基于声音识别与温度诊断的天然气泄漏监测

阀室天然气泄漏检测存在误报率、漏报率较高、实用性和可推广性较差等问题,通过对阀室声音样本进行采集,采用时域转频域短时傅里叶技术,提取声音的梅尔倒谱系数特征,基于声音识别和大数据分析技术,构建阀室天然气泄漏声音识别的神经网络模型,同时结合大量模拟泄漏温度实验数据进行辅助诊断。对西部管道公司输气管道2处阀室展开工业性试验,试验结果表明,基于音频相似性与温度诊断的智能诊断方法,诊断准确率在97%以上,取得了较好的预期效果。

基于强化学习的煤层气井螺杆泵排采参数智能决策

为了实现煤层气井螺杆泵排采参数的连续决策和连续控制,使煤层气井长期高效稳产,以煤层气井螺杆泵生产周期内最大累积产气量为优化目标,提出了一种具有动作自寻优能力的螺杆泵排采强化模型的框架和Q学习及Sarsa、Sarsa(lambda)算法。研究通过与环境的交互式学习,对动态环境进行灵活奖惩,实现智能体在复杂环境下智能决策和参数优化,可有效获取煤层气螺杆泵排采最优协调控制,从而解决传统方法不能根据环境变化迅速做出调整而降低排采效果的问题。实验分析表明,给定煤层气井产气量的变化曲线,以螺杆泵的频率为单一控制变量,应用Q学习方法能有效得到螺杆泵排采变频控制的最优策略,具有一定的应用潜力。

连续油管携氮排液采气参数优化设计研究

深层气田开发到中后期,低压低产气井常常出现井底积液,形成不稳定的段塞流,并导致气井产量下降[1]。连续油管携氮排液采气工艺[2]与传统的排液方式相比,具有诸多优点,具有重要的推广价值。本文对携氮排采参数(连续油管尺寸[3]、注氮时间、最优注氮排量等)进行优化设计,从而为气井的现场操作提供有力的理论依据及技术指导。

基于PCA-BNN的页岩气压裂施工参数优化

国内外学者在已有大量国外页岩压裂样本数据的前提下,开展了基于机器学习的页岩气压裂有效期预测及压裂参数优化的研究。随着近年来中国F气田不断地规模开发,积累了大量的压裂施工、生产动态、解释成果数据。通过利用已有的200口井的压裂施工历史数据及储层物性参数建立贝叶斯神经网络模型来优化压裂施工参数。选取对压裂效果有影响的储层物性参数、完井参数、压裂施工参数,用皮尔逊相关系数法分析11个参数的相关性;用主成分分析法(PCA)进一步降维处理,以降维后的主成分作为贝叶斯神经网络模型的输入参数,以压裂效果评价指标(有效期)为输出参数,引入贝叶斯方法自适应调整正则化系数避免神经网络过拟合,生成三层贝叶斯神经网络预测模型。用200口井中90%的井数据作为训练集,10%的井数据作为测试集,对该模型进行训练,实验结果表明,训练后该模型预测测试集的相对误差均值在5%以内,可以用来优化压裂施工参数。

凝析气井井筒流动计算研究及软件

凝析气藏的井筒压力低于露点压力时,会出现反凝析,在相态变化中气相和液相的组分随着反凝析的进行而发生改变,因此在井筒流动计算时必须考虑物性变化。本文中根据井筒温度和露点压力的计算,通过井口压力与露点压力的对比,判断井筒中是否发生相态变化,再校正物性参数,运用Hagedorn-Brown方法计算井筒压力分布,编制凝析气井井筒流动计算软件,分析井筒流动的剖面变化。

基于贝叶斯网络的气井环空带压风险评价模型及应用分析

针对气井生产过程中环空带压日益严重导致井完整性失效风险上升这一问题,开展了环空带压风险评价研究。建立了基于贝叶斯网络和实际生产数据的环空带压风险预警模型,该模型将影响环空带压的因素分为油套管泄漏和水泥环失效两个单元,确定了各个单元的主要风险因素和风险失效概率,在此基础上,建立了环空带压风险量化评价指标,并进行了相应风险等级划分,形成了气井环空带压风险评价方法。统计了新疆采气一厂的191口井的失效概率,进行了实例应用,结果表明:该模型可对环空带压的潜在风险进行定量计算,可推理得出主要风险因素的逆向成因,为预防和控制环空压力提供决策依据,有助于降低气井环空带压风险的发生概率。

