一种面向油气田地面工程的智能建造系统模型及应用

将新型信息技术与油气田地面工程建造技术深度融合,分析研究了国内外智能建造技术发展现状,提出了油气田地面工程智能建造应具备建造过程标准统一、建造信息实时感知、建造要素集中融合、建造业务高度协同、建造管理先知先觉和建造结果数字智能等基本特征。在此基础上,设计了一种面向油气田地面工程的智能建造系统模型,并阐述了模型需要重点关注的内容和对应关键技术,最后探讨了油气田地面工程智能建造场景及应用前景。研究成果可为当前及未来油气田地面工程智能建造提供理论参考和方法指导。     

GM(1,1)模型在润滑油性能预测中的应用

利用灰色系统GM(1,1)预测模型对润滑油中的元素进行趋势预测,首先利用元素历史数据建立动态微分方程,然后基于该微分方程预测元素的变化趋势,为润滑油性能分析和故障定位提供参考。通过对某型柴油机润滑油元素监测来预测其性能,结果表明该预测方法具有数据量小、计算简单、预测准确的特点。     

螺杆泵地面驱动装置检测系统研究

针对螺杆泵地面驱动装置常出现动密封失效、减速器漏油及轴承损坏等问题 ,进行了地面驱动装置检测系统研究。介绍了检测系统的原理、检测方法及评价原则。LBQ15地面驱动装置的加载性能检测数据表明 ,驱动装置匹配小于 7 1kW的输出功率 ,出现“大马拉小车”现象 ;匹配大于 13 9kW的输出功率 ,减速器润滑油温升明显 ,长期在此工况下工作 ,影响驱动装置的寿命 ;匹配 10 5～ 14kW的输出功率 ,温升幅度较小 ,驱动装置效率也较高 ,是该型驱动装置的理想工作输出功率区。地面驱动装置性能检测系统能有效地避免不合格产品进入现场和发生早期失效 ,同时为新型地面驱动装置的开发研究提供了试验手段     

用于油藏描述的井间及地面—井中电磁感应方法

声频井间及地面—井中电磁法(EM)在油藏描述和监测方面是可供选择的有意义的方法。用这些方法,可以使信号在典型的砂/页岩油藏中传播数百米远,可以采集到有关地下电阻率分布的高精度、高灵敏度数据。目前,劳伦斯利弗莫尔国立实验室和劳伦斯伯克利实验室已经研制出用于油藏评价和监测的井间及地面—井中电磁测量系统。井间系统采用立轴感应线圈天线发射和检测正弦信号。数据采集以剖面形式进行,让发射线圈在一口井中连续移动,发射信号,让接收线圈在另一口井中的某一固定深度上检测信号,由此得到一条剖面。改变接收线圈的深度,并保持发射状态不变,可得到另一些剖面,重复这一过程,直到获得一组覆盖目的层段的剖面为止。地面—井中系统采用大直径地面回路发射器和立轴井中接收器。这种系统由于信号强度大,能用扫描频率工作,因此可以在相差几十倍的频率范围内同步采集数据。经过广泛的局部测试后,这两种系统被布置在得克萨斯迪瓦恩英国石油公司试验区,目的是进行进一步的测试和技术鉴定。迪瓦恩试验区地质条件简单,地层产状水平,有利于对资料做精确解释。野外使用结果表明,在相距100米、深度1000米的两口井中采集的井间电磁数据呈现光滑连续的剖面。采集工作可在24小时内重复进行两次,前后数据误差小于1％。对数据用最小平方反演算法拟合层状模型,所得结果与感应测井资料非常吻合。灵敏度分析说明,从相距100米的井中记录的井间电磁数据可以检测厚度只有1米的薄层。地面—井中剖面具有相等的可重复性。尽管这些数据的灵敏度不及井间电磁数据,但也能拟合成与测井资料相吻合的电阻率剖面。地面—井中数据的一个优点是它的信号很强,足以穿透钢制套管。虽然在钢制套管井中采集的数据受套管的强烈影响,但用简单的代数方法就可将它消除。     

国外钻杆疲劳寿命预测系统模型及应用

随着工业4.0的发展,石油钻杆疲劳寿命完整性评估和智能化管理的内在需求不断增加。研究了典型的国外石油钻杆疲劳寿命预测系统模型——基于Miner法则的疲劳累积损伤模型和基于疲劳寿命标准化的线弹性断裂力学模型。介绍了2种模型的理论基础、计算公式、计算流程和应用情况,并分析了各自的优势和不足。最后结合各个模型的特点,提出了钻具疲劳寿命智能化评估管理系统的研究方向,这对工业4.0背景下智能钻井及钻具管理的发展具有重要指导意义。     

