页岩气优快钻井专家系统研究

发布时间：2017-10-12 03:05

  本文关键词：页岩气优快钻井专家系统研究

  更多相关文章： 专家系统 雷达图 模糊综合评判 层次分析法

【摘要】：由于适应涪陵区块的钻井技术集成组合及相应综合效益与速度的科学评价体系的缺乏,已经严重制约和影响了目前页岩气的钻井施工的总体预测和评价。因此,本课题着力于研究一套适用于涪陵区块的页岩气钻井技术集成模式的科学评价体系和系统,以解决目前涪陵区块的页岩气钻井面临的一系列工程技术问题具有重要的实践意义。通过现场实际情况与计算机相结合,开发涪陵地区优快钻井技术集成综合评价专家系统,依托该钻井评价系统,合理采用现场数据资料,对涪陵地区优快钻井技术集成系统的应用效果及经济效益展开评价,寻求适合于涪陵地区最优钻井技术基础应用模式。本文首先主要对专家系统的产生和发展以及国内外钻井方面的专家系统现状进行调研分析,然后对专家系统的功能、结构以及分类知识进行介绍。在专家系统理论研究部分：页岩气优快钻井专家系统的研究,以钻井技术经济评价功能为主,其他功能为系统辅助功能。钻井技术经济评价对象可分为两类,一类是关于工艺技术类的评价(上部井段钻井方式、直井段常规钻井与复合钻井技术),一类是关于工具类的评价(定向钻头类型、定向工具)。工艺技术类的评价对象主要包括上部井段的钻井方式(导眼、一开、二开气体钻井、上部井段清水钻井、中部井段低密度泥浆钻井)和直井段牙轮钻头常规钻井技术、牙轮钻头与PDC钻头复合钻井技术；工具类的评价评价对象主要包括定向钻头(牙轮钻头定向钻进、PDC钻头定向钻进)和定向工具的评价(常规导向钻井、水力振荡器+常规导向钻井、旋转导向钻井)。针对工艺技术类对象的评价,采用雷达图综合分析法进行定性、定量分析：(1)确定焦石坝页岩气优快钻井单位进尺成本项目组成成分,包括钻机日费、泥浆成本、钻头+螺杆+井下工具、空气钻成本、处理井下故障复杂增加的额外费用、定向技术服务费及顶驱使用费；(2)确定雷达图综合分析指标：单位进尺成本、进尺、工期、平均机械钻速、钻头成本；(3)定性评价过程：①对所有基础数据进行标准化处理。②对基础指标向量中的基础指标作非线性变换。③得出数据,作雷达图,给出定性分析；(4)定量评价过程：①提取评价对象的特征向量：②构造评价对象的评价向量和评价函数,③计算评价对象的综合水平值,据此评价对象的综合水平和各指标的均衡发展程度。针对工具类对象的评价,采用模糊综合评判结合层次分析的方向进行评价：(1)确定钻头模糊综合评判过程中的五个评判因素：机械钻速、钻头进尺、钻头价格、井深以及钻头新度；(2)评判指标隶属函数模型的确定：①机械钻速指标与评判结果之间属于正相关关系；机械钻速指标的隶属函数模型为升半梯形分布。②钻头进尺指标与评判结果之间属于正相关关系；钻头进尺指标的隶属函数模型为升半梯形分布。③钻头价格指标和评判结果之间属于负相关关系；钻头价格指标的隶属函数模型为降半梯形分布。④井深指标与评判结果之间属于正相关关系；井深指标的隶属函数模型为升半梯形分布。⑤钻头新度的隶属函数依据模糊集合运算的方法确定,其值主要是依据钻头牙齿和轴承磨损两个指标之中的较大数值；(3)层次分析法确定各评价因素的权重：①构建评价体系对应的层次结构模型：对评判因素层次进行划分；②结合领域专家分别对各因素的相互重要程度进行打分的方式,构建评价因素判断矩阵；③对判断矩阵的一致性进行检验,确保所求权向量的合理性；④求解判断矩阵的最大特征值及对应的特征向量,即评价因素权向量。专家系统设计及实现部分：结合涪陵地区焦石坝区块五十余口页岩气钻井井史资料,对相关重要信息进行规范化统一整理,实现了已有现场钻井井史资料重点数据的入库操作,建立了钻井基本信息、地层深度、岩性、井漏、故障及复杂事故、钻井液体系及密度、钻具组合、钻头、螺杆、井径、钻时和井斜等数据表库；以及系统所必备的用户信息及日志数据表库等。并初步完成用户管理(用户信息、角色权限、单位信息、个人信息)、老井管理(井基本信息、经济评价)、新井管理(新井基本信息、新井资料录入)、故障管理(故障一览表、故障汇总)、知识管理(新技术管理、文档管理)、系统(关于系统、帮助)等功能模块的构建。
【关键词】：专家系统 雷达图 模糊综合评判 层次分析法
【学位授予单位】：长江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE92
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 目的及意义10
• 1.2 专家系统的产生和发展10-13
• 1.3 国内外钻井专家系统现状13-15
• 1.4 主要研究内容15-16
• 第2章 专家系统基础理论知识16-24
• 2.1 基础概念16-17
• 2.2 专家系统功能与结构17-21
• 2.3 专家系统分类21-24
• 第3章 专家系统理论研究24-48
• 3.1 涪陵地区钻井技术经济评价对象24
• 3.2 上部井段及直井段钻井方式评价24-33
• 3.3 钻头及定向工具评价33-48
• 第4章 页岩气优快钻井专家系统设计及实现48-73
• 4.1 专家系统需求分析48-51
• 4.2 专家系统数据库设计51-61
• 4.3 专家系统的设计及实现61-73
• 第5章 结论73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-79
• 个人简介79-80

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本文编号：1016283