由天然氣水合物（以下簡稱水合物）開采引起的含水合物沉積層力學變形問題不能被忽視,因其直接威脅到海域水合物的安全開采。為了找到甲烷累計產(chǎn)氣量最優(yōu)值與地層穩(wěn)定性的關(guān)系,基于機器學習方法形成模擬—優(yōu)化耦合技術(shù),構(gòu)建起水合物降壓開采傳熱—流動—力學數(shù)值模擬模型、可以替代數(shù)值模擬模型的機器學習模型和以甲烷累計產(chǎn)氣量最優(yōu)為目標的混合整數(shù)非線性規(guī)劃優(yōu)化模型;在此基礎(chǔ)上,選取南海北部神狐海域厚層Ⅱ類水合物藏W11站位為研究對象,獲得了海底面沉降量約束下的水合物儲層甲烷累計產(chǎn)氣量及相對應(yīng)的最優(yōu)開采方案參數(shù)。研究結(jié)果表明:①模擬—優(yōu)化耦合技術(shù)的關(guān)鍵是機器學習方法的運用,基于徑向基函數(shù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法而建立的替代模型計算精度較高,可以替代模擬模型來確定輸入輸出變量的關(guān)系,從而擺脫既定方案的限制,找到全局最優(yōu)解;②模擬—優(yōu)化耦合技術(shù)可以解決受含水合物沉積層力學響應(yīng)特征影響的水合物開采方案優(yōu)選問題,根據(jù)試采工程安全要求改變海底面沉降量最大允許值,可以計算得到相應(yīng)的甲烷累計產(chǎn)氣量,以及降壓幅度、開采時間、井位布置、水平井段長度等最優(yōu)開采方案參數(shù);③隨著最大允許沉降量增大,甲烷累計產(chǎn)氣量增大,二者滿足正相關(guān)關(guān)系;④... 

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【文章目錄】：
0 引言
1 基于機器學習方法的模擬—優(yōu)化耦合技術(shù)原理
2 水合物開采地層力學響應(yīng)模擬模型
    2.1 概念模型與網(wǎng)格剖分
    2.2 初始條件與邊界條件
    2.3 模擬模型的樣本空間
    2.4 模擬模型求解
    2.5 模擬結(jié)果分析
        2.5.1 降壓幅度和布井位置對單位長度水平段甲烷累計產(chǎn)氣量的影響
        2.5.2 海底面沉降量
3 替代模型的建立與驗證
    3.1 替代模型的建立
    3.2 替代模型的驗證
4 混合整數(shù)非線性規(guī)劃優(yōu)化模型的建立與求解
    4.1 優(yōu)化模型的建立
        4.1.1 目標函數(shù)和決策變量
        4.1.2 約束條件
    4.2 優(yōu)化模型的求解
    4.3 優(yōu)化模型計算結(jié)果與分析
5 結(jié)論


【參考文獻】：
期刊論文
[1]海洋天然氣水合物降壓開采地層井壁力學穩(wěn)定性分析[J]. 袁益龍,許天福,辛欣,夏盈莉,李冰.  力學學報. 2020(02)
[2]天然氣水合物鉆采一體化模擬實驗系統(tǒng)及降壓法開采初步實驗[J]. 劉昌嶺,李彥龍,劉樂樂,胡高偉,陳強,吳能友,孟慶國.  天然氣工業(yè). 2019(06)
[3]南海神狐海域天然氣水合物降壓開采過程中儲層的穩(wěn)定性[J]. 萬義釗,吳能友,胡高偉,辛欣,金光榮,劉昌嶺,陳強.  天然氣工業(yè). 2018(04)
[4]海域天然氣水合物開采的地質(zhì)控制因素和科學挑戰(zhàn)[J]. 吳能友,黃麗,胡高偉,李彥龍,陳強,劉昌嶺.  海洋地質(zhì)與第四紀地質(zhì). 2017(05)
[5]南海北部神狐海域天然氣水合物成藏特征及主控因素新認識[J]. 楊勝雄,梁金強,陸敬安,曲長偉,劉博.  地學前緣. 2017(04)
[6]天然氣水合物降壓開采儲層穩(wěn)定性模型分析[J]. 程家望,蘇正,吳能友.  新能源進展. 2016(01)
[7]南海北部神狐海域天然氣水合物差異性分布的控制因素[J]. 王靜麗,梁金強,宗欣,龔躍華,萬庭輝.  海洋地質(zhì)前沿. 2015(01)
[8]南海北部神狐海域含天然氣水合物沉積層的速度特征[J]. 梁勁,王明君,陸敬安,梁金強,王宏斌,匡增桂.  天然氣工業(yè). 2013(07)

博士論文
[1]海洋天然氣水合物降壓開采潛力及力學穩(wěn)定性數(shù)值模擬研究[D]. 袁益龍.吉林大學 2019



本文編號：3662374