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专利名称：一种基于多变量联合控制的智能注采系统及方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202411173149.X

专利申请（专利权）人：灵知开云优惠体育网页版入口(大庆)有限公司
权利人地址：黑龙江省大庆市大庆高新区开云优惠体育网页版入口路169号新兴产业孵化器2#楼2#314、315室

专利发明（设计）人：刘利超,王盛熹,鲍金龙,陈成龙,张斌

专利摘要：本发明公开了一种基于多变量联合控制的智能注采系统及方法，涉及石油工程领域，解决了现有注采系统在石油开采作业中效率低下的问题，包括数据采集模块，用于获取油井产油量时段评价数据；采油分析模块，用于根据油井产油量时段评价数据对目标油井进行采油分析，得到时段采油效率数值；注水分析模块，用于根据油井产油量时段评价数据对目标油井进行注水分析，得到时段注水效率数值；注采调节模块，用于根据油井产油量时段评价数据、时段采油效率数值和时段注水效率数值对目标油井进行注采调节。本发明通过获取时段采油效率数值和时段注水效率数值对油井进行调节，能够在保证采油效率的前提下，提高水、电资源利用率，并实现注采平衡。

主权利要求：
1.一种基于多变量联合控制的智能注采系统，其特征在于，包括：数据采集模块：用于标记开采监测时段，分别获取每一个开采监测时段对应的产量深度比，获取产量深度比基准区间上限和产量深度比基准区间下限与产量深度比进行比对，得到油井产油量时段评价数据；
采油分析模块：用于根据油井产油量时段评价数据获取第二类型开采监测时段对应的监测有效举升高度、第一功率数值、油井实际产混合液量、油管内混合液相对密度进行分析，得到时段采油效率数值；
注水分析模块：用于根据油井产油量时段评价数据获取目标油井对应的注水泵输入功率平均值、注水泵出口压力平均值、注水泵进口压力平均值以及注水泵排量进行注水分析，得到时段注水效率数值；
注采调节模块：注采调节模块根据油井产油量时段评价数据、时段采油效率数值和时段注水效率数值对目标油井进行注采调节;所述数据采集模块对油井产油量时段评价数据进行获取的过程，具体如下：在目标油井进行开采的过程中，分别选取多个不同的开采监测时段，并将其分别标记为第一至第k开采监测时段；
对处于第一油井开采时段的目标油井进行开采分析，得到第一产量深度比；
分别对第二至第k开采监测时段对应的产量深度比进行获。玫降诙至第k产量深度比；
获取产量深度比基准区间上限和产量深度比基准区间下限；
分别将第一至第k产量深度比与产量深度比基准区间上限和产量深度比基准区间下限进行区间范围比对，得到油井产油量时段评价数据;所述采油分析模块对时段采油效率数值进行获取的过程，具体如下：获取根据油井产油量时段评价数据；
当开采监测时段为第二类型开采监测时段时，对目标油井对应机采井系统效率进行获取的过程；
具体如下：
获取目标油井对应拖动抽油系统电机输入功率，得到第一功率数值；
在目标油井内随机抽取单位质量的井内固液混合物，得到样本固液混合物，对样本固液混合物进行混合物分解，并对固液混合物含量进行获。玫窖静旌弦毫，将其命名为油井实际产混合液量；
获取目标油井对应机采井系统在第二类型开采监测时段对应的有效举升高度，得到监测有效举升高度；
将监测有效举升高度、第一功率数值、油井实际产混合液量、油管内混合液相对密度通过计算得到目标油井在第二类型开采监测时段对应的抽油井口实际有效功率，并将其命名为时段采油效率数值；
对目标油井在第二类型开采监测时段对应的抽油井口实际有效功率进行计算，具体公式配置如下：；
其中，Scg为目标油井在第二类型开采监测时段对应的抽油井口实际有效功率，Hj为监测有效举升高度，Yhy为油井实际产混合液量， 为油管内混合液相对密度，g为重力常数，为第一功率数值;所述注水分析模块对时段注水效率数值进行获取的过程，具体如下：获取根据油井产油量时段评价数据；
当开采监测时段为第二类型开采监测时段时，分别标记n个注水监测时间点，并将其分别命名为第一至第n注水监测时间点；
通过电表获取注水泵在第一至第n注水监测时间点分别对应的实时功率数值，得到多个注水泵输入功率数值，并对多个注水泵输入功率数值进行平均数计算，得到注水泵输入功率平均值；
获取注水泵在第一至第n注水监测时间点分别对应的出口压力数值，得到多个注水泵出口压力数值，对多个注水泵出口压力数值进行平均数计算，得到注水泵出口压力平均值；
获取注水泵在第一至第n注水监测时间点分别对应的进口压力数值，得到多个注水泵进口压力数值，对多个注水泵进口压力数值进行平均数计算，得到注水泵进口压力平均值；
获取注水泵在开采监测时段内累计输入目标油井的排水量，得到注水泵排量；
将注水泵输入功率平均值、注水泵出口压力平均值、注水泵进口压力平均值以及注水泵排量通过计算得到时段注水效率数值；
