%31تخفیف

کاربرد شبکه هاي عصبي مصنوعي براي تشخيص مدل چاه هاي افقي در مخازن نفتي با استفاده از داده هاي چاه آزمايي

تعداد129 صفحه در فایل word

كارشناسي ارشد در رشته مهندسي شيمي (گرايش مهندسی گاز)

کاربرد شبکه هاي عصبي مصنوعي براي تشخيص مدل چاه هاي افقي در مخازن نفتي با استفاده از داده هاي چاه آزمايي

در سالهای اخیر، چاه­های افقی زیادی در اطراف جهان حفر شده­است. دلیل عمده­ی آن توانایی افزایش سطح مخزن در تماس با چاه است که باعث افزایش بهره بری از چاه می­شود. از چاه­آزمایی برای شناخت مدل­های مخازن هیدروکربوری و تشخیص پارامترهای مربوط به آن­ها استفاده می­شود. چاه­آزمایی بر مبنای ایجاد اختلال در جریان و ثبت فشار ته چاه ناشی از آن رفتار می­کند. این تکنیک داده­های مورد نیاز برای آنالیز عددی پارامترهای مخزن را فراهم می­کند. روش چاه آزمایی شامل دو مرحله می­شود: 1) طبقه­بندی مدل مخزن 2) تخمین پارامترها. شناسایی مدل­های چاه افقی و تعیین پارامترهای مدل­های آنها در مقایسه با چاه عمودی بسیار پیچیده تر می­باشد. تعيين مدل‌ مخزن از نمودارهاي مشتق فشار، يکي از مراحل مهم و پايه‌اي در تخمين پارامترهاي مخزن از طريق آناليز داده‌هاي چاه‌آزمائي مي‌باشد. در اين مطالعه از شبکه‌هاي عصبي مصنوعي، براي شناسائي مدل مخازن نفتي از طريق نمودارهاي مشتق فشار استفاده شده‌است. شبکه‌هايعصبي مصنوعي، مدل‌هاي رياضي هستند کهداراي توانايي منحصر به فرد در تخمين پارامتر و شناسايي الگو و … هستند.هشت مدل مختلف چاه افقی از مخازن نفتي  که مخازن همگن و تخلخل دو‌گانه با مرز‌هاي مختلف را شامل مي‌شود، مورد بررسي قرار گرفته است. شبکه‌ي عصبي پيشرو توسط داده‌هاي مشتق فشاري که به‌وسيله‌ي شبيه‌سازي با نرم‌افزار PANSYSTEMتوليد شده‌اند، آموزش داده‌ شده‌ است.عملکرد شبکه­ی پرسپترون به­ وسیله­ی متوسط خطاهاي نسبي و مجذور ميانگين مربعات خطا بررسی می­شود. توانايي شبکه‌ي طراحي‌شده از طريق داده‌هاي داراي نويز مورد بررسي قرار گرفته‌است. دقت شبکه‌ به‌وسيله‌ي تعدادي پارامتر آماري مانند حساسيت و دقت دسته‌بندي کلي آورده شده و دقت کلی شبکه‌ي پيشرو 05/97 مي‌باشند.

