原油开采与输送问题
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联合站原油外输含水偏高的原因分析与处理对策原油外输中含水偏高是指在油田生产中将含有一定量水分的原油通过输油管道、油罐船等运输设施输送至目的地的过程中,因为各种原因导致原油中的含水量偏高,这将对原油的质量造成影响,同时也可能对运输设施和环境造成一定的危害。
对于联合站原油外输含水偏高的原因分析和处理对策是非常重要的。
一、原因分析1. 油田生产工艺问题原油含水量高的一个主要原因是油田生产工艺问题。
在油田开采过程中,因为地层含水的存在,部分含水油在开采过程中会被一同开采出来。
油藏开采过程中可能存在管柱下泄、热水注入等问题,都会导致原油中的含水量增加。
2. 输油管道和储存设施问题输油管道和储存设施是原油外输过程中的重要设施,但是这些设施存在老化、漏水和腐蚀等问题,可能导致在油品输送过程中掺杂了大量的水分。
3. 操作管理不当在原油外输过程中,操作管理不当也会导致原油中含水量偏高。
比如在输送过程中,操作人员未对原油进行适当的分离和处理,或者对管道和储存设施的检查和维护不够及时,都可能导致原油中含水量的增加。
4. 环境因素环境因素也可能导致原油外输中含水量偏高,比如在运输过程中受到降雨等天气因素的影响,使得原油中含水量增加。
二、处理对策为了避免原油中含水量偏高,需要加强油田生产过程中的管理和监控。
要严格控制油田地层中水的开采,采用合理的开采工艺减少含水油的开采量。
加强对管柱下泄、热水注入等问题的监测和防范,及时进行处理和修复,减少地层水进入原油中的可能。
保障输油管道和储存设施的完好性是降低原油中含水量的重要手段。
对于老化和腐蚀严重的输油管道和储存设施,需要进行及时的维护和更新,确保其密封性和抗腐蚀性。
加强对原油外输过程中的操作管理,制定严格的操作规程和标准,确保每一步操作都符合规定要求。
对于原油的分离和处理,需要按照相关标准和流程进行操作,确保原油中的含水量符合要求。
同时加强对输油管道和储存设施的定期检查和维护,确保其工作正常。
石油与天然气的开采与运输流程石油和天然气是世界上最重要的能源资源之一,其开采和运输流程对于能源供应和经济发展至关重要。
本文将详细介绍石油与天然气的开采与运输流程。
一、石油开采石油开采是指通过对地下油藏进行勘探和采集工作,从地下提取石油的过程。
下面将从勘探、钻井和生产三个方面介绍石油开采流程。
1. 勘探石油勘探是通过地质勘探技术来确定潜在的石油产地。
勘探主要包括地质调查、地球物理勘探和钻井勘探。
地质调查通过对地质构造、岩石类型和地下水状况等进行分析,确定勘探方向。
地球物理勘探利用地震波和电磁波等技术,探测地下石油藏。
钻井勘探则通过钻孔取样,分析地层构造和含油气层。
2. 钻井钻井是指通过钻井设备在地下钻孔,以便到达含油层的过程。
钻井分为钻探阶段和钻井完井阶段。
钻探阶段是利用钻井设备连接钻杆,通过旋转钻头将地下岩石钻孔。
钻井完井阶段是通过替换钻头、固井和油管等工作,确保井口固定和完善。
3. 生产生产是指通过油井将地下的石油采集上来,进行加工和储存。
生产工艺包括原油提升和油井管理两个方面。
原油提升主要通过抽油机吸取井口的石油,然后通过管道输送至地面的油库。
油井管理则是在生产过程中,对油井进行巡视、维修和保养,确保产量稳定和设备安全。
二、天然气开采天然气开采是指对天然气田进行勘探、开发和生产的过程。
以下将从勘探、煤层气和页岩气三个方面介绍天然气开采流程。
1. 勘探天然气勘探是通过地质勘探技术来确定潜在的天然气产地。
勘探主要包括地质调查、地球物理勘探和钻井勘探。
