改进的催化裂化集总动力学参数估计方法

针对催化裂化复杂反应体系 ,提出了一种在NLJ算法基础上改进的随机搜索优化算法NLJ ,该方法引入了优化的中间结果和目标函数的变化来修正搜索范围 ,从而减少了搜索的随机性。该方法应用于催化裂化十集总动力学模型轻循环油反应网络动力学参数估计 ,降低了搜索算法对初值和实验误差的要求 ,保证了收敛稳定性。     

卡森模式流变参数非线性估计的改进算法

通常对卡森模式流变参数进行非线性估计的求解过程相当复杂,针对这一问题,提出了一种基于非线性回归的改进算法。该算法不仅将流变参数估计转化为求一元函数的最小值问题,而且还给出了目标函数搜索区间上界和下界的确定方法。通过大量实测数据对一元目标函数进行计算的结果显示,其为搜索区间上的单峰函数,可采用二分法、黄金分割法及Fibonacci法等一维搜索法求解。改进算法计算稳定,无须设初始值,收敛速度快,且易于计算机编程。经实例计算验证,该算法所得的流变参数是基于最小二乘意义下的最优估计。     

基于Fibonacci法求幂律模式流变参数最优值

幂律模式属两参数流变模式,流变参数具有明确的物理意义,应用范围广泛,其值一般采用线性回归法计算,但在转换为线性方程过程中破坏了Gauss-Markov假定,所得参数估计值是近似解而非最优解,导致计算精度降低。针对幂律模式流变方程的特点,基于最小二乘法,通过数学变换,将流变参数估计过程转化为求解一元函数最小值问题。大量测试结果表明,该一元函数在求解区间是单峰函数。文中给出求解区间的上限和下限,并基于Fibonacci法求解。该算法稳定,无需设初始值,收敛速度快,易于计算机编程。经实例验证,所得流变参数估计值是最小二乘意义下的最优值。     

基于量子退火Metropolis-Hastings算法的叠前随机反演

传统的Metropolis-Hastings （MH）算法是一种常见的随机反演方法,可以得到大量来自于后验分布的样本,从而得到更可靠的参数估计和反演结果的不确定性信息,但对于较为复杂的参数空间,MH算法往往不能对其充分搜索。为此,针对该问题提出了基于量子退火MH算法的叠前随机反演方法,主要通过调节算法的接受概率提高算法的计算效率和稳定性。模型试算与实际数据反演结果表明,相较于传统的MH算法,该方法具有更高的收敛效率。     

异丁醛催化氧化反应动力学模型

建立了异丁醛催化氧化反应动力学模型,通过残差分析及统计检验来进行模型筛选,用参数估计方法确定了反应动力学常数,为异丁醛催化氧化反应过程的开发和放大提供依据。     

钻井液幂律模式非线性最小二乘参数估计的新算法

钻井液的幂律流变模式的流变参数估计问题大多使用线性回归方法进行求解,然而,线性回归方法改变了测量误差的统计特征,使得所得到的流变参数估计不具有无偏性和方差最小等特点.针对幂律流变方程的特点,提出了一个非线性最小二乘估计的新算法,该算法不需要人工给定迭代初始值,迭代过程稳定收敛到最小点,不会陷入极小点陷阱,收敛速度很快.新算法是一个全局优化算法,所得到的流变参数估计具有拟合残差近似无偏性和方差几乎最小的优良统计特征.大量的实际钻井液算例表明,新方法具有比线性回归方法更小的拟合方差和相近的均值,拟合残差统计特性优于线性回归方法.该方法可以应用到钻井液幂律流变模式中流变参数的确定、钻井液流变模式优选、钻井液性能调整和评价等许多问题中.     

催化重整集总反应动力学模型研究

本文提出了一个包括16个集总组分的催化重整动力学模型,在氢气压力为(8～12)×10~5Pa、温度为460～500℃、氢油摩尔比为10的条件下测定了该模型的动力学参数.用最佳步长策略方法、Marquadt 方法及区域约束的参数估计方法估计出反应网络的动力学参数,计算出各个反应的活化能和频率因子.模型中各个组分的实验值与计算值的拟合很好,模型能较好地预测各组分的浓度分布.     

一种基于神经网络的多项式实根隔离算法

提出了一种基于神经网络的多项式实根隔离算法。该算法与传统神经网络区别在于：神经网络的权值采用的是区间而非数值；神经网络的学习采用的是基于区间分析的全局优化方法。该算法克服了传统的基于梯度下降法的神经网络易于陷入局部极小解或收敛到问题的不可行解的缺点，同时具有并行处理结构。     

加氢裂化集总反应动力学模型研究

根据加氢裂化反应机理和反应特征，建立了通用性较强的加氢裂化集总动力学模型；采用序列二次规划方法进行参数估计，确定了反应动力学参数。研究结果表明，模型能很好地拟合实验数据，并具有良好的预测性能。     

系统优化和参数估计的改进二步法(ITS)