对时段注水效率数值进行计算，具体公式配置如下：
；
其中，Sxl为时段注水效率数值，Pbj为注水泵进口压力平均值，Pbc为注水泵出口压力平均值，Zsp为注水泵排量，Wsr为注水泵输入功率平均值;所述注采调节模块对目标油井进行注采调节的过程，具体如下：获取油井产油量时段评价数据，根据油井产油量时段评价数据获取第二类型开采监测时段对应的时段采油效率数值和时段注水效率数值；
获取时段采油效率阈值和时段注水效率阈值；
第二类型开采监测时段存在时段采油效率数值小于时段采油效率阈值，则对注采系统的井口油压进行向上调节，井口套压进行向下调节；
第二类型开采监测时段存在时段注水效率数值小于时段注水效率阈值，则对注采系统的注水泵进口压力进行向上调节，注水泵出口压力进行向下调节。
2.根据权利要求1所述的一种基于多变量联合控制的智能注采系统，其特征在于，所述数据采集模块对第一产量深度比进行获取的过程，具体如下：将第一油井开采时段对应的时段开始时间标记为第一开采标记时间，将第一油井开采时段对应的时段结束时间标记为第二开采标记时间；
获取第一开采标记时间对应的目标油井油液累计开采量，得到第一油液开采量，获取第二开采标记时间对应的目标油井油液累计开采量，得到第二油液开采量，计算第一油液开采量与第二油液开采量的差值，并对所得差值取绝对值，得到目标油井在第一开采标记时间段的累计产油量，并将其命名为第一累计产油量；
获取目标油井在第一开采标记时间对应的油液开采深度数值，得到第一油液开采深度数值，获取目标油井在第二开采标记时间对应的油液开采深度数值，得到第二油液开采深度数值，计算第一油液开采深度数值和第二油液开采深度数值的平均值，得到目标油井在第一开采标记时间段的平均油液开采深度数值，并将其命名为第一油液平均开采深度；
获取目标油井在第一开采标记时间对应的注水深度数值，得到第一注水深度数值，获取目标油井在第二开采标记时间对应的注水深度数值，得到第二注水深度数值，计算第一注水深度数值和第二注水深度数值的平均值，得到目标油井在第一开采标记时间段的平均注水深度数值，并将其命名为第一平均注水深度；
将第一累计产油量、第一油液平均开采深度以及第一平均注水深度通过计算得到目标油井在第一油井开采时段对应产量深度比，并将其命名为第一产量深度比。
3.根据权利要求2所述的一种基于多变量联合控制的智能注采系统，其特征在于，所述数据采集模块对产量深度比基准区间上限和产量深度比基准区间下限进行获取的过程，具体如下：在目标油井所在油田中选取若干个与目标油井相同类型且处于正常工况的油井，并将其分别命名为第一至第j特征油井；
分别获取第一至第j特征油井在第一油井开采时段分别对应的产量深度比，得到第一至第j特征产量深度比；
将第一至第j特征产量深度比按照数值大小进行降序排列，将排在第一顺位的特征产量深度比作为产量深度比基准区间上限，将排在第j顺位的特征产量深度比作为产量深度比基准区间下限。
4.根据权利要求2所述的一种基于多变量联合控制的智能注采系统，其特征在于，所述数据采集模块将第一至第k产量深度比与产量深度比基准区间上限和产量深度比基准区间下限进行区间范围比对的过程，具体如下：当产量深度比处于产量深度比基准区间上限至产量深度比基准区间下限之间，则将对应的开采监测时段划分为第一类型开采监测时段；
当产量深度比不处于产量深度比基准区间上限至产量深度比基准区间下限之间，则将对应的开采监测时段划分为第二类型开采监测时段。
5.根据权利要求4所述的一种基于多变量联合控制的智能注采系统，其特征在于，所述采油分析模块对监测有效举升高度进行获取的过程，具体如下：获取目标油井在第二类型开采监测时段对应的动液面深度；
获取目标油井在第二类型开采监测时段对应的井口油压；
获取目标油井在第二类型开采监测时段对应的井口套压；
获取拖动抽油系统伸入油井的抽液管道为油井抽液管道，获取油井抽液管道对应的混合液相对密度，得到油管内混合液相对密度；
将动液面深度、井口油压、井口套压以及油管内混合液相对密度通过计算得到监测有效举升高度；
对监测有效举升高度进行计算，具体如下：
；
其中，Hj为监测有效举升高度，Hd为动液面深度， 为井口油压， 为井口套压， 为油管内混合液相对密度。
6.一种基于多变量联合控制的智能注采方法，适用于权利要求1?5任意一项所述一种基于多变量联合控制的智能注采系统，其特征在于，所述注采方法包括具体以下步骤：步骤K1：获取油井产油量时段评价数据；
步骤K2：根据油井产油量时段评价数据对目标油井进行采油分析，得到时段采油效率数值；
步骤K3：根据油井产油量时段评价数据对目标油井进行注水分析，得到时段注水效率数值；