地质调查通过对地质构造、岩石类型和地下水状况等进行分析,确定勘探方向。
地球物理勘探利用地震波和电磁波等技术,探测地下天然气田。
钻井勘探则通过钻孔取样,分析地层构造和含气层。
2. 煤层气煤层气是指利用煤层中吸附的天然气资源进行开采的技术。
开采煤层气首先通过钻孔进入煤层,然后注入水和其他化学物质,使煤层释放天然气。
之后,通过抽吸设备将天然气提升至地面,进行加工和储存。
原油管道掺混输送运行风险分析摘要:随着社会经济的高速发展,我国各行各业都取得了很大进步,对石油、天然气等能源的需求也日益提高。
管道运输作为原油输送最主要的方式,在国家能源运输中起着十分重要的作用。
我国大部分原油管道由于运行时间较长,管道内油泥、积蜡等杂质较多,严重威胁了管道的安全运行。
关键词:原油管道;掺混输送;风险管理引言原油对于国民经济来说是非常重要的能源形式,和人们的日常生活息息相关。
由于清洁能源发展有限,石油能源仍然主导着国民经济的发展,但是由于在原油管道储运的过程中,存在着安全管理和事故发生的风险隐患,本文就原油管道掺混输送运行风险进行全面的分析,并就相应的安全问题提出有效的对策,这样不仅有利于我国石油行业的快速发展,还能够显著地促进我国国民经济的发展。
1油品种类、批次不同带来的风险日东原油管道为接收海外来油,由下游用户东明石化集团负责海外油品的采购,受诸多方面因素的影响,其油品种类和性质往往无法固定,同种油品不同批次亦会有一定差别。
有时还会有日照港其他库区的油品置换至我库区进行外输,油品种类比较复杂,难以进行监控。
且在掺混输送运行中,委内瑞拉原油储存于中石油山东输油有限公司(中联油)库区内,我单位无法直接对其进行控制和管理。
在掺混输送中,油品种类的不同会直接决定掺混后油品的性质以及外输的顺利进行。
对于不同油品的掺混输送,其掺混比例亦是无法固定的,这对掺混输送试验运行和总结掺混输送经验带来很大的难度。
提前关注和控制中东稀油和委内瑞拉稠油的种类和物性,重点关注油品的种类、凝点和黏度,对于不符合外输条件和进行掺混输送条件的油品,坚决不予接收和外输。
对于日照港其他库区置换至我库区的油品,要求东明石化集团联系商检公司取储油罐上、中、下层油品分别进行化验,全面分析油品的物性后决定是否接收来油。
掺混输送前期,提前对罐内油品取样,按照预定掺混比例进行掺混实验,提前了解掺混后油品的黏度。
2掺混输送对输油设备的影响日东原油管道在原设计中,为输送中东中质原油和重质原油,适应性改造后,增加掺混输送委内瑞拉稠油工艺系统。
一、概述双碳背景下,全球能源行业正经历着巨大的变革和挑战。
原油作为重要的能源资源,其输送技术的现状和发展方向也备受关注。
本文将就双碳背景下原油管道输送技术的现状及发展方向展开探讨。
二、双碳背景下原油管道输送技术的现状1. 受制约因素在双碳背景下,原油管道输送技术面临诸多限制和挑战。
全球对于碳排放的限制不断加大,传统的管道输送技术存在着碳排放量大的问题,受到了严格的监管和限制。
另全球能源转型的趋势明显,新能源的发展将对原油需求产生一定的冲击,这也对原油管道输送技术提出了更高的要求。
2. 技术现状目前,原油管道输送技术已经相对成熟,采用液体泵站和压缩机站进行输送,具有输送效率高、成本低等优点。
基于智能化技术的应用,原油管道输送的安全性和稳定性也得到了提升。
然而,受制于双碳背景下的要求,传统的原油管道输送技术将面临更高的改造和升级需求。
三、双碳背景下原油管道输送技术的发展方向1. 绿色环保双碳背景下,原油管道输送技术的主要发展方向之一是绿色环保。
传统的原油管道输送技术存在着碳排放大、能源浪费等问题,因此需要采取一系列的绿色环保措施。
