利用小波网络处理凝析天然气流量计测量数据

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1、中国石油大学（华东）硕士学位论文利用小波网络处理凝析天然气流量计测量数据姓名：肖广云申请学位级别：硕士专业：信号与信息处理指导教师：郑金吾;耿艳峰20080501摘要凝析天然气的气液两相流量是监测、控制气井和气藏动态特性的主要依据，但传统的凝析天然气的流量计量受很多因素干扰，误差较大，气井的井口两相的计量问题是一项尚未彻底解决的技术难题。论文研究了应用小波神经网络处理凝析天然气测量数据的方法。首先系统地研究了小波神经网络的结构，比较了小波神经网络与传统BP网络的性能。然后构建不同形式的小波神经网络：以连续小波变换为理论依据，采用连续小波函数作为神经网络的激励函数构建连续参数小波神经网络，给出

2、参数学习算法；以多分辨分析和正交小波分解为理论依据，采用正交小波函数和尺度函数共同作为神经网络隐含层激励函数，构建多分辨小波神经网络，并利用多分辨分析逐层逼近的性质，给出了分层递阶学习算法。分别应用两种网络对凝析天然气流量计测量数据进行处理。最后，结合测量信号，通过先分析性质再综合误差比较的方法，比较了各种小波基，选取了最优者。采用压力、温度和差压等参数作为小波网络的输入，气液标准体积流量为网络输出，基于Matlab语言，对上述方法进行了编程实现，实验结果表明，用小波神经网络预测凝析天然气流量计流量的方法是可行的，可以较好的预测出气液两相流量，为该方法应用于生产实际奠定了基础。关键词：小波神

3、经网络，连续小波变换，多分辨率分析，凝析天然气，小波基关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学(华东)或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文作者签名：矗立叁．日期：b。曾年‘月奎日学位论文使用授权书本人完全同意中国石油大学(华东)有权使用本学位论文(包括但不限

4、于其印刷版和电子版)，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门(机构)送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：运左墨!指导教师签名：日期：功p守年f月奎日日期：沁暗年占月厶日中国石油大学(华东)硕士论文1．1课题的背景及意义第1章前言本课题围绕海上含液天然气两相计量技术展开。凝析天然气检测技术属于多相流检测技术的一个分支。在管道中输送的凝析天然气，可认为是一种气液两相流，但是它不同于一般的两

5、相流。在凝析天然气中，体积含气率一般都在90％以上，大部分在95％以上，液相主要由水和液态烃构成。正是由于这样的特点使得普通的多相流检测仪表不适用于凝析天然气的检测，因此研究开发凝析天然气的检测技术是当前石油天然气工业生产所迫切需要的。天然气的开采、集输和应用均需对其流量进行计量。当前，国家“十五"能源开发规划、“西气东输’’工程以及油气生产管理水平与国际接轨等方面都对天然气资源的合理开发和利用提出了更高的要求。天然气的计量处于天然气开发的最前端，人们对天然气流量的准确计量十分关心，因为它对生产成本的核算、气井管理、操作决策的最优化等方面都具有直接的参考价值，它直接关系到产品的质量、成本和经

6、济效益。传统的凝析天然气计量主要通过体积大、价格昂贵的分离器，将若干口井产物集中到计量站，控制各井产物分时通过计量分离器，对分离后的气相和液相分别进行单相计量。这种方法的缺点是生产流程复杂、造价高并且是断续计量，并非实时的，而且气井产出物的成分发生变化以后，以前设计的计量分离器装置计量的精度就会明显的下降，要达到较高的精度就必须重新设计计量分离器，而计量分离器的造价高、工艺复杂，如果要跟踪测量液体的变化，就需要人为的干预，显然这样做会提高成本、浪费时间。要解决这个问题我们就必须采用在线多相流量计对每口气井进行计量，它对多相流中油、水和气各相的进行不分离计量，这样能够及时地得到气液流量。开展此

7、课题的研究工作，解决在线实时的准确测量，不仅可以替代昂贵、笨重的气液分离计量装置，进一步简化工艺流程、降低成本，而且对提高气藏和气井的科学管理水平以及操作决策的最优化等方面具有重要意义。1．2两相流计量方法现状1．2．1分离法传统对于两相流的计量主要采用分离计量法，其结构框图如图卜1所示：第1章前言两相流阀=／替富襞、二=橱一组币：2一J，’————1图卜1分离计量结构框图Fig卜lFigu他Ofsepara