步骤K4：根据油井产油量时段评价数据、时段采油效率数值和时段注水效率数值对目标油井进行注采调节。 说明书 : 一种基于多变量联合控制的智能注采系统及方法技术领域[0001] 本发明属于石油工程领域，涉及智能控制技术，具体是一种基于多变量联合控制的智能注采系统及方法。背景技术[0002] 智能注采是指利用智能化技术，对油田中的注水和采油过程进行监测、分析和控制，以提高生产效率、降低成本、减少资源浪费，进而实现油田生产的智能化和自动化管理的过程；[0003] 现有的油田注采方法存在以下缺陷：[0004] 1、有注采方法可能存在资源浪费的情况，未能充分利用水资源，影响采油效率；[0005] 2、基于单变量控制，只考虑单一参数或指标进行控制，难以全面考虑多个影响因素的综合效应。[0006] 为此，我们提出一种基于多变量联合控制的智能注采系统及方法。发明内容[0007] 针对现有技术存在的不足，本发明目的是提供一种基于多变量联合控制的智能注采系统及方法，本发明基于标记个开采监测时段，分别获取每一个开采监测时段对应的产量深度比，获取产量深度比基准区间上限和产量深度比基准区间下限与产量深度比进行比对，得到油井产油量时段评价数据，根据油井产油量时段评价数据获取第二类型开采监测时段对应的监测有效举升高度、第一功率数值、油井实际产混合液量、油管内混合液相对密度进行分析，得到时段采油效率数值，根据油井产油量时段评价数据获取目标油井对应的注水泵输入功率平均值、注水泵出口压力平均值、注水泵进口压力平均值以及注水泵排量进行注水分析，得到时段注水效率数值，注采调节模块根据油井产油量时段评价数据、时段采油效率数值和时段注水效率数值对目标油井进行注采调节。[0008] 为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种基于多变量联合控制的智能注采系统各模块具体工作过程如下：[0009] 数据采集模块：用于标记开采监测时段，分别获取每一个开采监测时段对应的产量深度比，获取产量深度比基准区间上限和产量深度比基准区间下限与产量深度比进行比对，得到油井产油量时段评价数据；[0010] 采油分析模块：用于根据油井产油量时段评价数据获取第二类型开采监测时段对应的监测有效举升高度、第一功率数值、油井实际产混合液量、油管内混合液相对密度进行分析，得到时段采油效率数值；[0011] 注水分析模块：用于根据油井产油量时段评价数据获取目标油井对应的注水泵输入功率平均值、注水泵出口压力平均值、注水泵进口压力平均值以及注水泵排量进行注水分析，得到时段注水效率数值；[0012] 注采调节模块：注采调节模块根据油井产油量时段评价数据、时段采油效率数值和时段注水效率数值对目标油井进行注采调节。[0013] 进一步地，所述数据采集模块对油井产油量时段评价数据进行获取的过程，具体如下：[0014] 在目标油井进行开采的过程中，分别选取多个不同的开采监测时段，并将其分别标记为第一至第k开采监测时段；[0015] 对处于第一油井开采时段的目标油井进行开采分析，得到第一产量深度比；[0016] 分别对第二至第k开采监测时段对应的产量深度比进行获。玫降诙至第k产量深度比；[0017] 获取产量深度比基准区间上限和产量深度比基准区间下限；[0018] 分别将第一至第k产量深度比与产量深度比基准区间上限和产量深度比基准区间下限进行区间范围比对，得到油井产油量时段评价数据。[0019] 进一步地，所述数据采集模块对第一产量深度比进行获取的过程，具体如下：[0020] 将第一油井开采时段对应的时段开始时间标记为第一开采标记时间，将第一油井开采时段对应的时段结束时间标记为第二开采标记时间；[0021] 获取第一开采标记时间对应的目标油井油液累计开采量，得到第一油液开采量，获取第二开采标记时间对应的目标油井油液累计开采量，得到第二油液开采量，计算第一油液开采量与第二油液开采量的差值，并对所得差值取绝对值，得到目标油井在第一开采标记时间段的累计产油量，并将其命名为第一累计产油量；[0022] 获取目标油井在第一开采标记时间对应的油液开采深度数值，得到第一油液开采深度数值，获取目标油井在第二开采标记时间对应的油液开采深度数值，得到第二油液开采深度数值，计算第一油液开采深度数值和第二油液开采深度数值的平均值，得到目标油井在第一开采标记时间段的平均油液开采深度数值，并将其命名为第一油液平均开采深度；[0023] 获取目标油井在第一开采标记时间对应的注水深度数值，得到第一注水深度数值，获取目标油井在第二开采标记时间对应的注水深度数值，得到第二注水深度数值，计算第一注水深度数值和第二注水深度数值的平均值，得到目标油井在第一开采标记时间段的平均注水深度数值，并将其命名为第一平均注水深度；[0024] 将第一累计产油量、第一油液平均开采深度以及第一平均注水深度通过计算得到目标油井在第一油井开采时段对应产量深度比，并将其命名为第一产量深度比。[0025] 进一步地，所述数据采集模块对产量深度比基准区间上限和产量深度比基准区间下限进行获取的过程，具体如下：[0026] 在目标油井所在油田中选取若干个与目标油井相同类型且处于正常工况的油井，并将其分别命名为第一至第j特征油井；[0027] 分别获取第一至第j特征油井在第一油井开采时段分别对应的产量深度比，得到第一至第j特征产量深度比；[0028] 将第一至第j特征产量深度比按照数值大小进行降序排列，将排在第一顺位的特征产量深度比作为产量深度比基准区间上限，将排在第j顺位的特征产量深度比作为产量深度比基准区间下限。