基于数据挖掘的石油开发动态预警方法

基于数据挖掘的石油开发动态预警方法王梅东北石油大学数据挖掘与智能系统实验室Email：[e-mail]2主要内容COPSP-DM流程标准单井产量预警模型油井井况分析系统Page3为油田提供各类生产管理问题的预警异构、分散的油田数据数据仓库数据挖掘知识发现专家系统Page4数据挖掘核心流程数据集成预处理转换挖掘结果表示目标数据预处理后数据转换后数据模式知识Page5数据挖掘主要步骤问题定义与主题分析数据准备建立挖掘模型结果分析知识的同化Page6数据挖掘主要步骤问题定义与主题分析问题的定义：熟悉相关领域基本状况，学习背景知识，弄清主要问题分析主题：对数据的进一步分析理解，收集整理相关数据，检查数据质量数据准备建立挖掘模型结果分析知识的同化Page7数据挖掘主要步骤问题定义与主题分析数据准备数据的选择、数据的预处理和数据的转换建立挖掘模型结果分析知识的同化Page8数据挖掘主要步骤问题定义与主题分析数据准备建立挖掘模型根据研究人员的分析和经验判断选择数据挖掘算法，并建立挖掘模型结果分析知识的同化Page9数据挖掘主要步骤问题定义与主题分析数据准备建立挖掘模型结果分析分析验证挖掘结果知识的同化Page10数据挖掘主要步骤问题定义与主题分析数据准备建立挖掘模型结果分析知识的同化将分析得到的知识结果嵌入到具体的业务信息系统之中，以提供科学决策Page11COPSP-DM流程标准目标的确定数据理解问题分解数据处理建模评估部署基本问题BasicProblem基本问题BasicProblem基本任务GenericTasks基本任务GenericTasks映射MAPPING具体问题SpecializedProblem具体问题SpecializedProblem具体问题SpecializedProblem具体任务SpecializedTasks具体任务SpecializedTasks具体任务SpecializedTasksEachPhasesPage12COPSP-DM流程标准目标的确定数据理解问题分解数据处理建模评估部署基本问题BasicProblem基本问题BasicProblem基本任务GenericTasks基本任务GenericTasks映射MAPPING具体问题SpecializedProblem具体问题SpecializedProblem具体问题SpecializedProblem具体任务SpecializedTasks具体任务SpecializedTasks具体任务SpecializedTasksEachPhases对现阶段油田预警的任务进行划分，明确具体的研究目标Page13COPSP-DM流程标准目标的确定数据理解问题分解数据处理建模评估部署基本问题BasicProblem基本问题BasicProblem基本任务GenericTasks基本任务GenericTasks映射MAPPING具体问题SpecializedProblem具体问题SpecializedProblem具体问题SpecializedProblem具体任务SpecializedTasks具体任务SpecializedTasks具体任务SpecializedTasksEachPhases对油田基础数据的收集整理和对油井产油相关知识的学习，理解和分析油田数据中包含的专业知识Page14COPSP-DM流程标准目标的确定数据理解问题分解数据处理建模评估部署基本问题BasicProblem基本问题BasicProblem基本任务GenericTasks基本任务GenericTasks映射MAPPING具体问题SpecializedProblem具体问题SpecializedProblem具体问题SpecializedProblem具体任务SpecializedTasks具体任务SpecializedTasks具体任务SpecializedTasksEachPhases对于要研究的具体目标，划分为具体的小问题，便于采用更加准确和简单的方法来解决实际问题Page15COPSP-DM流程标准目标的确定数据理解问题分解数据处理建模评估部署基本问题BasicProblem基本问题BasicProblem基本任务GenericTasks基本任务GenericTasks映射MAPPING具体问题SpecializedProblem具体问题SpecializedProblem具体问题SpecializedProblem具体任务SpecializedTasks具体任务SpecializedTasks具体任务SpecializedTasksEachPhases油田数据格式的转换，数据的检查，数据的质量评估和缺损值的填充和数据的规范化Page16COPSP-DM流程标准目标的确定数据理解问题分解数据处理建模评估部署基本问题BasicProblem基本问题BasicProblem基本任务GenericTasks基本任务GenericTasks映射MAPPING具体问题SpecializedProblem具体问题SpecializedProblem具体问题SpecializedProblem具体任务SpecializedTasks具体任务SpecializedTasks具体任务SpecializedTasksEachPhases