Способ нейросетевого анализа данных телеметрии по фонду скважин



Способ нейросетевого анализа данных телеметрии по фонду скважин
Способ нейросетевого анализа данных телеметрии по фонду скважин

 


Владельцы патента RU 2571470:

Общество с ограниченной ответственностью "ТатАСУ" (RU)

Изобретение относится к технологиям нефтедобычи, а именно к способам мониторинга процессов добычи и поддержания пластового давления на основе обработки данных телеметрии нейросетевым алгоритмом. Предложен способ нейросетевого анализа данных телеметрии по фонду скважин, заключающийся в том, что регистрируют данные о расходе жидкости на скважинах, осуществляют предварительную обработку и представляют их в виде n-размерных векторов, создают m n-размерных векторов справочной информации, служащей входными данными для нейросетевого алгоритма и характеризующей состояния скважин за определенный временной период, и сравнивают n-размерные вектора расходов с созданным в результате обучения множеством узлов самоорганизующейся карты Кохонена. При этом исходное множество m n-размерных векторов служит в качестве входных данных для алгоритма самообучения карты Кохонена и данных для определения принадлежности номера скважины к узлу обученной карты Кохонена. А результат отображения номеров скважин на узлах карты Кохонена служит обнаружению явлений взаимовлияния и интерференции скважин. Предложенный способ позволяет увеличить эффективность разработки месторождения за счет выбора рациональных режимов эксплуатации скважин на основе обнаруженных явлений интерференции и взаимовлияния скважин в процессе их эксплуатации. 2 ил.

 

Способ нейросетевого анализа данных телеметрии по фонду скважин относится к нефтедобывающей отрасли, а именно к способам мониторинга процессов добычи и поддержания пластового давления (ППД) на основе обработки данных телеметрии нейросетевым алгоритмом с целью обнаружения явления взаимовлияния скважин. Техническим результатом является появление нового способа выявления взаимовлияния скважин на основе нейросетевого анализа данных о расходах жидкости на добывающих скважинах и скважинах системы ППД.

Изобретение относится к технологиям нефтедобычи, а именно к способам мониторинга процессов добычи и поддержания пластового давления на основе обработки данных телеметрии нейросетевым алгоритмом.

В качестве прототипа выбран близкий по способу применения самоорганизующихся карт Кохонена к анализу информации «Способ нейросетевого анализа состояния сердца» (патент РФ на изобретение №2461877) [1]. По аналогии с указанным способом производится создание выборки m n-размерных векторов, где в виде справочной информации представляются среднесуточные замеры расхода жидкости на скважинах. Эта информация поступает на вход самообучающейся карты Кохонена. Производится обучение, после чего, в отличие от указанного способа [1], производится определение близости каждого входного вектора исходных данных к узлам полученной сети. Т.к. есть однозначное соответствие между номером скважины и вектором ее замеров, то номера скважин располагаются на узлах карты Кохонена в соответствии с похожестью их замеров. В результате отображения номеров скважин на карте Кохонена аналитик делает выводы о возможном эффекте взаимовлияния соответствующих скважин.

Способ нейросетевого анализа данных телеметрии по фонду скважин, заключающийся в том, что данные о расходе жидкости на скважинах регистрируют, осуществляют предварительную обработку и представляют их в виде n-размерных векторов, создают m n-размерных векторов справочной информации, служащей входными данными для нейросетевого алгоритма и характеризующей состояния скважин за определенный временной период, сравнивают n-размерные вектора расходов с созданным в результате обучения множеством узлов самоорганизующейся карты Кохонена, отличается тем, что исходное множество m n-размерных векторов служит в качестве входных данных для алгоритма самообучения карты Кохонена и данных для определения принадлежности номера скважины к узлу обученной карты Кохонена, а результат отображения номеров скважин на узлах карты Кохонена служит обнаружению явлений взаимовлияния и интерференции скважин.

Способ содержит этапы, на которых осуществляется сбор информации о расходах жидкости (объемы закачки ППД и объемы добычи) с систем нефтепромысловой телеметрии, усреднение данных о расходах до среднесуточных, формирование обучающей выборки из m n-размерных векторов ежесуточных замеров расхода для каждой скважины s1…sm: s 1 = ( q 1 1 , q 2 1 , , q n 1 ) , …, s m = ( q 1 m , q 2 m , , q n m ) , где q i j - i-й замер расхода на скважине номеру. Полученные вектора служат входными данными для нейросетевого алгоритма самоорганизующейся карты Кохонена [2]. После процесса самообучения производится распределение номеров скважин 1…m в соответствии с наибольшим соответствием векторов замеров расхода (вектор веса узла на карте менее всего отличается от наблюдения) узлам на карте. В итоге получают следующее соответствие: чем ближе номера скважин на узлах карты, тем более схожи результаты замеров в векторах, тем больший эффект взаимовлияния испытывают скважины.

