油井生产实时分析设计专家系统

油井生产实时分析设计专家系统PESPetroleumProductionReal-timeAnalysisDesignExpertSystem北京雅丹石油技术开发有限公司关于油井的——全新的油井自动化解决方案综合的油井信息化解决方案智能的石油工程分析解决方案目录系统整体框架数据采集子系统数据采集模块数据录入模块数据管理子系统数据库管理模块生产数据管理模块分析预测子系统油井产能分析模块油井生产动态分析模块油井动态预测模块工程分析子系统井下力学分析模块井筒温度压力场计算模块实时分析诊断模块系统效率与损耗分析模块宏观控制图模块远程计量子系统远程液量计量模块远程电量/电费计量模块优化设计子系统智能设计模块参数优化设计模块防偏磨设计模块油井间抽制度优化模块设计方案绘图模块控制执行子系统系统应用案例主要配套的硬件系统整体框架《油井生产实时分析设计专家系统PES》是一套基于自动化技术、计算机技术、网络技术、系统工程技术以及油气田开发专业技术，以提高油田数字化水平、油井产量、系统效率为目的，集数据采集、数据管理、生产预测、工程分析、远程计量、优化设计、方案发布、控制执行等于一体的硬软件综合平台。《油井生产实时分析设计专家系统PES》为用户提供的油田单井管理自动化解决方案，可以对自喷井、抽油机井、电泵井、螺杆泵井的数据进行实时采集、实时分析，还有间抽、采集密度、开关井、远程变频等远程控制功能。《油井生产实时分析设计专家系统PES》通过远程工况采集监视子系统进行生产数据的实时采集，无线传输成功地解决了油井分布远且分散的难题，提高了油井的自动化管理水平；诊断计量分析优化子系统，通过实时接收数据，实时处理，给出分析诊断和优化设计结果，为油井的正常生产提供有力的技术支持。《油井生产实时分析设计专家系统PES》各部分功能具有先进可靠的理论基础，保证其计算分析设计结果的正确性；计算方法具有多样性，现场可根据数据来源的难易程度选择计算方法；计算各复杂井况下的自喷井、抽油机井、电泵井、螺杆泵井的产液量，为实现油田地面流程的简化优化提供关键技术保障。数据采集子系统PES_Acquisition数据实时采集模块（Real-timeDataAcquisitionModule）抽油机井：采集功图、功率、功率因素、电压、电流、油压、套压等生产参数。螺杆泵井：采集功率、功率因素、电压、电流、转速、油压、套压等生产参数。电潜泵井：采集功率、功率因素、电压、电流、油压、回压等生产参数。自喷井：采集油压、回压、油温等生产参数。数据录入模块（DatainputModule）针对油井的基础数据，例如泵径、杆柱组合、油藏参数、设备参数、油井管理等信息进行人工录入或从油田开发数据库导入。系统可对油井工况监控和故障诊断结果进行实时报警，可以设置报警的种类、各种报警的展现方式（如报警信息的颜色、声音），并可以选择报警的井范围。安装PES油井工况监控与分析系统实时报警软件的任何计算机终端都能实时收到故障的语音、颜色、闪烁报警。采集监控报警工况诊断报警数据管理子系统PES_Data数据库管理模块（Data-baseManagementModule）zz油油井井静静态态数数据据库库zz实实时时动动态态数数据据库库zz采采油油设设备备数数据据库库zz油油井井生生产产日日报报数数据据库库生产数据管理模块（ProduceDataManagementModule）zz开开发发数数据据查查询询zz开开发发动动态态图图件件生生成成zz图图件件查查询询分析预测子系统PES_Analysis＆Forecast油井产能分析模块（OilWellDeliverabilityAnalysisModule）根据油井具体参数，应用油水复合法、采液指数法、Petrobras法等方法，对油井产能进行预测。z稠油蒸汽吞吐井产能预测及产量关系油井生产动态分析模块（OilWellAnalysisandForecastModule）地层压力、流动压力、含水、产液量、产油量、油井生产能力分析、分层动用状况、动液面、氯根等变化分析。