[0029] 进一步地，所述数据采集模块将第一至第k产量深度比与产量深度比基准区间上限和产量深度比基准区间下限进行区间范围比对的过程，具体如下：[0030] 当产量深度比处于产量深度比基准区间上限至产量深度比基准区间下限之间，则将对应的开采监测时段划分为第一类型开采监测时段；[0031] 当产量深度比不处于产量深度比基准区间上限至产量深度比基准区间下限之间，则将对应的开采监测时段划分为第二类型开采监测时段。[0032] 进一步地，所述采油分析模块对时段采油效率数值进行获取的过程，具体如下：[0033] 获取根据油井产油量时段评价数据；[0034] 当开采监测时段为第二类型开采监测时段时，对目标油井对应机采井系统效率进行获取的过程；[0035] 具体如下：[0036] 获取目标油井对应拖动抽油系统电机输入功率，得到第一功率数值；[0037] 在目标油井内随机抽取单位质量的井内固液混合物，得到样本固液混合物，对样本固液混合物进行混合物分解，并对固液混合物含量进行获。玫窖静旌弦毫，将其命名为油井实际产混合液量；[0038] 获取目标油井对应机采井系统在第二类型开采监测时段对应的有效举升高度，得到监测有效举升高度；[0039] 将监测有效举升高度、第一功率数值、油井实际产混合液量、油管内混合液相对密度通过计算得到目标油井在第二类型开采监测时段对应的抽油井口实际有效功率，并将其命名为时段采油效率数值；[0040] 对目标油井在第二类型开采监测时段对应的抽油井口实际有效功率进行计算，具体公式配置如下：[0041] ；[0042] 其中，Scg为目标油井在第二类型开采监测时段对应的抽油井口实际有效功率，Hj为监测有效举升高度，Yhy为油井实际产混合液量， 为油管内混合液相对密度，g为重力常数， 为第一功率数值。[0043] 进一步地，所述采油分析模块对监测有效举升高度进行获取的过程，具体如下：[0044] 获取目标油井在第二类型开采监测时段对应的动液面深度；[0045] 获取目标油井在第二类型开采监测时段对应的井口油压；[0046] 获取目标油井在第二类型开采监测时段对应的井口套压；[0047] 获取拖动抽油系统伸入油井的抽液管道为油井抽液管道，获取油井抽液管道对应的混合液相对密度，得到油管内混合液相对密度；[0048] 将动液面深度、井口油压、井口套压以及油管内混合液相对密度通过计算得到监测有效举升高度；[0049] 对监测有效举升高度进行计算，具体如下：[0050] ；[0051] 其中，Hj为监测有效举升高度，Hd为动液面深度， 为井口油压， 为井口套压，为油管内混合液相对密度。[0052] 进一步地，所述注水分析模块对时段注水效率数值进行获取的过程，具体如下：[0053] 获取根据油井产油量时段评价数据；[0054] 当开采监测时段为第二类型开采监测时段时，分别标记n个注水监测时间点，并将其分别命名为第一至第n注水监测时间点；[0055] 通过电表获取注水泵在第一至第n注水监测时间点分别对应的实时功率数值，得到多个注水泵输入功率数值，并对多个注水泵输入功率数值进行平均数计算，得到注水泵输入功率平均值；[0056] 获取注水泵在第一至第n注水监测时间点分别对应的出口压力数值，得到多个注水泵出口压力数值，对多个注水泵出口压力数值进行平均数计算，得到注水泵出口压力平均值；[0057] 获取注水泵在第一至第n注水监测时间点分别对应的进口压力数值，得到多个注水泵进口压力数值，对多个注水泵进口压力数值进行平均数计算，得到注水泵进口压力平均值；[0058] 获取注水泵在开采监测时段内累计输入目标油井的排水量，得到注水泵排量；[0059] 将注水泵输入功率平均值、注水泵出口压力平均值、注水泵进口压力平均值以及注水泵排量通过计算得到时段注水效率数值；[0060] 对时段注水效率数值进行计算，具体公式配置如下：[0061] ；[0062] 其中，Sxl为时段注水效率数值，Pbj为注水泵进口压力平均值，Pbc为注水泵出口压力平均值，Zsp为注水泵排量，Wsr为注水泵输入功率平均值。[0063] 进一步地，所述注采调节模块对目标油井进行注采调节的过程，具体如下：[0064] 获取油井产油量时段评价数据，根据油井产油量时段评价数据获取第二类型开采监测时段对应的时段采油效率数值和时段注水效率数值；[0065] 获取时段采油效率阈值和时段注水效率阈值；[0066] 第二类型开采监测时段存在时段采油效率数值小于时段采油效率阈值，则对注采系统的井口油压进行向上调节，井口套压进行向下调节；[0067] 第二类型开采监测时段存在时段注水效率数值小于时段注水效率阈值，则对注采系统的注水泵进口压力进行向上调节，注水泵出口压力进行向下调节。