[发明专利]一种高温固井水泥环二界面胶结质量评价方法与系统

权利要求书

1.一种高温固井水泥环二界面胶结质量评价方法与系统，其特征在于，主要包括以下两个部分：

一种高温固井水泥环二界面胶结质量评价方法

S1：获取待评价高温固井水泥环样品中抗压强度、渗透率、弹性模量、体积收缩率、孔隙度、泊松比、水泥环密度等7项主控指标的特征参数，构建二界面胶结质量评价集合V＝{抗压强度，渗透率，弹性模量，体积收缩率，孔隙度，泊松比，水泥环密度}。然后通过高温固井水泥环二界面胶结质量的影响特征对主控指标进行分类。其中将抗压强度、弹性模量分为正向指标；体积收缩率、渗透率、孔隙度、泊松比、水泥环密度分为负向指标；

S2：根据变异系数法和经验法分别计算高温固井水泥环样品7项指标的权重，其中包括：

S21：首先通过变异系数法计算客观权重值

变异系数法的设计原理是：若某项指标的数值差异较大，能明确区分开各被评价对象，说明该指标的分辨信息丰富，因而应给该指标以较大的权重；反之，若各个被评价对象在某项指标上的数值差异较小，那么这项指标区分各评价对象的能力较弱，因而应给该指标较小的权重，也即主要通过指标的分辨率以及起伏状态来确定其权重高低；

由于方差可以描述取值的离散程度，即某指标的方差反映了该指标的分辨能力，所以可用方差定义指标的权重。由于方差的大小是相对的，还需考虑指标取值的大小、量级，故指标的分辨能力可定义为：

v_j＝s_j/|x_j| (1)

其中s_j、x_j分别为指标的标准差与均值；

根据变异系数法，各个主控指标的权重计算由以下主要步骤组成：

1)构造指标特征值矩阵；

2)计算第j项指标的均值与方差：

3)令v_j＝s_j/|x_j|，则归一化的ω_j即为各指标的权重，即：

ω_j＝v_j/∑v_j (3)

即可计算出变异系数法下各个指标的权重；

S22：根据经验法，本文阐明的水泥环的各项指标通过资料调查结合考察经验得到各个主控指标的权重为c_j＝{c₁，c₂，...，c_n}；

S3：为弥补主观赋权和客观赋权的不足与缺陷，使目标的赋权更加趋于合理化，利用变异系数法和经验法组合赋权法分析计算各个主控指标归一化后的综合权重值，其中包括：

根据变异系数法和经验法计算得到的权重为ω_j和c_j，则令：

e_j＝βω_j+(1-β)c_j (4)

其中，β为经验系数，并且β∈(0，1)；

S4：将水泥环各个指标下的数据进行标准化处理得到综合评价向量b_j＝{b₁，b₂，...，b_n}，使其实验数据分布在[0，1]之间，即令：

并通过加权平均法构建水泥环二界面胶结质量综合评价模型，加权平均法的具体步骤是：

通过评价集V＝{v₁，v₂，...，v_n}的各指标的权重向量e_j＝{e₁，e₂，...，e_n}，用标准化的综合评价向量b_j＝{b₁，b₂，...，b_n}对e_j的加权平均值，令其为综合得分为F，则：

即可计算出各评价指标的综合评价结果；

S5：计算水泥环二界面胶结质量综合得分，计算得到的综合评价分数越高，表示水泥环二界面胶结质量越好。

2.一种高温固井水泥环二界面胶结质量评价系统，主要包括以下模块：

特征参数提取模块：获取待评价高温固井水泥环样品中抗压强度、渗透率、弹性模量、体积收缩率、孔隙度、泊松比、水泥环密度等7项主控指标的特征参数，构建二界面胶结质量评价集V＝{抗压强度，渗透率，弹性模量，体积收缩率，孔隙度，泊松比，水泥环密度}。并分析各指标对水泥环二界面胶结质量的影响特征，将主控指标分为正向指标与负向指标。正向指标是指主控指标越大二界面胶结质量越好的指标，相反，负向指标则指主控指标越小二界面胶结质量越好的指标。在本发明中，对于正向指标，我们取归一化后的权重值为正；对于负向指标，我们取其归一化后权重值的相反数；

变异系数法计算模块：基于实验数据利用变异系数法计算主控指标的客观权重值；

经验法调查模块：通过资料调查结合考察经验得到水泥环各项指标的权重；

组合集权重计算模块：基于实验数据利用变异系数法和经验法组合赋权法计算各个主控指标归一化后的综合权重值e_j＝{e₁，e₂，...，e_n}；

综合评价模型构建模块：将水泥环的各个指标下的数据进行标准化处理，并通过加权平均法结合权重计算模块构建二界面胶结质量综合评价模型；

二界面胶结质量评价模块：计算水泥环二界面胶结质量综合得分，计算得到的综合评价得分越高，表示二界面胶结质量越好。