本文结合系统优化和参数估计的修改二步法(MTS),并进行了进一步改进,提出了算法稳定快速收敛的协调增益 K 的在线计算方法,得到了改进二步法(ITS)。ITS 法广泛适用于线性和非线性系统的在线优化控制。仿真结果表明,ITS 法的收敛速度大大加快,是一种有效的工业过程在线自适应优化控制方法。     

管道隧道Ⅵ级围岩试验段支护结构的稳定性分析——以“西气东输”二线东江水下隧道为例

由于缺乏相关技术标准,目前油气管道工程隧道Ⅵ级围岩的支护参数通常需要通过工程类比法来确定,存在一定的盲目性。为了检验及评价隧道Ⅵ级围岩支护结构的支护效果,选取“西气东输”二线东江水下隧道Ⅵ级围岩中的K0～K0＋68.00 m段作为试验段,通过现场巡检、观测、有限元计算、结构力学分析等方法,对试验段支护结构的稳定性进行了分析评价。计算结果表明,试验段选取的初期支护结构安全系数满足相关隧道设计规范的稳定性要求;现场检测结果表明,试验段喷射混凝土层无开裂、空鼓现象,钢格栅也无明显变形,隧道的拱顶下沉量和周边收敛值均为毫米量级;巡检结果表明,试验段隧道初期支护结构的施工质量满足规范要求,围岩整体稳定性良好。结论认为：该试验段Ⅵ级围岩初期支护参数的选取可以指导其他石油天然气长输管道工程同级别围岩隧道的设计与施工,可为修订GB 50423-2007《油气输送管道穿越工程设计规范》提供依据。     

泥页岩埋藏过程孔隙度演化与预测模型探讨

统计分析了国内外大量实测及测井解释孔隙度数据,揭示泥页岩孔隙度演化规律,指出孔隙度变化过程的差异,划分出正常压实和欠压实孔隙演化区。从3个方面探讨了引起孔隙度差异的原因：①处于生油高峰期的优质烃源岩,生烃过程中产生的超压减缓了孔隙度变小的速率,是泥页岩在中深层还保持相对较大孔隙度的主要因素,超压贡献的孔隙度超过5%;②处于生气中晚期的优质烃源岩,生烃过程形成的有机质纳米孔隙是深层富含有机质泥页岩孔隙度增加的另一个重要因素,有机质纳米孔贡献泥页岩孔隙度达到1.8%;③有机酸对脆性矿物的溶蚀作用对泥页岩孔隙增大贡献比预想的小。根据以上认识,建立了3段式的正常压实模型、欠压实模型以及有机质纳米孔校正模型,分析了模型关键参数,提出了有机质面孔率的估算模板。应用实例证明这些模型具有实用价值,可促进页岩气、页岩油等非常规油气资源评价及勘探开发技术的发展。     

Calculation of Klinkenberg permeability, slip factor and turbulence factor of core plugs via nonlinear regression

Published methods to determine the Klinkenberg permeability, Klinkenberg slip factor and Forchheimer turbulence factor of core plugs can exhibit considerable error. Jones presented a technique based on gas pressure decay measurements during the transient state, where, with a single run, an algorithm can calculate the parameters with precision. However, this paper shows that Jones' method is based on a linear regression to find a fixed point of a nonlinear error function, and is presented without theoretical justification or convergence conditions. This paper proposes a simple algorithm, based on nonlinear regression, to calculate the unknown parameters, and has the advantage of theoretical justification as well as weaker requirements for convergence. In addition, a strategy to calculate the unknown physical parameters when the measurements are noisy is presented.     

中国石油产量历史回顾与未来趋势

中国1950-2014年积累的65组石油产量数据所体现的某些规律,可以用通道来描述。依据通道原理进行数据处理,可以得出如下结论:1在65年的石油发展史中,隐含着一条安全的路线、一条使石油产量健康稳步上升的通道,个别年份产量的大波动是孤立的、不影响全局;2变化率是影响石油产量变化的内在因素,是以极值点和拐点形式形成波动,推动石油产量的不断变化;3石油产量变化出现过3个拐点(1976年、1994年和2007年),将65年分为4个不同的阶段,受2007年拐点的影响,目前处于逐步减慢的增长通道中;4如果至2020年中国石油产量增幅低于每年1.4%,一个产量"峰"状的头部最早将在2018年形成,之后将步入下降的通道之中,时间为10年或以上,"峰"状头部可以被推迟,但不可能消失;5如果至2020年平均增幅大于每年1.4%,则头部不能形成。     