[0068] 一种基于多变量联合控制的智能注采方法，包括具体以下步骤：[0069] 步骤K1：获取油井产油量时段评价数据；[0070] 步骤K2：根据油井产油量时段评价数据对目标油井进行采油分析，得到时段采油效率数值；[0071] 步骤K3：根据油井产油量时段评价数据对目标油井进行注水分析，得到时段注水效率数值；[0072] 步骤K4：根据油井产油量时段评价数据、时段采油效率数值和时段注水效率数值对目标油井进行注采调节。[0073] 综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：[0074] 1、本发明通过获取累计产油量、油液平均开采深度以及平均注水深度进行油田产量分析，并对产量存在周期性异常的油井进行注水和采油两方面的分析，能够有效保障油井产量监测的准确性与全面性；[0075] 2、本发明通过获取时段采油效率数值和时段注水效率数值对油井进行调节，能够在保证采油效率的前提下，提高水资源利用率，解决了现有注采系统在石油开采作业中效率低下的问题。附图说明[0076] 为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。[0077] 图1为本发明的整体系统框图；[0078] 图2为本发明的实施步骤图。具体实施方式[0079] 下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。[0080] 实施例一[0081] 请参阅图1，本发明提供一种技术方案：一种基于多变量联合控制的智能注采系统，包括数据采集模块、采油分析模块、注水分析模块、注采调节模块以及服务器，所述数据采集模块、采油分析模块、注水分析模块以及注采调节模块分别与服务器相连，且服务器分别对数据采集模块、采油分析模块、注水分析模块以及注采调节模块进行调节；[0082] 数据采集模块获取油井产油量时段评价数据；[0083] 在目标油井进行开采的过程中，分别选取多个不同的开采监测时段，并将其分别标记为第一至第k开采监测时段；[0084] 此处需要说明的是：[0085] 在本申请中，k为标记的开采监测时段对应的数量值，且k为大于0的整数；[0086] 对处于第一油井开采时段的目标油井进行开采分析，得到第一油井开采时段对应产量深度比；[0087] 具体如下：[0088] 将第一油井开采时段对应的时段开始时间标记为第一开采标记时间，将第一油井开采时段对应的时段结束时间标记为第二开采标记时间；[0089] 获取第一开采标记时间对应的目标油井油液累计开采量，得到第一油液开采量，获取第二开采标记时间对应的目标油井油液累计开采量，得到第二油液开采量，计算第一油液开采量与第二油液开采量的差值，并对所得差值取绝对值，得到目标油井在第一开采标记时间段的累计产油量，并将其命名为第一累计产油量；[0090] 获取目标油井在第一开采标记时间对应的油液开采深度数值，得到第一油液开采深度数值，获取目标油井在第二开采标记时间对应的油液开采深度数值，得到第二油液开采深度数值，计算第一油液开采深度数值和第二油液开采深度数值的平均值，得到目标油井在第一开采标记时间段的平均油液开采深度数值，并将其命名为第一油液平均开采深度；[0091] 获取目标油井在第一开采标记时间对应的注水深度数值，得到第一注水深度数值，获取目标油井在第二开采标记时间对应的注水深度数值，得到第二注水深度数值，计算第一注水深度数值和第二注水深度数值的平均值，得到目标油井在第一开采标记时间段的平均注水深度数值，并将其命名为第一平均注水深度；[0092] 将第一累计产油量、第一油液平均开采深度以及第一平均注水深度通过计算得到目标油井在第一油井开采时段对应产量深度比，并将其命名为第一产量深度比；[0093] 对目标油井在第一油井开采时段对应产量深度比进行计算，具体公式配置如下：[0094] ；[0095] 其中，Csb1为目标油井在第一油井开采时段对应产量深度比，Lyl1为第一累计产油量，Ks1为第一油液平均开采深度，Zs1为第一平均注水深度；[0096] 重复上述对第一产量深度比的获取过程，分别对第二至第k开采监测时段对应的产量深度比进行获。玫降诙至第k产量深度比；[0097] 在目标油井所在油田中选取若干个与目标油井相同类型且处于正常工况的油井，并将其分别命名为第一至第j特征油井；[0098] 分别获取第一至第j特征油井在第一油井开采时段分别对应的产量深度比，得到第一至第j特征产量深度比；[0099] 将第一至第j特征产量深度比按照数值大小进行降序排列，将排在第一顺位的特征产量深度比作为产量深度比基准区间上限，将排在第j顺位的特征产量深度比作为产量深度比基准区间下限；[0100] 分别将第一至第k产量深度比与产量深度比基准区间上限和产量深度比基准区间下限进行区间范围比对，得到油井产油量时段评价数据；[0101] 具体如下：[0102] 当产量深度比处于产量深度比基准区间上限至产量深度比基准区间下限之间，则将对应的开采监测时段划分为第一类型开采监测时段；[0103] 当产量深度比不处于产量深度比基准区间上限至产量深度比基准区间下限之间，则将对应的开采监测时段划分为第二类型开采监测时段；[0104] 此处需要说明的是：[0105] 此处涉及的第一类型开采监测时段包括区间边界值；[0106] 数据采集模块对油井产油量时段评价数据进行获。