本發(fā)明涉及了一種油田管理系統(tǒng)與方法，屬于智能制造控制領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著油井的開采過程，抽油機(jī)設(shè)備的磨損、故障、地質(zhì)狀況的變化、實(shí)時(shí)注水對(duì)采油狀況的影響等等因素將會(huì)持續(xù)的對(duì)采油過程進(jìn)行影響，而我國的采油產(chǎn)業(yè)在過去一直處于粗獷式的開采模型中。由于石油開發(fā)方式的特點(diǎn)，管理人員無法實(shí)時(shí)的得知地下設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)，因此往往在抽油井故障一段時(shí)間后，故障信息才能通過采液量的變化被管理人員發(fā)現(xiàn)，并需要工作人員通過人為的監(jiān)測才能得知油井準(zhǔn)確的實(shí)時(shí)狀態(tài)；或者根據(jù)采油量的明顯變化才能對(duì)地下狀況的變化進(jìn)行推測，從而改變采油策略等。在現(xiàn)階段的油井開采的過程中，對(duì)油井的采油策略的修改往往處于信息滯后式的狀況。而且油井的開采策略的改變往往需要管理人員長年累月的經(jīng)驗(yàn)積累才能在第一時(shí)間采取合適的方式，針對(duì)已經(jīng)發(fā)生的狀況進(jìn)行調(diào)整。而這樣的工作模式就對(duì)油井的工作人員有著大量的經(jīng)驗(yàn)依賴，如果在錯(cuò)誤的時(shí)間對(duì)油井的采油策略進(jìn)行了更改，會(huì)需要一段時(shí)間的檢驗(yàn)才能發(fā)現(xiàn)新的策略并不能符合目前的生產(chǎn)狀況，這樣的情形往往會(huì)導(dǎo)致采油效率過低，而降低了產(chǎn)能，大量的浪費(fèi)了人力、物力。

油井的互操作模型很好的改善了這一情形。這一技術(shù)根據(jù)設(shè)備的特性，實(shí)時(shí)的將設(shè)備的狀態(tài)信息通過數(shù)據(jù)采集設(shè)備的進(jìn)行及時(shí)的收集，并在差異化存儲(chǔ)后，實(shí)時(shí)的與云端系統(tǒng)進(jìn)行交互同步，從而達(dá)到設(shè)備狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)感知。并根據(jù)云端提供的分析算法、優(yōu)化算法等模塊，自動(dòng)匹配對(duì)應(yīng)的算法，結(jié)合油井自身的采集數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)等信息，進(jìn)行計(jì)算，形成對(duì)應(yīng)的優(yōu)化策略，并及時(shí)反饋給油井管理系統(tǒng)，油井管理系統(tǒng)將會(huì)根據(jù)收到的優(yōu)化策略，對(duì)自身的采油過程進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能最大化。這樣油井生產(chǎn)策略的調(diào)節(jié)，就變成了油井互操作模型與上位機(jī)云端平臺(tái)的信息交互，并達(dá)到自動(dòng)優(yōu)化控制的過程。

這是目前石油領(lǐng)域改革更新的趨勢，也是提高產(chǎn)線效率、降低能耗的必經(jīng)之路。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是在傳統(tǒng)的石油開采領(lǐng)域的油井開采過程中，設(shè)備狀態(tài)信息滯后，采油優(yōu)化策略延遲的問題。提出了一種基于油井互操作模型的油井管理系統(tǒng)與方法來將油井設(shè)備進(jìn)行模型化統(tǒng)一管理，在油井的生產(chǎn)過程中，根據(jù)油井的實(shí)時(shí)狀態(tài)與云端的分析優(yōu)化算法進(jìn)行交互，達(dá)到油井的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)控與優(yōu)化控制的目的，從而選擇最合適的開采策略，達(dá)到最大化產(chǎn)能的目的。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種油田管理系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：油井管理模塊和云端管理模塊；

其中，將所述油井管理模塊抽象成對(duì)應(yīng)的Web服務(wù)，并將單個(gè)油井的Web服務(wù)進(jìn)行組合，形成單個(gè)油井的互操作模型；

所述互操作模型包括數(shù)據(jù)采集單元，數(shù)據(jù)傳輸單元和控制單元；

所述數(shù)據(jù)采集單元，用于采集油井?dāng)?shù)據(jù)；

所述數(shù)據(jù)傳輸單元，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集單元采集的油井?dāng)?shù)據(jù)，并將油井?dāng)?shù)據(jù)傳輸至云端管理模塊；還用于根據(jù)云端管理模塊發(fā)送的優(yōu)化控制策略更新本地算法庫；

