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A production prediction method of single well in water flooding oilfield based on integrated temporal convolutional network model

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Petroleum Exploration and Development 2022年第5期49卷 1150-1160页

作者： ZHANG Lei dou hongen WANG Tianzhi WANG Hongliang PENG Yi ZHANG Jifeng LIU Zongshang MI Lan JIANG Liwei PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration & Development Beijing 100083China Research Institute of Petroleum Exploration and Development Daqing Oilfield CompanyDaqing 163000China

Since the oil production of single well in water flooding reservoir varies greatly and is hard to predict, an oil production prediction method of single well based on temporal convolutional network(TCN) is proposed and verified. This method is started from data processing, the correspondence between water injectors and oil producers is determined according to the influence radius of the water injectors, the influence degree of a water injector on an oil producer in the month concerned is added as a model feature, and a Random Forest(RF) model is built to fill the dynamic data of water flooding. The single well history is divided into 4 stages according to its water cut, that is, low water cut, middle water cut, high water cut and extra-high water cut stages. In each stage, a TCN based prediction model is established, hyperparameters of the model are optimized by the Sparrow Search Algorithm(SSA). Finally, the models of the 4 stages are integrated into one whole-life model of the well for production prediction. The application of this method in Daqing Oilfield, NE China shows that:(1) Compared with conventional data processing methods, the data obtained by this processing method are more close to the actual production, and the data set obtained is more authentic and complete.(2) The TCN model has higher prediction accuracy than other 11 models such as Long Short Term Memory(LSTM).(3) Compared with the conventional full-life-cycle models, the model of integrated stages can significantly reduce the error of production prediction.

关键词： single well production prediction temporal convolutional network time series prediction water flooding reservoir

Threshold pressure gradient of fluid flow through multi-porous media in low and extra-low permeability reservoirs

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Science China Earth Sciences 2014年第8期57卷 2808-2818页

作者： dou hongen MA ShiYing ZOU CunYou YAO ShangLin Research Institute of Petroleum Exploration & Development PetroChina

After analyzing many studies of fluid flow theory of multi-porous media in low and extra-low permeability reservoirs and the numerical simulation of non-Darcy flow, we found that a negative flow rate occurs in the existing non-Darcy flow equation, which is unreasonable. We believe that the existing equation can only be considered as a discriminant to judging Darcy flow or non-Darcy flow, and cannot be taken as a fluid flow governing equation of multi-porous media. Our analysis of the experimental results shows that the threshold pressure gradient(TPG) of low and extra-low permeability reservoirs is excessively high, and does not conform to fluid flow through multi-porous media in the actual reservoir situation. Therefore, we present a reasonable TPG ranging from 0.006 to 0.04 MPa/m at the well depth of 1500 m and oil drainage distance of 500 m. The results of our study also indicate that the non-Darcy flow phenomenon will disappear when the TPG reaches a certain value. In addition, the TPG or non-Darcy flow in low and extra-low permeability reservoirs does not need to be considered in the productivity prediction and reservoir numerical simulation. At present, the black oil model or dual-porous media is suitable for simulating low and extra-low permeability reservoirs.

关键词： low permeability extra-low permeability non-Darcy flow threshold pressure gradient matrix fracture dual-porositymedia

Production prediction at ultra-high water cut stage via Recurrent Neural Network

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Petroleum Exploration and Development 2020年第5期47卷 1084-1090页

作者： WANG Hongliang MU Longxin SHI Fugeng dou hongen PetroChina Research Institute of Petroleum Exploration&Development Beijing 100083China

A deep learning method for predicting oil field production at ultra-high water cut stage from the existing oil field production data was presented,and the experimental verification and application effect analysis were carried *** the traditional Fully Connected Neural Network(FCNN)is incapable of preserving the correlation of time series data,the Long Short-Term Memory(LSTM)network,which is a kind of Recurrent Neural Network(RNN),was utilized to establish a model for oil field production *** this model,oil field production can be predicted from the relationship between oil production index and its influencing factors and the trend and correlation of oil production over *** data of a medium and high permeability sandstone oilfield in China developed by water flooding was used to predict its production at ultra-high water cut stage,and the results were compared with the results from the traditional FCNN and water drive characteristic *** LSTM based on deep learning has higher precision,and gives more accurate production prediction for complex time series in oil field *** LSTM model was used to predict the monthly oil production of another two oil *** prediction results are good,which verifies the versatility of the method.

