本發(fā)明涉及油田開(kāi)發(fā)，特別涉及一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法。

背景技術(shù)：

1、采油井換泵作為目前油田增產(chǎn)措施的一項(xiàng)重要手段，其換泵后排量的選擇對(duì)換泵效果影響至關(guān)重要。目前換泵排量主要是通過(guò)對(duì)油井換泵前日產(chǎn)液、流壓、動(dòng)液面等因素的定性分析來(lái)確定，缺少定量的優(yōu)化手段，因此建立了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，具有重要意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服背景技術(shù)中存在的現(xiàn)有人工定性分析方法難以準(zhǔn)確確定換泵排量的問(wèn)題，而提供一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，該基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，通過(guò)建立換泵初期日增油定量預(yù)測(cè)模型，進(jìn)而預(yù)測(cè)得的不同換泵后排量下的日增油和含水率值，確定油井換泵的最優(yōu)排量，從而使換泵效果達(dá)到最佳。

2、本發(fā)明解決其問(wèn)題可通過(guò)如下技術(shù)方案來(lái)達(dá)到：該基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，包括以下步驟：

3、建立區(qū)塊歷史換泵井的樣本數(shù)據(jù)；

4、基于建立的區(qū)塊歷史換泵井的樣本數(shù)據(jù)，確定換泵初期日增油的主要影響因素；

5、基于歷史換泵井初期日增油量及其主要影響因素，設(shè)計(jì)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，建立換泵初期日增油機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型；

6、基于建立換泵初期日增油機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型，確定含水率不升條件下?lián)Q泵后初期日增油最大對(duì)應(yīng)的排量比，作為最優(yōu)排量比；

7、結(jié)合換泵前排量及最優(yōu)排量比確定最優(yōu)換泵后排量。

8、優(yōu)選的，所述的區(qū)塊歷史換泵井樣本數(shù)據(jù)的建立，包括：

9、(1)設(shè)計(jì)響應(yīng)目標(biāo)數(shù)據(jù)為換泵初期日增油；

10、(2)從影響油井產(chǎn)量的因素出發(fā)，設(shè)計(jì)以下7大方面的19項(xiàng)分析指標(biāo)：

11、1)滲透性方面：平均滲透率；

12、2)地層能量方面：換前地層壓力、流壓、沉沒(méi)度、日產(chǎn)液；

13、3)生產(chǎn)厚度方面：砂巖厚度、有效厚度、折算厚度；

14、4)含油性方面：換泵前日產(chǎn)油、含水率、連通水井的吸水比例、周圍采油井的日產(chǎn)油和含水率；

15、5)泄油面積方面：注采井距、連通方向數(shù)；

16、6)層間干擾方面：滲透率變異系數(shù)、生產(chǎn)小層數(shù)；

17、7)工藝方面：換泵前排量、換泵后排量與換泵前排量比值(簡(jiǎn)稱排量比)。

18、優(yōu)選的，所述的換泵初期日增油主要影響因素的確定，包括：

19、利用spearman秩相關(guān)分析算法計(jì)算已實(shí)施的歷史換泵井初期日增油與各項(xiàng)影響因素之間相關(guān)程度大小。

20、

21、式中，r為相關(guān)程度；di為兩個(gè)數(shù)據(jù)的次序差值；n為歷史換泵井的數(shù)據(jù)條數(shù)。

22、按計(jì)算得到的相關(guān)程度大小進(jìn)行排序，將相關(guān)程度大于0.3的因素確定為換泵初期日增油的主要影響因素。

23、優(yōu)選的，述換泵初期日增油機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型的建立，包括：

24、對(duì)各項(xiàng)主控因素的數(shù)值，按照最大最小值法進(jìn)行歸一化處理；

25、

26、x歸一為某一主控因素歸一化后的值；x為某一主控因素的實(shí)際值大??；xmax為樣本數(shù)據(jù)中某一主控因素的最大值；xmin為樣本數(shù)據(jù)中某一主控因素的最小值

27、設(shè)計(jì)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，對(duì)歷史換泵井初期日增油與歸一化后的主控因素?cái)?shù)值之間進(jìn)行機(jī)器學(xué)習(xí)；

28、設(shè)定訓(xùn)練與測(cè)試歷史數(shù)據(jù)條數(shù)比例，以測(cè)試符合率最高為原則，優(yōu)選確定換泵初期日增油預(yù)測(cè)模型。

29、優(yōu)選的，所述機(jī)器學(xué)習(xí)算法包括決策樹(shù)、隨機(jī)森林、支持向量機(jī)、多層感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、集成提升樹(shù)回歸、梯度下降回歸、bagging及stacking集成回歸算法任一種；

