非直井井跡優(yōu)化設計與決策分析應用研究.pdf

1、在石油鉆井工程中,隨著鉆探技術的不斷發(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的核心,它直接影響了井的產(chǎn)量和經(jīng)濟效益.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)化目標是通過不同的軌跡函數(shù)來體現(xiàn)的.該文在對標準的粒子群算法進行改進的基礎上對設計的軌跡函數(shù)進行了參數(shù)優(yōu)化.采用空間各維方向上的分段軌跡投影之和,分別等于相應方向上的造斜點

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

3、處理.其他影響因素不變的情況下,改變造斜的出發(fā)點位置而不改變目標靶點的位置,軌跡自然會發(fā)生改變,所以造斜點位置對軌跡的影響是非常重要的.造斜點范圍是由操作者選擇的,這種憑借工作人員經(jīng)驗決定的因素稱為先驗經(jīng)驗因素.為了便于處理并合理利用這部分經(jīng)驗因素,該文將神經(jīng)網(wǎng)絡引入決策樹結(jié)點構造了混合決策樹,即在構造的過程中引入最大熵原理,利用Z測試獲得對象間的關聯(lián)強度,設定閾值并構造最大熵模型,從而對混合決策樹的生長機制進行改進并通過了國際標準測試

4、集的測試.利用改進的決策樹方法提高了例子集的分類速度和精度,并在此基礎上針對先驗經(jīng)驗確定的參量構造了學習模式,從而提供決策分析.(3)在靶點已知的前提下,確定井口位置對井眼軌跡的影響也很重要.改變井口位置,會導致井跡的迥異.僅對軌跡的優(yōu)化進行分析和計算是不完全的,該文研究了地面條件的影響因素,它們是非直井、叢式井設計的重要依據(jù).除了軌跡設計曲線及造斜點范圍等這些由設計和施工人員決定的參數(shù)會對軌跡產(chǎn)生影響之外,設計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,直接到達靶點的軌跡進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,并進行了求解,通過實例驗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)化設計與決策分析進行了理論探討與應用研究.井跡優(yōu)化設計過程中,軌