基于概率核主成分分析的属性优化方法及其应用

主成分分析（PCA）是最常用的属性优化分析技术,但存在缺少概率模型和缺失高阶统计量信息的不足。本文基于贝叶斯理论和核主成分分析（KPCA）法,研究了可同时克服PCA两个缺点的方法——概率核主成分分析（PKPCA）。即首先将样本数据映射到高维特征空间,继而在特征空间定义数据的概率模型,最后应用期望最大（EM）估计最佳结果。该方法兼具概率分析和核主成分分析的优点,能有效地适应更复杂储层情况,实现非线性概率分析。实际数据的应用结果表明,基于贝叶斯理论的属性概率优化法提高了属性优化的精度,同时增强了储层预测的准确性和可靠性。     

基于响应曲面法的环管装置聚丙烯相对分子质量的模拟及优化

基于响应曲面法（RSM）,采用5因素3水平的Box-Behnken设计,通过Aspen Polymers Plus软件模拟了环管式丙烯聚合过程,探讨了聚合温度、压力、丙烯质量流量、催化剂用量、H₂体积分数对环管反应器出口聚丙烯(PP)相对分子质量的影响,建立了以环管反应器出口PP相对分子质量为响应函数的数学模型,对聚合反应条件进行了优化,确定了满足PP相对分子质量为(1.22±0.004)×10.5的最佳操作条件。结果表明,在聚合温度71.1℃、压力3.25 MPa、丙烯质量流量671×10.3 kg/h、催化剂用量0.20 kg/h、H₂体积分数3.12%的最佳操作条件下,得到的PP相对分子质量为1.22075×10.5,与目标值的偏差仅为0.061%;采用响应面法优化环管装置生产具有目标相对分子质量PP的操作条件可行,建立的数学模型能够较准确地预测PP相对分子质量,可以用于指导工业生产。     

基于主成分分析法提高有杆抽油系统效率

有杆泵抽油在油田生产中被广泛应用,但目前系统效率一般较低。影响有杆抽油系统效率的因素很多,不同因素之间又相互关联,文中通过分析有杆抽油系统效率的影响因素,得出电机效率和泵效较低是造成有杆抽油系统效率低的主要原因。在现场应用过程中,结合区块特点,选取9个原始指标,利用主成分分析法,在尽量减少信息损失的前提下,将9个原始指标转化为4个综合指标,进一步分析得出生产参数、电机选型等是影响有杆抽油系统效率的主要因素,对其进行重点优化能有效提高有杆抽油系统效率。     

基于核主成分分析的地震属性优化方法及应用

 传统的基于线性变换的主成分分析法（PCA）是一种有效的地震属性降维优化方法。但是,当原始数据中存在非线性属性时,用主成分分析法提取的主成分就不能反映这种非线性属性。而核主成分分析（KPCA）则是一种基于原始数据的非线性变换,它可以提取出数据之间的非线性关系。本文从方法原理概述入手,分析了一般主成分分析在处理非线性问题上存在的不足,阐述了基于核函数的主成分分析方法,并将其首次应用于地震属性的降维优化中。应用结果表明：基于核函数的主成分分析方法具有优秀的特征提取性能。     

反应精馏隔壁塔工艺合成氯乙酸甲酯的响应曲面法模拟与优化

使用Aspen Plus对反应精馏隔壁塔(RDWC)合成氯乙酸甲酯(MCA)工艺进行模拟,在单因素分析的基础上,采用响应曲面法,建立了二次回归模型,分析进料位置、进料量、回流比、气相分配比等因素对能耗的影响,从而确定了最优操作参数。当甲醇进料位置N为21、氯乙酸进料量F_1为41.28kmol/h、RD-1塔回流比R_1为0.42、FS气相分配比X为0.83、RD-2塔回流比R_2为0.39时,产品纯度可达到99.93%,总负荷Q为2536.152kW。     

主成分分析法在超声波乳化柴油制备中的应用

 首次采用主要成分分析(PCA)法, 分析了在用超声波设备制备乳化柴油过程中的乳化剂HLB值、掺水率、乳化剂用量、乳化温度、超声波声强、超声波作用时间等6个因素对乳化柴油稳定性的影响. 结果表明, 乳化剂的HLB值、乳化温度和超声波作用时间是影响乳化柴油稳定性的主要因素. 经实验验证表明, 主成分操作参数控制方程具有一定的可靠性. 因此, 通过优化模型, 可以在较少实验次数下得到稳定性较好的乳化柴油(分层时间大于40h), 可为超声乳化实验提供理论依据.     

