[發明專利]一種海上平臺注采梯度優化模擬系統

在審

• 申請號: 201811239199.8
• 申請日: 2018-10-23
• 公開（公告）號: CN109445281A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 安城甫
• 申請（專利權）人: 安城甫
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于海上石油開采技術領域，公開了一種海上平臺注采梯度優化模擬系統，包括計算機控制中心、控制柜、模擬裝置運行平臺構成的模擬系統，并以采油系統為主系統，即實現各臺采油泵的不定產值自主尋優，最終優化工作點所對應的采油總量即為最高效狀態下的采油量；注水系統為輔助系統，其總注水量需實時跟隨采油總量，并在跟隨采油的過程中實現相對的定產值尋優；同時需要對優化過程中兩系統間的干擾做相應的處理，實現最終的一體化優化。本發明有效的避免較為復雜的數學模型的建立和計算，降低了能耗，提高了資源利用率，同時也可廣泛應用于其它生產過程，具有較強的通用性。

技術領域

本發明屬于海上石油開采技術領域，尤其涉及一種海上平臺注采梯度優化模擬系統。

背景技術

目前海上石油平臺注采系統的效率備受關注，提高注采系統的效率有利于增加石油產品產量，降低能耗，減少運行成本，但是由于生產過程中存在油層注水壓力和地質注入量的動態特性導致注水泵排出量和配注量不匹配的問題，而且注采系統存在強烈的非線性和強耦合性特征，控制效率不高，因此如何提高注采系統的效率一直是油田工程研究的重點，針對油田注采系統優化的方法有建立二次插值模型最大化目標函數法、模擬退火法、合理匹配電機效率等，其中，二次差值最大化目標函數法和模擬退火方法需要建立系統的數學模型，需要地層參數做基礎，且建模較為復雜；合理匹配電機效率需要通過提高電流來增加泵壓和排量，控制精度較差，無模型控制方法的研究發展為依賴工藝模型的優化提供有效解決途徑，因無模型控制方法僅受控系統控制器的設計，不包含受控系統任何數學模型信息，實現較為容易。從目前的研究狀況來看，無模型梯度優化方法在海上石油平臺注采系統效率優化的研究較少，研究無模型梯度優化控制具有重要意義。

綜上所述，現有技術存在的問題是：

從目前的研究狀況來看，無模型梯度優化方法在海上石油平臺注采系統效率優化的研究較少，分析無模型梯度優化控制具有重要意義。

現有的海上平臺注采梯度優化系統不能實時監測并計算誤差，當誤差超出允許范圍后，不能進入再重啟機制；不能為復雜的海上平臺一體化優化控制提供了堅實的理論和實踐基礎。而且不能提高資源利用率，通用性差。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種海上平臺注采梯度優化模擬系統。

本發明是這樣實現的，一種海上平臺注采梯度優化模擬系統，包括：

計算機控制中心，用于通過TCP/IP通訊協議，與控制柜進行通訊；

控制柜，與計算機控制中心連接，用于計算機控制中心和模擬裝置運行平臺的中轉，實現計算機控制中心和模擬裝置運行平臺的通訊；

模擬裝置運行平臺，與控制柜連接，用于為模擬海上平臺注采提供一個真實的平臺。

進一步，模擬裝置運行平臺，包括：

每口井的實時系統效率計算模塊，用于計算每口井的實時系統效率，在系統穩態的基礎上，根據系統采集的流量、壓力等數據，根據效率公式計算得到每口井當前的效率及系統總效率；

每個周期效率比較模塊，用于比較每個周期效率，更新效率最高點，并記錄所對應的流量，為后續搜索方向的確定提供判斷標準；

效率差獲得模塊，用于通過計算當前時刻采油系統總效率，得到當前時刻與前一時刻的效率差，判斷總效率增量是否在一定誤差范圍內；

下一周期工作點執行模塊，用于確定下一周期工作點；

智能梯度尋優模塊，用于將尋優解結果，作為流量控制回路的設定值，通過改變電機頻率實現流量的變化，對采油井進行流量控制；

穩態建立模塊，用于采油系統開啟后，根據各口采油井的初始流量，均分給兩臺注水泵，建立穩態并實時計算效率；