用于计算电潜泵井产液量的方法与系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于计算电潜泵井产液量的方法与系统，该方法包括：获取电潜泵井井口处输入的总功率；基于输入功耗模型与所述总功率得到电潜泵的输入功率；建立基于所述电潜泵的输入功率与电潜泵的扬程的计量模型；利用遗传算法优化所述计量模型，并应用优化后的计量模型对油井产液量进行实时测量。通过建立电潜泵井的计量模型对油井的液量进行测量，实现了电潜泵井液量的实时检测，测量精度高，操作简单易实施，同时可以对电潜泵井进行在线监测和故障诊断。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及石油勘探领域，尤其涉及一种用于计算电潜泵井产液量的方法与系统。
技术介绍
对于油井的产液量的计量是油田生产和治理过程中一项非常重要的工作。目前在国内，大部分油田采用电潜泵进行石油开采，电潜泵采油技术是20世纪80年代初从国外引进的，由于其具有排量大、功率高、地面设备小、维护费用低和能量传递方式简单等优点而获得了广泛应用。油井计量要求计量结果准确与及时。现有技术中普遍采用的电潜泵油井的产液量的计量方法包括分离器玻璃管计量方法、翻斗式称重计量方法、气液分相计量方法以及活动计量车计量方法等。上述方法由于计量原理的限制，在应用上都存在一定的局限性。例如，分离器玻璃管计量方法的地面配套建设投资较大，操作复杂，不能实现油井的连续计量。翻斗式称重计量方法同样需要较复杂的地面配套建设，同时该种方法较易受油区周围的外部环境的影响。气液分相计量方法在对含水较高的油井进行测量时，会出现较大的误差。活动计量车计量方法的劳动强度大，并且受天气条件的影响较大。综上，亟需一种对电潜泵油井的产液量进行准确且实时计量的方法以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题之一是需要提供一种对电潜泵油液井的产液量进行准确且实时计量的方法。为了解决上述技术问题，本申请的实施例首先提供了一种用于计算电潜泵井产液量的方法，包括获取电潜泵井井口处输入的总功率；基于输入功耗模型与所述总功率得到电潜泵的输入功率；建立基于所述电潜泵的输入功率与电潜泵的的扬程的计量模型；利用遗传算法优化所述计量模型，并应用优化后的计量模型对油井产液量进行实时测量。优选地，在建立基于所述电潜泵的输入功率与电潜泵的的扬程的计量模型的步骤中，包括：根据电潜泵特性选取分段的段数；对电潜泵的扬程与出液量的关系曲线进行分段线性化，并根据分段线性化的结果得到分段系数；基于功能关系与所述分段系数得到液量系数；利用所述液量系数建立电潜泵的输入功率与电潜泵的的扬程之间的计量模型。优选地，根据以下表达式得到所述液量系数ci：式中，ki为分段系数，ηi为对应于每一段的电潜泵的泵效，ρ为液体的密度，i为线性化分段的段数。优选地，根据以下表达式建立所述计量模型：式中，Qi为电潜泵的扬程与出液量的关系曲线上每一段的液量，Pei为对应于每一段的电潜泵的输入功率。优选地，在利用遗传算法优化所述计量模型的步骤中，包括：步骤一、将所述液量系数编码为种群中的个体；步骤二、初始化种群的规模、选择概率、交叉概率以及变异概率；步骤三、计算种群中每个个体的适应度函数，并根据所述适应度函数与所述选择概率选取多个个体；步骤四、根据所述交叉概率以及变异概率对所述多个个体进行交叉以及变异，并将产生的新的个体加入种群；步骤五、重复执行步骤三与步骤四直至找到满意的个体。本申请的实施例还提供了一种用于计算电潜泵井产液量的系统，包括：数据采集模块，其获取电潜泵井井口处输入的总功率；功能转换模块，其基于输入功耗模型与所述总功率得到电潜泵的输入功率；模型建立模块，其建立基于所述电潜泵的输入功率与电潜泵的的扬程的计量模型；优化检测模块，其利用遗传算法优化所述计量模型，并应用优化后的计量模型对油井产液量进行实时测量。优选地，模型建立模块包括：选段单元，其根据电潜泵特性选取分段的段数；线性化单元，其对电潜泵的扬程与出液量的关系曲线进行分段线性化，并根据分段线性化的结果得到分段系数；系数单元，其基于功能关系与所述分段系数得到液量系数；建模单元，其利用所述液量系数建立电潜泵的输入功率与电潜泵的的扬程之间的计量模型。优选地，系数单元根据以下表达式得到所述液量系数ci：式中，ki为分段系数，ηi为对应于每一段的电潜泵的泵效，ρ为液体的密度，i为线性化分段的段数。优选地，建模单元根据以下表达式建立所述计量模型：式中，Qi为电潜泵的扬程与出液量的关系曲线上每一段的液量，Pei为对应于每一段的电潜泵的输入功率。优选地，优化检测模块根据以下步骤优化所述计量模型：步骤一、将所述液量系数编码为种群中的个体；步骤二、初始化种群的规模、选择概率、交叉概率以及变异概率；步骤三、计算种群中每个个体的适应度函数，并根据所述适应度函数与所述选择概率选取多个个体；步骤四、根据所述交叉概率以及变异概率对所述多个个体进行交叉以及变异，并将产生的新的个体加入种群；步骤五、重复执行步骤三与步骤四直至找到满意的个体。与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：通过建立电潜泵井的计量模型对油井的液量进行测量，实现了电潜泵井液量的实时检测，测量精度高，操作简单易实施，同时可以对电潜泵井进行在线监测和故障诊断。