可以考虑采用新型的材料和设备进行改造,减少能源消耗和排放量;加强管道的监测和维护,保障管道输送的安全和环保。
2. 智能化应用另一个重要的发展方向是智能化应用。
随着科技的不断发展,智能化技术在原油管道输送领域也得到了广泛的应用。
智能化技术可以提高管道输送的自动化程度和智能化程度,提升管道输送的效率和安全性。
智能化技术还可以实现对管道状态、温度、压力等参数的实时监测和控制,为管道输送提供更为可靠的保障。
3. 发展新型输送技术除了改善传统的原油管道输送技术,发展新型的输送技术也是必要的。
可以考虑采用氢能、电能等新型能源来替代传统的原油输送方式,以减少对碳排放的依赖。
还可以探索采用超导技术、激光输送等新型技术进行原油输送,实现更为高效和环保的输送模式。
四、结论双碳背景下,原油管道输送技术的发展面临着巨大的挑战和机遇。
分析原油储运中的安全隐患及预防措施科技的进步,促进人们对石油能源需求的增多。
石油能源是属于不可再生能源,在长期的利用过程中,石油能源逐渐匮乏。
所以我国对石油能源的利用开始重视起来,从开采到运输最后的利用都有着严格的标准。
由于石油能源本身的物理性质就是易燃易爆,所以在储运过程中,对于原油管道的储存、输送有较高的要求,控制原油储运过程中的安全隐患,避免产生一些火灾或者爆炸的事故。
分析可能将会发生的安全事故,做好事故的预防措施。
本文就原油储运中的安全隐患及预防措施展开探讨。
标签:原油储运;安全隐患;预防措施引言随着近年来工业化程度与科学技术水平的不断提升,油田企业生产储运过程中应用的技术含量越来越高,加之其易燃易爆的特性,在生产和储运的过程中存在着极大的安全隐患,由于设备陈旧,技术不完善等问题导致各类安全事故频发。
因此,企业及相关部门必须对原油的生产和储运加大安全管理的重视程度,确保石油天然气行业稳步发展。
1原油储运中存在的安全隐患1.1原油储运设备的损害以及腐蚀储运设备非常之多,我们经常使用的为油库与输送石油的管道。
对于输油管道来讲,开展防腐蚀工作显得非常关键,可以做管道内防腐,同时也可将防腐材料涂抹在管道表面,从而达到防腐的效果,也能够将阴极保护技术增加在沥青防腐层管道中,从而在实现联合的基础上达到尤为显著的防腐目标,然而,即使这样,也难以完全地确保防腐目标的实现,也或许是由于管道的应用时间太长,防腐层发生老化的情况,如果水进入到了老化的防腐层当中,那么阴极保护技术的故障问题会形成,从而导致腐蚀管道的问题。
再者,基于持续上涨的原油价格影响下,处于经济利益的考虑,偷油者会做出盗钻石油管道的行为,如此一来,会严重危害到石油的储运。
除此之外,在石油管道层的焊接工作中,若技术水平较低,从而导致泄漏原油的情况经常会出现,如此一来,不但严重地污染了环境,而且也导致原油资源的浪费,甚至会导致火灾事故的出现。
1.2人为因素一是操作人员的技能素质和高度的责任意识。
原油管道输送常见问题分析及对策摘要:原油管道运输是指通过原油管道运输原油。
从井底提取的原油经油气分离、脱水等工艺后,通过管道直接输送至炼油厂或转运站。
各油田生产的原油黏度和凝固点差异很大,对运输的要求也不同。
轻质原油可以在室温下加压运输;易凝固的高黏度原油需要加热运输。
也可以用轻油稀释,加入降凝剂,甚至在运输前用水稀释以降低冰点。
管道是石油生产过程中的重要环节,是石油工业的动脉。
在生产石油的过程中,管道自始至终都离不开。
输送管道是输送石油管道的缩写,指流量大、管径大、输送距离长的独立管道系统。
关键词:原油管道输送;常见问题;对策由于全球经济的快速发展和对资源需求的快速增加,原油管道输送原油具有输送量大、外部影响小、安全系数高等优点。
因此,它已成为世界各原油生产和制造国首选的原油运输方式。