关键词： production prediction ultra-high water cut machine learning Long Short-Term Memory artificial intelligence

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低渗透油藏流体渗流再认识

石油勘探与开发 2012年第5期39卷 633-640页

作者：窦宏恩杨旸中国石油勘探开发研究院中国石油辽河石油勘探局通信公司

为了正确认识低渗透储集层渗流规律,针对目前低渗透油藏流体渗流理论中具有代表性的低渗透油藏流体非线性渗流模型,从模型建立所采用的假设条件、推导过程及使用实验数据的合理性等方面进行深入研究与分析,厘清低渗透油藏开发中长期存... 详细信息

为了正确认识低渗透储集层渗流规律,针对目前低渗透油藏流体渗流理论中具有代表性的低渗透油藏流体非线性渗流模型,从模型建立所采用的假设条件、推导过程及使用实验数据的合理性等方面进行深入研究与分析,厘清低渗透油藏开发中长期存在的一些模糊认识。该模型建立过程中存在3方面问题:一是假设条件本身不能被科学所证实,所得结果不能被测量;二是公式推导过程中基本方程及导出过程均存在错误,导致其最终表达式错误;三是低渗透储集层岩石渗流实验中得到的压力梯度实验数值过高,不具有合理性。首次指出,不是所有低渗致密储集层流体渗流都具有启动压力梯度,只有当储集层压力系数低于1,渗流才需要启动压力梯度;低渗透油田开发中,储集层已建立了较高的驱动压力体系,低渗透油藏数值模拟、产能预测和试井都不应再考虑启动压力梯度。揭示低渗透储集层流体渗流规律、创建中国低渗透油田开发理论,需要发展数字岩心技术、创新现代油层物理实验技术等。

关键词：低渗透油藏非达西渗流非线性渗流启动压力梯度屈服应力非牛顿流体边界层效应

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论非均匀壁厚圆管的临界外压计算

石油钻采工艺 1996年第5期18卷 1-6,43页

作者：窦宏恩北京石油勘探开发科学研究院

长期以来，不均匀壁厚圆管的临界外压计算问题一直争议很大。这是由于非均匀壁厚圆管受外压变形，相当于一个端部铰支且具有变抗弯刚度的压杆，所建方程是一个二阶变系数微分方程，难以求解。以前的研究者们借助于能量法和变分法求得临... 详细信息

长期以来，不均匀壁厚圆管的临界外压计算问题一直争议很大。这是由于非均匀壁厚圆管受外压变形，相当于一个端部铰支且具有变抗弯刚度的压杆，所建方程是一个二阶变系数微分方程，难以求解。以前的研究者们借助于能量法和变分法求得临界外压的表达式，避开直解该微分方程。但采用这些方法时，必须假设变形的屈曲形状函数。问题的焦点就在于，采用的是均匀对称变形时的屈曲形状函数和均匀变形时的边界条件，不能真正代表实际变形形状。因此，导出的非均匀壁厚圆管临界外压计算公式的计算结果误差很大，得出的结论与实际不符。分析了以前学者们在解决此问题时存在的问题，利用力学模型中的几个端点值，转变系数微分方程为常系数微分方程，然后采用几何平均处理方法求得该变系数微分方程的近似解，导出了非均匀壁厚圆管临界外压近似公式，并进行了实例计算分析，认为该导出式符合现场实际结果。

关键词：套管强度临界压力计算石油机械设备油管

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对水力喷射泵无量纲压力比计算公式的讨论

石油机械 1992年第3期20卷 43-47页

作者：窦宏恩辽河石油勘探局沈阳采油厂

通过分析论证,导出水力喷射泵效率计算中无量纲压力比的正确计算公式,指出文献[1]中无量纲压力比计算公式的错误;认为喷射泵无量纲压力比是选定喷射泵的重要性能参数,运用正确的计算公式才能使泵的选定趋于合理。

