(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211340701.0 (22)申请日 2022.10.29 (71)申请人 西南石油大 学 地址 610500 四川省成 都市新都区新都大 道8号 (72)发明人 曾德智　韩雪　喻智明　周苗鹏　 王兵　刘振东　赵春兰　王熙　 (51)Int.Cl. G06K 9/62(2022.01) (54)发明名称 一种油气田腐蚀聚类分析方法 (57)摘要 本发明公开了一种油气田腐蚀聚类分析方 法， 所述方法包括步骤： 首先整理油气田服役环 境参数， 确定评价指标， 然后建立腐蚀数据集， 对 腐蚀数据进行标准化处理， 确定最优聚类中心个 数， 重新划分簇， 最后确定油气田腐蚀最终聚类 结果。 本发 明的油气田腐蚀分类方法能够多 方面 考虑油气田腐蚀情况， 提供真实可靠聚类分析结 果， 可根据同类型某条石油管腐蚀情况评估 此类 型石油管腐蚀风险， 给出针对性腐蚀控制方案； 另外， 同类石油管腐蚀数据可应用于本发明的方 法进行预测， 能够丰富样本数据量， 提高预测精 度， 为油气田的高效管理提供技 术支撑。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 115511007 A 2022.12.23 CN 115511007 A 1.一种油气田腐蚀聚类分析 方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤1： 确定 评价指标： 整理服役环境 参数集xK； 其中： K为服役环境参数数量； x1为温度， ℃； x2为H2S分压， MPa； x3为CO2分压， MPa； x4为Cl‑ 浓度， g/L； x5为液气比； x6为pH值； x7为流速， m/s； x8为总矿化度， g/L； 步骤2： 建立油气田腐蚀数据集： 收集油气田内Z条石油管m个时刻的所有腐蚀数据， 整理得到K个服役环境参数下的数 据点集合 其中： Z为某油气田所研究的石油管数目， 条； tj为m时刻的某一个时间点； xi为服役环境 参数中的某一个参数； Ai为任一服役环境参数xi对应的腐蚀数据点集合； 为tj时刻第n 条石油管在某一 服役环境 参数xi对应的腐蚀数据； 步骤3： 标准 化处理油气田腐蚀数据： (a)通过下列公式(1)求 解油气田每 个服役环境 参数xi对应的腐蚀数据Ai的均值 式中： 为Ai的均值； (b)通过公式(2)求 解油气田每 个服役环境 参数xi对应的腐蚀数据Ai的标准差σi： 式中： σi为Ai的标准差； (c)通过公式(3)对每个服役环境参数xi对应的腐蚀数据点集合Ai进行标准化处理， 得 到标准化后的腐蚀数据点 集合A’i： 式中： A’i为Ai对应的标准 化腐蚀数据； 步骤4： 确定最优聚类中心个数S ’： (a)通过公式(4)求 解划分数据集的簇个数P： 式中： P为所有数据集A ’1至A’i划分的簇个数， 个； (b)根据所有数据集A ’1至A’i划分的簇个数P， 将 不同簇数P带入公式(5)绘制散点图， 确权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115511007 A 2定函数类型： 式中： S为可取的所有数据集A ’1至A’i划分的簇数， 1＜S≤P， S取整数； f(S)为不同簇数S 对应的函数值； y为数据集A ’i所包含的标准化腐蚀数据点； Ci为第i个簇的初始聚类中心， 1 ≤i≤S,i为整数， 一般可随机选取腐蚀数据点； yj、 Cij为y和Ci的第j个服役环境参数的对应 值， 1≤j≤α； (c)根据绘制的散点图， 通过公式(6)求 解函数曲线拐点S ’： f″(S’)＝0                           (6) 式中： S’为石油管最优聚类中心个数， 个； 步骤5： 重新划分簇： (a)通过公式(7)计算得到每一个腐蚀数据 样本点到随机选取的S ’个聚类中心Ci的最近 距离mind(y,Ci)， 确定最小的聚类中心点mi nCi： 式中： mind(y,Ci)为腐蚀数据样本点y到最小的聚类中心点minCi的最近距离； minCi为 最近距离mi nd(y,Ci)对应的最小聚类中心； (b)根据步骤5(a)将数据点划分到距 离最小的类中心点 minCi所属的簇内， 通过公式(8) 计算得到新的聚类中心Ci’重新划分簇： 式中： Ci’为计算得到的新聚类中心点； yi为数据集A ’i中的不与yj重复的任一腐蚀数据 点； 步骤6： 确定油气田腐蚀最终聚类结果： 通过公式(9)计算S ’个聚类中心的位置点改变值Δi： Δi＝|Ci’ ‑minCi|                         (9) 当Δi＞β 时， 则循环上述 步骤5(a)和(b)， 更新聚类中心点； 当Δi≤β 时， 则认为达 到平稳状态， 迭代结束， 输出最终聚类结果； 式中： Δi为第i个最小聚类中心与i个新聚类中心点的位置改变值， 1≤i≤S ’； β 为允许 偏移的阈值， 取0.01 ‑0.05。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115511007 A 3