据调查,世界上85%以上的原油是通过管道运输的。
1865年,外国人完成了世界上第一条石油管道。
输油管道的基本建设已经发展了150多年。
由于开发初期技术相对落后,开发速度相对较慢。
直到20世纪和60世纪,世界各地的原油管道都进入了快速发展阶段。
1原油管道运输常见问题1.1原油运输损失原油的损失一般发生在储运过程中,不同种类的原油不能一起运输。
由于原油化学成分的不同,有些油很容易附着在管道上,而有些油则很难附着在管道上。
在液体流动时,原油品种混合,导致原油纯度和质量下降,造成一定的原油损失。
当然,在许多地方都能看到原油的损失。
这些原油损失最为普遍,造成的损失最大。
彻底清算是不现实的。
因此应尽量减少原油损失。
1.2高含蜡原油沉积物对于管道输送过程中石蜡含量较高的原油,液体在差压下流动,沉积胶体、沥青、石蜡等物质。
随着原油的流动,它粘在管壁上,不仅降低了管道的输送面积,而且产生了输送阻力。
在输送过程中容易发生凝析油事故,使管道损坏严重,不利于原油输送。
1.3运输过程中原油黏度增加了摩擦阻力我国原油绝大多数是凝点高、黏度高、含蜡量高的原油。
第六节原油的储存和外输海上油田原油的储存和运输通常有2种基本方式:(1)储油设备放在海上,原油用油轮来外运;(2)用海底管道把原油输送到岸上,再用其它方式运往用户。
无论哪种储运方式,它们对海上油田开发的投资和操作费用都有重大影响,因此,海上油田储存和外输系统方案的研究确定是海上油田开发的一个非常重要的一个方面,海上储存外输系统方案的研究应根据油田的特点、环境条件、油田开发规划和其他客观条件进行全面地分析和研究,进行多方案的比较论证,确定出技术可行经济合理的海上油田储存外输系统方案。
一、原油储存海上储油设施是全海式油田不可缺少的工程,它为油田连续稳定生产提供了足够的缓冲容量。
海上储油设备的容量取决于油田产量和运输油轮的数量、大小、往返时间以及装油作业受海况的限制条件。
如遇到恶劣的海况条件,波浪高度超过一定的限度,就要停止装油作业。
一般来说,海上储存设备容量按7~15天油田高峰油产量设计。
1.储油设备1)油轮油轮是一种浮式储油罐,它是海上储油最常用的一种方式,特别是对于一些边际油田在节省投资费用上具有重大意义。
储油轮的机动性好,在油田生产结束时容易搬迁,可用作另外新油田的开发。
储油轮可以专门设计建造,也可以购买旧油轮经改造而成。
海上油田使用最多的便是油轮和单点系泊相连接的储油方式。
用作储油的油轮,应满足装油作业的要求并配有下面设施:(1)油舱,是油轮用来装油的部分,用单层舱壁将油舱分隔成若干个独立的舱室。
当油轮摇动时,可减少油品的水力冲击,增加油轮的稳定性。
油轮四周边部舱室可用作海水压舱室,通过注入或抽出海水来调节装油作业时的平衡。
(2)各种管路系统和设备,主要有进油和装油管系、装油泵组、出售原油的计量和标定装置、装油生产作业的仪表检测和控制系统、用于舱室密封气的生产装置和管系、油舱清洗设备和管系、储油舱加热保温热力系统等。
此外,还有齐全的安全探测、消防灭火、人员救生设备,适应海上永久性作业的住房设施,直升飞机停机坪和与单点系泊连接的系泊设施。
原油的运输方式主要有五种,包括公路、铁路、水路、航空以及管道运输,其中管道输送以其独有的成本小、输送量大等的优势成为原油输送的最佳方式。
依照当前的国际大背景,原油的管道输送大多采用密闭输送,这不仅加大了运输的难度,而且使得安全隐患得以隐藏,不易被发现,再者管道输送的长距离运输,运输环境难以控制,管道的耐用程度得不到保障。
面对诸如此类的原油管道长输问题,笔者总结了几种常见的原油管道输送故障,分析事故发生原因及提出解决方案。
