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大落差输油管道局部高点水击压力预测方程研究

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中国安全生产科学技术 2022年第6期18卷 172-177页

作者：孙璐璐李长俊贾文龙张财功余秋爽罗金华西南石油大学石油与天然气工程学院四川成都610500

为预测大落差管道局部高点水击压力,避免在关阀、停泵等应急操作过程中因高点低压而使油品气化,采用OLGA软件水击计算模块分析介质流速、高点稳态压力、关阀时间、阀门位置对高点水击压力的影响机制,并结合国内某原油管道现场SCADA系统... 详细信息

为预测大落差管道局部高点水击压力,避免在关阀、停泵等应急操作过程中因高点低压而使油品气化,采用OLGA软件水击计算模块分析介质流速、高点稳态压力、关阀时间、阀门位置对高点水击压力的影响机制,并结合国内某原油管道现场SCADA系统数据进行验证;采用通用全局优化算法(UGO)和列文伯格-马夸尔特法(LM)建立局部高点压力预测方程,相对误差在5%以内。研究结果表明:本文方程可实现大落差输油管道水击过程中局部高点水击压力的预测。研究结果可为大落差输油管道安全运行与管理提供参考。

关键词：输油管道大落差水击压力局部高点压力预测

基于差分非平稳Transformer的液压支架立柱压力预测

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电子测量技术 2024年第6期47卷 41-49页

作者：杨艺 Aimen Malik 袁瑞甫王科平河南理工大学电气工程与自动化学院焦作454000 河南理工大学河南省煤矿装备智能检测与控制重点实验室焦作454000 河南理工大学能源科学与工程学院焦作454000

液压支架立柱压力预测是回采工艺决策的重要依据,也是确保围岩稳定的基础信息之一。然而,液压支架立柱压力虽然具有一定的规律性,却无法用简单的数学模型进行预测;且在回采过程中,支架不接顶、顶板破碎、传感器检测误差等带来大量的随... 详细信息

液压支架立柱压力预测是回采工艺决策的重要依据,也是确保围岩稳定的基础信息之一。然而,液压支架立柱压力虽然具有一定的规律性,却无法用简单的数学模型进行预测;且在回采过程中,支架不接顶、顶板破碎、传感器检测误差等带来大量的随机噪声,使得压力数据劣化为非平稳时间序列,给压力的预测带来的很大的困难。本文在Transformer基础上,提出一种差分非平稳Transformer模型,在Transformer的编码器和解码器中分别引入差分归一化和反归一化操作,以提升序列的平稳性。同时,在Transformer中采用去平稳注意力机制,计算序列元素之间的关联关系,以增强模型的预测能力。在真实的煤矿支架立柱数据集上的对比实验表明,本文提出的差分非平稳Transformer的预测效果达到0.674,表现明显优于LSTM、Transformer和非平稳Transformer模型。

关键词：煤矿安全工作面液压支架压力预测非平稳Transformer 差分

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深水变梯度钻井井筒压力预测模型的研究

石油科学通报 2022年第4期7卷 564-575页

作者：张锐尧李军柳贡慧中国石油大学(北京)石油工程学院北京102200 中国石油大学(克拉玛依)石油工程学院克拉玛依840000 北京工业大学北京100022

为了提升注空心球变梯度控压钻井中井下分离器的分离效率,并准确掌握井筒压力的分布规律,研制了以球形过滤塞和金属过滤网为核心结构的新型井下过滤分离器,对其总体结构和工作原理进行了阐述;以多孔介质模型对过滤结构进行模拟,并引入... 详细信息

为了提升注空心球变梯度控压钻井中井下分离器的分离效率,并准确掌握井筒压力的分布规律,研制了以球形过滤塞和金属过滤网为核心结构的新型井下过滤分离器,对其总体结构和工作原理进行了阐述;以多孔介质模型对过滤结构进行模拟,并引入欧拉多相流模型对钻井液和空心球混合流体的流动过程进行数值模拟研究,分析了不同注入速度或空心球体积分数对过滤分离器分离效率的影响规律;基于自主研制的变梯度控压钻井室内模拟试验系统,开展了过滤分离器分离效率的敏感性试验,研究了泵排量、空心球体积分数、密度和直径对分离效率的影响;依据数值模拟和室内试验研究所得分离效率,并考虑井筒与地层间能量交换、井筒温度和压力对流体物性参数的影响,建立了深水变梯度控压钻井单相流条件下瞬态井筒温压耦合模型。利用有限差分和高斯赛德尔迭代方法分别对模型进行离散和求解,对不同变梯度参数(如分离器位置、数量、空心球体积分数或密度等)条件下的井筒压力分布规律进行了敏感性分析。研究结果表明:过滤分离器可以显著提升分离效率,最高可以达到98.5%;环空压力在过滤分离器位置处存在明显的拐点,总体呈折线形分布且拐点位置、数量与分离器的位置和数量同步变化;井筒压力与分离器数量、分离器距离井口的深度以及空心球体积分数呈负相关,与空心球密度和排量呈正相关。该研究可以为深水变梯度控压钻井方法的进一步发展提供一定的理论参考。