⒔涫渌椭敛捎头治瞿？椋籟0107] 采油分析模块根据油井产油量时段评价数据对目标油井进行采油分析，得到时段采油效率数值；[0108] 获取根据油井产油量时段评价数据；[0109] 当开采监测时段为第二类型开采监测时段时，对目标油井对应机采井系统效率进行获。籟0110] 具体如下：[0111] 获取目标油井对应拖动抽油系统电机输入功率，得到第一功率数值；[0112] 在目标油井内随机抽取单位质量的井内固液混合物，得到样本固液混合物，对样本固液混合物进行混合物分解，并对固液混合物含量进行获。玫窖静旌弦毫，将其命名为油井实际产混合液量；[0113] 获取目标油井对应机采井系统在第二类型开采监测时段对应的有效举升高度，得到监测有效举升高度；具体如下：[0114] 获取目标油井在第二类型开采监测时段对应的动液面深度；[0115] 获取目标油井在第二类型开采监测时段对应的井口油压；[0116] 获取目标油井在第二类型开采监测时段对应的井口套压；[0117] 获取拖动抽油系统伸入油井的抽液管道为油井抽液管道，获取油井抽液管道对应的混合液相对密度，得到油管内混合液相对密度；[0118] 将动液面深度、井口油压、井口套压以及油管内混合液相对密度通过计算得到监测有效举升高度；[0119] 对监测有效举升高度进行计算，具体如下：[0120] ；[0121] 其中， 为监测有效举升高度， 为动液面深度， 为井口油压， 为井口套压，为油管内混合液相对密度；[0122] 将监测有效举升高度、第一功率数值、油井实际产混合液量、油管内混合液相对密度通过计算得到目标油井在第二类型开采监测时段对应的抽油井口实际有效功率，并将其命名为时段采油效率数值；[0123] 对目标油井在第二类型开采监测时段对应的抽油井口实际有效功率进行计算，具体公式配置如下：[0124] ；[0125] 其中，Scg为目标油井在第二类型开采监测时段对应的抽油井口实际有效功率，为监测有效举升高度，Yhy为油井实际产混合液量， 为油管内混合液相对密度，g为重力常数， 为第一功率数值；[0126] 采油分析模块对时段采油效率数值进行获。⒔涫渌椭磷⒉傻鹘谀？椋籟0127] 注水分析模块根据油井产油量时段评价数据对目标油井进行注水分析，得到时段注水效率数值；[0128] 获取根据油井产油量时段评价数据；[0129] 当开采监测时段为第二类型开采监测时段时，分别标记n个注水监测时间点，并将其分别命名为第一至第n注水监测时间点；[0130] 通过电表获取注水泵在第一至第n注水监测时间点分别对应的实时功率数值，得到多个注水泵输入功率数值，并对多个注水泵输入功率数值进行平均数计算，得到注水泵输入功率平均值；[0131] 获取注水泵在第一至第n注水监测时间点分别对应的出口压力数值，得到多个注水泵出口压力数值，对多个注水泵出口压力数值进行平均数计算，得到注水泵出口压力平均值；[0132] 获取注水泵在第一至第n注水监测时间点分别对应的进口压力数值，得到多个注水泵进口压力数值，对多个注水泵进口压力数值进行平均数计算，得到注水泵进口压力平均值；[0133] 获取注水泵在开采监测时段内累计输入目标油井的排水量，得到注水泵排量；[0134] 将注水泵输入功率平均值、注水泵出口压力平均值、注水泵进口压力平均值以及注水泵排量通过计算得到时段注水效率数值；[0135] 对时段注水效率数值进行计算，具体公式配置如下：[0136] ；[0137] 其中，Sxl为时段注水效率数值，Pbj为注水泵进口压力平均值，Pbc为注水泵出口压力平均值，Zsp为注水泵排量，Wsr为注水泵输入功率平均值；[0138] 注水分析模块对时段注水效率数值进行获。⒔涫渌椭磷⒉傻鹘谀？椋籟0139] 注采调节模块根据油井产油量时段评价数据、时段采油效率数值和时段注水效率数值对目标油井进行注采调节；[0140] 获取油井产油量时段评价数据，根据油井产油量时段评价数据获取第二类型开采监测时段对应的时段采油效率数值和时段注水效率数值；[0141] 获取时段采油效率阈值和时段注水效率阈值；[0142] 第二类型开采监测时段存在时段采油效率数值小于时段采油效率阈值，则对注采系统的井口油压进行向上调节，井口套压进行向下调节；[0143] 第二类型开采监测时段存在时段注水效率数值小于时段注水效率阈值，则对注采系统的注水泵进口压力进行向上调节，注水泵出口压力进行向下调节；[0144] 在对注采系统进行井口油压、井口套压、注水泵进口压力和注水泵出口压力进行调节的过程中，对注采系统进行系统效率监测，并根据监测结果发布注采效率平衡预警；[0145] 具体如下：[0146] 获取注采系统对应的日累计产液量和系统日运行时长；[0147] 对油井中的油液进行样本获。