基于电阻抗谱特性与集成神经网络的天然气水合物饱和度软测量模型

含天然气水合物饱和度的计算是储层优选和资源量评估的关键参数,针对目前数据解释模型计算精度低以及模型输入参数少等问题,提出了一种基于电阻抗特性参数和集成神经网络的软测量模型建立方法。在对电阻抗谱数据进行预处理、特征参数提取以及选择的基础上形成了样本集,针对四对传感器分别设计了BP神经网络,采用平均法作为集成策略将四个BP网络作为子网络进行集成得到集成网络模型。模型测试结果表明：通过集成网络模型计算得到的含水合物饱和度值平均相对误差3.33%、平均绝对误差0.0014、均方根误差为6.56%,三项误差指标均低于各个子网络的计算误差。在宽频范围内对含水合物沉积物进行电阻抗谱测试能够获得沉积物的频率响应特性以及特性描述参数,可为神经网络模型提供大量的输入参数;利用集成神经网络能够综合应用位于不同测量方位的多个传感器的测量数据,通过采用适合的集成策略能够克服水合物空间分布不均匀对饱和度计算准确度的不利影响。     

基于宽频电阻抗特性与阿尔奇公式的含水合物饱和度计算模型

以自主设计开发的水合物电学参数测量装置为基础，在频率范围5Hz~400kHz内测试了不同饱和度条件下的含四氢呋喃水合物海沙体系的宽频阻抗。分析了水合物生成分解过程中模拟沉积物的宽频阻抗特性，讨论了不同含水合物饱和度条件下的阻抗幅值频散特性及其与饱和度之间的定量关系，建立了基于宽频阻抗幅值和阿尔奇公式的含水合物饱和度计算模型。研究结果表明:（1）含水合物天然海沙体系的阻抗幅值呈现出频散特性，频散特性受到孔隙壁与孔隙流体之间界面极化效应的影响，阻抗幅值频散度与含水合物饱和度之间呈现近似线性关系；（2）在测试频率200~200kHz时，阿尔奇公式中的胶接指数较为稳定，饱和度指数与测试频率的对数之间呈现出近似线性的关系，测试频率应作为含水合物饱和度计算模型的参数。本研究为沉积物中含水合物饱和度的评价提供了新方法，通过测量宽频阻抗幅值并应用所提出的模型，综合多个频率的模型计算结果有望得到更加准确可靠的饱和度评价值。