[发明专利]一种有杆泵抽油井井下动态液位软测量方法

说明书

技术领域

本发明属于软测量检测技术领域，具体涉及一种有杆泵抽油井井下动态液位软测量方法。

背景技术

在石油开采过程中，由于各种原因一些油井出现间歇出油，供液不足的低效现象，这部分油井采取不间断开采势必造成较大的能源浪费。实现井下动态液位的实时监测，掌握井下的生产状态，从而及时调整抽油时间和抽汲参数，是提高油井生产效率的关键所在。目前油田生产常用的动态液位测量方法主要利用声波沿抽油杆向下传播，遇到井下动态液位后会产生反射，通过检测发射波及反射波对动态液位进行检测。回声法检测井下动态液位存在一些不足，一是将测量仪器安装于井口，影响正常生产，具有一定的安全隐患；二是劳动强度较大，生产成本较高。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种有杆泵抽油井井下动态液位软测量方法。

一种有杆泵抽油井井下动态液位软测量方法，包括如下步骤：

步骤1：采集有杆泵抽油井动态液位数据，包括抽油机示功图数据、有杆泵抽油井井口套压、有杆泵抽油井日产液量、有杆泵抽油井井下泵深；

步骤2：根据已采集的有杆泵抽油井动态液位历史数据，去除采集到的有杆泵抽油井数据的异常点，并以异常点的前一点数值和后一点数值的平均值作为代替值；

步骤3：根据采集到的抽油机示功图数据计算上冲程过程平均载荷和下冲程过程平均载荷，根据采集得到的有杆泵抽油井日产液量和理论计算的有杆泵抽油井日产液量计算抽油机泵效；

步骤4：对上冲程过程平均载荷、下冲程过程平均载荷、有杆泵抽油井井口套压、有杆泵抽油井日产液量、抽油机泵效和有杆泵抽油井井下泵深进行主元分析变换，得到有杆泵抽油井井下动态液位主元特征向量；

步骤5：利用有杆泵抽油井井下动态液位主元特征向量建立基于向量回归的动态液位预测函数，该函数用来描述主元特征向量与有杆泵抽油井井下动态液位之间的函数关系，对有杆泵抽油井井下动态液位主元特征向量进行非线性映射至高维特征空间再做线性回归，实现动态液位预测，得到有杆泵抽油井井下动态液位软测量结果。

所述步骤4对上冲程过程平均载荷、下冲程过程平均载荷、有杆泵抽油井井口套压、有杆泵抽油井日产液量、抽油机泵效和有杆泵抽油井井下泵深进行主元分析变换，得到有杆泵抽油井井下动态液位主元特征向量，具体步骤如下：

步骤4.1：对上冲程过程平均载荷、下冲程过程平均载荷、有杆泵抽油井井口套压、有杆泵抽油井日产液量、抽油机泵效和有杆泵抽油井井下泵深进行标准化处理，得到有杆泵抽油井动态液位数据标准化矩阵；

步骤4.2：计算输入变量为上冲程过程平均载荷、下冲程过程平均载荷、有杆泵抽油井井口套压、有杆泵抽油井日产液量、抽油机泵效和有杆泵抽油井井下泵深的协方差矩阵；

步骤4.3：提取输入变量的特征向量，进行主元分析，得到有杆泵抽油井井下动态液位主元特征向量。

所述的有杆泵抽油井井下动态液位软测量方法，采用的动态液位软测量系统，包括压力表、示功图采集仪、翻斗计量器、无线Zigbee传输模块、以太网工控机和动态液位计算机，压力表用于测量有杆泵抽油井井口套压，示功图采集仪用于采集抽油机示功图数据，翻斗计量器用于测量有杆泵抽油井产液量，以太网工控机用于接收压力表、示功图采集仪和翻斗计量器采集的数据，动态液位计算机用于接收以太网工控机发送的数据并进行动态液位计算。

压力表与以太网工控机之间、示功图采集仪与以太网工控机之间均通过无线通讯RTU建立无线通讯，翻斗计量器与以太网工控机之间通过无线Zigbee传输模块建立无线通讯，以太网工控机通过交换机将数据传送到无线AP模块，再传至动态液位计算机上。

有益效果：

结合历史数据、生产现场调研及采油过程理论分析，上冲程过程平均载荷、下冲程过程平均载荷、有杆泵抽油井井口套压、有杆泵抽油井日产液量、抽油机泵效和有杆泵抽油井井下泵深对有杆泵抽油井井下动态液位有着直接的影响，并且所占比重很大。抽油机上下冲程的平均载荷，可以直接反应采油过程中的提油量，采油的举升高度；井口套压可以直接反映出套管内混合气体及井下液面的压力情况；日产油量、泵效可以直接反映出井下动态液位的供液情况；井下泵深可以初步的反映出井下动态液位所在的一个深度范围(井下动态液位通常比泵深要高出一些)；本发明的有杆泵抽油井井下动态液位软测量方法，能实现在线连续测量，测量成本低，安全性高；不需要操作人员进行现场操作，即可完成测量；现场数据自动保存，不需要人工记录，降低数据丢失、记录错误几率。

附图说明