На фигуре 1 приведен алгоритм способа обнаружения явлений интерференции и взаимовлияния нефтяных скважин по данным телеметрии на основе применения нейросетевых алгоритмов.

Самоорганизующаяся карта состоит из компонентов, называемых узлами или нейронами. Их количество задается аналитиком. Каждый из узлов описывается двумя векторами: вектор веса m, имеющий такую же размерность, что и входные данные; вектор r, представляющий собой координаты узла на карте. Обычно узлы располагают в вершинах регулярной решетки с квадратными или шестиугольными ячейками.

Изначально известна размерность входных данных, по которой строится первоначальный вариант карты. В процессе обучения векторы веса узлов приближаются к входным данным. Для каждого наблюдения выбирается наиболее похожий по вектору веса узел, и значение его вектора веса приближается к наблюдению. Также к наблюдению приближаются векторы веса нескольких узлов, расположенных рядом, таким образом, если во множестве входных данных два наблюдения были схожи, на карте им будут соответствовать близкие узлы. Циклический процесс обучения, перебирающий входные данные, заканчивается по достижении картой допустимой (заранее заданной аналитиком) погрешности или по совершении заданного количества итераций. Алгоритм самообучения подробным образом описан в [2].

Особенностью технологического процесса добычи нефти является гидродинамическое взаимовлияние (интерференция) скважин, когда изменение режима работы (дебита и забойного давления) одной скважины влечет за собой изменение режимов работы других скважин. Учет этого фактора имеет важное значение в выборе рациональных режимов эксплуатации скважин и увеличения эффективности разработки месторождений.

Техническим результатом необходимо считать появление нового вида информации, синтезируемой при обработке данных телеметрии, которая позволяет обнаружить явления интерференции и взаимовлияния скважин в процессе эксплуатации нефтяных месторождений. Способ включает в себя сбор информации о среднесуточных расходах жидкости (дебитах с добывающих и объемах закачки со скважин поддержания пластового давления) с систем телеметрии скважин, вовлеченных в наблюдение на ограниченных пространственно нефтепромыслах, организацию этой информации в пригодные для обработки формы, обработку данных с применением нейросетевого метода, вывод результатов обработки в пригодном для анализа человеком виде.

Исходными данными для проведения идентификации являются значения замеров о расходе жидкости на добывающих и скважинах поддержания пластового давления (ППД), расположенных на определенной площади, так что их условно можно считать гидродинамически взаимосвязанными.

Пусть в наблюдении имеется m скважин, для каждой из которых совместно произведено n ежесуточных замеров параметра расход q, т.е. в наличии имеются вектора:

s 1 = ( q 1 1 , q 2 1 , , q n 1 ) , …, s m = ( q 1 m , q 2 m , , q n m ) .

Ввиду того что процессы массопереноса и перераспределения давления в пластовых условиях занимают достаточное время и не происходят мгновенно, то при увеличении расхода на возмущающей скважине ППД, отклик от этого возмущения по тому же параметру обнаружится на близлежащих добывающих скважинах с запаздыванием. Условно, если скважины s1…sm расположены в одну линию, s1 - возмущающая скважина, а остальные - наблюдательные добывающие, то приращение факторов q j i будет происходить по принципу: чем больше значение i, тем больше значение j, при котором фактор получает приращение. В обратном случае наблюдается инерционность затухания возмущения, процесс которой происходит по тому же принципу. Этот факт позволяет рассматривать s1…sm с точки зрения объектов, обладающих указанными свойствами q j i , и решать задачу поиска сходства объектов по указанным факторам.

Задачей идентификации является нахождение наиболее схожих объектов по наборам сигналов-факторов, кластеризация их в группы по схожим признакам, выявленным путем статистической обработки результатов замеров. Кластеры могут иметь пересечения, чем дальше по метрике одна группа отстоит от другой, тем меньше схожесть, а в проекции на технологический процесс - меньше взаимовлияние. Процесс кластеризации будем производить в евклидовом пространстве на плоскости, который схематично можно представить в следующем виде (фигура 2).

На схеме показано, как на примере замеров расхода с девяти скважин произведена кластеризация их по «схожести» на плоскости с гексагональным расположением ячеек. В результате кластеризации скважины, наиболее схожие по параметрам процесса, располагаются на схеме ближе друг к другу. Группы скважин соседствуют с другими группами, с которыми так же просматривается определенная статистическая связь. Чем дальше скважина расположена от другой на результирующей схеме, тем меньше сходства по указанным факторам они имеют.

