保障資源能源安全是實(shí)現(xiàn)國家經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵之一,也是國家安全的重要組成部分。隨著淺層礦產(chǎn)資源的日益枯竭、深部成礦理論的發(fā)展和大量深部資源能源的探明,深部地質(zhì)勘探和開發(fā)成為必然。但是深部地質(zhì)鉆進(jìn)過程中存在“三高一擾動(dòng)”的復(fù)雜地質(zhì)力學(xué)環(huán)境,非線性、強(qiáng)耦合、強(qiáng)干擾等特性突出,并且缺少考慮實(shí)際狀況的智能地層建模和鉆速優(yōu)化的方法。本文從復(fù)雜地質(zhì)鉆進(jìn)過程特點(diǎn)和反應(yīng)機(jī)理出發(fā),運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)和智能優(yōu)化理論,重點(diǎn)對(duì)鉆進(jìn)點(diǎn)地層可鉆性建模、三維地層可鉆性場(chǎng)空間建模、鉆速高精度預(yù)測(cè)、非凸非線性鉆速優(yōu)化等相關(guān)問題進(jìn)行研究。論文主要研究成果和創(chuàng)新點(diǎn)如下:（1）提出基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的鉆進(jìn)點(diǎn)地層可鉆性智能建模方法對(duì)各測(cè)井參數(shù)與地層可鉆性之間相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析,分別提出兩種基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的鉆進(jìn)點(diǎn)地層可鉆性智能建模方法。首先提出基于數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的鉆進(jìn)點(diǎn)地層可鉆性融合建模方法,通過運(yùn)用皮爾遜相關(guān)性分析方法確定與地層可鉆性相關(guān)性較強(qiáng)的輸入?yún)?shù),減小模型耦合;然后基于極限學(xué)習(xí)機(jī)和改進(jìn)自適應(yīng)集成學(xué)習(xí)算法形成一種鉆進(jìn)點(diǎn)地層可鉆性新型融合計(jì)算模型,通過仿真對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所提模型方法的優(yōu)越性。在之前融合建模方法的基礎(chǔ)上,引入遞推最小二乘算法,提出... 

【文章來源】：中國地質(zhì)大學(xué)湖北省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：130 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

地震參數(shù)采集過程

16甘超：復(fù)雜地層可鉆性場(chǎng)智能建模與鉆速優(yōu)化云2.0”實(shí)現(xiàn)了160多個(gè)國家級(jí)核心地質(zhì)數(shù)據(jù)庫共享，全國地質(zhì)資料館的近14萬檔、440余萬件存量地質(zhì)資料的查詢、瀏覽、在線訂單服務(wù)，累計(jì)提供90萬個(gè)鉆孔數(shù)據(jù)，鉆孔巖心圖像29萬多米，提供8.9億條各類圖書、期刊、報(bào)紙、論文、會(huì)議、專利等地學(xué)文獻(xiàn)檢索服務(wù)。2.3.2鉆中參數(shù)鉆中參數(shù)就是在鉆進(jìn)過程中產(chǎn)生、記錄、采集的各類數(shù)據(jù)，也是最直接、最重要的鉆進(jìn)過程信息，主要可以分為鉆進(jìn)參數(shù)和錄井參數(shù)兩種。鉆進(jìn)參數(shù)主要包括鉆壓、轉(zhuǎn)速、泵量、扭矩、深度、立管壓力、鉆速等，可以在司鉆房中的人機(jī)交互屏幕中實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。其中鉆壓、轉(zhuǎn)速和泵量是鉆進(jìn)操作參數(shù)，在鉆進(jìn)過程中可以通過對(duì)它們的控制實(shí)現(xiàn)優(yōu)化鉆進(jìn)的目的，本文第六章將重點(diǎn)介紹如何優(yōu)化上述鉆進(jìn)操作參數(shù)進(jìn)而實(shí)現(xiàn)鉆速優(yōu)化。而錄井參數(shù)主要包括巖心、巖屑、熒光、輕烴、出入口流量/密度/溫度、總池體積、溢漏情況、環(huán)空當(dāng)量循環(huán)密度、鉆進(jìn)成本等，是及時(shí)獲取地下信息、發(fā)現(xiàn)評(píng)估資源能源的最直接手段。實(shí)際鉆進(jìn)工程通常將鉆進(jìn)參數(shù)和錄井參數(shù)統(tǒng)一稱為綜合錄井參數(shù)。例如上海神開石油化工裝備股份有限公司開發(fā)的SK-CMS綜合錄井儀，融合防爆CAN總線技術(shù)、快速色譜、隨鉆測(cè)量、現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)分析等技術(shù)，可以在綜合錄井房中實(shí)現(xiàn)鉆進(jìn)現(xiàn)場(chǎng)綜合信息解釋與評(píng)價(jià)[124]。綜合錄井采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如圖2-3所示。圖2-3綜合錄井采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)綜合錄井采集監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠?qū)⒕畧?chǎng)地面絞車轉(zhuǎn)盤系統(tǒng)和泥漿循環(huán)系統(tǒng)采集得到的鉆進(jìn)和錄井參數(shù)匯集到一起，并集中進(jìn)行監(jiān)控，系統(tǒng)配備的熒光、色譜儀還可以進(jìn)一步對(duì)巖心和巖屑進(jìn)行分析。這些參數(shù)的采集和獲取將為鉆進(jìn)過程建模、

