关于支持向量机钻井液高温高压静态密度预测模型.pdf

学兔兔 第3l卷 第3期 钻 井 液 与 完 井 液 、b1．3l NO．3 2014年 5月 DRILLING FLUID＆COMPLETION FLUID Mav 2014 doi：10．39698．issn．1001-5620．2014．03．007 基于支持向量机的钻井液高温高压静态密度预测模型 徐生江 ， 李杰 ， 吴继伟 ， 戎克生 ， 王贵 (1．新疆油田公司工程技术研究院，新疆克拉玛依 ；2．西南石油大学石油工程学院，成都) 徐生江等．基于支持向量机的钻井液高温高压静态密度预测模型[J]．钻井液与完井液，2014，31(3)：28—31． 摘要 钻井液的密度在高温高压条件下不再为一常数，准确预测高温高压钻井液密度值对确定井下压力剖面具有 重要意义。基于支持向量机回归原理，建立了支持向量机回 -3模型，预测了不同类型钻井液在高温高压下的静态密度。 结果表明，与相同条件下的其他方法相比，建立的支持向量机模型可针对不同钻井液类型，且对水基、油基及合成基 钻井液高温高压下静态密度值的预测均具有更高的精度和泛化能力。 关键词 钻井液；高温高压；密度；支持向量机；预测模型 中图分类号：TE254．1 文献标识码：A 文章编号：1001．5620(2014)03—0028—04 0 引言 最小化原理，能够基于小样本的学习对其他样本进行 快速、准确地拟合预测，具有更好的泛化性能和精度， 钻井液密度值是计算井底压力的关键参数之一， 减少对经验的依赖，能较好地解决小样本、非线性、 直接关系着油气井的建井安全与成功。大量钻井实践 高维数等实际问题，广泛用于小样本的分类和回归问 表明，钻井液密度会随着井筒内温度、压力的变化而 题[71。高温高压钻井液密度的预测是一个典型的小样 变化，准确获取高温高压下钻井液的密度特性有利于 本问题，笔者将支持向量机模型运用到高温高压钻井 确定井下压力剖面[1-31o然而，一方面准确测量高温、 液密度的预测研究中，并与现有其它方法进行了对比。 高压下钻井液密度需要专用的钡4试设备，另一方面实 验测量数据点往往有限，不可能获取井下所有温度、 1 支持向量机原理 压力下的钻井液密度值。因此，利用较少的实验测量 最简单的支持向量机回归使用线性函数对样本点 数据来预测不同温度、压力下钻井液密度值，对钻井 进行拟合，对于无法用线性函数拟合的问题，则将样 设计与施工具有重要现实意义。 本映射到高维特征空问，在高维特征空间中建立线性 国内外对高温高压下钻井液密度的预测分析方 模型 ： 法主要有多元线性回归、人工神经网络(ANN)等， Y= ( =u ( )+b (1) 如：Kutasove等提出了决定井下钻井液密度的线性 式中， ( )是将样本点映射到高维空间的非线性变 “经验模型”【4】，Karstad等人提出了非线性理论模型， 换，∞为权值向量，b为偏置项。支持向量机回归问 该模型中系数的确定仍具有经验性，称之为 “半经