[發(fā)明專利]一種石油鉆井井眼軌跡自適應(yīng)跟蹤預(yù)測控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010134229.X
• 申請(qǐng)日: 2020-03-02
• 公開（公告）號(hào): CN111335876A
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 魯港;鐘曉明;緱柏弘
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京四利通控制技術(shù)股份有限公司
• 主分類號(hào): E21B47/022
• 分類號(hào): E21B47/022
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務(wù)所 11337
• 代理人: 于國強(qiáng)

1.一種石油鉆井井眼軌跡自適應(yīng)跟蹤預(yù)測控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、建立平滑指數(shù)預(yù)測模型

所述預(yù)測模型為：

Y＝a_t+b_t·L+c_tL²

式中，Y為預(yù)測目標(biāo)，t為以單位井深進(jìn)行遞進(jìn)的序列，L為測點(diǎn)的井深，a_t為一次平滑系數(shù)，b_t為二次平滑系數(shù)，c_t為三次平滑系數(shù)；

其中，所述平滑系數(shù)a_t、b_t、c_t的確定方法為：

式中，α為自主選擇的加權(quán)系數(shù)，分別為t序列采樣點(diǎn)的一次平滑值、二次平滑值和三次平滑值；

S2、對(duì)所述預(yù)測模型進(jìn)行求解

首先確定初始值并計(jì)算出t時(shí)刻采樣點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)x_t的平滑公式：

式中：x_t為t序列采樣點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，t＝1,2,3,…，為t-1序列采樣點(diǎn)的一次平滑值，為t-1序列采樣點(diǎn)的二次平滑值，為t-1序列采樣點(diǎn)的三次平滑值；

S3、采用誤差反饋和信號(hào)跟蹤自適應(yīng)的方法，對(duì)α進(jìn)行校正

所述加權(quán)系數(shù)α根據(jù)追蹤信號(hào)進(jìn)行變化，而追蹤信號(hào)又根據(jù)預(yù)測誤差進(jìn)行變化，此時(shí)的誤差反饋就可以實(shí)時(shí)調(diào)整所述加權(quán)系數(shù)α的取值，所述加權(quán)系數(shù)α即可不斷修正所述初始值的選取誤差，從而建立正確的預(yù)測模型；設(shè)α_t、Q_t分別為t序列的加權(quán)系數(shù)和追蹤信號(hào)，所述加權(quán)系數(shù)α的矯正方法為：

α_t＝|Q_t|

Q_t＝E_t/A_t

E_t＝γe_t+(1-γ)E_t-1

A_t＝γ|e_t|+(1-γ)A_t-1

式中，E_t、A_t分別為t序列采樣點(diǎn)所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的平滑誤差和絕對(duì)誤差；Y_t是t序列采樣點(diǎn)的實(shí)測值；是在t-1序列對(duì)t序列采樣點(diǎn)的預(yù)測值；e_t為預(yù)測誤差；γ為誤差系數(shù)；

S4、將步驟S3中校正后的加權(quán)系數(shù)α用于步驟S1中的所述預(yù)測模型，所述加權(quán)系數(shù)α不斷進(jìn)行迭代調(diào)整，從而使所述預(yù)測模型及時(shí)適應(yīng)實(shí)鉆過程中的變化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的是有鉆井井眼軌跡自適應(yīng)跟蹤預(yù)測控制方法，其特征在于，所述預(yù)測目標(biāo)包括井斜角和方位角；所述統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)包括井斜角數(shù)據(jù)和方位角數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井井眼軌跡自適應(yīng)跟蹤預(yù)測控制方法，其特征在于，所述預(yù)測模型的預(yù)測參數(shù)為井眼軌跡的井斜角和方位角。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的石油鉆井井眼軌跡自適應(yīng)跟蹤預(yù)測控制方法，其特征在于，所述加權(quán)系數(shù)α的取值依據(jù)為：當(dāng)鉆進(jìn)過程發(fā)展趨勢穩(wěn)定時(shí)，所述加權(quán)系數(shù)α值取小；當(dāng)鉆進(jìn)過程發(fā)生系統(tǒng)變化時(shí)，所述加權(quán)系數(shù)α值取大；當(dāng)原井深測量數(shù)據(jù)不足，需要認(rèn)為假定初始值時(shí)，所述加權(quán)系數(shù)α值取大。