关键词：变梯度钻井过滤分离器分离效率压力预测

基于LightGBM算法的地层破裂压力预测方法及应用

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中国测试 2023年

作者：李华洋曹志鹏吴小龙朱施杰邓金根张水良重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室中海油天津分公司中国石油大学(北京)石油工程学院中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室

针对传统的地层破裂压力预测方法预测精度较低、普适性不高等问题，提出基于LightGBM机器学习算法构建破裂压力智能预测模型。以井深、地层密度和孔隙压力当量密度作为模型的输入层数据，以S区块中相邻的3口直井为例验证模型的预测效果... 详细信息

针对传统的地层破裂压力预测方法预测精度较低、普适性不高等问题，提出基于LightGBM机器学习算法构建破裂压力智能预测模型。以井深、地层密度和孔隙压力当量密度作为模型的输入层数据，以S区块中相邻的3口直井为例验证模型的预测效果，并将LightGBM模型与常用的声波测井资料法进行预测结果的对比分析，最后进行模型的参数敏感性分析。研究结果表明，LightGBM模型的预测精度和稳定性均很好，模型的泛化能力强，5项评价指标均表现得十分优越。LightGBM模型的预测相对误差不超过2%，小于声波测井资料法。所有输入层数据中地层密度对于破裂压力的预测最为敏感。利用LightGBM机器学习算法所建立的破裂压力预测模型不受地质环境的影响，其预测精度也大于声波测井资料法。

关键词：破裂压力机器学习 LightGBM算法压力预测

基于LightGBM算法的地层破裂压力预测方法及应用

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中国测试 2024年第4期50卷 134-143页

作者：李华洋曹志鹏吴小龙朱施杰邓金根张水良中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 中海油天津分公司天津300459

针对传统的地层破裂压力预测方法预测精度较低、普适性不高等问题,提出基于LightGBM机器学习算法构建破裂压力智能预测模型。以井深、地层密度和孔隙压力当量密度作为模型的输入层数据,以S区块中相邻的3口直井为例验证模型的预测效果,并... 详细信息

针对传统的地层破裂压力预测方法预测精度较低、普适性不高等问题,提出基于LightGBM机器学习算法构建破裂压力智能预测模型。以井深、地层密度和孔隙压力当量密度作为模型的输入层数据,以S区块中相邻的3口直井为例验证模型的预测效果,并将LightGBM模型与常用的声波测井资料法进行预测结果的对比分析,最后进行模型的参数敏感性分析。研究结果表明,LightGBM模型的预测精度和稳定性均很好,模型的泛化能力强,5项评价指标均表现得十分优越。LightGBM模型的预测相对误差不超过2%,小于声波测井资料法。所有输入层数据中地层密度对于破裂压力的预测最为敏感。利用LightGBM机器学习算法所建立的破裂压力预测模型不受地质环境的影响,其预测精度也大于声波测井资料法。

关键词：破裂压力机器学习 LightGBM算法压力预测

基于CatBoost算法的孔隙压力预测方法及其在井壁稳定分析中的应用

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中国安全生产科学技术 2023年第2期19卷 136-142页

作者：李华洋谭强朱施杰邓金根严科张君岳虞海兵中国石油大学(北京)石油工程学院北京102249 中国石油大学(北京)油气资源与探测国家重点实验室北京102249 中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044 湖北工业大学土木建筑与环境学院湖北武汉430068

为解决传统孔隙压力预测方法(如伊顿法和鲍尔斯法)在预测孔隙压力时,适用范围较小、受人为因素影响较大等问题。基于CatBoost机器学习回归算法建立孔隙压力智能预测模型,并与决策树回归算法和随机森林回归算法进行比较,以某区块2口直井... 详细信息

为解决传统孔隙压力预测方法(如伊顿法和鲍尔斯法)在预测孔隙压力时,适用范围较小、受人为因素影响较大等问题。基于CatBoost机器学习回归算法建立孔隙压力智能预测模型,并与决策树回归算法和随机森林回归算法进行比较,以某区块2口直井为例验证模型的预测效果。结合CatBoost模型的孔隙压力预测结果,利用数值模拟软件分析孔隙压力对井壁稳定的影响。研究结果表明:CatBoost模型的5个评价指标相对最优,孔隙压力当量密度实测值与预测值的相对误差最小,CatBoost模型具有较强的泛化能力和较高的预测精度;在低孔隙压力条件下,井周等效塑性应变不均匀性明显,井周进入塑性区的围岩区域主要集中在最大主应力方向;在较大孔隙压力作用下,井周等效塑性应变不均匀性有所降低,但井周等效塑性应变的极大值仍存在于最大主应力方向。研究结果可对孔隙压力精确预测和钻井作业安全施工提供一定指导作用。