一、原油管道输送常见问题1.输送过程中原油损耗问题通常来说原油的损耗发生在储存器和运输过程中,对于不同类型的原油一般是不能一起输送的。
由于原油所属的化学种类的差异,有些原油容易附着在管道上,有些就不易附着,在液体的流动中,混杂了原油原来的油类品种,导致原油的纯度和品质有所下降,造成一定的原油损耗。
当然,原油损耗存在于许多地方,上述的原油损耗只是原油损耗最为常见的、造成损失最大的一种,想要完全消除是不切实际的,因此,尽可能地减少原油的损耗才是我们不断前进的目标。
2.高含蜡的原油结蜡问题对于高含蜡的原油,在管道输送过程中由于液体在压差下的流动,会有胶质、沥青质、蜡等物质析出,随着原油的流动附着在管壁上,既减少了管道的输送面积,又会对输送造成阻力,容易在输送过程中发生凝管事故,且对管道的破坏性也很大,不利于原油的管道输送。
二、原油管道输送问题的解决对策1.严格遵守运输规则,减少原油的损耗在运输途中原油损耗是不可避免的,但可以通过防治措施来减少原油的浪费。
经过不断试验和联系实际工程,我们得出严格按照原油的输送顺序运输原油可有效地降低原油损耗。
原油的输送顺序是根据其化学构成的不同,依照溶质和水分子互溶度原理,以此来划分原油的种类,之后再按序运输。
按序运输是减少原油损耗的最直接有效的方法,除此之外较为常用的方法还有对管道进行保温和防腐设计,即采用高分子化合物涂层涂抹管道内壁,使之变为质地硬、效能高的材料,并且除了涂抹防腐之外,还要加上阴极保护的防腐措施,具体是在易被腐蚀的金属界面连接一个外加电流,从而有效地遏制金属腐蚀产生的电子转移,可以减弱管道的腐蚀,降低原油的损耗,是国外通常选用的管道防护措施。
原油运输管道结垢原因及化学除垢技术原油管道输送是随着石油工业的发展而发展起来的。
世界各国尤其是盛产含蜡粘性大的原油大国,都使用管道进行石油运输,随着输送管道应用的时间增长,管道结垢问题也日益明显。
由于管道内流体的流速不同,如果刻意去离线停工除垢,会影响到工业生产并增加额外费用,同时由于设备处于非正常停工状态,整个设备的磨损也会增加。
因此,现阶段迫切需要一种效果明显而且经济实用的除垢防垢技术。
本文从原油运输管道结垢的原因说起,浅论化学除垢技术的应用。
标签:原油运输;管道结垢;化学除垢我国各个主要油田主要采用注水采油的方法来提高油田的采油率,平均每生产一吨的原油就需要消耗2吨~3吨的水,使得采出的原油具有较高的含水率,既增加了原油处理的困难程度也加剧了原油集输过程中的结垢问题,使得原油开采的成本逐渐加大。
同时我国的各个主要油田已经进入了采油的中后期,使得注水条件更加的恶劣,注入的水质中含有较高的硫酸盐、氧化还原菌等物质,导致结垢问题更加的严重,这成为影响我国油田开发以及油气传输技术发展中的瓶颈问题。
一、我国原油运输管道结垢原因分析原油管道中的污垢主要与原油本身的成分和运输方式相关,因此要研究原油管道中的污垢的形成首先需要了解原油本身的成分。
一方面造成管道内径变小,增加管道内流体的阻力,减慢原油流速,进而影响循环系统的工作效率,增加系统的运行成本。
具体来说原油是种混合物,这其中主要以C、H为主的烃类化合物为主,还含有少量含硫、含氮等的非烃类化合物以及少量金属粒子。
通过上述对原油分子的描述可以很直管的了解到原油是一种十分复杂的物质,它粘度非常高,因此通常会采用加热运输的方式进行运输。
而原油中除了还有以C、H为主的烃类化合物,还含有大量的石蜡、焦油以及含各种金属离子的无机盐。
众所周知,石蜡是一种固态物质,熔点约为40-60℃,且十分粘稠,原油在运输时,运输速度与粘度成反比,粘度越大,运输速度越低,因此在高粘度稠油运输过程中,与管壁接触的时间大大增加,随着接触时间的增加,原油的温度不断下降,石蜡温度下降进而不断析出,越来越多的石蜡分子凝结并吸附在管壁表面,形成污垢。
