[發明專利]基于集成高斯過程回歸的有桿泵抽油井動液面軟測量方法

有效

• 申請號: 201910762684.1
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110472689B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 高憲文;趙榮昌;王明順;張逸帆
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;G06Q50/06
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

本發明提供一種基于集成高斯過程回歸的有桿泵抽油井動液面軟測量方法，涉及油田軟測量技術領域。本方法為：采集數據；將數據歸一化后得到訓練集和測試集；設置分類個數k，根據模糊C均值聚類算法得到訓練集T的k個聚類劃分后的訓練樣本集T′；依次求取訓練樣本集中每個子集的平均值，根據平均值獲得k個簇的中心點；對每個訓練樣本子集建立高斯過程回歸動液面預測模型；將測試樣本集中x_q作為動液面預測模型的輸入，計算出x_q與k個簇的中心點的歐氏距離，將歐氏距離最小的作為x_q的歸屬簇，建立的N個高斯過程回歸動液面預測模型得到動液面預測結果。本方法易于實際工程實現，經濟成本低，進一步提高了軟測量模型的最終估計精度。

技術領域

本發明涉及油田軟測量技術領域，尤其涉及一種基于集成高斯過程回歸的有桿泵抽油井動液面軟測量方法。

背景技術

油井動液面深度的測量是油田生產中非常重要的一個環節，動液面深度測量的精度影響著油井工作制度主要參數的確定，準確測量油井動液面深度對提高采收率十分重要。通過油井的油井動液面深度，可以了解油井的供液能力，確定抽油泵的沉沒深度和合理沖次等抽汲參數，進而提高油田采收率，降低開采成本。

目前各大油田中，大都利用回聲儀進行測量。這種測量方法自動化程度低，受人為因素影響大，不能連續測量。當井下液面較深或套壓為零時，回聲法受到儀器的性能限制，難以測定井下液面的準確深度。另外油井出現泡沫段或者結蠟時，易得到“假液面”。同時因為油井數量非常多，工作量十分大，效率低，不能及時掌握油井的工作狀況，已經不能滿足油田的生產發展需求。因此有必要將軟測量技術引入到油井動液面高度測量中，建立泛化能力強的軟測量模型實現對油井動液面高度的間接測量。

近年來，相關領域專家學者陸續提出采用各種方法來實現對動液面的測量，特別是以統計學和運籌學為基礎的數學方法更是倍受關注。使用統計學理論對大量的歷史生產數據進行分析，采用軟測量建模技術對動液面高度進行預測。只需要一些容易測得的輔助變量數據，受測量環境限制影響小，經濟成本低，實時性好。當地層能量波動、油井工況發生變化時，單一模型訓練時間較長，預測精度降低。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種基于集成高斯過程回歸的有桿泵抽油井動液面軟測量方法，本方法易于實際工程實現，經濟成本低，且綜合考慮樣本點隸屬度和子模型預測可信度，進一步提高了軟測量模型的最終估計精度。

為解決上述技術問題，本發明所采取的技術方案是：

本發明提供一種基于集成高斯過程回歸的有桿泵抽油井動液面軟測量方法，包括如下步驟：

步驟1：采集有桿泵抽油井的井口套壓、日產液量、含水率、產氣量、抽油機示功圖數據、沖次時間及實測動液面高度數據；計算得到下沖程平均載荷、日產油量、日產水量和沖次；對井口套壓、日產油量、日產水量、產氣量、下沖程平均載荷和沖次進行歸一化處理，得到初始樣本集S；將初始樣本集S分為訓練集T＝{(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，…，(x_i，y_i)，…，(x_E，y_E)}和測試集M＝{(x₁，y₁)，(x₂，y₂)，…，(x_q，y_q)，…，(x_B，y_B)}；其中，代表集合X中第α個d維輸入變量，所述輸入變量即油井輔助變量，其中，X＝{T，M}，α代表集合X內的數據編號；代表集合X中第α個與油井輔助變量相對應的實測動液面值；