有可能非常困難,會鉆出較長空間距離的井,使井跡呈現(xiàn)不同的姿態(tài).鑒于此該文從優(yōu)化問題的角度對井口問題進(jìn)行分析,將軌跡函數(shù)同約束及搜索域綜合起來,主要研究了二維平面下目標(biāo)函數(shù)、約束條件和搜索域范圍,也討論了三維空間下的情況,并進(jìn)行了求解,通過實(shí)例驗(yàn)證其精度滿足工程需要.綜上所述,該文對鉆井工程中的井跡優(yōu)化設(shè)計(jì)與決策分析進(jìn)行了理論探討與應(yīng)用研究.井跡優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中,軌