基于Kriging代理模型的造斜率预测方法研究

作     者：张红 涂忆柳 冯定 施雷 卢昌 孙巧雷 ZHANG Hong TU Yi-liu FENG Ding SHI Lei LU Chang SUN Qiao-lei

作者机构：长江大学机械工程学院荆州434023 非常规油气湖北省协同创新中心武汉430100 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室(三峡大学)宜昌443002 

基　　金：石油天然气装备教育部重点实验室(西南石油大学)项目(OGE201403-01) 国家自然科学基金(51275057) 湖北省教育厅科学研究计划中青年人才项目(Q20151301) 水电机械设备设计与维护湖北省重点实验室开放基金(2016KJX12)资助 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2017年第17卷第3期

页      码：61-68页

摘      要：造斜率受导向工具结构、类型、钻井参数、井眼轨迹、地层和钻头等因素的影响,构成了一个多变量影响的非线性耦合体系。造斜率预测呈现一定的模糊性、随机性和非线性特点,难以用显性的定量关系式来精确刻画造斜率与其影响因素之间的函数关系。从回归分析预测法的角度,提出一种采用Kriging代理模型构建预测功能函数,进行造斜率预测的新方法。该方法基于空间插值理论,以造斜率预测值为输出目标。首先选取造斜率主要影响因素作为输入参数,确定训练样本和测试样本;然后,计算Kriging模型中的最优超参数,并构建该预测模型。最后,以测试样本为基准,计算模型预测性能指标,完成对Kriging代理模型的造斜率预测性能评价。通过现场案例研究表明,与常见的多元回归模型和径向基函数模型(radial basis function,RBF)相比,基于Kriging代理模型的造斜率预测方法在均方根误差(root-mean-square error,RMSE)、最大绝对误差(maximum absolute error,MAE)和平均绝对误差(average absolute error,AAE)3个常见的定量指标上表现了更佳的预测性能。预测结果更稳健,计算量更小,对造斜率的预测精度较高,能克服几何法预测精度不高或力学法计算量大等缺点。在工程应用中能节约计算成本和提高预测效率,便于推广应用。

主 题 词：Kriging代理模型 造斜率 预测方法 预测性能 多元回归模型 径向基函数模型 

学科分类：0820[工学-航空航天类] 082001[082001] 08[工学] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1671-1815.2017.03.008

馆 藏 号：203215523...