Для кластеризации в нашем способе применена методика самоорганизующихся карт Кохонена, представляющих собой соревновательные нейронные сети с обучением без учителя и выполняющих задачи визуализации и кластеризации.

Организуется база данных архивного хранения данных телеметрии о расходах жидкости на скважинах. В автоматизированной системе, посредством организованного интерфейса, производится выбор скважин и временного интервала наблюдения. В результате предварительной обработки данных организуется матрица, состоящая из векторов, содержащих значения среднесуточных замеров:

s 1 = ( q 1 1 , q 2 1 , , q n 1 ) , …, s m = ( q 1 m , q 2 m , , q n m ) .

Матрица служит входными данными для алгоритма, реализующего кластеризацию по методу самоорганизующихся карт Кохонена. Результаты работы алгоритма выводятся на экран оператора в гексагональном и представлении в виде тепловых карт, которые в дальнейшем служат для анализа на предмет обнаружения явлений взаимовлияния и интерференции.

Источники информации

1. Патент РФ №2461877. Способ нейросетевого анализа состояния сердца /Бодин О.Н., Волкова Н.А., Логинов Д.С., Рябчиков Р.В., Фунтиков В.А.

2. Kohonen, Т., Self-Organizing Maps, Second Edition, Berlin: Springer - Verlag, 1997.

Способ нейросетевого анализа данных телеметрии по фонду скважин, заключающийся в том, что данные о расходе жидкости на скважинах регистрируют, осуществляют предварительную обработку и представляют их в виде n-размерных векторов, создают m n-размерных векторов справочной информации, служащей входными данными для нейросетевого алгоритма и характеризующей состояния скважин за определенный временной период, сравнивают n-размерные вектора расходов с созданным в результате обучения множеством узлов самоорганизующейся карты Кохонена, отличающийся тем, что исходное множество m n-размерных векторов служит в качестве входных данных для алгоритма самообучения карты Кохонена и данных для определения принадлежности номера скважины к узлу обученной карты Кохонена, а результат отображения номеров скважин на узлах карты Кохонена служит обнаружению явлений взаимовлияния и интерференции скважин.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к обработке массивов данных, содержащих текст на естественном языке. Техническим результатом является повышение точности и скорости навигации по элементам массива данных за счет обеспечения предварительного преобразования структурированного массива данных и дальнейшего формирования логически, грамматически и орфографически верной структуры данных.

Настоящее изобретение относится к области автоматического определения значений в естественном языке, а именно к способам и системам обработки естественного языка, обработки текстов и массивов текстов на естественном языке.

Группа изобретений относится к медицине. Способ обнаружения мощности сигнала тона сердца для диагностирования ишемической болезни сердца ИБС осуществляют с помощью системы для обнаружения мощности на низких частотах.

Группа изобретений относится к области электротехники. Технический результат заключается в увеличении производительности и надежности грузовых платформ за счет локализации объектов в режиме реального времени внутри складских сооружений и за счет увеличения количества одновременно отслеживаемых на складе грузовых платформ.

Изобретение относится к области автоматизированного управления технологическими процессами и может применяться для экстренных вычислений при контроле чрезвычайных ситуаций на основе динамической модели для широкого класса предметно-ориентированных приложений в сложной программно-аппаратной среде.

Изобретение относится к информационным системам, позволяющим анализировать публикационную и издательскую активность сотрудников научно-образовательных организаций.

Способ относится к области электрорадиотехники, а именно к технике радиосвязи, и может быть использован в системах передачи данных, использующих фазоманипулированные сигналы, без введения избыточности, для поддержания тактовой синхронизации для сигналов с фазовой манипуляцией или квадратурно-амплитудной модуляцией, в кодовых конструкциях которых используются блоковые помехоустойчивые коды и CRC.

Изобретение относится к обработке цифровых данных с помощью компьютерных систем, а именно к методам обработки данных, специально предназначенных для специфических функций, мобильных приложений.

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к идентификации текстовой информации в случаях определения ее автора. Технический результат - повышение уровня достоверности определения авторства текстовой информации.

Изобретение относится к способу, устройству и машиночитаемому носителю для обеспечения соревнования между пользователями в реальном времени. Технический результат заключается в повышении быстродействия проведения соревнований реального времени.