30、所述設(shè)定訓(xùn)練與測(cè)試歷史數(shù)據(jù)條數(shù)比例為8：2。

31、優(yōu)選的，所述換泵后油井含水率不升條件下初期日增油最大時(shí)的排量比確定方法，包括：

32、對(duì)目前將要實(shí)施換泵的井，計(jì)算影響換泵初期日增油的主要因素的值；對(duì)其中排量比進(jìn)行設(shè)定，按照設(shè)定的范圍，以0.1為步長(zhǎng)，設(shè)定n個(gè)值；

33、將不同排量比與計(jì)算的其他換泵初期日增油的主要因素的值，歸一化后，輸入到優(yōu)選確定的換泵初期日增油預(yù)測(cè)模型中，共計(jì)n組，可輸出n個(gè)換泵初期日增油值；

34、根據(jù)n個(gè)排量比，計(jì)算換泵后的油井日產(chǎn)液量；進(jìn)而可計(jì)算出換泵后的含水率；

35、最終得到換泵后n個(gè)初期日增油值和含水率值，從中挑選含水率不高于換泵前含水率，且日增油最大的排量比，作為最優(yōu)排量比。

36、優(yōu)選的，所述換泵后的油井日產(chǎn)液量計(jì)算公式為：

37、q后＝q前*k????????????????(3)

38、q后為換泵后的日產(chǎn)液；q前為換泵前的日產(chǎn)液；k為設(shè)定的不同排量比。

39、所述換泵后的含水率計(jì)算公式為：

40、

41、fw換泵后的含水率，qo前為換前日產(chǎn)油，qo增為換泵后初期日增油

42、優(yōu)選的，所述確定最優(yōu)換泵后排量方法為，利用換泵前排量乘以最優(yōu)排量比得到最優(yōu)換泵后排量。

43、本發(fā)明與上述背景技術(shù)相比較可具有如下有益效果：該基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，綜合考慮影響換泵初期日增油的主要影響因素，建立基于機(jī)器學(xué)習(xí)的換泵初期日增油預(yù)測(cè)模型，通過(guò)對(duì)不同排量下的換泵后日增油及含水率進(jìn)行預(yù)測(cè)，確定最優(yōu)的換泵排量。解決了人工定性分析難以準(zhǔn)確確定換泵排量的問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了換泵排量的定量?jī)?yōu)化，為進(jìn)一步提升采油井換泵效果提供了新的途徑。

技術(shù)特征：

1.一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，其特征在于：包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，其特征在于：所述的區(qū)塊歷史換泵井樣本數(shù)據(jù)的建立，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，其特征在于：從影響油井產(chǎn)量的因素出發(fā)，設(shè)計(jì)的7大方面的19項(xiàng)分析指標(biāo)數(shù)據(jù)為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，其特征在于：所述的換泵初期日增油主要影響因素的確定，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，其特征在于：所述換泵初期日增油機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型的建立，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，其特征在于：所述機(jī)器學(xué)習(xí)算法包括決策樹(shù)、隨機(jī)森林、支持向量機(jī)、多層感知神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、集成提升樹(shù)回歸、梯度下降回歸、bagging及stacking集成回歸算法；

7.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，其特征在于：所述換泵后油井含水率不升條件下初期日增油最大時(shí)的排量比確定方法，包括以下步驟：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，其特征在于：

9.根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，其特征在于：所述換泵后的含水率計(jì)算公式為：

10.根據(jù)權(quán)利要求1或7所述的一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，其特征在于：所述確定最優(yōu)換泵后排量方法為，利用換泵前排量乘以最優(yōu)排量比得到最優(yōu)換泵后排量。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供了一種基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，主要解決了現(xiàn)有人工定性分析方法難以準(zhǔn)確確定換泵排量的問(wèn)題。本發(fā)明包括以下步驟：建立區(qū)塊歷史換泵井的樣本數(shù)據(jù)；確定換泵初期日增油的主要影響因素；選擇設(shè)計(jì)機(jī)器學(xué)習(xí)算法，建立換泵初期日增油機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型；基于建立換泵初期日增油機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)模型，確定含水率不升條件下?lián)Q泵后初期日增油最大對(duì)應(yīng)的排量比，作為最優(yōu)排量比；結(jié)合換泵前排量及最優(yōu)排量比確定最優(yōu)換泵后排量。本發(fā)明基于機(jī)器學(xué)習(xí)的采油井換泵排量?jī)?yōu)化方法，通過(guò)建立換泵初期日增油定量預(yù)測(cè)模型，進(jìn)而預(yù)測(cè)得的不同換泵后排量下的日增油和含水率值，確定油井換泵的最優(yōu)排量，從而使換泵效果達(dá)到最佳。

技術(shù)研發(fā)人員：王治國(guó),姜雪巖,王元慶,梁鴻雁,劉健康,單高軍,王承祥,王海濤,鄭憲寶,穆文志
受保護(hù)的技術(shù)使用者：大慶油田有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2