کلمات کلیدی: چاه افقی ، شبکه عصبی مصنوعی ، شناسایی مدل مخزن­، چاه ­آزمایی

عنوان

صفحه

1- مقدمه.. 2

1-1- مقدمه‌ايبرمهندسی مخزن.. 2

1-2- مخازن نفت و بهره­برداری از مخازن نفتی.. 3

1-3- تعاریف انواع مخزن­ها با استفاده از نمودارهای فازی.. 5

1-4- مروری بر خواص سنگ مخزن.. 8

1-4-1- درجه تخلخل.. 8

1-4-2-تراکم­پذیری هم­دما.. 8

1-4-3-درجه اشباع سنگ.. 9

1-5- مقدمه‌ايبرچاه‌آزمائي.. 9

1-5-1- عواملموثربرچاه‌آزمائي.. 12

1-5-1-1-  ضريبپوسته.. 12

– ضريبپوسته‌يشكافهيدروليكي.. 12

– تكميلچاهجزئيومشبك‌كاريجزئي.. 12

1-5-1-2- اثرذخيرهدرونچاهي.. 14

– قانونسرانگشتي.. 15

1-5-1-3-  نفوذپذيريياتراوائي.. 15

1-5-1-4- نحوه‌يحرکتسيالدرونمحيطمتخلخل.. 15

1-5-1-5- مرزهايمخزن.. 16

– مرزداخلي.. 16

– مرزبيرونيمخزن.. 16

1-5-2- انواعآزمايشاتچاه‌آزمائي.. 17

1-5-2-1- آزمون­هایدوره‌ایتولید (اندازه‌گیریروزانه‌یدبیوفشار)   17

1-5-2-2- آزمون­‌هایسنجشبهره‌دهیچاه.. 18

1-5-2-2-1- برایمخازننفتی.. 18

1-5-2-2-2- برایمخازنگازی.. 19

– آزمون­شاخصبهرهدهیتولید.. 19

-آزمون­عملکردجریانبهداخلچاه.. 19

– تغییراتدبیدرزمانطولانیتولید.. 19

– تغییراتدبیدرزمانکوتاهتولید.. 19

– تغییراتدبیدرزمانکوتاهتولیدوبستنچاه.. 20

1-5-2-3-آزمون­هایفشارگذرا ( فشاربازمان).. 20

1-5-2-3-1- آزمايش‌خيزشفشار.. 21

– آزمايشخيزشفشارايده‌آل.. 22

آزمايشخيزشفشارواقعي.. 23

انحرافازحالتايده‌آل.. 24

روشهايتفسيرآزمايشخيزشفشار.. 24

1-5-2-3-2- آزمايشجرياني.. 26

مشكلاتچاه‌آزمائيجرياني.. 28

1-5-3- کاربردنمودارهايمشتقدرتحليلآزمايشاتچاه‌آزمائي.. 29

1-5-3-1- مثال‌هاييازكاربردمنحني‌هايمشتقفشار.. 29

1-6- انواع چاه در مخازن.. 32

1-6-1- چاه های عمودی.. 32

1-6-2-چاه­ها با شکست هیدرولیکی.. 32

1-6-3- چاه افقی.. 33

1-6-3-1- دوره­ی جریان شعاعی قائم.. 34

1-6-3-2- دوره­ی جریان خطی میانی.. 35

1-6-3-3-دوره­ی جریان شبه شعاعی انتهایی.. 35

1-6-4- معادلات زمان رژیم­های مختلف در چاه افقی.. 36

1-6-4- آنالیزفشاردرچاهافقی.. 37

1-7-1- آزمایش کاهش فشار.. 37

پاسخ فشار در دوره­ی جریان شعاعی قائم اولیه.. 37

پاسخ فشار در دوره­ی جریان خطی میانی.. 37

پاسخ فشار در دوره­ی جریان شبه شعاعی انتهایی.. 37

1-7-1- آزمایش خیزش فشار.. 38

پاسخ فشار در دوره­ی جریان شعاعی قائم اولیه.. 38

پاسخ فشار در دوره­ی جریان خطی میانی.. 38

پاسخ فشار در دوره­ی جریان شبه شعاعی انتهایی.. 38

1-8- شبکههایعصبی.. 38

1-8-1- ساختارمغز.. 39

1-8-2- مدلریاضی یک نرون.. 40

1-8-3-یادگیری شبکه.. 42

الف)  یادگیریبا ناظر.. 42

ب)  یادگیریبدونناظر.. 42

ج) یادگیریتشدیدی.. 42

1-8-4- تقسیمبندیبراساسساختار.. 42

الف) شبکههایپیشخور.. 42

ب) شبکههایبازگشتی.. 43

1-8-5- شبکهپرسپترون.. 43

1-8-6- ترتیبارائهدادههابهشبکه.. 44

1-8-7- تابعانتقال.. 44

1-8-8- پایانآموزش.. 45

1-8-9- تعدادنروندرلایهها.. 46

1-8-10-معيار‌هاينيکوييبرازش.. 46

تحليلرگرسيون.. 46

ضريبهمبستگي.. 46

مجذورميانگينمربعاتخطا… 47

متوسطخطاهاينسبي.. 47

2- مروریبرکارهایگذشته.. 49

2-1- کارهایانجامشدهبررویشبکه­های عصبی.. 49

2-2- کارهایانجامشدهبرروی چاه­های افقی.. 59

3- گردآوریدادههایچاهآزمایی.. 66

3-1- مقدمه.. 66

3-2- پارامترهایموردنیازبرایواردکردنبهنرمافزار.. 67

3-3-پارامترهايچاه‌آزمائيمدل‌هايمخزني.. 68

3-3- 1-استفادهازروشطراحیآزمایشبرایتولیددادههایاولیه.. 69

