基于录井时序数据与多尺度分解的井漏智能诊断模型
DOI:
作者:
作者单位:

1.中国石油大学(北京);2.北京市昌平区府学路18号中国石油大学(北京)石油工程学院;3.中国石油玉门油田采油工艺研究院;4.北京工业大学;5.中国石油大学(北京)油气资源与工程全国重点实验室

作者简介:

通讯作者:

中图分类号:

TE28

基金项目:

油气重大专项“深远海钻完井风险防控与应急救援技术”(2025ZD1403206);国家自然科学基金重大科研仪器研制项目(52227804);国家自然科学基金联合基金项目(U22B2072);国家自然科学基金面上项目(52474018);新型油气勘探开发国家科技重大专项(2025ZD1401900)


An intelligent lost circulation diagnosis model based on logging time series data and multi-scale decomposition
Author:
Affiliation:

1.China University of Petroleum Beijing,Beijing;2.Research Institute of Oil Production Technology,Yumen Oilfield,petrochina,Jiuquan;3.Beijing University of Technology, Beijing

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    摘要:

    井漏是钻井作业中常见的一种复杂工况,严重影响钻井的安全性和效率。现有的井漏预警模型大多集中在预测井漏发生时刻,而对井漏的严重程度及其风险评估关注较少。为此,提出了一种融合录井时序数据与多尺度分解的井漏智能诊断模型,该模型结合了改进自适应噪声完备集合经验模态分解(ICEEMDAN)、本征模态分量(IMF)筛选准则以及粒子群优化算法(PSO)优化支持向量机(SVM)。首先,基于伊朗Azadegan油田的钻完井报告,筛选出对不同漏失程度有明显表征的录井参数。其次,利用ICEEMDAN对录井参数数据进行多尺度分解,通过计算皮尔逊相关系数和能量熵,筛选出与井漏特征变化相关性强的IMF分量,并重构数据以去除中高频噪声干扰。最后,采用PSO优化SVM模型构建井漏诊断模型,其中PSO算法优化模型的惩罚系数C和核参数γ,从而提升模型的准确性和泛化能力。研究结果表明,ICEEMDAN-PSO-SVM模型的测试集准确率可达98%以上,相较于PSO-SVM、随机森林(RF)和SVM,在关键性能指标上有显著提升。该研究为降低钻井过程中的安全风险、提高工程效率和经济效益提供了重要支持。

    Abstract:

    Lost circulation is a common complex condition in drilling operations that severely compromises safety and efficiency. Most existing early-warning models focus mainly on predicting when lost circulation occurs, with insufficient attention to its severity and risk assessment. To address this gap, an intelligent lost circulation diagnostic model integrating logging time series data and multi-scale decomposition is proposed, combining Improved Complete Ensemble Empirical Mode Decomposition with Adaptive Noise (ICEEMDAN), Intrinsic Mode Function (IMF) screening criteria, and Support Vector Machine (SVM) optimized by Particle Swarm Optimization (PSO). First, from drilling and completion reports of Iran’s Azadegan Oilfield, logging parameters that effectively characterize different leakage degrees are selected. Second, the logging data undergo multi-scale decomposition via ICEEMDAN; IMF components strongly correlated with leakage characteristics are filtered using Pearson correlation coefficients and energy entropy, and the data are reconstructed to eliminate medium-to-high-frequency noise. Finally, a diagnostic model is built with the PSO-optimized SVM—where the PSO optimizes the penalty coefficient C and kernel parameter γ—to enhance accuracy and generalization. Results indicate the ICEEMDAN-PSO-SVM model’s test set accuracy exceeds 98%, outperforming PSO-SVM, Random Forest (RF) and SVM across key performance metrics. This study offers valuable support for mitigating drilling safety risks and enhancing engineering efficiency and economic benefits.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

刘宏,李军,杨宏伟,等. 基于录井时序数据与多尺度分解的井漏智能诊断模型[J]. 科学技术与工程, , ():

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  • 收稿日期:2025-11-02
  • 最后修改日期:2026-02-25
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