核磁共振测井在川中地区上三叠统低孔、低渗储层评价中的应用

四川盆地中部上三叠统须家河组属典型的低孔、低渗碎屑岩储层,有效储层的识别、储层参数的计算与流体类型的判别存在着较大困难。为此,将核磁共振测井处理结果与岩心分析数据相结合,用谱系数法重新建立了毛细管束缚水孔隙度计算模型,将计算绝对误差控制在0.5%以内;利用岩心分析数据对核磁共振渗透率模型进行了优化,提高了渗透率计算的精度;结合Archie公式,得到了该地区的自由水饱和度计算模型。在准确计算储层参数的基础上,结合试油数据建立了储层识别标准：有效孔隙度大于6%,渗透率大于0.05 mD为有效储层;自由水饱和度均值小于10%,极大值小于15%为气层;自由水饱和度均值高于15%,极大值高于20%为水层。对5井次11个储层段进行统计的结果表明,其有效储层的识别结果与试油结果相吻合,流体类型判别符合率在85%以上。     

原油混合后成熟度参数的差异性及其地质意义——以塔北隆起托甫台地区奥陶系为例

通过精细刻画塔里木盆地塔北隆起托甫台地区奥陶系原油物性、族组分特征、分子标志物特征、成熟度等，分析了原油混合后成熟度参数的差异性及其地质意义。研究结果表明：①原油中不同组分的成熟度指标反映的结果存在一定差异，相对而言轻烃和金刚烷类参数计算的成熟度要高于甾萜烷类和芳烃类推算的结果，这是由不同成熟度原油的混合作用所导致，可作为多期充注和混合作用的依据。轻烃和金刚烷主要反映后期充注原油的成熟度；甾萜类、菲类和二苯并噻吩类等通常指示早期充注原油的成熟度。②由于不同成熟度参数抗生物降解能力不同，生物降解也会导致成熟度参数出现不同的变化。③轻烃、金刚烷类参数和甾萜烷、芳烃类成熟度参数平面上的差异反映了油气充注路径或油源断裂活动性的变化。④原油物性是各组分的综合体现，是区域性油气成藏机理分析的基本参数。     

同伦BP算法在储集层参数预测中的应用

同伦算法是解决非线性优化问题的新理论，将同伦算法引入误差反向传播神经网络，提高了网络的训练速度，消除了常规BP网络算法收敛于局部极值的缺点。该算法具有稳定性强、训练速度快、收敛精度高的优点。实际应用表明，利用此网络进行储集层参数预测，提高了参数预测的可靠性；该算法具有克服网络病态的能力。     

含蜡原油热处理工艺的研究

本文在室内试验研究的基础上认为:以凝固点,屈服值和表观粘度作为评价含蜡原油热处理效果的指标;我国含蜡原油热处理的较好蜡胶比范围为0.8～1.5;以各段最高不大于1.5℃/分的低冷却速率分段冷却,可得较好的热处理效果;以及简易的失流点,反常点温度区间划分法,并以此法得出我国含蜡原油的失流点高于凝固点6℃,失流点到反常点温度区间只有6～8℃,高于凝固点10～13℃即为牛顿液体。     

不同冷却方式对热损伤砂岩力学与声学特征影响

本文选取地球岩石圈中典型的砂岩作为研究对象,通过开展高温作用后的砂岩在自然冷却与遇水冷却两种条件下的声波透射试验、岩石孔渗测量.分析砂岩在不同温度处理、不同冷却方式下的声发射特征、孔渗参数、弹性模量,结合岩石在常温下各参数进行对比分析.研究结果表明:(1)随热处理温度的增加,砂岩P波速度不断下降,质量损失率不断上升,且...     

“膨胀机＋重接触塔”天然气凝液回收工艺的优化

为了实现对新建渤西油气处理厂的“膨胀机＋重接触塔（DHX）”天然气凝液回收工艺的优化,筛选出了影响丙烷收率和装置能耗的关键参数（低温分离器的冷凝分离温度和压力、膨胀机的膨胀比、重接触塔顶温度和脱乙烷塔底温度）,通过比选,确定了干气外输压缩机进口压力（1 000 kPa）、膨胀机的膨胀比和主要设备的操作压力。根据Hysys工艺模拟计算结果,对各主要设备的操作温度对丙烷收率和能耗的影响规律进行了分析,结果发现：①低温分离器入口温度越低,丙烷收率越高,但是温度过低会导致脱乙烷塔底热负荷大大增加,即能耗增加;②脱乙烷塔顶气相经冷箱Ⅱ换热冷凝后进入重接触塔顶的温度越低,丙烷收率越高,脱乙烷塔底热负荷基本不变,但存在一个温度极限值,当进入重接触塔顶的温度低于-92 ℃时,塔底热负荷呈直线趋势急剧增加;③采用重接触塔工艺方案时,脱乙烷塔底温度越高,丙烷收率越高,塔底的热负荷也越高。当塔底温度高于56 ℃（极限值）时,塔底热负荷呈直线趋势急剧增加,丙烷收率出现陡降。经综合考虑,确定了该工艺的最佳操作温度（低温分离器入口温度为-39 ℃,脱乙烷塔顶气相经冷箱Ⅱ换热冷凝后进入重接触塔顶的温度为-86 ℃,脱乙烷塔底温度为52 ℃）,实现了丙烷收率和能耗之间的平衡和收益最大化。