关键词：孔隙压力机器学习 CatBoost算法压力预测

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基于粒子滤波算法的足底压力预测

数据采集与处理 2021年第4期36卷 730-738页

作者：曹更玄兆燕李德恒崔冰艳华北理工大学机械工程学院唐山063210 河北君业科技股份有限公司唐山063000

针对人体下肢运动状态识别精度低的问题,提出了一种基于足底压力的下肢运动状态识别预测方法。以EMED足底压力平板采集的不同步速下各40组足底压力数据为试验样本,通过分析足底压力特征参数,构建步态相位,建立足底步态周期关系,以及步... 详细信息

针对人体下肢运动状态识别精度低的问题,提出了一种基于足底压力的下肢运动状态识别预测方法。以EMED足底压力平板采集的不同步速下各40组足底压力数据为试验样本,通过分析足底压力特征参数,构建步态相位,建立足底步态周期关系,以及步态位移模型。下肢运动是非线性运动,采用步态周期模型结合粒子滤波算法实现足底压力预测。先对粒子群初始化获取先验概率密度函数,对预测压力进行估计,其次对状态向量检验,使用多元线性回归推导出预测足底压力。实验结果表明,在不同步态速度下,粒子滤波算法性能好,精确度达到97%以上,从而证明了足底压力预测方法的有效性。补充不同年龄、性别、体重的实验者的足底压力数据进行分析,预测精度均在97.5%以上,验证了预测算法的稳定性和精准性。

关键词：运动识别步态周期粒子滤波压力预测

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渤南洼陷钻前地层压力地震预测

石油地球物理勘探 2014年第2期49卷 349-359,222页

作者：罗胜元何生宋国奇王永诗郝雪峰金秋月中国地质大学(武汉)资源学院中国地质大学(武汉)构造与油气资源教育部重点实验室湖北武汉430074 中国石化胜利油田分公司山东东营257015 中海石油(中国)有限公司湛江分公司广东湛江524057

沾化凹陷渤南洼陷沙三段和沙四段普遍存在着异常高压。为全面了解该区纵、横向压力分布特征,采用叠前时间偏移速度谱资料,利用VSP速度,应用Fillippone公式压力预测模型,成功地预测了渤南洼陷的孔隙压力体。采用VSP测井优化校正地震层速... 详细信息

沾化凹陷渤南洼陷沙三段和沙四段普遍存在着异常高压。为全面了解该区纵、横向压力分布特征,采用叠前时间偏移速度谱资料,利用VSP速度,应用Fillippone公式压力预测模型,成功地预测了渤南洼陷的孔隙压力体。采用VSP测井优化校正地震层速度,可以使速度误差小于8%,从源头上降低地层孔隙压力的不确定性。在确定研究区相对应的模型参数前提下,依照每个速度谱点分别求取最大、最小压实速度,为压力预测模型提供了良好的速度处理方法。利用经校正的速度资料和预测模型,获得了流体压力的三维数据体,可以从任意方向切片观察凹陷内压力的空间展布。由于地震垂向分辨率影响着地震速度精度,再加上多种地质因素影响地震速度,从而导致地震预测压力值与实测值存在误差。经速度校正系数和实测值的校正,82%的统计数据误差在±10%的允许范围内,基本能满足勘探、开发的需要。

关键词：渤南洼陷叠前偏移地震速度谱压力预测三维超压体

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基于叠前反演的泥页岩地层压力预测方法

岩性油气藏 2019年第1期31卷 113-121页

作者：李玉凤孙炜何巍巍杨云飞章新文严移胜中国地质大学(北京)地球物理与信息技术学院北京100083 中国石化石油勘探开发研究院页岩油气富集机理与有效开发重点实验室北京100083 中国石油勘探开发研究院西北分院兰州730020 中国石油河南油田分公司勘探开发研究院郑州450018

为了解决泥页岩地层压力预测问题,以焦石坝地区志留系龙马溪组页岩气储层为研究对象,调研分析了现今常用地层压力预测方法的适用性。在对页岩气储层异常压力发育段进行测井响应特征分析的基础上,提出能够有效识别页岩气异常地层压力的... 详细信息

为了解决泥页岩地层压力预测问题,以焦石坝地区志留系龙马溪组页岩气储层为研究对象,调研分析了现今常用地层压力预测方法的适用性。在对页岩气储层异常压力发育段进行测井响应特征分析的基础上,提出能够有效识别页岩气异常地层压力的新参数,即异常地层压力识别因子;最后利用叠前弹性波阻抗反演结果计算出异常地层压力识别因子,从而预测焦石坝地区泥页岩地层的压力分布特征。与传统预测方法相比,基于叠前弹性波阻抗反演的泥页岩地层压力预测新方法具有更高的精度。该研究成果可以应用于泥页岩地层的压力预测,为页岩气精细勘探提供了依据。

关键词：异常地层压力弹性波阻抗反演压力预测页岩气