储气库注采分析优化设计软件GasPAD-Stor的研制

储气库建设是天然气管道生产的重要调峰手段。为了更有效地设计和利用地下储气库,本文研究了储气库的建库机理、注采参数、运行控制。根据储气库管柱结构特点,建立了三维管柱受力模型,分析计算了管柱受力、冲蚀、携液、环空氮气柱压力等重要参数,研发了一套储气库注采分析优化设计软件GasPAD-Stor。该软件具备储气库库容设计、运行优化、调峰设计、注采能力分析、注采管柱设计、地面工艺设计、经济评价等功能。软件采用C/S架构,用户可以根据实际需要配置软件模块。该软件为开展储气库注采动态模拟、运行、调峰等提供了研究手段。

储气库注采分析优化设计软件GasPAD-Stor的研制

储气库建设是天然气管道生产的重要调峰手段。为了更有效地设计和利用地下储气库,本文研究了储气库的建库机理、注采参数、运行控制。根据储气库管柱结构特点,建立了三维管柱受力模型,分析计算了管柱受力、冲蚀、携液、环空氮气柱压力等重要参数,研发了一套储气库注采分析优化设计软件GasPAD-Stor。该软件具备储气库库容设计、运行优化、调峰设计、注采能力分析、注采管柱设计、地面工艺设计、经济评价等功能。软件采用C/S架构,用户可以根据实际需要配置软件模块。该软件为开展储气库注采动态模拟、运行、调峰等提供了研究手段。

柱塞气举排液采气参数优化设计研究进展

随着气田的逐年开发,低压低产气井越来越多,柱塞气举排液采气工艺得到了广泛的应用。为确保气井满足配产、柱塞正常运行且保持较高举升效率,更好地发挥柱塞气举工艺的优势,提高气井产量,延长气井寿命,在柱塞气举运行初期以及运行稳定后都需要对柱塞气举进行参数优化设计。本文针对柱塞气举井的参数设计及优化国内外研究现状进行了综述,并提出了目前该领域研究需要关注和亟待解决的相关问题。

海底可燃冰开发流动保障技术研究进展

由于深水环境复杂,为确保海底可燃冰安全可靠的开发,对于海底可燃冰的流动保障研究必不可少。本文综述了海底可燃冰的开发模式,总结了可燃冰开发过程中的流动保障问题,对可燃冰开采过程中水合物再生成、流体携带可燃冰颗粒以及段塞流等预测模型研究进展进行了讨论,探讨了可燃冰流动保障研究的发展方向,为可燃冰的流动保障设计提供了参考思路。

压裂措施井连续油管液氮排液工艺设计

低压、低渗油气井压裂施工后压裂液自喷返排率较低,容易造成储层污染,严重影响压裂效果,而采取连续油管液氮排液工艺可大大提高压裂液返排效率。本文结合现场实际情况,重点分析了连续油管间歇流排液工艺,提出了连续油管液氮排液优化设计流程。针对间歇流作业方式建立了最大排液指数模型,进一步阐述了最大平均采出液量、最小氮气注入量和最佳积液时间间隔的优化设计及应用。以连续油管代替普通作业管柱携氮气进行单井排液,其管柱起下方便,不受井型限制,注气点及注气速度灵活可控,作业周期短而效率高,对于深层及复杂结构油气井排液复产有重要的推广应用价值。

柱塞气举排采生产运行优化系统iPES-plu的研制

致密气储层具有低孔、低渗、低丰度、高含水饱和度等特点,生产中会导致井筒积液严重,因此排水采气措施十分必要。本文应用天然气计量技术,建立了生产数据实时采集系统,实现了专家水平的自动分析计算、实时故障诊断。研制了柱塞气举排采采气生产优化智能iPES-plu软件平台,该软件涵盖了生产监控、单井管理、产能预测、井筒动态、参数设计、运行决策、仪器管理等功能。软件采用B/S架构,用户可以根据实际需要配置软件模块,从而实现气井的智能排采和井场生产数据和设备的实时监控。