玫窖居鸵，通过对样本油液进行化学分解，得到油液含水率；[0148] 分别对动液面深度、井口油压、井口套压、以及注水泵实时输入功率进行获。籟0149] 将日累计产液量、系统日运行时长、动液面深度、井口油压、井口套压、以及注水泵实时输入功率通过计算得到注采系统效率数值；[0150] 对注采系统效率数值Zcx进行获。咛骞脚渲萌缦：[0151] ；[0152] 其中，Cyl为日累计产液量，Rys为系统日运行时长，Hsl为油液含水率，Hd为动液面深度， 为井口油压， 为井口套压，Wsr为注水泵输入功率平均值；[0153] 获取注采系统效率阈值，将注采效率数值与注采系统效率阈值进行数值比对，并根据数值比对结果发布注采效率平衡预警；[0154] 具体如下：[0155] 当注采系统效率数值小于注采系统效率阈值，注采系统发布注采效率不平衡预警；[0156] 当注采系统效率数值大于等于注采系统效率阈值，注采系统正常进行工作。[0157] 在本申请中，若出现相应的计算公式，则上述计算公式均是去量纲取其数值计算，公式中存在的权重系数、比例系数等系数，其设置的大小是为了将各个参数进行量化得到的一个结果值，关于权重系数和比例系数的大。灰挥跋觳问虢峁档谋壤叵导纯。[0158] 实施例二[0159] 请参阅图2，基于同一发明的又一构思，现提出一种基于多变量联合控制的智能注采方法，包括如下步骤：[0160] 步骤K1：获取油井产油量时段评价数据；[0161] 步骤K11：在目标油井进行开采的过程中，分别选取多个不同的开采监测时段，并将其分别标记为第一至第k开采监测时段；[0162] 步骤K12：对处于第一油井开采时段的目标油井进行开采分析，得到第一油井开采时段对应产量深度比；[0163] 所述步骤K12中，还包括具体以下步骤：[0164] 步骤K121：将第一油井开采时段对应的时段开始时间标记为第一开采标记时间，将第一油井开采时段对应的时段结束时间标记为第二开采标记时间；[0165] 步骤K122：获取第一开采标记时间对应的目标油井油液累计开采量，得到第一油液开采量，获取第二开采标记时间对应的目标油井油液累计开采量，得到第二油液开采量，计算第一油液开采量与第二油液开采量的差值，并对所得差值取绝对值，得到目标油井在第一开采标记时间段的累计产油量，并将其命名为第一累计产油量；[0166] 步骤K123：获取目标油井在第一开采标记时间对应的油液开采深度数值，得到第一油液开采深度数值，获取目标油井在第二开采标记时间对应的油液开采深度数值，得到第二油液开采深度数值，计算第一油液开采深度数值和第二油液开采深度数值的平均值，得到目标油井在第一开采标记时间段的平均油液开采深度数值，并将其命名为第一油液平均开采深度；[0167] 步骤K124：获取目标油井在第一开采标记时间对应的注水深度数值，得到第一注水深度数值，获取目标油井在第二开采标记时间对应的注水深度数值，得到第二注水深度数值，计算第一注水深度数值和第二注水深度数值的平均值，得到目标油井在第一开采标记时间段的平均注水深度数值，并将其命名为第一平均注水深度；[0168] 步骤K125：将第一累计产油量、第一油液平均开采深度以及第一平均注水深度通过计算得到目标油井在第一油井开采时段对应产量深度比，并将其命名为第一产量深度比；[0169] 对目标油井在第一油井开采时段对应产量深度比进行计算，具体公式配置如下：[0170] ；[0171] 其中，Csb1为目标油井在第一油井开采时段对应产量深度比， 为第一累计产油量， 为第一油液平均开采深度， 为第一平均注水深度；[0172] 步骤K126：重复上述对第一产量深度比的获取过程，分别对第二至第k开采监测时段对应的产量深度比进行获。玫降诙至第k产量深度比；[0173] 步骤K127：获取产量深度比基准区间上限和产量深度比基准区间下限；[0174] 具体如下：[0175] 步骤K1271：在目标油井所在油田中选取若干个与目标油井相同类型且处于正常工况的油井，并将其分别命名为第一至第j特征油井；[0176] 步骤K1272：分别获取第一至第j特征油井在第一油井开采时段分别对应的产量深度比，得到第一至第j特征产量深度比；[0177] 步骤K1273：将第一至第j特征产量深度比按照数值大小进行降序排列，将排在第一顺位的特征产量深度比作为产量深度比基准区间上限，将排在第j顺位的特征产量深度比作为产量深度比基准区间下限；[0178] 步骤K128：分别将第一至第k产量深度比与产量深度比基准区间上限和产量深度比基准区间下限进行区间范围比对，得到油井产油量时段评价数据；[0179] 具体如下：[0180] 步骤K1281：当产量深度比处于产量深度比基准区间上限至产量深度比基准区间下限之间，则将对应的开采监测时段划分为第一类型开采监测时段；[0181] 步骤K1282：当产量深度比不处于产量深度比基准区间上限至产量深度比基准区间下限之间，则将对应的开采监测时段划分为第二类型开采监测时段；[0182] 步骤K2：根据油井产油量时段评价数据对目标油井进行采油分析，得到时段采油效率数值；[0183] 步骤K21：获取根据油井产油量时段评价数据；[0184] 步骤K22：当开采监测时段为第二类型开采监测时段时，获取目标油井对应拖动抽油系统电机输入功率，得到第一功率数值；[0185] 步骤K23：在目标油井内随机抽取单位质量的井内固液混合物，得到样本固液混合物，对样本固液混合物进行混合物分解，并对固液混合物含量进行获。