中國地質(zhì)大學(xué)博士學(xué)位論文17優(yōu)化與控制奠定良好基矗2.3.3鉆后參數(shù)鉆后參數(shù)即鉆進(jìn)形成井眼后，再下放儀器或者做巖心實(shí)驗(yàn)獲取的測(cè)量參數(shù)，主要指測(cè)井參數(shù)和地層特征參數(shù)。其中，測(cè)井參數(shù)主要包括電阻率、聲波時(shí)差、自然伽馬、井斜角、方位角等，是反應(yīng)地球物理特性和鉆進(jìn)軌跡的重要參數(shù)。常規(guī)的測(cè)井方法主要是電纜測(cè)井，將測(cè)井儀器下放至井底再上提一共記錄九條測(cè)井曲線。近年來，隨著傳感器、信息技術(shù)的提高，現(xiàn)在有部分公司也采用隨鉆測(cè)井方法，這種方法成本高、代價(jià)大，但是能夠隨鉆測(cè)量井下地層信息對(duì)實(shí)時(shí)更新地層模型，規(guī)避井下風(fēng)險(xiǎn)，提高鉆進(jìn)效率具有很大作用。地層特征參數(shù)主要指單軸抗壓強(qiáng)度、地層可鉆性、地層壓力等，這類參數(shù)難以通過測(cè)量的方式直接獲得，一般需要通過做巖心實(shí)驗(yàn)計(jì)算或者通過與地震測(cè)井錄井鉆進(jìn)等參數(shù)建立預(yù)測(cè)模型利用軟測(cè)量方式得到的數(shù)據(jù)。它們是反映巖石力學(xué)信息的綜合參數(shù)，也是對(duì)鉆機(jī)過程地質(zhì)環(huán)境的定量描述。測(cè)井參數(shù)采集系統(tǒng)主要以斯倫貝謝MAXIS500、哈里伯頓LOG-IQ和貝克休斯FOCUS等系統(tǒng)為代表[125]。中國石油集團(tuán)長(zhǎng)城鉆探測(cè)井技術(shù)研究院開發(fā)了新一代網(wǎng)絡(luò)化測(cè)井系統(tǒng)LEAP800，如圖2-4所示。圖2-4測(cè)井參數(shù)采集系統(tǒng)通常，測(cè)井參數(shù)采集系統(tǒng)由測(cè)井平臺(tái)和井下儀器兩部分組成。測(cè)井平臺(tái)包括地面軟硬件、遙測(cè)系統(tǒng)和總線系統(tǒng)；井下儀器種類眾多，主要可以分為常規(guī)儀器

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3366348