3-3-2-تبدیلدادههایفشاربهشبهفشارومشتقگیریازآنها.. 70

3-4-نرماليزه‌کردن.. 71

3-5-ساختار شبکه­ی عصبی.. 71

3-6- مدل­های در نظر گرفته شده.. 73

– مخزن همگن فشار ثابت، بدون جریان و بدون مرز محدود.. 73

– مخزن همگن فشار ثابت، بدون جریان با مرز گسل منفرد فشار ثابت   74

-مخزن همگن فشار ثابت، بدون جریان با گسل منفرد بدون جريان   75

– مخزن تخلخل دوگانه فشار ثابت، بدون جریان و بدون مرز محدود   75

-مخزن تخلخل دوگانه فشار ثابت، بدون جریان با مرز گسل منفرد فشار ثابت   77

-مخزن تخلخل دوگانه فشار ثابت، بدون جریان با مرز گسل منفرد بدون جريان   78

-مخزن تخلخل دوگانه بدون جریان با مرزگسل منفرد فشار ثابت   79

-مخزن تخلخل دوگانه ، بدون جریان با مرز گسل منفرد بدون جريان   79

4- بحثونتایج.. 82

4-1- مقدمه.. 82

4-2- تعيينساختاربهينه‌يشبکه‌پیشرو.. 82

4-2-1- آموزششبکه.. 85

4-3- بحث و نتایج.. 87

4-3-1-امتحانشبکهبادادههایتست.. 87

4-3-2- بررسياستقامتشبکهدربرابرنمودار‌هايداراينويز.. 89

5- نتيجه‌گيريوپيشنهادات.. 99

5-1- مقدمه.. 99

5-2- نتايج.. 99

– نتايج مرتبط با شبيه‌سازي داده به‌وسيله نرم‌افزار.. 99

– نتايج مرتبط با شبکه عصبی مصنوعی.. 99

5-3-2- پيشنهادات.. 100

منابع.. 101

فهرست اشکال

شکل (1-1) نمودار فازی دما – فشار سیال یک مخزن 6

شکل (1-2) نمودار مدل فشاري 10

شکل (1-3) نمودار مدل مشتق فشاري 11

شکل (1-4) اثر ذخيره درون چاهي با شيب 1 در اطراف چاه 15

شکل (1-5) نمودار تغيير فشار نسبت به زمان در آزمايش‌ خيزش فشار 21

شکل (1-6) برونيابي نمودار هرنر براي به‌دست آوردن P* 25

شکل (1-7) نمودار تغيير فشار نسبت به زمان در آزمايشجرياني 26

شکل (1-8) دو برابر شدن شيب نشانگر وجود يك گسل 29

شکل (1-9) تفاوت چاه‌آزمائي خيزش فشار و جرياني 30

شکل (1-10) نمايي از ناحيه نهايي يك مرز با فشار ثابت 30

شکل (1-11) نمودار چاه آزمائي در حالت افت فشار در يك مخزن با مرزهاي غيرقابل نفوذ 31

شکل (1-12) نمايي از وجود دو گسل غيرقابل نفوذدر مرز خارجي مخزن 31

شکل (1-13)  نمايي از تغييرات فشار چاه نزديك به يك گسل نيمه گذرا 32

شکل (1-14) نمای از یک چاه افقی 34

شکل (1-15) جریان شعاعی قائم 34

شکل (1-16)  جریان خطی میانی 35

شکل (1-17) جریان شبه شعاعی. 35

شکل (1-18) مشخصات اصلی یک نرون بیولوژیک 40

شکل (1-19) ساختار يک نرون مصنوعي 41

شکل (1-20) ساختار یک MLPسه لایه 44

شکل (1-21) تابع انتقال سیگموئید 45

شکل (1-22) تابع انتقال تانژانت هایپربولیک 45

شکل (3-1)نمودارهاي مشتق فشار شبيه‌سازي شده‌ي مدل یک 74

شکل (3-2)نمودارهاي مشتق فشار شبيه‌سازي شده‌ي مدل دو 75

شکل (3-3)نمودارهاي مشتق فشار شبيه‌سازي شده‌ي مدل سه 76

شکل (3-4)نمودارهاي مشتق فشار شبيه‌سازي شده‌ي مدل چهار 77

شکل (3-5)نمودارهاي مشتق فشار شبيه‌سازي شده‌ي مدل پنج 78

شکل (3-6)نمودارهاي مشتق فشار شبيه‌سازي شده‌ي مدل شش 79

شکل (3-7)نمودارهاي مشتق فشار شبيه‌سازي شده‌ي مدل هفت 80

شکل (3-8)نمودارهاي مشتق فشار شبيه‌سازي شده‌ي مدل هشت 80

شکل (4-1)ساختار بهينه‌ي شبکه‌ي پيشرو 84

شکل(4-3) تغييرات خطا در جريان آموزش شبکه‌ي پيشرو با ساختار بهينه 87

شکل(4-4) نمودار مشتق فشار نرماليزه‌شده مدل يک همراه با داده‌هاي پرت اعمال‌شده به آن 89

شکل(4-5) نمودار مشتق فشار نرماليزه‌شده مدل دو همراه با داده‌هاي پرت اعمال‌شده به آن 90

شکل(4-6) نمودار مشتق فشار نرماليزه‌شده مدل سه همراه با داده‌هاي پرت اعمال‌شده به آن 90