所述控制單元，用于根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸單元發(fā)送的更新的本地算法庫實(shí)時(shí)調(diào)整油井的生產(chǎn)策略；

所述云端管理模塊包括數(shù)據(jù)管理單元和策略計(jì)算單元；

所述數(shù)據(jù)管理單元，用于接收并存儲(chǔ)所述互操作模型發(fā)送的油井?dāng)?shù)據(jù)；

所述策略計(jì)算單元，用于根據(jù)數(shù)據(jù)管理單元接收的油井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算油井的優(yōu)化策略，并將優(yōu)化策略發(fā)送給所述互操作模型。

進(jìn)一步地，所述互操作模型還包括判斷單元，用于判斷所述數(shù)據(jù)采集單元最新采集到的油井?dāng)?shù)據(jù)是否符合過去預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)油井?dāng)?shù)據(jù)的變化趨勢，如果不符合，則通知數(shù)據(jù)傳輸單元存儲(chǔ)不符合過去預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)油井?dāng)?shù)據(jù)的變化趨勢的油井?dāng)?shù)據(jù)。

其中，所述油井?dāng)?shù)據(jù)包括油井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、油氣藏信息、環(huán)境信息。

其中，所述優(yōu)化策略包括油井的啟停、變頻、調(diào)整沖刺和調(diào)平衡。

進(jìn)一步地，所述云端管理模塊還包括日志生成單元，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)管理單元中存儲(chǔ)的油井?dāng)?shù)據(jù)，按照預(yù)設(shè)的格式，生成可供油田領(lǐng)域的工作人員查看的油井日志。

進(jìn)一步地，所述云端管理模塊還包括校正單元，用于對(duì)所述策略計(jì)算單元計(jì)算的優(yōu)化策略進(jìn)行校驗(yàn)，并將校驗(yàn)的符合規(guī)范的優(yōu)化策略存儲(chǔ)在算法庫中。

本申請(qǐng)還提供了一種油田管理方法，包括：

將油井上安裝的油井管理模塊抽象成對(duì)應(yīng)的Web服務(wù)，并將單個(gè)油井的Web服務(wù)進(jìn)行組合，形成單個(gè)油井的互操作模型；

所述互操作模型內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集單元采集油井?dāng)?shù)據(jù)；

云端管理模塊獲取所述數(shù)據(jù)采集單元采集的油井?dāng)?shù)據(jù)；

云端管理模塊根據(jù)所述油井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算油井的優(yōu)化策略，并發(fā)送給所述互操作模型；

所述互操作模型根據(jù)云端管理模塊發(fā)送的優(yōu)化策略更新本地算法庫，并根據(jù)更新的本地算法庫調(diào)整油井的生產(chǎn)策略。

其中，云端管理模塊獲取數(shù)據(jù)采集單元采集的油井?dāng)?shù)據(jù)，具體為：

云端數(shù)據(jù)管理模塊通過監(jiān)聽的方式，獲取所述數(shù)據(jù)采集單元采集的油井?dāng)?shù)據(jù)。

進(jìn)一步地，云端管理模塊獲取所述數(shù)據(jù)采集單元采集的油井?dāng)?shù)據(jù)之后，還包括：

根據(jù)獲取的油井?dāng)?shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的日志格式生成油井日志。

進(jìn)一步地，云端管理模塊根據(jù)油井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算油井的優(yōu)化策略之后，還包括：對(duì)計(jì)算的優(yōu)化策略進(jìn)行校驗(yàn)，并將校驗(yàn)的符合規(guī)范的優(yōu)化策略存儲(chǔ)在算法庫中。

本發(fā)明的有益效果是：

1、本申請(qǐng)通過根據(jù)采集的油井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算油井的優(yōu)化策略，并根據(jù)優(yōu)化策略調(diào)整油井的生產(chǎn)策略，實(shí)現(xiàn)控制油井生產(chǎn)、調(diào)整采油策略的目的，并且油井管理系統(tǒng)同構(gòu)性好、實(shí)施簡單；

2、進(jìn)一步地，還可以根據(jù)獲取的油井?dāng)?shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的日志格式生成油井日志，以供工作人員查看，使工作人員根據(jù)油井日志及時(shí)發(fā)現(xiàn)不符合當(dāng)前情況的油井策略，從而及時(shí)維護(hù)油井，不僅減少了維護(hù)油井的人力物力，而且提高采油井的采油效率，提高產(chǎn)能；