用主成分投影法评价和优选钻头

在钻井过程中，钻头的合理选型对提高钻进速度、降低钻井综合成本起着非常重要的作用。钻头性能评价是钻头选型工作的重要环节。评价方法的好坏直接影响到钻头选型结果的合理性。为了全面、系统地评价钻头性能的优劣，必须综合考虑钻头的使用效果和使用争件。在合理选取钻头性能评价指标的基础上，提出了一种新的钻头性能评价方法主成分投影法。该方法不仅考虑了评价指标的权重，而且通过正交变换解决了指标间的信息重叠问题。它以各决策向量在理想决策向量上的投影值作为钻头性能的综合评价值，根据该值的大小对各种型号的钻头进行优劣排序。借助于Matlab软件，该方法计算简单、实用，具有良好的推广应用价值。应用结果表明。该方法是合理的。     

响应曲面法优化甲烷水蒸气重整制氢工况参数

基于Chemkin的蜂窝整体式反应器计算甲烷水蒸气重整中的甲烷转化率和氢气产率,得到不同工况参数(反应器温度、水蒸气与甲烷的摩尔比(水/碳比)和压力)对甲烷转化率和氢气产率的影响。采用响应曲面法以及Box-Behnken-Design模型对不同工况参数进行优化,建立以氢气产率为响应目标的响应模型。结果表明,水/碳比和反应器温度对氢气产率的影响最为显著。当反应器温度为1079.65 K、水/碳比为3.94、压力为0.11 MPa时,模拟3次的平均氢气产率为80.58%。采用化学反应过程仿真与数值结果预测相结合的方法,显著减少了仿真时间,提高了计算效率和精度。     

响应曲面法优化假单胞菌LKY-5对二苯并噻吩的降解

In this research, the degradation of dibenzothiophene （DBT） was investigated by using Pseudomonas sp. LKY-5isolated from oil contaminated soil. The response surface methodology （RSM） based on the Box-Behnken design （BBD）was applied for evaluating the interactive effects of four independent variables including substrate concentration, temperature,pH and agitation rate on the DBT removal response. A total of 29 experiments for four factors at three levels wereconducted in present study. A second-order regression model was then developed, and the analysis of variance （ANOVA）illustrated that the proposed quadratic model could be utilized to navigate the design space. The value of determination coefficient（R2=0.953 4） indicated a satisfactory agreement between the quadratic model and the experimental data. It was found thatDBT removal was more significantly affected （P〈0.000 1） by substrate concentration compared with other three parameters.An 100% degradation of DBT could be obtained by Pseudomonas sp. LKY-5 at a substrate concentration of 100 mg/L.     

基于向量旋转的主成分法在钻头选型中的应用

主成分分析法主要是利用降维的思想,在损失较少信息的前提下把多个指标转化为几个综合指标的多元统计方法。通过对常规主成分评价方法求解过程的分析,得出该方法不能直接用于钻头优选分析。在此基础上给出一种基于向量旋转的主成分钻头评价方法,该方法即能克服常规主成分钻头评价法的不足,又保持了主成分评价方法的内在优点。通过现场实际计算分析,表明改进后的方法能用于油田钻头优选。     

基于ICA、PCA与SVM方法的沉积微相定量识别

利用测井资料快速准确地确定沉积微相是油田勘探开发中急需研究解决的问题.沉积微相特征在测井曲线上有所反映,将常规测井资料及其解释成果中的地质资料同岩心资料相结合,分别通过主成分分析(PCA)和独立分量分析(ICA)提取反映沉积微相变化的特征,利用支持向量机(SVM)建立沉积微相的判别模型,根据该模型对未取心井段的沉积微相...     

The Design of New Soft Sensors Based on PCA and a Neural Network for Parameters Estimation of a Petroleum Reservoir

Abstract

A new set of soft sensors is presented based on principal component analysis (PCA) and artificial neural network (ANN) methodologies for parameters estimation of a petroleum reservoir. The crude diagrams of reservoir parameters provide valuable evaluation for petrophysical parameters. These parameters, however, are usually difficult to measure due to limitations on cost reliability considerations, inappropriate instrument maintenance, and sensor failures. PCA is utilized to develop new soft sensors to incorporate reliability and prediction capabilities of ANN. For this purpose, a PCA model is derived to reconstruct a parameter from other reservoir parameters using their redundancy relations. The developed soft sensors are applied to reconstruct parameters of Marun reservoir located in Ahwaz, Iran, by utilizing the available geophysical well log data. The experimental results demonstrate that the proposed hybrid PCA-NN algorithm is able to reveal a better performance than the PCA and the conventional back propagation–based NNs.     