原油开采与输送问题 1问题重述某炼油厂有四口自备油井,为了满足炼油厂的需要,炼油厂一方面计划再打一些油井,另一方面从外部购买部分原油。
该炼油厂现有的四口油井经过多年使用后,年产油量也在逐渐减少,在表1中给出它们在近9年来的产油量粗略统计数字。
表1 现有各油井在近几年的产油量(万吨)根据专家研究和预测,拟计划打的8口油井基本情况如下:表2 打井费用(万元)和当年产油量(万吨)编号 1 2 3 4 5 6 7 8 打井费用 5 7 5 4 6 5 5 3 当年产油2536321531282212每口油井的年产油量还会以平均每年10%左右的速率减少炼油厂与附近一个油田的输油管道距离20公里,铺设管道的费用为L Q P 51.066.0 (万元),其中Q 表示每年的可供油量(万吨/年),L 表示管道长度(公里)。
铺设管道从开工到完成需要三年时间,且每年投资铺设管道的费用为万元的整数倍。
要求完成之后,每年能够通过管道至少提供100万吨油。
炼油厂从2010年开始,连续三年,每年最多可提供60万元用于打井和铺设管道,为了保证从2012至2016年这五年间每年分别能至少获得150、160、170、180、190万吨油,请作出一个从2010年起三年的打井和铺设管道计划,以使整个计划的总开支尽量节省。
2关键字石油开采 最优化 一元线性回归 matlab3问题分析年份 产油量 编号 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 1号井 32.2 31.3 29.7 28.6 27.5 26.1 25.3 23.7 22.7 2号井 21.5 15.9 11.8 8.7 6.54.83.52.62.03号井 27.9 25.8 23.8 21.6 19.5 17.4 15.5 13.3 11.2 4号井46.232.626.723.0 20.0 18.9 17.5 16.3本问题是最优化求解问题,最优化求解的基本思想是在满足一定的约束条件下,寻找一组参数值,以使得某些最优性度量得到满足,即使形同的某些性能指标达到最大或者是最小。
最优化问题的应用可以说遍布社会经济、工业、管理等各个领域,其重要性是不言而喻的。
本文论述了利用最优化问题方法解决一炼油厂投资与产量最优化问题,在解决本问题是我们面临以下两个问题1根据已有油井前几年份数据如何预测从2012到2016年油井的产油量2怎样合理安排从2000年到2012年的投资,使得满足2012到2016的产油量预期目的。
首先来看问题1,我们通过excel处理现存油井采油量,发现采油量变化近似的为一条直线,因此我们通过一元线性回归的方法进行求解验证,利用matlab得到从2012年到2016年采油预测量。
对于本题目的第二问题,本文利用最优化的解题思想,不断的分析简化问题模型,最后通过穷举法,利用C++编程进行解决。
得到最后的最优化求解。
4模型假设1新开采的油井的年产油量还会以平均每年10%左右的速率减少2新开采的油井及铺设的管道,其实际投资与文中计划相一致,不会出现意外事故3所有的油井以及管道在预计年份不会出现任何问题,都能正常工作。
5符号变量以及说明本文用到符号都直接给出意义,同时大部分运算都以程序进行,程序代码都有备注,故此处省去代码说明。
6模型的建立与求解题目给出了近9年来的产油量粗略统计数字,我们利用了excel 对数据进行了作图处理,如下图所示,根据数据的观察与分析我们发现采油量的数据基本满足线性的趋势,因此我们采用了一元线性回归的方法对数据进行处理,得到采油量的变化模型,从而预测从2012到2016年现有的油井的采油量的数据。
