[發明專利]一種基于數據挖掘的叢式油井智能注劑方法及注劑系統

在審

• 申請號: 202110030403.0
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN113034300A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 田殿龍;劉天宇;艾信;樊晨;魏小林;于洋;閆娟;吳利利;李明江;徐梅贊
• 申請（專利權）人: 中國石油天然氣股份有限公司
• 主分類號: G06Q50/02
• 分類號: G06Q50/02;G06Q10/04;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責任公司 61108
• 代理人: 吳建龍

本發明提供一種基于數據挖掘的叢式油井智能注劑方法及其注劑系統，主要是依據油井示功圖數據，利用人工智能的預測算法，結合大數據挖掘技術，確定抽油機井生產數據變化規律與結蠟程度的定量關系，結合現有遠程自控加藥系統，建立一種基于數據挖掘的叢式油井智能注劑系統，對油井結蠟程度的智能判斷，并自動的確定油井清防蠟劑的投加周期，實現油田叢式井組清防蠟劑的智能投加。

技術領域

本發明屬于油田采油技術領域，具體涉及一種基于數據挖掘的叢式油井智能注劑方法及注劑系統。

背景技術

在油田的采油生產過程中，油井的井下管柱由于結蠟、結垢、腐蝕等影響，造成油井生產不正常或井口回壓高等諸多問題。為了確保油井的正常生產需要向油井油套環空中投加清防蠟劑，隨著油田自動化水平的逐漸提高，井口清防蠟劑的投加從人工投加逐漸過渡到油井自動加藥裝置階段，實現了油井井口加藥的自動化遠程控制，數據采集遠傳，減少人員和車輛的動用次數，大幅降低了工人加藥的勞動強度。盡管油井自動加藥裝置有諸多優點，但其也只是實現了油井井口清防蠟劑投加的定時定量，而其投加量及投加周期仍然需要技術員多依據油井示功圖人工識別判斷來制定油井清防蠟劑的投加周期。但該方式受采集數據頻率低、時間對應性不強等條件限制，清蠟周期往往不準確，容易導致井筒清蠟不及時而發生蠟卡躺井事故，這不僅降低了油井生產時率，而且增加了油井作業維護費用和生產成本。

發明內容

本發明提供了一種基于數據挖掘的叢式油井智能注劑方法及注劑系統，用于克服上述問題或者至少部分地解決或緩解上述問題。

為此，本發明提供一種基于數據挖掘的叢式油井智能注劑方法，其特征在于，包括以下步驟：

S001：收集井區結蠟井的生產數據，利用灰色關聯分析方法，對收集的結蠟井屬性數據進行相關性分析，從而確定結蠟預測的主控參數；

S002：用上升趨勢、持續上升和超上限定義指標變化趨勢，用趨勢連續變化時間、載荷差閾值、沖次穩定區間閾值定義趨勢變化程度，將選好的油井結蠟主控參數進行組合，建立結蠟預測模型；

S003：將結蠟主控參數的權重進行加權計算得到一個合并指標，進行歸一化處理后得到一個能夠反映結蠟程度的結蠟綜合指數；

S004：利用結蠟預測模型產生的樣本數據建立了結蠟井結蠟指數樣本集，選用長短時記憶神經網絡(LSTM)對樣本集進行訓練得到結蠟指數機器學習模型；

S005：利用發布的預測模型，對結蠟井程度隨時間變化進行預測，并得出油井結蠟預測指數；

S006：根據油井智能加藥控制平臺統計得到的油井藥劑日投加量、柱塞泵排量和注劑間隔周期計算出油井加藥間隔周期內計量柱塞泵的啟停時長，并將其通過油區局域網發送至井場上注劑裝置中的控制器中；

S007：控制器程序按照設定的注劑間隔周期，整點開始執行注劑程序，首先控制器控制一個油井的注劑管路導通，控制器控制計量柱塞泵將藥罐內的藥劑通過該注劑管路供入該油井的油套環空內，最后當柱塞泵啟動時長等于油井注劑間隔周期內計量柱塞泵的啟停時長時，控制器控制計量柱塞泵和該油井的注劑管路關閉，完成對該油井的注劑；

S008：控制器依據各個油井加藥間隔周期內計量柱塞泵的啟停時長完成對各個油井的藥劑注入，然后停機；

S009：在下一個注劑間隔周期，重復步驟S006和步驟S007。

在步驟S001中，確定載荷差、最小載荷、最大載荷、功圖面積、上行電流、平均電流和周期內有功功率平均值作為結蠟預測的主控參數。

在步驟S003中，該指數介于0-1之間，越接近1.0蠟卡躺井風險越大。

在步驟S005中，一旦油井結蠟預測指數一旦達到0.9，就要開始將油井的藥劑投加量增加一倍，若在0.7-0.9之間則維持投加量不變，若低于0.7則將投加量減少30％。