利用三维多项式曲面拟合的子体波形主成分分析剥离火成岩强屏蔽

火成岩对地震波具有极强的屏蔽和吸收作用,并常形成强反射,造成火成岩下伏地层的地震资料品质变差。为了剥离火成岩强反射,可根据解释的火成岩层位信息设置相应的时窗宽度,通过搜索纵、横向地震波形特征准确获得火成岩层位,实现局部层拉平,再利用子体波形主成分分析(PCA)剥离火成岩强反射。基于此,采用三维多项式曲面拟合代替Wheeler变换实现局部层拉平,形成了基于三维多项式曲面拟合的子体波形PCA火成岩强屏蔽剥离技术,避开了Wheeler变换在实际应用中由于火成岩反射同相轴无法拉平而带来的重构地震信号局部失真问题。同时,在剥离过程中无需引入振幅阈值控制,对于火成岩反射振幅横向变化快的问题,只要在设置的子体窗口范围内火成岩反射振幅变化不大,就可以提取该子体窗口的火成岩强反射,并通过滑动子体窗口,在横向剥离火成岩强反射,提高了方法的实用性。模型测试和实际资料应用表明,该方法剥离的火成岩强屏蔽横向连续性强,能够较准确地剔除火成岩强反射界面的综合响应,在一定程度上削弱了火成岩对下伏地层反射波的屏蔽作用,提高了对地震弱反射的识别能力,为弱信号的能量补偿和后续处理奠定了基础。     

基于改进PCA的故障检测与诊断方法

提出了一种基于小波去噪和主元分析的故障检测和诊断方法。该方法利用小波分析先对正常工况下的数据进行处理，然后运用T^2统计、Q统计方法，结合主元得分图和变量贡献图对一模型进行了仿真分析，结果表明，该方法是有效的。     

纸币制度下汇率变动因素分析

纸币制度下影响汇率变动因素是多元的、多层次的,其中有些因素占主导作用,决定着汇率变动的基本走向,而有些因素一般只对主要因素起牵制或促进作用。分三种情况,对中长期汇率、短期汇率和汇率震荡盘整影响比较大的因素进行了分析。汇率变动只有综合分析、全面考察,才能做出比较正确的结论。     

页岩气新井压裂规模优化设计

由于页岩气藏的渗透率极低,一般小于0.1×10-3μm2,对其实施多级分簇大规模体积压裂是目前改善储层导流能力、提高储层产能的关键技术。以涪陵页岩气田某区块为例,基于线网模型,文中提出了一套系统的页岩气藏新井压裂规模优化设计方法。根据老井压裂及试产数据,利用主成分分析法,筛选影响气井产能的关键压裂参数(压裂级数、裂缝导流能力和缝网带长)。采用响应面方法对区块新钻井的压裂施工进行优化设计,得到最佳新井压裂参数:压裂级数3,缝网带长120 m,裂缝导流能力45×10-3μm2·m。通过对老井压裂参数的统计分析,优化设计新井的体积压裂规模,可以最大程度发挥体积压裂的增产效果,实现页岩气藏的高效开发。     

一种快速实用的测井岩性自动识别方法

针对海拉尔盆地贝尔地区岩性复杂、岩性识别难的问题,在岩心分析资料的刻度下采用交会图法优选对岩性识别敏感的参数,利用主成分分析方法提取第1、第2主成分建立岩性识别图版;根据各种岩性的分布区域,将主成分分析图版程序化,挂接到卡奔软件中,可以对单井目的层进行快速连续操作处理。该方法省去了曲线方波化取值的繁琐以及人工读值误差。通过对该区域3口新取心井的处理分析,岩性自动识别精度达到91.2%。该方法易于操作,岩性识别精度高,满足了研究区储量提交以及油田勘探开发需求。     

石油石化行业青年科技人才成长影响因素分析

石油石化行业的青年科技人才在成长过程中具备科技人才成长的一般规律,且会受到行业特性的诸多因素影响。结合工程科技人才成长一般规律及行业特点,通过调研和访谈,分析、梳理石油石化行业青年科技人才成长的影响因素,提出促进青年科技人才成长的建议和措施。     

三角形排列折边式蜂窝夹套结构强度影响因素分析

蜂窝夹套是一种新型夹套,传热效果较为显著.利用有限元软件ANSYS中的参数化建模功能,建立了不同结构尺寸(蜂窝轴向间距、蜂窝圆孔直径、蜂窝厚度、蜂窝高度以及蜂窝拐角半径等)的多组三角形排列折边式蜂窝夹套结构模型,对结构应力影响因素进行分析.采用正交试验进行设计,使用极差和方差分析方法,分析不同结构尺寸参数对蜂窝夹套应力...