[發(fā)明專利]一種油水井行為分析預(yù)測裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410355231.4
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104200059B
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃克;周宏明;黃旺森
• 申請（專利權(quán)）人: 溫州大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務(wù)所(普通合伙)33213
• 代理人: 吳秉中

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于油田開發(fā)預(yù)測領(lǐng)域，特別是涉及一種油水井行為分析預(yù)測裝置。

背景技術(shù)

單井行為的分析預(yù)測是油田生產(chǎn)管理中的一項重要內(nèi)容。而目前對油井一般采用常規(guī)的分析方法，如產(chǎn)能分析、產(chǎn)量遞減分析等。這些方法都是將油井孤立而未考慮周圍水井的影響。井間分析的一些非常規(guī)的方法，如干擾試井、示蹤劑測試等技術(shù)往往都會因造成油井的停產(chǎn)或費用太高而很少被采用。現(xiàn)在大多采用數(shù)值模擬來研究井組的行為，如多元時序分析方法。

系統(tǒng)狀態(tài)分穩(wěn)定狀態(tài)、不穩(wěn)定狀態(tài)以及介于兩者之間的過渡狀態(tài)。用于油水井行為的預(yù)測通常采用建模方式，對采集的樣本假定是在系統(tǒng)穩(wěn)定狀態(tài)下獲得，然后建立數(shù)學模型對油水井行為進行預(yù)測，而對于處于潛在、初始非穩(wěn)狀態(tài)的過渡狀態(tài)，現(xiàn)有的預(yù)測算法無法辨別用于建模的采集數(shù)據(jù)是否可靠。因此對于處于穩(wěn)定過程和非穩(wěn)狀態(tài)的中間、過渡階段，或者由于設(shè)備老化、系統(tǒng)不穩(wěn)定等原因，使得采集數(shù)據(jù)偏離原穩(wěn)定狀態(tài)時，此時利用包含不穩(wěn)信息的數(shù)據(jù)構(gòu)建預(yù)測模型，勢必使得預(yù)測效果偏離穩(wěn)定系統(tǒng)方向，從而導致誤判的發(fā)生。而經(jīng)查閱目前沒有相關(guān)文獻對建模數(shù)據(jù)進行辨識的算法，因此有必要對建模數(shù)據(jù)進行辨識分析，即對建模的初始矩陣穩(wěn)定性進行辨識。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種油水井行為分析預(yù)測裝置及方法。

為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案包括被測對象油井及布置在油井周圍的水井，其特征在于：所述油井、水井上分別設(shè)有原油含水率傳感器和注水量傳感器，分別用于采集油井的含水率和水井的注水量，并將采集的模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再通過數(shù)據(jù)電纜傳輸至上位機，所述上位機對采集數(shù)據(jù)進行穩(wěn)定性辨識。

所述裝置實現(xiàn)的方法，其特征在于所述上位機對采集數(shù)據(jù)進行穩(wěn)定性辨識包括如下步驟：

設(shè)采集個數(shù)據(jù)量，采集到足夠的樣本并劃分為個矩陣，為自然數(shù)；

（1）令時的階矩陣為穩(wěn)定狀態(tài)，取其協(xié)方差矩陣，則特征方程為：；

（2）可以認為余下的個階矩陣的穩(wěn)定性判斷在正常過程數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上加擾動變化而成，若擾動對原過程影響不大，則認為是良性擾動，否則是惡性擾動，前者可以用于構(gòu)建預(yù)測模型或者用于更新模型，用數(shù)學的語言表示為：第個階矩陣協(xié)方差為，相應(yīng)的特征根和特征向量變化為：，，則第個階矩陣協(xié)方差的特征方程為：，對上式化解得到；

（3）對上式取2范數(shù)得到，即為第個階矩陣的協(xié)方差矩陣對正常過程數(shù)據(jù)矩陣的相對誤差，由于協(xié)方差矩陣是對稱陣，所以，由于該式中矩陣屬于實對稱陣具有完備的特征向量系，可以采用冪法迭代求取矩陣的最大特征值；

（4）重復(fù)（2）、（3）直到，范數(shù)值較小的認為正常過程數(shù)據(jù)，否則可以認為是初始故障數(shù)據(jù)或故障數(shù)據(jù)，應(yīng)丟棄。

本發(fā)明對用于建模的數(shù)據(jù)給出穩(wěn)定性辨識算法，具有步驟清楚，算法簡單，效果滿足要求等優(yōu)點。本發(fā)明應(yīng)用于油水井行為預(yù)測分析將進一步提高預(yù)測精確度，從而間接的提高油田管理效率。另外本發(fā)明裝置具有簡單易行，安裝方便，重量輕等優(yōu)點。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明。

圖1是本發(fā)明分析預(yù)測裝置原理圖；

圖2是本發(fā)明油水井組相變化量變化示意圖。

具體實施方式

如圖1所示，本發(fā)明的油水井行為分析預(yù)測裝置，包括被測對象油井1及布置在油井周圍的水井2，所述油井1、水井2上分別設(shè)有原油含水率傳感器3和注水量傳感器4，分別用于采集油井的含水率和水井的注水量，并將采集的模擬量經(jīng)A/D轉(zhuǎn)換器5轉(zhuǎn)換成數(shù)字量，再通過數(shù)據(jù)電纜傳輸至上位機6，所述上位機對采集數(shù)據(jù)進行穩(wěn)定性辨識。

所述上位機對采集數(shù)據(jù)進行穩(wěn)定性辨識包括如下步驟：

設(shè)采集個數(shù)據(jù)量，采集到足夠的樣本并劃分為個矩陣，為自然數(shù)；

（1）令時的階矩陣為穩(wěn)定狀態(tài)，取其協(xié)方差矩陣（仍用該代號），則特征方程為：；其中為階矩陣，由采集數(shù)據(jù)組成；為矩陣的特征值；為階單元陣；為特征向量；該方程為求解矩陣特征值得公式。

（2）可以認為余下的個階矩陣的穩(wěn)定性判斷在正常過程數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上加擾動變化而成，若擾動對原過程影響不大，則認為是良性擾動，否則是惡性擾動，前者可以用于構(gòu)建預(yù)測模型或者用于更新模型，用數(shù)學的語言表示為：第個階矩陣協(xié)方差為（為擾動矩陣，，且），相應(yīng)的特征根和特征向量變化（或解的變化）為：，（，且），則第個階矩陣協(xié)方差的特征方程為：，對上式化解得到；