基于机器学习的石油多峰模型研究及应用

油田在实际开发过程中,受新区块投产、开发方案调整和“三采”措施等因素的影响,年产量数据会呈现多峰形态。针对经典的Hubbert、HCZ等模型不能直接拟合多峰数据序列的问题,开展了基于机器学习的油田产量多峰预测模型研究。基于Hubbert模型,对多峰数据序列进行分段最小二乘拟合,在拟合误差函数中引入控制分段个数的罚分项,采用动态规划算法,自动求得最优分段的多峰预测模型,该模型运用在实际的油田产量数据上,预测结果达到预期目的。提出了一种通过自动最优分段的线性回归学习来建立油田产量多峰预测模型的方法,在实际应用中具有建模简单、自适应性强的优点。

多峰拟合模型分解平行反应的落叶松腐殖质热解动力学研究

腐殖质是森林地下火阴燃的主要对象,分析其热解特性、计算动力学参数,对于预测和扑灭地下火有重要的理论意义。本研究以落叶松林地的腐殖质为研究对象,利用热重分析仪进行3种升温速率下的热解试验,针对试验数据的动力学参数计算提出一种多峰拟合模型。模型基于失重速率和加速率曲线获得特征点,在特征点计算拟合峰,每条曲线得到4个拟合峰,利用其计算动力学参数。结果显示:拟合峰Ⅰ的活化能较低,对应DTG曲线第一个峰部;拟合峰Ⅱ、Ⅲ的活化能处于中等水平,对应DTG曲线的第一个肩部和第二个峰部;拟合峰Ⅳ的活化能最高,对应DTG曲线的最后一个肩部。模型的参数计算结果与Gorbatchev积分法计算的动力学参数区间吻合。对模型进行残差和拟合优度检验,拟合检验(F检验)的P<0.0001,均方根误差RMSE<0.005,拟合优度R2≥0.99。检验结果表明,多峰拟合模型能有效地分解腐殖质热解的子反应并计算动力学参数值,具有一定的理论意义和实践指导价值。

应用生命旋回理论预测四川盆地常规天然气探明储量增长趋势

根据四川盆地常规天然气探明储量增长规律,以天然气资源量和成熟盆地最终探明率作为约束条件,提出应用生命旋回相关模型来预测四川盆地常规天然气探明储量增长趋势。使用改进的哈伯特模型、龚帕兹模型和胡-陈-张模型,对常规天然气探明储量峰值出现的年份进行预测。考虑历年新增探明储量变化特征,采用多峰哈伯特模型分段拟合预测年均新增探明储量,体现四川盆地常规天然气探明储量增长趋势为短期优势多峰和长期增加趋势相结合的地质规律。研究结果表明,(1)截至2021年,四川盆地常规天然气探明率为23.6%,未来30年仍将呈快速增长趋势;(2)预测四川盆地全生命周期的常规天然气探明储量峰值将出现在2034年前后,峰值储量将到达599.95×10~9 m~3;(3)预测“十四五”期间常规天然气新增探明储量124.91×1010m~3左右,年均新增储量249.8×10~9 m~3左右。通过探明储量增长趋势预测,初步证明四川盆地常规天然气勘探潜力巨大,该认识有助于合理制定四川盆地天然气中长期战略发展规划。

基于序贯重点采样粒子滤波和Cholesky分解的分布估计算法

连续域分布估计算法一般假设数据服从Gauss分布,而且大多采用了单峰的概率模型,但是对于一些复杂的优化问题,单峰的Gauss分布模型不能有效地描述解在空间的分布.提出一种基于序贯重点采样粒子滤波的分布估计算法,采用带权粒子描述优选集样本服从的概率分布,Cholesky分解法分解收缩的协方差矩阵并利用其产生下一代样本,不需要假设样本服从Gauss分布.算法采用的概率模型是多峰的.变量之间的相关性通过采样时利用群体的协方差矩阵显式地予以考虑,并对协方差矩阵为零矩阵的情况进行了处理.仿真实验结果验证了方法的正确性和有效性.

光照不均匀情况下光伏阵列最大功率跟踪控制

当光伏阵列受到不均匀光照时,输出的功率电压曲线含有多个局域峰值。针对此光照不均匀情况,建立光伏阵列多峰数学模型,并提出一种最大功率跟踪控制方法。采用连续函数构建光照不均匀情况下光伏阵列输出功率电压曲线;依次从该曲线的两侧或中部迭代搜索各局部最大功率点,确保在各种光照情况下均获得全局最大功率;通过Matlab仿真实例验证了所提多峰数学模型和最大功率跟踪控制方法的正确性。

基于多峰Hubbert模型的可再生能源产量趋势分析——以美国木材产量为例

文中依据Hubbert模型研究分析美国可再生能源产量变化趋势,描绘出木材的多峰Hubbert曲线。结果表明:1)美国作为能源使用的木材产量整体上呈现钟形曲线变化趋势;2)在木材产量的多峰Hubbert曲线中,3条新增曲线的峰值以相同的周期逐期减半。文中还分析了木材产量趋势对能源供给的影响。

无线网络规划中绕射损耗算法的分析

绕射损耗对无线网络规划影响很大,而不同算法求得的绕射损耗可能存在很大差异。文章对比分析各绕射损耗算法的差异,提出了一种能够根据特定地理条件自适应选择最优绕射算法的方法。该方法通过逐个分析各地理条件对绕射算法的影响,最终得出在各种地理条件下选取何种绕射算法模型能够更为准确地求得相应地理场景的绕射损耗。简要介绍了各模型计算绕射损耗的方法,对常见的多峰模型进行了解释。基于实际地理条件下多为多峰场景,对多峰模型进行了仿真分析。

多峰孔径分布拟合模型在页岩孔隙结构分析中的应用

孔径分布(Pore Size Distribution,PSD)作为孔隙结构的重要表征,对页岩的渗流及储气能力具有重要影响。采用数学表达式来拟合页岩孔径分布,能以数学形式刻画孔隙结构,还能为建立渗流和储量计算模型提供孔隙结构信息。首先介绍了多峰孔径分布拟合模型的理论依据和建模过程,其次选取6个页岩岩样,应用模型分析了采用压汞法和氮气吸附法实验获得的孔径分布结果,拟合了孔径分布函数f(r)并预测了累计孔隙体积v(r)。针对拟合得到的页岩孔径分布规律与实验结果做了对比,提出了该模型预测页岩渗流和储气能力的应用方法。研究发现,氮气吸附比压汞实验的f(r)更接近正态分布,应用模型的拟合度较高。通过分析基于多峰拟合孔径分布函数f_M(r)预测的累计孔隙体积v(r),发现脆性矿物含量越高,中孔越发育;TOC含量越高,黏土含量越低,微孔越发育。