自主存储式压裂作业井下电子压力计研究

论文摘要

水力压裂过程的井下参数测试系将电子压力计随压裂管柱放入井下,检测并记录井下的压力、温度等参数,这些数据是评价压裂效果、改进压裂工艺的重要依据,但压力计的存储容量有限难以满足“采全、录准”的参数测试要求。本文基于对60多口油气井的实际施工数据的深入分析研究,得出了不同作业阶段的压力、压力梯度的特征描述。以压力、压力梯度和时间作为特征变量,依据压裂作业工艺和不同阶段的特征描述确定了他们的论域,建立了隶属度描述函数,进而采用模糊辨识方法建立了压裂作业过程的模糊辨识模型,并给出了模糊辨识模型的程序实现。基于对压裂作业过程的模糊辨识,提出了压裂作业过程不同阶段的自主采样、变周期存储策略,使电子压力计能自主识别出压裂作业过程的不同阶段,当地面作业处于压裂施工作业阶段时,仪器能自动密集采样、存储数州,而其他阶段则较长周期存储数据,从而为解决压力计的“采全、录准”问题提供了一种新的解决方法实验室条件下的温度性能试验和压力试验,验证了该方法的有效性。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究的目的和意义
• 1.2 电子压力计的发展现状
• 1.2.1 国内电子压力计的发展现状
• 1.2.2 国外电子压力计的发展现状
• 1.3 井下电子压力计的改进技术
• 1.3.1 “采全、录准”要求与存储容量限制的矛盾
• 1.3.2 扩大井下电子压力计存储容量
• 1.3.3 预先设置井下电子压力计的存储模式
• 1.3.4 模式识别与自主存储模式
• 1.4 基于模糊辨识算法的自主存储式电子压力计的研究内容
• 1.5 论文的安排
• 第二章 压裂作业过程的压力曲线特征分析
• 2.1 压裂工艺原理
• 2.1.1 水力压裂
• 2.1.2 水力压裂的目的
• 2.1.3 水力压裂工艺过程
• 2.2 压裂作业过程的常规工艺
• 2.2.1 压裂管柱组合与压力计的安装位置
• 2.2.2 电子压力计的安装
• 2.2.3 地面工具设备与压裂车组
• 2.2.4 地面测量与井下压力记录
• 2.3 压裂作业过程
• 2.4 下压裂管柱阶段的压力曲线特征分析
• 2.4.1 下压裂管柱作业工艺
• 2.4.2 下压裂竹柱阶段的压力曲线分析
• 2.4.3 下压裂管柱阶段的压力特征分析
• 2.4.4 下压裂竹柱阶段的判断规则
• 2.5 等待阶段的压力曲线特征分析
• 2.5.1 等待阶段工艺
• 2.5.2 等待阶段的压力曲线分析
• 3.5.3 等待阶段的压力特征分析
• 2.6 压裂施工作业阶段的压力曲线特征分析
• 2.6.1 压裂施工作业工艺
• 2.6.2 压裂施工作业阶段的压力曲线分析
• 2.6.3 压裂施工作业阶段的压力特征分析
• 2.6.4 压裂施工作业阶段的判断规则
• 2.7 压力保持阶段的压力曲线特征分析
• 2.7.1 压力保持阶段工艺
• 2.7.2 压力保持阶段的压力曲线分析
• 2.7.3 压力保持阶段的压力特征分析
• 2.8 提起压裂管柱阶段的压力曲线特征分析
• 2.9 本章小结
• 第三章 压裂作业过程的模糊辨识
• 3.1 模糊数学基础
• 3.2 模糊辨识
• 3.3 压裂作业过程特征变量及其模糊论域划分
• 3.3.1 压裂作业过程的特征变量与模糊辨识结构
• 3.3.2 压裂作业过程压力变量论域及其模糊化划分
• 3.3.3 压裂作业过程压力梯度变量论域及其模糊化划分
• 3.3.4 压裂作业过程时间变量论域及其模糊化划分
• 3.4 压裂作业过程的隶属度分析
• 3.4.1 隶属函数的建立方法
• 3.4.2 压裂作业阶段与压力变量的隶属度函数
• 3.4.3 压裂作业阶段与压力梯度变量的隶属度函数
• 3.4.4 压裂作业阶段与时间变量的隶属度函数
• 3.5 压裂作业过程的模糊辨识规则
• 3.6 压裂作业过程的模糊辨识算法的实现
• 3.7 本章小结
• 第四章 自主存储式电子压力计的实现
• 4.1 电子压力计的电路设计
• 4.2 电子严力计的工作模式
• 4.3 井下电子压力计的存储器阵列设计
• 4.4 井下电子压力计软件总体设计
• 4.5 基于模糊辨识的电子压力计自主存储策略的编程实现
• 4.6 井下电子压力计的温度性能测试试验
• 4.7 实验室条件下的压力测试实验
• 4.8 本章小结
• 第五章 结论
• 5.1 结论
• 5.2 需要进一步研究的问题
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 详细摘要