Изобретение относится к области распознавания речи. Техническими результатами являются уменьшение задержки распознавания речи, увеличение точности распознавания речи, а также увеличение общего грамматического охвата в распознавании речи. При распознавании речи применяется общая грамматика как набор зависящих от контекста грамматик для распознавания входных данных, каждая из которых отвечает за конкретный контекст. Грамматики вместе охватывают всю область. Используются множественные распознавания параллельно по отношению к одним и тем же входным данным, причем каждое распознавание использует зависящие от контекста грамматики. Множественные промежуточные результаты распознавания от различных пар распознаватель-грамматика согласуются посредством запуска повторного распознавания с помощью динамически составленной грамматики на основе множественных результатов распознавания и знаний другой области или выбора победителя с помощью статистического классификатора, работающего по классифицирующим признакам, извлеченным из множественных результатов распознавания и знаний другой области. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к геоинформационным системам и может быть использовано при управлении территориально-распределенными объектами. Интерактивный геоинформационный комплекс содержит блок хранения данных (1), блоки отображения общей и детализированной информации (2, 3). Блок отображения общей информации (2) соединен с блоками формирования изображения карты и изображения зоны интереса (4, 5). Комплекс содержит блок подготовки общей и детализированной информации (6), связанный с блоком хранения данных (1), блоком отображения детализированной информации (3) и блоком формирования изображения карт (4). В состав комплекса входит интерфейсная система пользователя (7), связанная с блоком хранения данных (1), блоком отображения детализированной информации (3) и блоками формирования изображения карт и изображения зоны интереса (4, 5). Технический результат: повышение оперативности и объема представления информации об объекте управления за счет одновременного представления общей и частной информации на соответствующих средствах отображения информации при реализации интерактивного режима взаимодействия пользователя и геоинформационного комплекса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к аппаратно-программному комплексу для управления инновационным развитием предприятия в сфере добычи и переработки нефти. Технический результат заключается в автоматизации управления инновационным развитием. Комплекс содержит цифровой канал передачи данных, сервер с программным модулем модели оценки эффективности и мониторинга реализации инновационных проектов для управления инновационным развитием предприятия с использованием имитационных алгоритмов, периферийные АРМ управления, АРМ экспертизы и АРМ ввода фактических данных в процессе мониторинга, канал связи, причем программный модуль содержит подпрограммные модули модели предприятия, модели инновационного развития предприятия, хранилища данных, расчета, формирования карт знаний и визуализации, сбора данных о параметрах внешней среды, аналитики событий, задания уровня детализации отчетов, сценарного планирования и оперативной корректировки параметров модели инновационного развития предприятия. 1 з.п. ф-лы, 40 ил.

Группа изобретений относится к области автоматики и телемеханики на железнодорожном транспорте. Техническое решение содержит установленную на локомотиве систему диагностики и пульт машиниста, блок обработки данных технической службы локомотивного хозяйства, интерфейс связи, цифровой канал передачи данных, аппаратно-программные устройства автоматизированных рабочих мест мастеров ремонтных депо, поездного диспетчера, технического диспетчера, дежурного диспетчера дирекции по ремонту тягового подвижного состава и дежурного диспетчера автоматизированной системы управления локомотивным хозяйством и пульт бригадира ремонтной бригады. Причем блок обработки данных технической службы локомотивного хозяйства включает центральный процессор, блок нормативно-справочной информации, блок формирования банка данных, блок оценки состояния локомотивов, блок формирования перечня локомотивов на неплановый ремонт и блок формирования перечня локомотивов, допущенных к эксплуатации. Достигается повышение оперативности и эффективности ремонта локомотивов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к установочному терминалу для управления множеством функций транспортного средства. Технический результат заключается в повышении уровня защиты доступа к данным о транспортном средстве и защиты транспортного средства. Технический результат достигается за счет блока обработки данных, который соединен с, по меньшей мере, одним встроенным в установочный терминал дополнительным устройством безопасности, причем дополнительное устройство безопасности содержит защиту корпуса, выполненную с возможностью распознания открытия корпуса установочного терминала и инициирования одной меры безопасности, причем, по меньшей мере, одна мера безопасности содержит, по меньшей мере, одно из: стирания релевантных для безопасности данных и блокировки установочного терминала. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к нефтегазовой отрасли и предназначено для централизованного автоматического контроля в реальном времени работы удаленных систем управления и контроля потока текучих средств. Технический результат заключается в обеспечении утилизации энергии, которая вырабатывается автономным источником питания, в то время, когда аккумуляторная батарея уже полностью заряжена. Технический результат достигается за счет наличия по меньшей мере одного средства утилизации энергии, выполненного с возможностью утилизации энергии, поступающей в средство аккумулирования энергии выше заданного предела, излишняя энергия, поступающая от автономного источника энергии, направляется на это средство, которое утилизирует излишнюю энергию. 24 з.п. ф-лы, 11 ил.