油井动态预测模块（OilWellTrendsForecastModule）新新区区开开发发指指标标分分析析与与预预测测：：井井网网密密度度预预测测、产产能能预预测测、底底水水油油藏藏单单井井指指标标预预测测等。老老区区开开发发指指标标分分析析与与预预测测：：递递减减曲曲线线预预测测法法、、水水驱驱特特征征曲曲线线法法、、模型法、联联解解法法等等。。工程分析子系统PES_Analysis井下力学分析模块（DownholeMechanicsAnalysisModule）该模块主要能应用于超深井、水平井的自喷、电潜泵采油、酸化、压裂作业井下单级、组合油管柱设计、校核。该模块中建立了多种工况下（起、下管柱、正常生产、封隔器座封、酸化、压裂作业等）的管柱受力计算方法。z生产油管柱组合力学分析及安全校核z酸化、压裂管柱力学分析及安全校核z带封隔器管柱力学分析及安全校核z单级、组合油管柱昀大下深和伸长量计算z油井管杆系统力学稳定性分析及偏磨趋势预测z生产油管组合柱柱优化设计z施工管柱摩阻计算井筒温度压力场计算（Temperature&PressureFieldCalculateModule）z油井压力场计算z油井温度场计算z稠油井注蒸汽、电加热、回采等工艺的井筒温度场计算实时分析诊断模块（Real-timeAnalysisandDiagnosisModule）根据实时采集的功图、电流、扭矩、压力等数据，实现油井的实时分析与诊断。z抽油机井实时工况分析与故障诊断通过几何特征法、矢量特征法、差分曲线法、人工神经网络法、综合诊断法等多种方法，对抽油机井气锁、凡尔漏失、断脱等二十多种故障，进行自动诊断。z电泵井实时工况分析与故障诊断z螺杆泵井实时工况分析与故障诊断系统效率与损耗分析模块（SystemEfficiencyAnalysisModule）z抽油机井、电泵井、螺杆泵井系统效率与损耗分析z单井泵效、系统效率、损耗分析分解计算z区块系统效率与损耗分析统计、分析、查询目标区块的效率与损耗指标。z抽油机调平衡方案计算应用等峰值法、等面积法、偏方和昀小法等计算平衡调整方案。宏观控制图模块（MacrocontrolChartModule）主要用于：稀油区块油井宏观控制图绘制、稠油热采区块宏观控制图绘制（蒸汽吞吐生产阶段宏观管制图、蒸汽吞吐轮次宏观控制图）。z油井动态数据维护与修改z控制区间设定z宏观控制图相对流压法与沉泵比法厂队泵效宏观图、单井泵效宏观控制图z系统效率控制图相对流压法与沉泵比法厂队泵效宏观图、单井系统效率宏观控制图z厂队统计柱状图z单井参数轨迹图远程计量子系统PES_Gaug远程液量计量模块（RemoteLiquidVolumesGaugingModule）该模块以实测示功图、压力、温度、转速、电参数等采集参数作为分析有杆/无杆泵工作状况的主要依据，建立先进的、适用的油水井系统数学模型及算法；诊断出油水井工况和存在的问题；计算出各种复杂工况下的油井的产液量；同时进行各种有效的数据分析与统计，并可以远程智能控制与调节油井的工作状态。z抽油机井“功图法”远程液量计量z电泵井远程液量计量z螺杆泵井远程液量计量z自喷井远程液量计量该软件模块与油井数据采集硬件系统构成了油井远程监控、液量自动计量及分析优化系统，可以替代或简化油井计量流程，撤消计量站，以降低产能建设投入和运行成本。远程电量/电费计量模块（RemoteＥlectricＱuantitiesGaugingModule）全自动化无线抄表；准确及时的统计和掌握客户的用电信息；对用电设备、电能表的运行状态和客户的用电情况进行实时监控、分析管理。z电量数据采集与监控数据采集、实时监控、防窃电报警、报警转发等。z电量数据统计与分析负荷统计与预测分析、供电可靠性统计与分析、变电站母线平衡统计与分析和分压线损统计与分析、不合理数据统计、电费统计、设备工况分析等。