玫窖静旌弦毫，将其命名为油井实际产混合液量；[0186] 步骤K24：获取目标油井对应机采井系统在第二类型开采监测时段对应的有效举升高度，得到监测有效举升高度；[0187] 具体如下：[0188] 步骤K241：获取目标油井在第二类型开采监测时段对应的动液面深度；[0189] 步骤K242：获取目标油井在第二类型开采监测时段对应的井口油压；[0190] 步骤K243：获取目标油井在第二类型开采监测时段对应的井口套压；[0191] 步骤K244：获取拖动抽油系统伸入油井的抽液管道为油井抽液管道，获取油井抽液管道对应的混合液相对密度，得到油管内混合液相对密度；[0192] 步骤K245：将动液面深度、井口油压、井口套压以及油管内混合液相对密度通过计算得到监测有效举升高度；[0193] 对监测有效举升高度进行计算，具体如下：[0194] ；[0195] 其中，Hj为监测有效举升高度，Hd为动液面深度， 为井口油压， 为井口套压，为油管内混合液相对密度；[0196] 步骤K25：将监测有效举升高度、第一功率数值、油井实际产混合液量、油管内混合液相对密度通过计算得到目标油井在第二类型开采监测时段对应的抽油井口实际有效功率，并将其命名为时段采油效率数值；[0197] 对目标油井在第二类型开采监测时段对应的抽油井口实际有效功率进行计算，具体公式配置如下：[0198] ；[0199] 其中，Scg为目标油井在第二类型开采监测时段对应的抽油井口实际有效功率，Hj为监测有效举升高度，Yhy为油井实际产混合液量， 为油管内混合液相对密度，g为重力常数，Gl1为第一功率数值；[0200] 步骤K3：根据油井产油量时段评价数据对目标油井进行注水分析，得到时段注水效率数值；[0201] 步骤K31：获取根据油井产油量时段评价数据；[0202] 步骤K32：当开采监测时段为第二类型开采监测时段时，分别标记n个注水监测时间点，并将其分别命名为第一至第n注水监测时间点；[0203] 步骤K33：通过电表获取注水泵在第一至第n注水监测时间点分别对应的实时功率数值，得到多个注水泵输入功率数值，并对多个注水泵输入功率数值进行平均数计算，得到注水泵输入功率平均值；[0204] 步骤K34：获取注水泵在第一至第n注水监测时间点分别对应的出口压力数值，得到多个注水泵出口压力数值，对多个注水泵出口压力数值进行平均数计算，得到注水泵出口压力平均值；[0205] 步骤K35：获取注水泵在第一至第n注水监测时间点分别对应的进口压力数值，得到多个注水泵进口压力数值，对多个注水泵进口压力数值进行平均数计算，得到注水泵进口压力平均值；[0206] 步骤K36：获取注水泵在开采监测时段内累计输入目标油井的排水量，得到注水泵排量；[0207] 步骤K37：将注水泵输入功率平均值、注水泵出口压力平均值、注水泵进口压力平均值以及注水泵排量通过计算得到时段注水效率数值；[0208] 对时段注水效率数值进行计算，具体公式配置如下：[0209] ；[0210] 其中，Sxl为时段注水效率数值，Pbj为注水泵进口压力平均值，Pbc为注水泵出口压力平均值，Zsp为注水泵排量，Wsr为注水泵输入功率平均值；[0211] 步骤K4：根据油井产油量时段评价数据、时段采油效率数值和时段注水效率数值对目标油井进行注采调节；[0212] 步骤K41：获取油井产油量时段评价数据，根据油井产油量时段评价数据获取第二类型开采监测时段对应的时段采油效率数值和时段注水效率数值；[0213] 步骤K42：获取时段采油效率阈值和时段注水效率阈值；[0214] 步骤K43：第二类型开采监测时段存在时段采油效率数值小于时段采油效率阈值，则对注采系统的井口油压进行向上调节，井口套压进行向下调节；[0215] 步骤K44：第二类型开采监测时段存在时段注水效率数值小于时段注水效率阈值，则对注采系统的注水泵进口压力进行向上调节，注水泵出口压力进行向下调节。[0216] 以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。

专利地区：黑龙江

专利申请日期：2024-08-26

专利公开日期：2024-11-05

专利公告号：CN118686591B