一种基于云端高频井口压力生产数据分析方法技术

本发明专利技术涉及油藏工程技术领域，具体涉及一种基于云端高频井口压力生产数据分析方法，通过在井口位置进行高频压力数据采集，对采集的高频压力数据进行边缘计算，得到滤波后的数据，并将滤波后的数据发送至云端，云端接收滤波后的数据，计算并获得井筒的压力分布，最终得到井底压力，根据井底压力，进行生产数据分析，反演储量、渗透率、表皮及地层压力。监测过程通过在井口进行数据采集即可，无需在井下进行测试，测试条件要求简单，测试风险小，并且能够根据井口压力反演得到生产数据。够根据井口压力反演得到生产数据。够根据井口压力反演得到生产数据。

【技术实现步骤摘要】
一种基于云端高频井口压力生产数据分析方法


[0001]本专利技术涉及油藏工程
，尤其涉及一种基于云端高频井口压力生产数据分析方法。

技术介绍

[0002]油气井生产数据分析是处理和解释油气井日常动态数据响应，从而获取油气藏或油气井参数的过程，通过分析压力及产量数据的变化趋势，达到反演地下参数及了解地层动态的目的。油气田勘探与开发中需要确定地质储量，同时渗透率、表皮及地层平均圧力也是井网部署、配产方案、生产制度优化及改造措施等必须要基本参数。由于油气藏深埋地下数千米，只能在地面或井筒才能进行测量，地层中的参数只能通过反演方法间接得到。
[0003]油水井生产方式类型较多，如自喷生产、注水
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注气
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注CO2
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注蒸汽生产、抽油机生产，现有生产数据分析方法中，流量递减分析都是假设井底流压恒定不变，而基于物质平衡时间及归一化压力的双对数分析和Blasingame分析方法井底压力及流量都是随时间变化的。随着致密油气及非常规页岩油气的开发，几乎不存在井底压力不变这类理想情况。井底压力的获得需要将压力计下入井筒，最好是下到油水产层中部。受井筒测量空间、环境及流动通道等限制，压力计投放也有多种方式，如通过偏心环空投放，通过下测试管柱、钻杆及油管投放等。在油管生产井从偏心环空采用电缆投放压力计测量成本最低，而通过测试管柱进行压力测量费用较高。无论哪种测试都是采用井底电池供电，压力数据采用存储式压力计，这样的测试有几个弊端，（1）不能长期监测：由于采用井下电池，测量时间受电池供电时间限制；（2）无法在井底长期监测：由于电池供电时间有限，只能采用电缆通过地面供电实现长期井底压力监测，但油井在生产期间不断有流体采出，井口流体也要输入地面输油管道，加之地层中流体可能含有腐蚀性物质以及结蜡等一系列问题，一般不可能长期采用电缆供电用于井底压力测量；（3）井下压力计因造价高：由于井筒条件十分复杂，井底温度（尤其是深井）高压力也高，同时井底的流体种类不同井也不相同，有的存在腐蚀性流体（如流体含硫、高浓度CO2等），井底压力计中各部件需要特别防护，尤其是芯片需要长时间耐高温；（4）井下测试面临多种风险：实际试井压力测试时可能面临各种事故，如压力计被卡、掉井底，尤其是深层气井还面临气体泄漏危害人身安全等。
[0004]由此可见，现有技术至少存在以下问题：在井下测试的方式，测试环境差，无法长时间监测，同时监测成本和测试风险高。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种基于云端高频井口压力生产数据分析方法，以解决在井下测试的方式，测试环境差，无法长时间监测，同时监测成本和测试风险高的问题。
[0006]基于上述目的，本专利技术提供了一种基于云端高频井口压力生产数据分析方法，包括：
在井口位置进行高频压力数据采集；对采集的高频压力数据进行边缘计算，得到滤波后的数据，并将滤波后的数据发送至云端；云端接收滤波后的数据，计算并获得井筒的压力分布，最终得到井底压力；根据井底压力，进行生产数据分析，反演储量、渗透率、表皮及地层压力。
