支持向量机回归在油气钻井成本预测中的应用

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1、2010年5月西安石油大学学报(自然科学版)Mav201O第25卷第3期JournalofXianShiyouUniversity(NaturalScienceEdition)V_0I．25No．3文章编号：1673-064X(2010)03-0096-04支持向量机回归在油气钻井成本预测中的应用马加传，刘天时(西安石油大学计算机学院，陕西西安710065)摘要：钻井成本是钻井公司成本的重要组成部分，对钻井成本进行准确预测，有利于提高钻井成本的控制和计划管理水平．应用作业成本法分析影响钻井成本的主要因素，结合某钻井公司钻井成本数据，运用支持向量机回归建立预测模型，同多元回归与BP神经

2、网络回归进行对比，验证了支持向量机模型具有较高的预测精度．关键词：向量机；钻井成本；预测模型；BP神经网络中图分类号：TE22；F407．22文献标识码：A’油气钻井生产规模大、投资多、风险高，需要花1成本影响因素分析费大量的人力、物力和财力．同时油气钻井过程存在很多未知因素和不确定因素．钻井生产风险性也很油气钻井成本从成本形态上可以分为固定成本大】．钻井作业会因为地下情况复杂等因素的影与变动成本，固定成本包括：直接人工费、折旧费、井响，导致钻井投资加大．控制钻井成本对降低钻井工控费、固控及野营房摊销费、资产占用费，安全费用程投资，提高钻井企业和油气生产企业的经济效益及制造费用．变动

3、成本包括：直接材料费、其他直接至关重要．目前钻井成本的预测方法多是基于传统支出费，其中直接材料又主要包括：钻头、钻井液、润的统计预测，它的理论前提是样本数目趋于无穷大滑油、钻具、套管、套管附件、水泥、添加剂、仓储保管时的渐进理论J．因此只有当采样数据趋于无穷费、燃料．影响油气钻井成本的因素主要包括地质环时，参数方法的训练结果才趋于真实的模型．近些年境、井型、钻井技术、井深、作业时间、钻井速度、原材发展起来的人工神经网络属于经验非线性预测方料价格等因素，国内外学者认为影响钻井成本的主法，虽然克服了参数预测方法的部分弱点，能够依照要因素是井深和作业时间J．需要、假设数据内在相关性而构造非

4、线性模型．然通过对中石油某钻井公司2008年2000多口而，这些非线性方法缺乏统一的数学理论基础，神经井的样本数据进行作业动因分析，可以发现钻井成网络中的结构选择和权重的初值设定，仍需要借助本与影响因素有如下关系：于经验，得到的模型通常是局部最优解，而非全局最(1)地质环境对钻井成本影响较大，不同地质优．支持向量机是基于统计学习理论的新一代机器条件下的钻井深度差异很大，钻井深度越深，钻井成学习技术．由于使用结构风险最小化原则代替经验本越高；风险最小化原则，泛化能力强，这样能较好地解决小(2)井型结构一般分为气开发井、油开发井、气样本情况下的学习问题，同时再把非线性问题转化探井和油探井

5、．而由于地质取心的需要和对地质情为线性问题的方面采用了核函数的思想，降低了输况的不熟悉等因素使得探井成本高于开发井成本，入空间的维数和算法的复杂度．气井成本高于油井成本；(3)钻井技术的不同对钻井成本影响较大，钻收稿日期：2009—12-05作者简介：马加传(1979一)，男，硕士研究生，主要从事管理信息系统与计算机网路研究．E—mail：mj~513@163．corn马加传等：支持向量机回归在油气钻井成本预测中的应用一97一井技术主要分为直井、定向井、水平井．技术难度越设回归样本集为T={(x。，Y)，⋯，(x，Y)}E大，钻井成本越高，不同钻井技术使用的钻井设备和(，y)，其中X

6、∈R，Y∈R，i=1，⋯，f采用地下作业方法不同，从而钻井成本亦不同；假定存在一超平面：J，i=(w·x)+易可以将样(4)钻井井深直接影响钻井成本，相同的地质本集线性分开，基于s不敏感损失函数建立最优化环境、井型结构和开发技术，井深越深成本越大，与问题钻头、钻井液套管、水泥、添加剂、燃料等有直接关f最／J、值('．，·’．')，乏[41．、'』I条件((t))≤占，(1)(5)作业时间是影响钻井成本的重要因素，作Y一((W·X)+b)≤，业时间与燃料消耗、仓储保管费等成线性关系；【v：12，⋯，1．，(6)钻机类型分为30钻机、40钻机等，钻机速在式(1)中引入松弛变量=(，，⋯，

7、，度越快燃料消耗越多而作业时间越少，从而影响钻)和惩罚参数C，便得到C—SVR的原始问题井成本；(7)井下斜率不同影响钻井作业的难度，相同f最小值+c·毫(+)，的条件下，井下斜率越大，井下作业难度就越大，随之钻井成本越大．{条件((w。)+6)一Y≤占+，(2)从以上关系中可以得出成本影响因素关系图，lY。一((W·X)+b)≤占+，如图1所示，可以看出在相同的地质环境、井型和钻，，>0，Vi=1，2，⋯，1．井技术条件下，井深、作业时间、钻机类型、井下