煤层气地面开发项目经济预测及规模报酬评价

根据国内外相关研究成果,以利润（包括补贴）为目标量优化了煤层气地面开发项目经济预测模型,并基于柯布-道格拉斯生产函数所建立的估计模型,运用经济预测数据对煤层气地面开发项目规模报酬进行了评价。研究发现：煤层气地面开发项目中资本产出弹性与劳动产出弹性之和约等于1,即规模报酬不变。预测结果显示,煤层气地面开发项目中,大规模生产具有优越性,企业可品尝到生产规模扩张的好处。但规模扩张并非是无止境的,结合经济预测模型,可得出不同开发期的最优钻井数,从而制订有效的开发方案,有助于在实施项目中获得规划优势。该方法在煤层气地面开发项目中已得到较好的应用。     

CENTUM—CS系统的性能及评估

ＣＥＮＴＵＭ－ＣＳ计算机集散控制系统由日本横河公司开发并于１９９３年正式推向市场。本文较系统地介绍了该系统的主要功能以及该系统在原ＣＥＮＴＵＭ－ＸＬ系统基础上所做的各项性能上的提升。ＣＳ系统由于采用了近几年计算机在硬件与软件上比较流行的很多新技术，因而在总线结构、控制站与操作站等方面的性能上有了很大的飞跃，使本系统成为当今世界上几大主要ＤＣＳ厂家中较为先进且具有代表性的计算机控制系统。     

一种简化模型预测控制算法—SMPC

该文对一种简化模型预测控制算法ＳＭＰＣ进行了分析、数字仿真与实际研究。该控制算法简单易实现，鲁棒性强，只有一个调整参数，因此在线整定参数十分容易，具有实用价值。数字亿真与实验装置的实验均表明了该算法的控制质量优于常规ＰＩＤ算法，结果令人满意。     

柴油机整体性能预测的灰色神经网络方法

现代化的设备状态检测和故障诊断理论已经把设备的寿命预测作为一个重要的组成部分。随着科学技术的发展,运行设备状况的复杂化程度越来越明显,传统的数学建模预报方法已不能满足设备的复杂化和现代化要求,对于油用大功率在用柴油机而言,这种信息的复杂性、不确定性程度反映更加明显,为了准确地对在用柴油机性能作出预测,现文将灰色理论和神经网络相结合,建立了灰色神经网络模型来预报柴油机的状态。将原始序列作累加生成处理后,采用BP算法神经网络方法进行预报。实践证明,采用这种方法提高了预报精度,缩短了预测时间,取得了较好的预报效果。     

涡轮钻具叶栅性能测试系统的研制

为检验涡轮钻具叶栅叶形设计的合理性, 降低试验费用, 拟定了采用少数涡轮定转子组成叶栅组进行性能测试的试验方案, 建立了由试验台主机、计算机测控系统和循环系统组成的测试系统。该测试系统采用计算机控制, 自动施加扭矩载荷, 自动控制循环流量, 可根椐采集的数据进一步推算出涡轮钻具整机的性能指标。测试结果表明, 根据十级涡轮叶栅换算出的整机性能参数与实测值非常接近, 其测试数据可做为评价涡轮钻具整机性能指标的依据。     

压裂施工动态摩阻模型建立及其敏感性分析

准确掌握压裂施工动态是提高压裂工艺成功率的关键,施工压力是反映压裂施工动态的最直接有效的指标,而压裂施工动态摩阻会对施工压力产生干扰。在理论分析的基拙上,分别建立了压裂施工过程中的管柱摩阻、射孔孔眼摩阻及裂缝迂曲摩阻计算模型,并对各类摩阻的影响因素进行了敏感性分析,最后通过实例验证了压裂摩阻计算模型的准确性。研究结果表明：所建立的压裂施工动态摩阻计算模型基本能满足工程需要;当孔眼密度足够大时,与管柱摩阻和裂缝迂曲摩阻相比,射孔孔眼摩阻可忽略不计;裂缝宽度对裂缝迂曲摩阻的影响最为显著,在压裂施工过程中,保证足够的裂缝宽度能有效降低裂缝迂曲摩阻     

