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申请/专利权人：北京师范大学

摘要：本发明公开了一种岩心产能模拟实验系统，属于产能模拟技术领域，包括控制平台、样本采集模块、扫描处理模块、仿真模拟模块、数据测定模块、温压调控模块、损失优化模块、产能计量模块以及行为监测模块；本发明能够自行寻找最优参数，无需工作人员手动设置参数，操作方便快捷，提高模拟效率，有效提高系统模拟精度，可以实现对各类控制平台日志信息进行采集，给采集数据带来便利性，节省信息采集时间，同时能够以评分的形式向工作人员反馈风险信息，实现无需相关专业知识也可以进行风险分析。

主权项：1.一种岩心产能模拟实验系统，其特征在于，包括控制平台、样本采集模块、扫描处理模块、仿真模拟模块、数据测定模块、温压调控模块、损失优化模块、产能计量模块以及行为监测模块；所述控制平台用于依据工作人员操作信息对相关子模块进行控制；所述样本采集模块用于收集测试模拟用的岩心样本信息，并为每一组样本进行编号处理；所述扫描处理模块用于通过CT扫描技术对岩心样本进行扫描以获取该岩心图像，并对其进行图像优化处理；所述仿真模拟模块用于构建相对应的各组岩心三维模型，并对该模型进行仿真测试；所述数据测定模块用于接收扫描生成的各组岩心数据进行分类统计；所述温压调控模块用于接收控制平台下发的操作信息对构建的各组三维模型进行温度以及压力模拟；所述损失优化模块用于接收仿真模拟模块发送的各组数据并进行优化调整；所述产能计量模块用于接收模拟生成的各组数据并对相关岩心产量进行统计记录；所述行为监测模块用于接收系统的日志信息，并对各日志信息中的工作人员操作行为进行监测分析；所述扫描处理模块图像优化具体步骤如下：步骤一：扫描处理模块通过CT扫描技术扫描获取岩心二维灰度图像后，依据生成的岩心二维灰度图像显示比例确定分块数量，并对各组岩心二维灰度图像进行分块处理；步骤二：对分块后的各组图像信息通过傅里叶正反变换进行图像空间转换至频率空间的相互变换，对转换至频率空间的图像信息中的高频成分进行分析提取，并对其进行滤波处理，对处理完成的图像信息中的每一个像素逐点进行阈值计算；步骤三：通过灰度阈值选择区域，再对选择的区域进行二值化处理以获取岩心二值图，其中，岩心二值图中的岩心骨架像素值为0，由黑色表示，岩心孔隙像素值为255，由白色表示；所述仿真模拟模块仿真测试具体步骤如下：步骤（1）：构建一组分析卷积网络，同时通过损失优化模块寻找并设置该分析卷积网络最优参数，之后分析卷积网络接收的各组岩心二值图以及控制平台下发的各组地层中直井、斜井或水平井的参数信息；步骤（2）：分析卷积网络接收的各项数据，再对各项数据进行归一化处理转换至0到1区间内，并检测归一化处理后的各项数据，然后通过方差系数对各项数据进行特征降维，筛选出能够表示岩心样本的特征参数，并筛除对于表征能力差的特征参数；步骤（3）：创建闭合的STL文件，同时采用IST网格技术自动生成网格，然后通过流体仿真软件以得到精确的各组岩心三维模型，之后混合流模型及原油非牛顿流体模型模拟水平井中注入聚合物的流动过程；步骤（4）：仿真模拟模块接收温压调控模块生成的温度信息以及压力信息，并根据气藏埋深和测试资料确定产能模拟的实验温度和孔隙压力，然后给各三维模型施加较低的上覆地层压力，给各三维模型两端建立驱替压差；步骤（5）：升温到地层温度条件，再同步逐级提高上覆地层压力和两端的驱替压差，然后按照实验要求模拟四种不同情况下的岩心样本状态，其具体实验要求如下：保持有效净围压不变，逐渐升高上覆地层压力和孔隙压力,模拟单井气产量随孔隙压力的变化关系；保持上覆地层压力不变,将孔隙压力从大气压力逐渐增加到地层孔隙压力,模拟单井气产量随孔隙压力的变化关系；保持上覆地层压力和地层孔隙压力不变,将三维模型出口端压力从孔隙压力逐渐下降至废弃压力,模拟单井气产量随井底压力下降的变化关系；保持上覆地层压力不变，各组三维模型进口端无能量供给，模拟气藏自然衰竭过程中单井气产量与孔隙压力之间的变化关系；所述损失优化模块具体优化调整步骤如下：步骤①：损失优化模块接收仿真模拟模块的各组运行信息，之后从多组运行信息中选择一组运行信息作为验证数据，再使用剩下的运行信息拟合一组测试模型，然后用验证数据来验证测试模型的精度，再通过均方根误差对测试模型的检测能力进行计算；步骤②：初始化参数范围，并按照系统默认或人工设定确认学习率以及步长，建立数据样本，同时列出所有可能的数据结果，划分样本，对于每一组数据，选取任意一个子集作为测试集，其余子集作为训练集，通过训练集对测试模型进行训练，训练完成后对测试集进行预测，统计测试结果的均方根误差；步骤③：求取最优参数组合，同时将测试集更换为另一子集，再取剩余子集作为训练集，再次统计均方根误差，直至对所有数据都进行一次预测，通过选取均方根误差最小时对应的组合参数作为数据区间内最优的参数，并将其导入分析卷积网络中替换原有参数；所述行为监测模块监测分析具体步骤如下：P1：在不同的控制平台部署相关的数据采集插件或者通过syslog服务器获取不同控制平台中所记录的日志信息，再使用logstash选择出满足工作人员预先设定的条件要求的日志信息；P2：将满足要求的日志信息处理为统一格式的日志信息，并对处理后的日志信息按顺序执行相关处理操作，之后将日志信息中记录的用户操作行为与攻击者行为特征进行匹配，并将匹配结果进行输出；P3：若同一控制平台或外部服务器的分析结果满足多个预设告警条件，或同一控制平台或外部服务器的多条分析结果共同满足统一预设告警条件,则进行风险告警，同时对该条告警的风险分数进行计算，并将计算结果进行输出，同时终止该操作信息的执行。

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