zWEB展示与系统管理综合查询与输出、图形查询、用户基础数据管理、终端控制指令管理、系统日志管理、数据备份与恢复等。优化设计子系统PES_Opt智能设计模块（IntelligenceDesignModule）通过对油井历史数据的挖掘、当前数据的分析，应用软件强大的数值仿真功能，智能化地实现当前工况诊断、油井生产预测、区块状况预测等功能，为油井设计、油井生产、作业维护等提供合理方案。参数优化设计模块（ParametersOptimizationsＤesignＭodule）抽油机系统参数优化设计设计内容：抽油机型、电机功率、冲程、冲次、泵径、杆柱组合、扶正器、防脱器等。z常规抽油机井优化设计z液力反馈泵井优化设计z蒸汽吞吐井优化设计z蒸汽驱井优化设计适应杆型：普通钢杆、玻璃钢杆、钢丝绳杆、碳纤维杆。z对泵挂深度、泵径、冲程、冲数等工作制度参数进行敏感性分析实现供排协调z设计合理的油管柱组合z以油井产量、有效功率等不同目标来优化设计抽汲参数z设计合理的杆柱组合，计算各级杆柱的应力范围比、杆使用系数、昀大载荷、昀小载荷、折算应力等参数电泵井优化设计设计内容：变压器型号、电缆、电机型号、泵型、泵级数、频率、油管等。z昀大产量设计z按照地质配产要求定产量设计螺杆泵井优化设计设计内容：电机型号、泵型号、转速、杆柱、扶正器等z可变频设计z不可变频设计射流泵井优化设计设计内容：泵型、喷嘴直径、喉管直径、注入压力。气举井优化设计设计内容：气举阀配置优化设计、注气量优化分析。防偏磨设计模块（Anti-WearDesignＭodule）抽油机井管杆偏磨防治设计z抽油杆侧向力分布计算z防偏磨参数设计(扶正器与加重杆设计)z抽油杆、油管偏磨损量计算螺杆泵井防偏磨设计z抽油杆侧向力分布计算z防偏磨参数设计(扶正器与万向轴设计)油井间抽制度优化模块（OilWellIntermittingSystemOptimizeModule）通过泵抽时间、沉没度、泵抽产量等数据，绘制沉没度与时间关系图，确定合理间抽制度，提高间抽井效率。沉没度与时间关系图确定间抽时间设计方案绘图模块（Downholestringchartmodule）z直井、斜井、水平井、复杂结构井三维井身和工具设备图片库z施工管柱图的绘制设计模块z工序动画制作设计模块z三维图与二维图对应模块控制执行子系统PES_Con该子系统属于远程智能调控系统，通过下达采集、调控等指令，自动完成实时监测油井的压力、温度、功图、动液面、电参数等，远程智能调控电机启停、阀门开度、电机频率等，保证了采集调控的迅捷、精准，并降低了油井工人的劳动强度，提高了油水井的自动化管理水平。油井智能调控系统实现远程油井采油动态资料数据的自动化采集和传输,由远程变频控制单元利用功图、压力、温度和电参量数据对油井工况进行综合诊断，依据油井综合诊断结果选择昀佳变频和启停方案，实现对采油设备的昀高效变频控制，达到提高泵效的昀佳应用效果。该系统具有抽油机井、电泵井、螺杆泵井等的工况进行实时采集、实时分析，实时控制，还有间抽设置、远程开关井、远程变频等远程控制功能。《油井生产实时分析设计专家系统PES》应用案例——在港西油田地面流程简化优化中的应用《油井生产实时分析设计专家系统PES》在大港港西油田地面流程简化工作中得到成功应用。通过应用该系统中的油田远程监控液量计量及分析优化子系统模块，实现了油井自动监测和控制、实时数据采集、油井液量计量、油井工况诊断优化设计等功能。实现简化地面流程的作用同时，还实现提高油井系统效率的目的。率先在简化油田地面流程，节省产能建设和提高系统效率等方面做出了有益的探索。z实现了抽油机井、电泵井、自喷井、和螺杆泵井的远程实时计量，可以保单井计量误差控制在10%以内，比较准确地计算区块、井组、单井的总产量，实现远程油井工况数据的自动录取、在无人值守情况下能及时掌握油井的动态变化和发生的故障。z实现了单管集油，地面管线“窜糖葫芦”、“就近接大管线”，大大减小了地面管线的铺设公里数和维护成本，港西油田425口井