游梁式抽油系统动态参数仿真的综合数学模型

针对目前游梁式抽油系统杆、管、液耦合振动仿真模型未考虑电动机转速波动对系统影响的不足 ,建立了考虑电动机转速波动影响的游梁式抽油系统动态参数仿真数学模型。模型由描述曲柄运动规律的非线性常微分方程和描述杆、管、液耦合振动的偏微分方程组组成。因为两个单元的数学模型是通过一个独立变量相互耦合的 ,因此通过对独立变量迭代计算便可分别对两个单元进行独立的仿真计算。根据独立模块仿真方法建立的游梁式抽油系统动态仿真软件 ,具有仿真计算简单、精度较高等优点     

封隔器高温性能试验系统研制

介绍了封隔器高温性能试验系统的结构组成、工作原理、技术特点、使用方法和应用效果。该系统可对封隔器及其他井下工具进行高温、高压模拟试验，为井下工具质检和科研工作提供了新的手段。     

一种预测聚合物驱开发动态的新模型

为建立聚合物驱产油量预测模型,对比了Weibull预测模型、广义翁氏预测模型、瑞利预测模型及HCZ预测模型的特点及其对聚合物驱产油量预测的适用性.分析影响聚合物驱产油量的因素,将聚合物驱注入量、开发时间及聚合物浓度等主要参数引入预测模型,建立了聚合物驱产油量预测的新模型.应用该模型成功预测了大庆4个聚合物驱区块的产油量.结果表明:预测曲线与实际产油量曲线的相关系数均高于0.985,预测的产量峰值及其对应的聚合物注入量的误差均小干3%,预测结果可靠.该预测模型可用于分析聚合物驱注入量、聚合物浓度、注入速度等因素对聚合物驱产量的影响;所需参数少,计算快,应用方便.图6表2参13     

两类地质模型的网格系统构建与模型转换

不同的网格系统对储层静态模型的属性插值和数值模拟结果均有明显的影响,而通常的地质建模仅从单一方面来考虑模型网格系统,因此提出了分别进行油藏静态描述地质模型和油藏数值模拟地质模型网格系统设计的新思路,并利用网格重采样技术实现两类模型的协调统一。根据储层属性演化的主控因素,生成能反映储层空间分布及参数演化规律的网格系统,用于储层静态模型参数的插值;根据油藏开发生产实际与油藏流体流动主流线方向,构建用于油藏数值模拟所用的地质模型;利用网格重采样技术,实现由静态地质模型属性参数场到油藏数值模拟地质模型属性参数场的转换,使油藏数值模拟地质模型既能充分反映储集体的地质意义,又能更好地反映油藏流体的流动特征。     

固压设备模拟性能试验的数据采集及分析系统

为了对固井、压裂设备的制造、装配质量和整机性能进行试验检测,满足油田用户的最终需要,专门设计建造了固井、压裂设备模拟性能试验场。利用计算机数据采集系统对出厂设备或新机型进行模拟试验,大大提高了数据采集的精度,也提高了试验的自动化程度,可实现在线检测。试验数据可随时调用、网上查询,通过分析数据可及时发现和解决问题。目前已完成70多台设备的出厂试验,发挥了很好的作用。     

碱剂对复合驱油体系性能的优化

结合河南油田储层特性,在ZL-II型聚合物十SHSA-HN6表面活性剂二元复合驱油体系的基拙上,研究了碱剂Na2C03的加入对复合体系各项性能的优化程度。实验结果表明,加入碱剂一方面可进一步降低复合体系的界面张力,另一方面,由于竞争吸附,碱在一定程度上对表面活性剂起到保护作用,复合体系加入碱后,溶液的乳化性能得到改善。河南油田天然岩心在进行复合驱后,其润湿性由弱亲水转变为强亲水。现场试验证明,采用弱碱三元复合驱油体系驱油可获得较高的注采比     

基于并行处理模型的地震仪器主机系统软件体系结构

主机系统是新一代地震仪器的工作和调度核心。研究并设计了基于线程级并行处理模型的地震仪器主机软件系统体系结构。首先，建立任务模型，对主机软件系统进行任务划分；其次，利用线程管理、任务管理和实时调度，有效地利用硬件多核体系结构，以提高性能。模拟带道能力测试结果表明，在该软件体系结构下实现的主机软件系统带道能力满足1ms@9000道要求。     

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本文根据现代控制论中的自校正预报原理,提出了一种新的油气田递减期动态预测的自校正方法,该方法能比较准确地预报出油气田及生产井在递减期的各主要参数。实例计算表明,本文提出的方法可靠性高,适应性广,预报精度大大优于传统方法。