关键词：喷射泵无量钢压力比计算方法

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对水驱特征曲线的正确理解与使用

石油勘探与开发 2019年第4期46卷 755-762页

作者：窦宏恩张虎俊沈思博中国石油勘探开发研究院北京100083 中国地质大学(北京)能源学院北京100083

通过回顾水驱特征曲线的产生过程,讨论了国家行业标准《石油可采储量计算方法(SY/T 5367—1998)》中推荐的张金庆、俞启泰水驱特征曲线的本质及特性,并对水驱特征曲线的一些技术问题进行了深入探讨。指出:①现有水驱特征曲线均以油田实... 详细信息

通过回顾水驱特征曲线的产生过程,讨论了国家行业标准《石油可采储量计算方法(SY/T 5367—1998)》中推荐的张金庆、俞启泰水驱特征曲线的本质及特性,并对水驱特征曲线的一些技术问题进行了深入探讨。指出:①现有水驱特征曲线均以油田实践经验和统计方法获得的经验公式为基础推导而得,都能很好表征水驱油特征;②将水驱特征参数进行多参数组合,同时采用不同的数学运算,只要这些参数组合及数学运算满足线性关系,就能推导出新的水驱特征曲线,通过改变组合方式提出新型水驱特征曲线已无实际意义;③高含水期水驱特征曲线上翘主要是由于含水上升到一定程度后,流度比随着含水率的快速上升而出现拐点,后期流度比快速上升改变了原有的两相流流动动态所致;④开发进入含水期,具有线性关系的水驱特征曲线都可以使用,即使出现拐点,只要在拐点以上部分出现直线段,均可采用线性关系的水驱特征曲线进行预测;⑤水驱油田实际数据证实甲型、张金庆及俞启泰水驱特征曲线在高含水期都可较好预测水驱油田原油可采储量,可以继续大力推广使用。

关键词：高含水期水驱特征曲线内在本质曲线上翘适用性

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水力活塞泵工作过程故障诊断的理论研究

石油机械 1997年第11期25卷 11-14页

作者：窦宏恩石油勘探开发科学研究院

水力活塞泵在工作过程中因换向阀上下冲程的瞬时换向而产生水击。这对油管中流体流速的急剧变化，引起压力急剧变化。根据水力活塞泵换向阀水击运动方程和连续方程，导出了描述水力活塞泵工作过程的工作状态方程组，准确地表征了这种泵... 详细信息

水力活塞泵在工作过程中因换向阀上下冲程的瞬时换向而产生水击。这对油管中流体流速的急剧变化，引起压力急剧变化。根据水力活塞泵换向阀水击运动方程和连续方程，导出了描述水力活塞泵工作过程的工作状态方程组，准确地表征了这种泵工作过程中流量、压力随时间的变化规律。通过对水力活塞泵运动状态的水击理论讨论和数学模型的建立，为进行水力活塞泵参数监测和故障分析奠定了理论基础。建议利用导出的泵工作状态实际模型，配套研制地面测试仪表，完善水力活塞泵的井下诊断技术。

关键词：水力活塞泵故障分析故障诊断石油机械

巴肯致密油藏开发对我国开发超低渗透油藏的启示

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石油钻采工艺 2012年第2期34卷 120-124页

作者：窦宏恩马世英中国石油勘探开发研究院北京100083

对低渗透、特低渗透和超低渗透油藏进行了重新划分,对超低渗透油藏和致密油藏在概念上进行了区分,对致密油藏成藏、开发特点进行了讨论,指出了巴肯致密油藏和我国普通意义上的低渗透油藏之间的差异。同时,给出巴肯致密油藏开发所采用的... 详细信息

对低渗透、特低渗透和超低渗透油藏进行了重新划分,对超低渗透油藏和致密油藏在概念上进行了区分,对致密油藏成藏、开发特点进行了讨论,指出了巴肯致密油藏和我国普通意义上的低渗透油藏之间的差异。同时,给出巴肯致密油藏开发所采用的关键技术及其在开发致密油藏方面的理论认识,以期对我国开发超低渗透油藏或致密油藏从理论认识及技术等方面都具有一定的参考价值。

关键词：致密油藏概念区分水平井裸眼多段压裂巴肯