شکل(4-7) نمودار مشتق فشار نرماليزه‌شده مدل چهار همراه با داده‌هاي پرت اعمال‌شده به آن 91

شکل(4-8) نمودار مشتق فشار نرماليزه‌شده مدل پنج همراه با داده‌هاي پرت اعمال‌شده به آن 91

شکل(4-9) نمودار مشتق فشار نرماليزه‌شده مدل يشش همراه با داده‌هاي پرت اعمال‌شده به آن 92

شکل(4-10) نمودار مشتق فشار نرماليزه‌شده مدل هفت همراه با داده‌هاي پرت اعمال‌شده به آن 92

شکل(4-11) نمودار مشتق فشار نرماليزه‌شده مدل  هشت همراه با داده‌هاي پرت اعمال‌شده به آن 93

شکل(4-12) خروجي شبکه‌ي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل يک همراه با داده‌هاي پرت اعمال‌شده به آن 93

شکل(4-13) خروجي شبکه‌ي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل دو همراه با داده‌هاي پرت اعمال­شده به آن 94

شکل(4-14) خروجي شبکه‌ي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل سه همراه با داده‌هاي پرت اعمال‌شده به آن 94

شکل(4-15) خروجي شبکه‌ي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل چهار همراه با داده‌هاي پرت اعمالشده به آن 95

شکل(4-16) خروجي شبکه‌ي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل پنج همراه با داده‌هاي پرت اعمال­شده به آن 95

شکل(4-17) خروجي شبکه‌ي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل شش همراه با داده‌هاي پرت اعمال­شده به آن 96

شکل(4-18) خروجي شبکه‌ي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل هفت همراه با داده‌هاي پرت اعمال­شده به آن 96

 شکل(4-19) خروجي شبکه‌ي پيشرو به نمودار مشتق فشار مدل هشت  همراه با داده‌هاي پرت اعمال­شده به آن 97

فهرست جداول

جدول (3-1): شرايطفرض‌شدهمخزن،چاهوسيالموجوددرآن 67

جدول (3-2): محدوده‌يانتخاب‌شدهپارامترهايچاه‌آزمائي 69

جدول (3-3): تعدادداده‌يتوليد‌شدهبرايهرمدلوتوزيعداده‌هايآموزشيوآزمون­ 73

جدول (4-1): تعيينساختاربهينه‌يشبکه‌يپيشرو 84

جدول (4-2): تعيينالگوريتمآموزشيبهينه‌يشبکه‌يپيشرو 85

جدول (4-4): تواناييشبکه‌يپيشرودرشناسائيمدلواقعيمخزنازداده‌هايآزمون­شبيه‌سازي 88

جدول (4-5): مقايسه‌يتواناييشبکه‌يپيشرودرشناسائيمدلواقعيمخزنازداده‌هايآزمون­شبيه‌سازي 88

فهرست علائم اختصاري

باياس

ضريب تشکيل نفت

ذخيره‌ي درون چاهي بدون بعد

ضريب تراکم‌پذيري نفت

ذخيره‌ي درون چاهي

ضريب تراکم‌پذيري کلي

ضريب تراکم‌پذيري آب

تابع انتگرال نمايي

تابع فعاليت

عمق مخزن هيدروکربني

تراوائي شکاف

تراوائي ماتريس

طول شکاف

شعاع مخزن

شعاع بدون بعد

مساحت بلوك ماتريس/حجم بلوك ماتريس

شعاع چاه

مدت زمان جريان

ضريب پوسته

ضريب پوسته‌ي شكاف هيدروليكي

ضريب پوسنه ناشي از ورود جريان عمودي

مدت زمان توليد

طول شكاف

تراوائي عمودي

تراوائي درجهت x

تراوائي در جهتy

طول چاه افقي

L

ميزان فشار در زمان يک ساعت

فشار بدون بعد

ورودي‌هاي شبکه‌ي عصبي

فشار اوليه مخزن

فشار مخزن در حين توليد

فشار مخزن در حين بسته بودن

شدت جريان چاه

وزن سيناپسي

خروجي‌هاي شبکه‌ي عصبي

مقادير مشاهده شده (واقعي)

ميانگين مقادير مشاهده شده (واقعي)

مقادير تخميني (خروجي شبکه)

ميانگين مقادير تخميني (خروجي شبکه)

ويسکوزيته

تخلخل

تخلخل شکاف

تخلخل ماتريس

تغييرات زمان

تغييرات حجم سيال داخل چاه تحت شرايط چاه

تغييرات فشاري اعمال شده به چاه

تغييرات فشار

نسبت جريان بين دانه‌اي

ضريب شکل

نسبت ظرفيت شکاف به ماتريس

قبلا حساب کاربری ایجاد کرده اید؟
گذرواژه خود را فراموش کرده اید؟
Loading...
enemad-logo