选择合适的建模算法处理对应的分解出的子问题，建立子问题的挖掘模型Page17COPSP-DM流程标准目标的确定数据理解问题分解数据处理建模评估部署基本问题BasicProblem基本问题BasicProblem基本任务GenericTasks基本任务GenericTasks映射MAPPING具体问题SpecializedProblem具体问题SpecializedProblem具体问题SpecializedProblem具体任务SpecializedTasks具体任务SpecializedTasks具体任务SpecializedTasksEachPhases对预警模型挖掘出的预警相关知识进行结果验证，并给出一定的解释和分析Page18COPSP-DM流程标准目标的确定数据理解问题分解数据处理建模评估部署基本问题BasicProblem基本问题BasicProblem基本任务GenericTasks基本任务GenericTasks映射MAPPING具体问题SpecializedProblem具体问题SpecializedProblem具体问题SpecializedProblem具体任务SpecializedTasks具体任务SpecializedTasks具体任务SpecializedTasksEachPhases建立预警相关软件，实际使用并检测模型的正确性Page19主要内容单井产量预警模型COPSP-DM流程标准油井井况分析系统Page20石油开发动态预警系统石油开发动态预警系统……油田产量预警系统……产量监控产量预警单井分析区块分析单元分析Page21石油开发动态预警系统石油开发动态预警系统……油田产量预警系统……产量监控产量预警单井分析区块分析单元分析Page22单井产量预警模型油藏开发影响因素地质因素人为因素外部因素井段长度组合厚度水淹程度组合层数渗透率原油粘度级差天气因素机械故障原油偷盗线路停电信息采集错误工程施工注采井距注采比水驱控制程度储量动用程度合理油水井数比剩余储量采油速度油井产量影响因素Page23地质预警子模型油田地质状态预警指标体系油田地质状态指标体系油田地质状态相关指标体系渗透率变异系数流动系数饱和度砂岩系数渗透率孔隙度周围油水井比采油时率综合含水率自然递减率采出程度采油速度油井流压LARS算法Page24地质预警子模型的建立SVM正则化路径算法GACV准则输入样本数据预处理后的数据地质预警模型数据预处理SVM学习Page25抽油机预警子模型实际检测数据一般井况数据悬点功图数据井上节点效率井下节点效率泵功图数据实际检测数据一般井况数据功图数据井上节点效率井下节点效率泵功图数据实际井况计算标准井况计算实际井效率计算公式阻尼自修正波动方程标准井效率计算公式基于多元线性回归的标准井泵功图算法井况对比分析功图匹配误差值U效率匹配误差值R分析最终误差值R×U阻尼自修正波动方程Page26综合预警模型故障类型组合种类油井地质状态异常油井抽油机故障1有无2无有3有有4无无Page27综合预警模型第三种情况判断规则当孔隙度小于10%且渗透率小于40且动液面小于850时可能是地质和抽油机两部分有警情。当孔隙度小于10%且渗透率大于40时可能是抽油机部分有警情。当孔隙度小于10%且渗透率小于40且动液面大于850时是可能是地质部分有警情。当孔隙度大于10%且饱和度小于30%且冲次小于9可能是地质和抽油机两部分有警情。当孔隙度大于10%且饱和度小于30%且冲次大于9可能是抽油机部分有警情。当孔隙度大于10%且饱和度大于30%且动液面大于850可能是地质部分有警情。当孔隙度大于10%且饱和度大于30%且动液面小于850可能是抽油机部分有警情。Page28单井产量预警模型建立的整体框架历史数据COPSP——DM（挖掘标准流程）目标确定单井产量预警问题数据理解单井产量影响因素问题分解地质影响因素机械因素（抽油机）数据预处理指标体系及清理后数据标准功图及其他数据建模支持向量标准井泵功图计算方法（支持向量机）（多元线性回归）评估地质预警方法抽油机预警方法（波动方程，功图匹配，效率计算）部署地质预警模型抽油机预警模型综合预警模型数据输入接口数据预处理模块预警信息输出接口预警信息预警参数设置预警模型使用人员监测数据数据管理模块井况分析软件抽油机预警模型地质预警模型综合预警模型预警模块单一预警是否知识挖掘过程Page29主要内容油井井况分析系统COPSP-DM流程标准单井产量预警模型Page30单井产量预警系统历史数据监测数据数据输入接口数据预处理模块预警知识挖掘模型预警知识库预警模块预警信息输出接口预警信息模型构建预警参数设置预警模型开发人员预警模型使用人员Page31油井井况分析系统专家知识库推理机油田井况分析软件整体框架油田井况分析软件整体框架数据层综合分析报表输出单井数据管理A2数据库数据抽油机参数数据增、删、改、查、预处理本地数据库增、删、改、查、预处理系统数据管理分析结果是否异常是表现层逻辑层数据层地质预警信息报表抽油机预警信息报表抽油机预警模型地质预警模型综合预警模型单井预警模块单一预警否预警批处理模块其他井况分析模块Page32油井井况分析系统Page33油井井况分析系统Page34油井井况分析系统Page35油井井况分析系统Page36油井井况分析系统Page37石油开发动态预警谢谢！