在石油鉆井工程中,鉆頭是破巖的主要工具,由于鉆頭和地層不匹配引起鉆井效率低、鉆頭壽命短等問(wèn)題頻發(fā),因此鉆頭的合理選型對(duì)提高鉆進(jìn)速度、降低鉆井綜合成本起著重要作用。目前,隨著鉆井監(jiān)控系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的發(fā)展,鉆井過(guò)程中能夠產(chǎn)生大量與地層和鉆頭相關(guān)的數(shù)據(jù),從而給利用大數(shù)據(jù)技術(shù)優(yōu)化鉆頭選型方法帶來(lái)了可能。所以有必要突破傳統(tǒng)鉆頭選型手段,在利用大量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,以機(jī)器學(xué)習(xí)為手段建立出一種更加精準(zhǔn)的鉆頭選型方法。通過(guò)聚類方法從地層測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)資料找到地層特性之間相似性關(guān)系,并在相似地層中對(duì)鉆頭使用效果進(jìn)行評(píng)價(jià),可以建立地層-鉆頭使用標(biāo)準(zhǔn)模型,使用該標(biāo)準(zhǔn)模型建立對(duì)待鉆地層的鉆頭選型模型。本文基于機(jī)器學(xué)習(xí)算法中無(wú)監(jiān)督和有監(jiān)督學(xué)習(xí)方法,利用鉆頭使用資料和地層測(cè)井資料,建立了鉆頭選型地層聚類模型,并對(duì)聚類模型進(jìn)行超參數(shù)優(yōu)化,最終得到了用于待鉆地層的選型模型,并結(jié)合鉆井?dāng)?shù)據(jù)驗(yàn)證了該方法的合理性和可靠性。(1)數(shù)據(jù)前處理階段:通過(guò)對(duì)地層的測(cè)井資料的地層特性解析得到可鉆性級(jí)值、研磨性系數(shù)、非均質(zhì)型系數(shù)三個(gè)地層特性參數(shù)作為特征,并對(duì)特征進(jìn)行清理、歸一化等處理以消除數(shù)據(jù)中的噪聲。(2)地層-鉆頭使用標(biāo)準(zhǔn)模型建立階段:...

【文章頁(yè)數(shù)】：90 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鉆頭使用效果評(píng)價(jià)法
        1.2.2 巖石力學(xué)參數(shù)法
        1.2.3 綜合法
        1.2.4 大數(shù)據(jù)在鉆頭選型方面的運(yùn)用
    1.3 存在的問(wèn)題
    1.4 研究思路及內(nèi)容
第2章 基于大數(shù)據(jù)的鉆頭選型原理及方法
    2.1 大數(shù)據(jù)的概念及應(yīng)用
    2.2 基于大數(shù)據(jù)的鉆頭選型原理
        2.2.1 基于無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)的相似地層聚類算法
        2.2.2 基于監(jiān)督學(xué)習(xí)的待鉆地層分類算法
    2.3 本章總結(jié)
第3章 基于無(wú)監(jiān)督學(xué)習(xí)的鉆頭—地層選型標(biāo)準(zhǔn)的建立
    3.1 鉆頭選型方法需求
    3.2 地層特性參數(shù)分析
        3.2.1 測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與地層巖石可鉆性之間的關(guān)系
        3.2.2 測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與地層巖石碾磨性之間的關(guān)系
        3.2.3 測(cè)井?dāng)?shù)據(jù)與地層巖石非均質(zhì)性之間的關(guān)系
    3.3 地層數(shù)據(jù)分層
    3.4 地層特性參數(shù)特征工程
        3.4.1 數(shù)據(jù)清洗
        3.4.2 特征數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化
        3.4.3 特征權(quán)重
    3.5 算法模型
        3.5.1 K-means算法
        3.5.2 mean-shift算法
        3.5.3 DBSCAN算法
        3.5.4 鉆頭-地層選型模型綜合評(píng)判
    3.6 聚類效果的工程意義的驗(yàn)證
    3.7 鉆頭使用效果評(píng)價(jià)
    3.8 本章總結(jié)
第4章 基于監(jiān)督學(xué)習(xí)的鉆頭選型及其驗(yàn)證
    4.1 待鉆地層分類方法
        4.1.1 K鄰近法
        4.1.2 中心點(diǎn)距離法
    4.2 模型驗(yàn)證
        4.2.1 模型評(píng)估方法
        4.2.2 模型評(píng)估
    4.3 鉆頭選型模型建立
        4.3.1 基于K-NN選型模型建立
        4.3.2 中心點(diǎn)法選型模型建立
    4.4 本章總結(jié)
第5章 鉆頭選型軟件開(kāi)發(fā)
    5.1 軟件規(guī)劃與功能
        5.1.1 Python介紹
        5.1.2 軟件需求
        5.1.3 軟件規(guī)劃與功能
    5.2 應(yīng)用示例
    5.3 本章總結(jié)
第6章 鉆頭選型應(yīng)用驗(yàn)證
    6.1 驗(yàn)證方案
    6.2 驗(yàn)證步驟
        6.2.1 數(shù)據(jù)選擇及綜合評(píng)價(jià)
        6.2.2 推薦步驟及結(jié)果
第7章 總結(jié)與展望
    7.1 創(chuàng)新點(diǎn)
    7.2 結(jié)論
    7.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研成果



本文編號(hào)：3791235