[0007]可选的，所述在井口位置进行高频压力数据采集包括：在井口四通阀上安装高频压力计，高频压力计与管道中的油或水直接接触；安装电池保持压力计的供电；信号电缆线连接压力计、数采设备及电脑，完成设备的安装；给系统供电，打开电脑，运行采集软件，调试测量油水管道中的压力，通过信号电缆线及数采设备将压力采集到电脑。
[0008]可选的，所述高频压力数据采集包括在井口压力测试前保持高频压力采集系统的正常采集，采样时以毫秒级高频测量管道中的压力，由输出线、采集卡将数据直传电脑，完成数据采集；采用HTF
‑
5数据格式存储。
[0009]可选的，所述对采集的高频压力数据进行边缘计算，得到滤波后的数据，并将滤波后的数据发送至云端包括：采用对1分钟内6000个采样压力数据进行积分后再取平均，抽稀为1分钟一个采样点，保证采样数据精度同时减少云端数据传输数据量，具体算法为：1分钟内平均压力：采集的高频压力数据按100HZ采样，1分钟内压力平均值由下式给出：（1）；式中：t
i
为以分钟为单位的时间值；p（τ）实际采样100HZ下τ时刻的采样压力数据，τ以100HZ采样频率下的采样时间；1分钟内递推平均滤波：把连续取N个采样值看成一个队列，其中N=6000，采用先进先出原则，每次采样到一个新数据放入队尾，并扔掉原来队首的一个数据；把队列中的N个数据按公式（1）取其平均值，获得新的滤波结果，即滤波后的数据。
[0010]可选的，所述将滤波后的数据发送至云端包括：压力信号由本地服务器采集后，通过数据分发至不同的系统，包括：本地数据分析系统，负责本地数据的存储和实时数据分析；云服务系统，通过建立TCP长状态连接，将数据以http报文形式发送至云服务器，存储数据库。
[0011]可选的，所述计算并获得井筒的压力分布，最终得到井底压力包括：垂直井筒管流满足的方程：根据能量守恒原理，微小管段两截面间的能量平衡关系式，用微分式表达：
ꢀꢀ
(2)；式中采用国际单位制：p为压力，单位为Pa；ρ为流体密度，kg/m3；l、Z分别表示两截面之间水平长度、垂向高差，单位为m；u为流体速度，单位为m/s；g为重力加速度，单位为m/s2；d为管径，单位为m；f为摩阻系数，无因次；w为外界对流体作
功，单位为J/kg；以压头表示的垂直管流能量守恒方程为：(3)；摩阻系数的计算：(4)；式中：f为摩阻系数，无因次；ε为油管粗糙度，单位为m；为流体雷诺数，无因次；ρ为流体密度，单位为kg/m3；μ为流体粘度，单位为Pa.s；井筒压力微分方程求解：根据方程（3），采用四阶龙格
‑
库塔法进行求解，假设井口位置是零，地层中部深度为L，首先，将区间[0，L]分为n份，这样Z离散化为Z
k
，对应P离散化为P
k
，这里：（5）；四阶龙格库塔法公式如下：（6）；式中：；由于井口压力已知，也就是Z=0时，P0是已知的，方程（5）和方程（6）相结合，通过不断迭代，获得这个井筒的压力分布，最终得到井底压力。
[0012]可选的，所述根据井底压力，进行生产数据分析包括：根据井底压力，定义满足生产数据分析的新变量、拟合图版及分析方法：生产数据变量定义：物质平衡时间：（7）；归一化产量：（8）；归一化产量积分：
（9）；归一化产量积分导数：（10）；式中：q（t）为油井日产量，单位为m3/D；为油井井底流压，单位为MPa；P
i
为原始地层压力，单位为MPa；τ为积分变量，时间单位；生产数据分析图版：无量纲归一规化产量表达式：（11）；式中：为Laplace变换公式；；；；；；为无量纲边界半径，无因次；为无量纲压力，无因次；为无量纲时间，无因次；为无量纲物质平衡时间，无因次；