Изобретение относится к специализированным вычислительным и информационным системам и комплексам и может быть использовано для создания автоматизированных систем общественного контроля. Система содержит, по крайней мере, один центральный сервер системы общественного контроля и, по крайней мере, одно удаленное устройство участника общественного контроля в виде компьютера или сервера, соединенного по глобальной сети передачи информации с центральным сервером системы общественного контроля, а также, по крайней мере, один сервер регионального отделения системы общественного контроля, по крайней мере, один сервер местного отделения системы общественного контроля и, по крайней мере, один сервер местного органа исполнительной власти, которые соединены с, по крайней мере, одним удаленным устройством участника общественного контроля и с, по крайней мере, одним центральным сервером системы общественного контроля по глобальной сети передачи информации, при этом, по крайней мере, один центральный сервер системы общественного контроля выполнен с возможностью формирования «личного кабинета», по крайней мере, одного участника общественного контроля с обеспечением его доступа к электронным формам актов проверки объектов контроля, электронным формам документов по инспекции, проверке, мониторингу объектов контроля и паспорта нарушения, электронной почты для оперативной связи и отправки и приема документов, к каналам аудио и видеосвязи, к электронным справочникам и электронным картам навигации, а, по крайней мере, одно удаленное устройство участника общественного контроля выполнено с возможностью формирования, хранения и передачи документов в, по крайней мере, один центральный сервер системы общественного контроля, в, по крайней мере, один сервер регионального отделения системы общественного контроля, в, по крайней мере, один сервер местного отделения системы общественного контроля и в, по крайней мере, один сервер местного органа исполнительной власти, которые выполнены с возможностью отражения информации о документах по мониторингу объектов контроля, нарушении требований к объектам контроля и их устранении. Концепция построения системы общественного контроля и алгоритм ее работы обеспечивает расширение функциональных возможностей в данной сфере. 1 ил.

Изобретение относится к компьютерной технике, а именно к способу определения времени создания веб-ресурса. Технический результат заключается в определении наиболее вероятного времени создания веб-ресурса и достигается за счет применения способа определения времени создания целевой страницы, включающего создание сети страниц, имеющей множество страниц, содержащих целевую страницу и множество ссылок. Каждая из исходных страниц и страниц назначения представляют собой одну из множества страниц. Каждая страница является исходной страницей и страницей назначения по меньшей мере для одной ссылки. Вероятностное распределение сети страниц соответствует определению гипотетического времени создания целевой страницы. Вероятностное распределение сети страниц основано на вероятностном распределении ссылок для каждой ссылки из множества ссылок, вероятностное распределение ссылок основано на времени создания для исходной страницы и времени создания для страницы назначения соответственно. Значение гипотетического времени создания предоставляет наибольшее значение определенного вероятностного распределения сети страниц, значение гипотетического времени создания соответствует времени создания целевой страницы. 2 н. и 16 з.п. ф-лы, 3 ил., 2 прилож.

Изобретение относится к терминалу для передачи и хранения данных о наличных денежных расчетах и/или расчетах с использованием платежных карт с контрольно-кассовой машины на сервер оператора фискальных данных. Технический результат заключается в повышении надежности электропитания терминала и связи терминала с сервером оператора фискальных данных. Терминал содержит корпус, включающий микроконтроллер, преобразователь питающих напряжений, имеющий разъем электропитания, выполненный с возможностью автоматической подачи электрического питания как от разъема электропитания, так и через разъем для соединения с контрольно-кассовой машиной, имеющей внутреннее электропитание, флэш-память хранения данных, часы реального времени, соединенные с батареей, модуль Wi-Fi и модуль сотовой связи с коммутатором SIM-карт, который имеет два держателя SIM-карт с установленными SIM-картами, предназначенными для связи с сервером оператора фискальных данных, и разъем, предназначенный для соединения с контрольно-кассовой машиной. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике, а именно к автоматизированным системам обеспечения и управления процессами инновационной деятельности. Техническим результатом является оптимизация управления системой внедрения интеллектуальной собственности. Система содержит объединенные в локальную вычислительную сеть: блок формирования инновационных разработок, блок инициализации запросов на инновации, блок потребителей инноваций, блок формирования запросов на инновации по направлениям, блок активации инновационной деятельности, блок разработчиков инноваций и блок поставки инновационных решений. 1 ил.
Наверх