本专利技术的其他优点、目标，和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本专利技术的实践中得到教导。本专利技术的目标和其他优点可以通过下面的说明书，权利要求书，以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明附图用来提供对本申请的技术方案或现有技术的进一步理解，并且构成说明书的一部分。其中，表达本申请实施例的附图与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，但并不构成对本申请技术方案的限制。图1为本申请实施例的用于计算产液量的方法的流程示意图；图2(a)-(b)为本申请实施例的电潜泵井系统能量流动的示意图；图3为本申请实施例的动力电缆的等效电路示意图；图4为本申请实施例的潜油电机的等效电路示意图；图5为本申请实施例的电潜泵的特性曲线示意图；图6为本申请一示例所采集的电潜泵电功示意图；图7为本申请一示例的液量系数的优化结果示意图；图8为本申请一示例的计量结果的对比示意图；图9为本申请实施例的用于计算产液量的系统的结构示意图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成相应技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。图1为本申请实施例的用于计算产液量的方法的流程示意图，该方法包括以下步骤：步骤S110、采集电潜泵井井口处输入的总功率。步骤S120、基于输入功耗模型与所述总功率得到电潜泵的输入功率。步骤S130、建立基于所述电潜泵的输入功率与电潜泵的的扬程的计量模型。步骤S140、利用遗传算法优化所述计量模型，并应用优化后的计量模型对油井产液量进行实时测量。具体的，利用电压互感器与电流互感器测得电潜泵井井口处的电压U井口和电流I井口，该电压和电流为施加于电潜泵井系统的总电压和总电流。根据测得的电压和电流可以求得输入到电潜泵井系统的总功率为P井口＝U井口*I井口。典型的电潜泵井系统主要包括地面部分与井下部分两部分。其中，地面部分主要由地面电缆、变压器、控制柜以及动力电缆等组成，井下部分主要由潜油电机、保护器、油气分离器、电潜泵以及管柱等组成。在电潜泵井系统的工作过程中，上述各组成部分上均存在功率损失。图2(a)-(b)为本申请实施例的电潜泵井系统能量流动的示意图，其中，图2(a)为完整的能量流动示意图，从图中可以看出，最终电潜泵所获得的功率如表达式(1)所示：P泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于计算电潜泵井产液量的方法，包括：获取电潜泵井井口处输入的总功率；基于输入功耗模型与所述总功率得到电潜泵的输入功率；建立基于所述电潜泵的输入功率与电潜泵的的扬程的计量模型；利用遗传算法优化所述计量模型，并应用优化后的计量模型对油井产液量进行实时测量。

【技术特征摘要】
1.一种用于计算电潜泵井产液量的方法，包括：获取电潜泵井井口处输入的总功率；基于输入功耗模型与所述总功率得到电潜泵的输入功率；建立基于所述电潜泵的输入功率与电潜泵的的扬程的计量模型；利用遗传算法优化所述计量模型，并应用优化后的计量模型对油井产液量进行实时测量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在建立基于所述电潜泵的输入功率与电潜泵的的扬程的计量模型的步骤中，包括：根据电潜泵特性选取分段的段数；对电潜泵的扬程与出液量的关系曲线进行分段线性化，并根据分段线性化的结果得到分段系数；基于功能关系与所述分段系数得到液量系数；利用所述液量系数建立电潜泵的输入功率与电潜泵的的扬程之间的计量模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据以下表达式得到所述液量系数ci：ci=1000kiηi/ρg]]>式中，ki为分段系数，ηi为对应于每一段的电潜泵的泵效，ρ为液体的密度，i为线性化分段的段数。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据以下表达式建立所述计量模型：Qi=ciPei]]>式中，Qi为电潜泵的扬程与出液量的关系曲线上每一段的液量，Pei为对应于每一段的电潜泵的输入功率。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在利用遗传算法优化所述计量模型的步骤中，包括：步骤一、将所述液量系数编码为种群中的个体；步骤二、初始化种群的规模、选择概率、交叉概率以及变异概率；步骤三、计算种群中每个个体的适应度函数，并根据所述适应度函数与所述选择概率选取多个个体；步骤四、根据所述交叉概率以及变异概率对所述多个个体进行交叉以及变异，并将产生的新的个体加入种群；步骤五、重复执行步骤三与步骤四直至找到满意的个体。6.一种用于计算电潜泵井产液量的系统，包括：数据采...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜家厅，黄辉，王军霞，王晓港，刘德生，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，中国石油化工股份有限公司石油勘探开发研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11