基于最小体积封闭椭球算法的多段水力压裂改造体积估算

压裂改造体积(stimulated reservoir volume,SRV)是页岩油气开发的重要参数之一。为了解决在多段水力压裂作业过程中,不同压裂井段间压裂改造体积彼此重叠、单段压裂可能会形成复杂裂缝网络的问题。提出了基于最小体积封闭椭球算法(minimum volume enclosing ellipsoid,MVEE)的SRV估计算法。该算法首先使用DBSCAN(density based spatial clustering of applications with noise)算法消除微震事件的异常定位结果并将复杂微震事件展布进行分组处理,转化为多组分布特征相对简单的微震事件,然后使用最小体积封闭椭球算法(minimum volume enclosing ellipsoid,MVEE)估算单段压裂改造体积,最后基于椭球体参数,利用仿射变换消除多段压裂改造体积的重叠区域和单段压裂的不同分组间的重叠区域,并最终估算出整体压裂改造体积。使用两组实测水力压裂微震监测数据对本文方法进行了验证,结果表明:提出的方法对于多段压裂裂缝网络重叠和单段压裂可能形成复杂裂缝网络两类情况下的压裂改造体积的估算具有较好的效果。

基于MVEE理论和广域测量的扰动识别算法

利用相量测量单元所采集的实时数据,快速准确地识别电网扰动,为调度操作提供有用信息具有重要意义。文中提出了一种识别电网扰动的最小体积封闭椭球(MVEE)算法:将采集的数据映射到多维空间,并用KY(Kumar and Yildirim)一阶算法寻找最小椭球以包含整个数据;研究所找到椭球的体积和轴半径的变化量,以识别系统扰动。采用EPRI 36节点的仿真系统,分别在冲击负荷扰动场景和短路/断线故障场景下,计算最小椭球的体积和轴半径。所得结果表明,在系统发生扰动后,最小椭球的体积和轴半径均会在同一时刻发生显著变化,可很好地用于识别各类扰动。