[發明專利]海上油氣田開發多能流耦合負荷預測方法

在審

• 申請號: 202011610329.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112686447A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 劉樹慰;楊智彬;邱銀鋒;孔凡旭;萬光芬;杜銀昌;徐建東;崔勝;安曉龍;張曉宇
• 申請（專利權）人: 中國海洋石油集團有限公司;中海油研究總院有限責任公司;海洋石油工程股份有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06F30/27;G06F17/18;G06Q50/06
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 張月娟

1.一種海上油氣田開發多能流耦合負荷預測方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)進行電負荷預測：

采用以歷史電負荷數據、產液量、含水率、注水量、季節特性為輸入的Elman神經網絡算法，對油田群整體電負荷進行預測并進行滾動學習訓練；

2)進行熱負荷預測：

采用以歷史熱負荷數據、產液量、含水率、產液溫度及環境溫度為輸入的模糊神經網絡算法，采用網絡分割法，輸出隸屬度函數類型為trimf，輸出類型為線性輸出，分別對每個用熱單體進行熱負荷預測；

3)進行天然氣負荷預測：

采用以已預測電負荷、熱負荷及發電機和鍋爐效率以及環境溫度為特征量的多元線性回歸算法和Elman神經網絡的混合算法。

2.根據權利要求1所述的海上油氣田開發多能流耦合負荷預測方法，其特征在于，所述步驟3)包括如下子步驟：

3.1)進行發電機消耗天然氣預測：

首先采用完全型二元二次多項式，以環境溫度和發電機負荷率作為輸入變量，以單位發電量消耗天然氣作為輸出變量，采用最小二乘法對每臺發電機進行擬合并定期進行數據更新；然后采用以已預測電負荷、發電機效率以及環境溫度為特征量的多元線性回歸算法，對油田發電機消耗天然氣進行預測；

3.2)進行鍋爐消耗天然氣預測：

首先采用完全型二元二次多項式，以環境溫度和鍋爐負荷率作為輸入變量，以單位產熱量消耗天然氣作為輸出變量，采用最小二乘法對每臺發電機進行擬合并定期進行數據更新；然后采用以已預測熱負荷、燃氣透平發電機廢熱鍋爐可利用的熱量、鍋爐效率以及環境溫度為特征量的多元線性回歸算法，對鍋爐消耗天然氣進行預測；

3.3)計算油田自耗天然氣：

對步驟3.1)和步驟3.2)的預測結果相加，得到油田總的自耗天然氣y₁。

3.根據權利要求2所述的海上油氣田開發多能流耦合負荷預測方法，其特征在于，所述步驟3.1)和步驟3.2)中的最小二乘法的擬合公式均為：

y₀＝b₀+b₁x₁+b₂x₂+b₁₂x₁x₂+b₁₁x₁²+b₂₂x₂² (1)

式中，y₀代表輸出變量；b₀，b₁，b₂，b₁₂，b₁₁，b₂₂為二元回歸模型的回歸系數；x₁，x₂為影響輸出變量的輸入因素。

4.根據權利要求3所述的海上油氣田開發多能流耦合負荷預測方法，其特征在于，所述步驟3.2)中還包括以下步驟：

3.2.1)通過公式(2)計算燃氣透平發電機廢熱鍋爐可供利用的熱量Q_r：

式中：G_r表示煙氣的質量流量；t₂，t₁分別表示余熱鍋爐進出口的煙氣溫度；C_p表示在t₂和t₁溫度范圍內，煙氣平均溫度等壓比熱，一般在1.0～1.2范圍內取值；α表示煙氣經煙道旁通擋板泄漏率導致煙氣可供利用的熱功率系數，一般為0.95～0.98。