基于隱馬爾科夫模型的石油鉆井過程異常檢測(cè)的研究.pdf

1、石油鉆井是一項(xiàng)非常龐大的工程，其過程中存在很多不確定因素并且這些因素具有較強(qiáng)的隱蔽性。在鉆井過程中非常容易發(fā)生各種鉆井事故，這嚴(yán)重威脅著鉆井平臺(tái)安全地作業(yè)。因此，在復(fù)雜的鉆井施工過程中，如果能夠捕獲和運(yùn)用各種有用的技術(shù)信息，對(duì)將有可能發(fā)生的鉆井事故能夠給出相對(duì)準(zhǔn)確的預(yù)警或者能夠給出一定程度上的警示，對(duì)于防止和控制鉆井事故的擴(kuò)大、最大限度地減少經(jīng)濟(jì)損失具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文從信號(hào)處理的角度全面的分析了鉆井工程中各種鉆井參

2、數(shù)的變化情況，并且總結(jié)出當(dāng)鉆井事故發(fā)生時(shí)所有與該鉆井事故相關(guān)的鉆井參數(shù)的變化趨勢(shì)。對(duì)鉆井事故進(jìn)行預(yù)警時(shí)相關(guān)鉆井參數(shù)的趨勢(shì)變化是關(guān)鍵，并且不同鉆井甚至是同一鉆井不同井深石油鉆井參數(shù)的基準(zhǔn)值會(huì)發(fā)生變化，傳統(tǒng)的非平穩(wěn)信號(hào)的處理方法不適用于鉆井參數(shù)的趨勢(shì)分析。因此，本文構(gòu)建了一種能反映鉆井參數(shù)趨勢(shì)變化特征，并且不受基準(zhǔn)值影響的趨勢(shì)特征量。由于 HMM能夠?qū)σ粋€(gè)時(shí)間跨度上的信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析建模和分類是一種動(dòng)態(tài)模式識(shí)別工具，因此本文構(gòu)建了基于CHM

3、M的鉆井參數(shù)異常預(yù)警模型。并且通過經(jīng)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)出CHMM模型輸出匹配概率異常的閾值，實(shí)驗(yàn)表明CHMM異常預(yù)警模型能夠及時(shí)有效的對(duì)鉆井參數(shù)異常進(jìn)行預(yù)警。
　　憑經(jīng)驗(yàn)選取或統(tǒng)計(jì)出固定閾值的方法雖然很容易實(shí)現(xiàn)，但是實(shí)質(zhì)上它是不太合理的，當(dāng)選擇的閾值太大預(yù)警的漏報(bào)率就會(huì)很高，反之，選取的閾值太小誤報(bào)率就會(huì)升高，所以最好是能使閾值自適應(yīng)地改變其大小，從而降低預(yù)警的漏報(bào)率和誤報(bào)率。通過分析兩種常用自適應(yīng)閾值方法并將其用于CHMM模型輸出匹配概率異