[发明专利]基于井下多参数实时监测的抽油机闭环控制方法及系统

说明书

技术领域

本发明是关于石油测井技术，特别是关于一种基于井下多参数实时监测的抽油机闭环控制方法及系统。

背景技术

目前，国内外油田普遍采用有杆抽油泵采油方式，由地面抽油机、抽油杆和井下抽油泵组成的有杆抽油系统是石油生产的耗电大户，约占总耗电总量的20％-30％。为了保证抽油机有足够的过载能力，通常电动机装机功率比较大，大都处于“大马拉小车”的工况下运行，造成能源的极大浪费。特别是当油井到了开采中后期，由于产量减少、液面低、液面不稳定，抽油机在工作中存在着不同程度的“泵空”和“干抽”情况，使得无效行程增加，抽油机的效率不能得到有效的利用，在开采过程中造成开采的电费成本居高不下，能源严重浪费。由于抽油机运动特性决定了无法随时改变抽油机的电流和功率，同时造成抽油杆、管磨损严重，增加了生产作业成本。

虽然目前变频调速技术在油田已经广泛应用，但是目前抽油机变频控制主要还是根据经验设定给定频率，使抽油机电机按给定频率工作，电机的输出特性比较硬，而且还不能根据油井的实时工作状态及抽油机负载特性来调节电机的输出转矩，有时还可能存在着发电状态等问题。

以有杆抽油泵采油方式为主的油井，在开发生产过程中，油井的温度、压力、含水率、动液面、套压及光杆悬点载荷等参数是重要的生产管理数据，目前油井含水率的测试主要采用的是井口人工取样化验的方法，测试结果不能及时、连续的反映油井整个生产过程的含水变化情况，同时增加了工人的劳动强度，当采用在线仪表进行测试时，受含气、间出(非满管流)等影响，误差较大。另外，油井动液面测试主要采用回声法进行，难以实现在线测试，而且受环空内“泡沫段”及井壁结蜡等因素的影响，测试误差较大(几十米到几百米不等)，影响了对油井生产的正确评价。

因此，如何改变抽油泵长期处于低效做功的状态，减少低效甚至无效抽取，从而达到高效节能，减少维护成本，提高运行效率，降低机器损耗，增加抽油机的使用寿命的目的，已成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种基于井下多参数实时监测的抽油机闭环控制方法及系统，以实时监测及调整抽油机的工作状态。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于井下多参数实时监测的抽油机闭环控制方法，该抽油机闭环控制方法包括下列步骤：A)采集井下多参数测试仪测试井下温度、压力、含水率、动液面及抽油机工作参数；B)根据现场测试数据建立抽油机最佳工况的数据模型，生成针对该抽油机最佳工况的试井下温度、压力、含水率、动液面及抽油机工作参数；C)比较井下多参数测试仪测试的井下温度、压力、含水率、动液面及抽油机工作参数与针对该抽油机最佳工况的试井下温度、压力、含水率、动液面及抽油机工作参数的综合误差值是否大于预设阈值；D)如果是，根据针对该抽油机最佳工况的试井下温度、压力、含水率、动液面及抽油机工作参数调整抽油机的工作状态。

在步骤C)中，如果井下多参数测试仪测试的井下温度、压力、含水率、动液面及抽油机工作参数小于针对该抽油机最佳工况的试井下温度、压力、含水率、动液面及抽油机工作参数的综合误差值，转到步骤A)。

在步骤B)中，根据现场测试数据建立抽油机最佳工况的数据模型包括：利用最优化算法或者多参数神经网络算法，根据现场测试数据建立抽油机最佳工况的数据模型。

为了实现上述目的，本发明还提供一种基于井下多参数实时监测的抽油机闭环控制系统，该抽油机闭环控制系统包括：