本发明属于石油天然气行业油套管质量评价,具体涉及一种基于相似性度量的油套管质量评价方法。
背景技术:
1、油套管是石油工程中进行油气开采所用的重要设备之一,主要用于保护井筒、防止井壁塌陷、控制井压以及输送油气等用途,其质量在油气田安全开采中起着关键性的作用。目前,国内2013年发布的石油天然气行业标准采用的油套管主要有api油套管与非api油套管,并对油套管的a1类~c2类质量特性进行了明确的检验评分规定。然而我国存在大量的油套管制造商,其根据产品标准要求进行生产,且在方法上都大体相同,但由于在制造过程中使用技术的差距,实际制造产品的质量存在一定的差异。
2、随着经济的快速发展,对油气资源的需求日益增长,油气田使用的油套管数量也在进一步加大,高质量油套管是油气井开采与生产的最可靠保证,对油气增产具有良好的促进作用。2013年有研究者就近5年的油套管失效案例进行统计发现:在引起油套管失效的原因中,油套管自身质量缺陷因素占据47.1%;因此油田客户希望采购高质量、高可靠性的油套管,所以需要提出切实可行方法对油套管制造商所生产的产品进行快速对比评价。
3、对油套管质量进行评价,常规手段是依据对应的石油天然气行业标准进行检验评分,或采购单位使用基于方差指标算法进行评分,并不能快速或综合反映质量水平,无法为油田在采购油套管时选择制造商提供更为直接的参考与对比。
4、专利公开号为cn106126883a的发明,提供了一种油套管质量水平评价方法,对抽取到的每个油套管均进行m项性能参数的检测;计算得到每个性能参数的理想偏差值;计算得出每个性能参数的理想偏差值的归一化得分;最后得出该批产品的质量水平得分;确定该批产品的质量水平评价结果。但是该方法各个参数之间没有综合考虑,基于各个参数的性能方差,算法单一,没有进行多个算法交叉对比,稳定性不能体现,且计算时需要人工设置权值、方差等多项参数,使得计算复杂。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术的缺点,对油套管质量进行快速与综合评价对比,本发明的目的在于提供一种基于相似性度量的油套管质量评价方法,具有计算速度快、参考性高,无参数配置的优点。
2、为了实现上述目的,本发明采用的技术方案为:
3、一种基于相似性度量的油套管质量评价方法,包括以下步骤:
4、步骤1:针对某一钢级规格的油套管,m个制造商,对每个制造商提供的k个油套管均进行n项性能参数检测,并对每项性能参数取均值,获得如下均值性能参数矩阵d:
5、
6、其中,dij代表对第i个制造商的油套管k个第j项性能参数的检测结果取均值;1≤i≤m;1≤j≤n;
7、步骤2:根据不同性能参数的特性,由专家依据标准或经验确定性能参数的最佳样本b和最差样本w,其向量如下:
8、
9、w=[w1j]1×n=[w11 w12 … w1n]
10、其中,b1j与w1j分别代表最佳与最差样本第j项性能参数的取值,1≤j≤n;
11、步骤3:合并性能参数矩阵d、最佳样本b与最差样本w为数据矩阵x,对x中每列数据进行归一化操作,并将归一化后的x'拆分为d'、b'与w';
12、
13、
14、
15、b'=[x′(m+1)1 x′(m+1)2 … x′(m+1)n]
16、w'=[x′(m+2)1 x′(m+2)2 … x′(m+2)n]
17、步骤4:分别计算性能参数矩阵d'、最佳样本b'与最差样本w'的余弦相似度cos_b与cos_w向量,计算相似度cos_score向量,根据cos_score中元素的大小对m个制造商进行排序,即获取制造商油套管质量排名,并将排序结果写入cos_sort向量;
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19、
20、
21、步骤5:分别计算性能参数矩阵d'、最佳样本b'与最差样本w'的皮尔逊相关系数pearson_b与pearson_w向量,计算相似度pearson_score向量,根据pearson_score中元素的大小对m个制造商进行排序,获取制造商油套管质量排名,将排序结果写入pearson_sort向量:
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23、
24、
25、步骤6:分别计算性能参数矩阵d'、最佳样本b'与最差样本w'的斯皮尔曼相关系数spearman_b与spearman_w向量,计算相似度spearman_score向量,根据spearman_score中元素的大小对m个制造商进行排序,即获取制造商油套管质量排名,将排序结果写入spearman_sort向量:
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27、
28、
29、其中,r(x′1i)分别表示x′1i在向量[x′11 x′12 … x′1(n-1) x′1n]中从大到小顺序的排名位次;
30、步骤7:根据向量cos_sort、pearson_sort与spearman_sort进行投票确定最终的质量水平排名。
31、相较于现有技术,本发明具有优点:
32、1、以选取的最佳样本与最差样本数据作为相似性比较依据,对制造商生产的油套管质量水平进行直观、快速的评价,可为油田客户在选择制造商时提供参考。
33、2、相对于多项行业标准,方差评估,灰色度关联统计学方法,该方法从空间维度、协方差、变量单调关系多个角度进行相似性综合比较衡量,通过投票方式来确定最终的质量评价结果。
34、综上所述,本发明依据参考样本数据与相似性度量计算方法,可对制造商油套管质量水平进行更直接、快速地评价,具有计算速度快、参考性高,无参数配置的优点。为油田客户在采购不同钢级油套管时提供制造商生产水平的对比分析。
1.一种基于相似性度量的油套管质量评价方法,其特征在于,包括以下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种基于相似性度量的油套管质量评价方法,其特征在于,
3.根据权利要求1所述的一种基于相似性度量的油套管质量评价方法,其特征在于,
4.根据权利要求1所述的一种基于相似性度量的油套管质量评价方法,其特征在于,
5.根据权利要求1所述的一种基于相似性度量的油套管质量评价方法,其特征在于,
6.根据权利要求1所述的一种基于相似性度量的油套管质量评价方法,其特征在于,
7.根据权利要求1所述的一种基于相似性度量的油套管质量评价方法,其特征在于,