一元线性回归方程反应一个因变量与一个自变量之间的线性关系,当直线方程Y'=a+bx 的a 和b 确定时,即为一元回归线性方程。
普通最小二乘估计方法(OLS —Ordinary L ,ˆ0βkββˆ,,ˆ1 east Squares )是最基础的参数估计方法。
它不是参数估计的唯一方法,比如,还存在最大或然法(ML )、矩估计方法等。
普通最小二乘估计方法的基本思路是:对于一个给定的样本,,ˆ0βkββˆ,,ˆ1 的选定值应使得由(2-1-9)确定的样本回归方程(直线)对样本数据拟合得最好。
如何确立具体的拟合标准呢?对容量为n 的样本,普通最小二乘估计法给出的拟合最好的标准是:∑===ni i uQ 12min ˆ (2-2-1) 在一元情形中,(2-2-1)意味着:∑∑===--=-=ni ii n i i i X Y Y Y Q 121012min )ˆˆ()ˆ(ββ (2-2-2)显然,对于给定的样本数据而言,)ˆ,ˆ(10ββf Q =,即0ˆβ和1ˆβ的选定值不同,Q 的取值也不同,它是0ˆβ和1ˆβ的一个二元二次函数。
0ˆβ和1ˆβ选什么值可以使(2-2-1)中的残差平方和最小呢?微积分学中的极值原理告诉我们,(2-2-1)存在最小值,其充分必要条件是:⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧=-=---=∂∂=-=---=∂∂∑∑∑∑0ˆ2)ˆˆ(2ˆ0ˆ2)ˆˆ(2ˆ102101i i i i i i i i u X X X Y Q u X Y Q ββββββ (2-2-3)由(2-2-3)得正规方程组:⎪⎩⎪⎨⎧=+=+∑∑∑∑∑ii i i i i Y X X X Y X n 22121ˆ)(ˆ)(ˆ)(ˆββββ (2-2-4) 解(2-2-4)得:∑∑∑∑∑∑--=-=2221)(ˆˆiiii iiiX X n Y X X Y X X Y ββ (2-2-5)∑∑∑∑∑∑∑∑∑=---=--=22221)())(()(ˆii i ii ii i i i i i xy x X X Y Y X X X X n Y X Y X n β (2-2-6)其中,n Y Y n XX i i/,/∑∑==,称为样本的均值;Y Y y X X x i i i i -=-=,,称为样本(对均值)的离差。
因此,今后一定要注意大、小写字母含义的区别。
(2-2-5)和(2-2-6)就是根据普通最小二乘原理得出的一元线性回归模型的(普通最小二乘)参数估计公式(方法)。
普通最小二乘估计方法的结果的三个重要特征值得一提。
从(2-2-3)中的第一个方程可知∑=0ˆiu,说明该方法所选定的0ˆβ和1ˆβ的值,使各样本点偏离样本回归直线的正负距离之和等于零,或“均衡地”分布在样本回归直线两侧,这满足我们对0)(=u E 的要求;从第二个方程我们又知道∑=0ˆiiuX ,这意味着从样本来看,解释变量X 与u 不相关(线性无关)。
而从(2-2-5)可知,X Y 10ˆˆββ+=,与样本回归方程(2-1-6)比较,说明我们求出的样本回归方程肯定穿过样本均值点(Y X ,)。
上述两点,为我们根据样本点确定回归直线,提供了一个参考标准。
