高含硫氣藏在開(kāi)發(fā)過(guò)程中,隨著溫度、壓力的下降,會(huì)產(chǎn)生硫沉積現(xiàn)象。硫沉積會(huì)造成地層孔隙度和滲透率的降低,從而影響氣井產(chǎn)能。元素硫在高含硫氣體中的溶解度研究是硫沉積機(jī)理、硫沉積預(yù)測(cè)和處理技術(shù)研究的前提和基礎(chǔ),對(duì)高含硫氣藏的安全、高效開(kāi)發(fā)至關(guān)重要。目前,國(guó)內(nèi)外確定元素硫在高含硫氣體中溶解度方法主要有:實(shí)驗(yàn)法、經(jīng)驗(yàn)公式法、熱力學(xué)模型、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型等。實(shí)驗(yàn)法成本高、危險(xiǎn)性大;經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算方便但適用范圍相對(duì)狹隘;熱力學(xué)模型需要硫與各組分之間的二元交互系數(shù),模型精度并不理想;人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)雖能模擬復(fù)雜的非線性映射,但易出現(xiàn)局部最優(yōu)、泛化能力差、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)參數(shù)選擇難等問(wèn)題。因此,本文基于最小二乘支持向量機(jī)(LSSVM),分別結(jié)合遺傳算法(GA)和灰狼算法(GWO),建立了元素硫在純H2S和高含硫天然氣中的溶解度模型;基于密度拐點(diǎn)的方法,分段擬合,改進(jìn)了 Chrastil硫溶解度模型。最后,對(duì)比所建立的三個(gè)模型。為高含硫氣藏的開(kāi)發(fā)提供了技術(shù)指導(dǎo),取得的主要認(rèn)識(shí)如下:(1)采用最小支持向量機(jī)(LSSVM)和遺傳算法(GA)相結(jié)合的方法,建立了硫分別在純H2S和高含硫天然氣中的溶解度模型(GA-LSSVM)。運(yùn)用相同的文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算,結(jié)果表明:GA-LSSVM模型在溫度303-433 K和壓力7.03-60MPa范圍內(nèi)能較好地預(yù)測(cè)硫分別在純H2S和高含硫天然氣中的溶解度,絕對(duì)相對(duì)偏差(AARD)分別為4.31%和5.4%。最后對(duì)新模型進(jìn)行了驗(yàn)證及有效性評(píng)價(jià)。(2)采用LSSVM和灰狼算法(GWO)相結(jié)合的方法,建立了硫分別在純H2S和高含硫天然氣中的溶解度模型(GWO-LSSVM)。運(yùn)用硫在純H2S、高含硫天然氣中的239個(gè)實(shí)驗(yàn)溶解度數(shù)據(jù),對(duì)GWO-LSSVM模型進(jìn)行了訓(xùn)練(168個(gè))和預(yù)測(cè)(71個(gè))。結(jié)果表明:GWO-LSSVM模型在溫度303-433 K和壓力7.03-60MPa范圍內(nèi)能較好地預(yù)測(cè)硫在純H2S以及在高含硫天然氣中的溶解度,AARD分別為3.89%,4.55%。最后也對(duì)新模型進(jìn)行了驗(yàn)證及有效性評(píng)價(jià),并給出模型適用的溫度和壓力范圍。(3)采用密度拐點(diǎn)的思想,分段擬合,改進(jìn)了 Chrastil締合模型,實(shí)現(xiàn)了任何高密度氣體都可以找到一個(gè)或者幾個(gè)密度拐點(diǎn),進(jìn)而對(duì)硫在純H2S、高含硫天然氣中的溶解度數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)。并與4種國(guó)內(nèi)外公開(kāi)發(fā)表的半經(jīng)驗(yàn)締合模型做出對(duì)比分析,結(jié)果表明新模型AARD為9%,具有一定的硫溶解度預(yù)測(cè)能力。(4)采用相同的文獻(xiàn)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)比本文新建立的GA-LSSVM模型、GWO-LSSVM模型、改進(jìn)的半經(jīng)驗(yàn)締合模型、胡景宏等人模型、郭肖等人模型、卞小強(qiáng)等人模型,結(jié)果表明:卞小強(qiáng)等人模型(2009)計(jì)算精度最高,AARD=3.86%,胡景宏模型計(jì)算精度最低,AARD=15.6%。精度從高到低排序?yàn)?卞小強(qiáng)等人模型(2009)、GWO-LSSVM模型、郭肖等人模型、GA-LSSVM模型、卞小強(qiáng)等人模型(2011)、改進(jìn)的締合模型、胡景宏等人模型。
【學(xué)位單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE37
【部分圖文】：

圖１－１本文主要技術(shù)路線??

圖２－１元素硫的Ｐ－：Ｔ相圖［Ｉ１??由圖２－１可知，存在著三個(gè)三相點(diǎn)，實(shí)線為穩(wěn)定平衡態(tài)，而虛線則為介穩(wěn)平衡態(tài)

圖３－１點(diǎn)的擬合曲線??ＳＶＭ一一，
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2889437