μ为流体粘度，单位为mpa.s；B为油的体积系数，无因次；k为地层渗本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于云端高频井口压力生产数据分析方法，其特征在于，包括：在井口位置进行高频压力数据采集；对采集的高频压力数据进行边缘计算，得到滤波后的数据，并将滤波后的数据发送至云端；云端接收滤波后的数据，计算并获得井筒的压力分布，最终得到井底压力；根据井底压力，进行生产数据分析，反演储量、渗透率、表皮及地层压力。2.根据权利要求1所述的一种基于云端高频井口压力生产数据分析方法，其特征在于，所述在井口位置进行高频压力数据采集包括：在井口四通阀上安装高频压力计，高频压力计与管道中的油或水直接接触；安装电池保持压力计的供电；信号电缆线连接压力计、数采设备及电脑，完成设备的安装；给系统供电，打开电脑，运行采集软件，调试测量油水管道中的压力，通过信号电缆线及数采设备将压力采集到电脑。3.根据权利要求2所述的一种基于云端高频井口压力生产数据分析方法，其特征在于，所述高频压力数据采集包括在井口压力测试前保持高频压力采集系统的正常采集，采样时以毫秒级高频测量管道中的压力，由输出线、采集卡将数据直传电脑，完成数据采集；采用HTF
‑
5数据格式存储。4.根据权利要求1所述的一种基于云端高频井口压力生产数据分析方法，其特征在于，所述对采集的高频压力数据进行边缘计算，得到滤波后的数据，并将滤波后的数据发送至云端包括：采用对1分钟内6000个采样压力数据进行积分后再取平均，抽稀为1分钟一个采样点，保证采样数据精度同时减少云端数据传输数据量，具体算法为：1分钟内平均压力：采集的高频压力数据按100HZ采样，1分钟内压力平均值由下式给出：（1）；式中：t
i
为以分钟为单位的时间值；p（τ）实际采样100HZ下τ时刻的采样压力数据，τ以100HZ采样频率下的采样时间；1分钟内递推平均滤波：把连续取N个采样值看成一个队列，其中N=6000，采用先进先出原则，每次采样到一个新数据放入队尾，并扔掉原来队首的一个数据；把队列中的N个数据按公式（1）取其平均值，获得新的滤波结果，即滤波后的数据。5.根据权利要求1所述的一种基于云端高频井口压力生产数据分析方法，其特征在于，所述将滤波后的数据发送至云端包括：压力信号由本地服务器采集后，通过数据分发至不同的系统，包括：本地数据分析系统，负责本地数据的存储和实时数据分析；云服务系统，通过建立TCP长状态连接，将数据以http报文形式发送至云服务器，存储数据库。6.根据权利要求1所述的一种基于云端高频井口压力生产数据分析方法，其特征在于，所述计算并获得井筒的压力分布，最终得到井底压力包括：垂直井筒管流满足的方程：根据能量守恒原理，微小管段两截面间的能量平衡关系式，用微分式表达：
ꢀ
(2)；式中采用国际单位制：p为压力，单位为Pa；ρ为流体密度，kg/m3；l、Z分别表示两截面之间水平长度、垂向高差，单位为m；u为流体速度，单位为m/s；g为重力加速度，单位为m/s2；d为管径，单位为m；f为摩阻系数，无因次；w为外界对流体作功，单位为J/kg；以压头表示的垂直管流能量守恒方程为：(3)；摩阻系数的计算：(4)；式中：f为摩阻系数，无因次；ε为油管粗糙度，单位为m；为流体雷诺数，无因次；ρ为流体密度，单位为kg/m3；μ为流体粘度，单位为Pa.s；井筒压力微分方程求解：根据方程（3），采用四阶龙格
‑
库塔法进行求解，假设井口位置是零，地层中部深度为L，首先，将区间[0，L]分为n份，这样Z离散化为Z
k
，对应P离散化为P
k
，这里：（5）；四阶龙格库塔法公式如下：（6）；式中：；由于井口压力已知，也就是Z=0时，P0是已知的，方程（5）和方程（6）相结合，通过不断迭代，获得这个井筒的压力分布，最终得到井底压力。7.根据权利要求1所述的一种基于云端高频井口压力生产数据分析方法，其特征在于，所述根据井底压力，进行生产数据分析包括：根据井底压力，定义满足生产数据分析的新变量、拟合图版及分析方法：生产数据变量定义：物质平衡时间：
（7）；归一...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢志炜，卢德唐，
申请(专利权)人：安徽井上天华科技有限公司，
类型：发明
国别省市：