现在,我们可以对(2-2-5)和(2-2-6)给出两种不同说法:对于给定的一个样本数据{}n i X Y i i ,,2,1:),( =而言,(2-2-5)和(2-2-6) 给出了两个(确定的)估计值,此时我们所强调的是将{}n i X Y i i ,,2,1:),( =作为具体的数据代入(2-2-5)和(2-2-6)后所计算出的具体数值;而对于任一个容量为n 的样本而言,由于在此种条件下i Y 和i X 对于我们来讲都是随机变量,故(2-2-5)和(2-2-6)给出了两个(随机的)估计量,此时我们所强调的是由随机性的样本作为自变量、由(2-2-5)和(2-2-6)作为计算公式而确定的两个随机变量(函数)。
做一简短的总结就是,一个估计量实际上是一个(样本)统计量,它给出了一个规则、公式或方法,告诉人们怎样利用手中任意给定(容量)的样本数据去估计总体的参数。
而一个估计值则是指将一个给定的样本数据代入一个特定的估计量之后计算出的具体数值。
值得强调的是,OLS 估计方法不仅能对(狭义的)变量之间的线性模型进行估计,也能对(广义的)针对参数而言的线性模型进行估计。
对于下述(广义的)一元线性模型:u X f Y g ++=)()(10ββ (2-2-17) OLS 方法的估计结果为:∑∑∑∑∑∑--=-=22_____1_____0))(()()()()()()()(ˆ)(ˆiii iiiiX f X f n Y g X f X f Y g X f X f Y g ββ (2-2-18)21))(()()()()()(ˆ∑∑∑∑∑--=i i i i i i X f X f n Y g X f Y g X f n β (2-2-19)上述方法的实质是,先将(2-2-17)变换为:u X Y ++=**10ββ (2-2-20) 其中)(),(X f X Y g Y ==**,然后对(2-2-20)进行OLS 估计。
利用上面的思想我们利用了matlab 作为工具来进行计算最后的系数,我们仅仅拿第一口井的系数为例:可以得到油井对应的响应系数为a=-1.2017;b=33.4639,利用同样的方法我们可以得到其他的三口油井的对应的系数,可以得到从2012到2015年的已有的四口油井所对应的开采量。
2012 2013 2014 2015 2016一号井21.4469 20.2452 19.0435 17.8418 16.6401二号井0 0 0 0 0三号井9.1306 7.0456 4.9606 2.8756 0.7906四号井 4.7761 1.0713 0 0 0从表格中可以看到,对于第二号井以及对于四号油井,到2016年都已经开采枯竭。
题目中的要求是“保证从2012至2016年这五年间每年分别能至少获得150、160、170、180、190万吨油”,由于新开采的油井已经现在已经有的油井其开采量是不断地减少的,但是题目中的计划是从2012到2016为不断的增加的数据,因此我们便可以得出只要满足使得在2016年满足其能得到190万吨油就能符合题意。
因此现在问题转化为在2016年,能够达到190万吨的原油就可以了,同时由于通过一元线性规划我们得到在2016年已有的油井可以得到17.4万吨的采油量,因此新开采的以及管道运输的满足在2016年得到172.6万吨,就能满足我们题目的要求。
我们现在来观察待开采的油井,我们发现其以每年10%量不断的减少,因此为了更加满足计划的要求,我们在头两年不对新的油井进行开采,等到第三年再对油井进行开采,以使2016年我们能够尽可能的使得油井开采量更高。
同时我们可以计算得到其每个油井采油量与投资的比值,如下表所示:编号 1 2 3 4 5 6 7 85 7 5 46 5 5 3 打井费用当年产25 36 32 15 31 28 22 12油比值 5 5.14 6.4 3.75 5.17 5.6 4.4 4根据图中的比值我们便可以进行排序,得到比值从高到低的数据排序为:3、6、5、2、1、7、8、4。