3、進(jìn)一步地，對(duì)計(jì)算的優(yōu)化策略進(jìn)行校驗(yàn)，判斷是否符合規(guī)范，將符合規(guī)范優(yōu)化策略存儲(chǔ)在算法庫中，提高了油井管理系統(tǒng)的管理效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種油田管理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的一種油田管理方法流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案以及優(yōu)點(diǎn)等更加清楚明確，在這里舉出實(shí)際例子并參考附圖進(jìn)行進(jìn)一步的說明。

對(duì)油井上收集的數(shù)據(jù)采集設(shè)備進(jìn)行建模，建立數(shù)據(jù)與設(shè)備的關(guān)聯(lián)，并通過網(wǎng)絡(luò)將云端的優(yōu)化控制算法進(jìn)行同步，通過已采集的數(shù)據(jù)與優(yōu)化控制算法進(jìn)行計(jì)算，可得到符合該油井的現(xiàn)狀的優(yōu)化策略，從而通過控制器對(duì)油井下一步開采方式進(jìn)行控制。云端則通過對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行差異性存儲(chǔ)，并生成對(duì)應(yīng)的日志，供油田領(lǐng)域的專業(yè)人士查看，總結(jié)出新的優(yōu)化算法完善云端的算法庫。

其中，這里提到的建模，指的是將每口油井上所有的數(shù)據(jù)采集器與控制器進(jìn)行抽象化，根據(jù)其能提供的采集數(shù)據(jù)與可控制的屬性抽象成Web服務(wù)，并加入油田專業(yè)對(duì)應(yīng)的標(biāo)簽名稱，這樣使得油田管理系統(tǒng)中所有的油井都可以通過統(tǒng)一的方式來獲取數(shù)據(jù)或被調(diào)用。通過統(tǒng)一的標(biāo)簽來使得云平臺(tái)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的通用性。

云端優(yōu)化策略指的是，通過油田領(lǐng)域的專業(yè)人士對(duì)已有的油井控制經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，并抽象成對(duì)應(yīng)的公式、優(yōu)化策略。當(dāng)采油井發(fā)生異?；蛐枰獌?yōu)化時(shí)，需要由人來根據(jù)經(jīng)驗(yàn)改變優(yōu)化策略，其判斷的依據(jù)主要是根據(jù)某些數(shù)據(jù)的異常或某些數(shù)值組合計(jì)算得到的新的數(shù)據(jù)的異常來進(jìn)行判斷。這一行為可以抽象成將采集到的數(shù)據(jù)作為參數(shù)，將最終得到的優(yōu)化策略作為結(jié)果的判斷邏輯。而其中的組合計(jì)算則抽象成對(duì)應(yīng)的計(jì)算公式，其輸入?yún)?shù)為不同采集設(shè)備的采集數(shù)據(jù)。這樣，我們就可以通過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)計(jì)算的方式來對(duì)人需要做的優(yōu)化策略的選擇，剝離了經(jīng)驗(yàn)化，形成了穩(wěn)定可靠的處理邏輯。通過將優(yōu)化計(jì)算公式的輸入輸出均定義為Web服務(wù)，并匹配數(shù)據(jù)標(biāo)簽的方式，來對(duì)油井進(jìn)行統(tǒng)一化管理。

參見圖1，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種油田管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括油井管理模塊11和云端管理模塊12；

其中，將油井管理模塊11抽象成對(duì)應(yīng)的Web服務(wù)，并將單個(gè)油井的Web服務(wù)進(jìn)行組合，形成單個(gè)油井的互操作模型13；

將油井管理模塊11抽象成對(duì)應(yīng)的Web服務(wù)，可以解決油井管理模塊11中不同類型的單元集成效率低的問題，提高了不同單元之間的互操作性，從而使得該油田管理系統(tǒng)同構(gòu)性好、實(shí)施簡單。

本發(fā)明實(shí)施例中的Web服務(wù)符合W3C標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)然也可以根據(jù)實(shí)際需要將油井管理模塊11抽象成符合其他標(biāo)準(zhǔn)的Web服務(wù)，本發(fā)明實(shí)施例對(duì)此不作具體限制。

其中，互操作模型13包括數(shù)據(jù)采集單元131，數(shù)據(jù)傳輸單元132和控制單元133；

數(shù)據(jù)采集單元131，用于采集油井?dāng)?shù)據(jù)；

本發(fā)明實(shí)施例中，油井?dāng)?shù)據(jù)包括不同油井的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和油氣藏?cái)?shù)據(jù)等。

數(shù)據(jù)傳輸單元132，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)采集單元131采集的油井?dāng)?shù)據(jù)，并將油井?dāng)?shù)據(jù)傳輸至云端管理模塊12；還用于根據(jù)云端管理模塊12發(fā)送的優(yōu)化控制策略更新本地算法庫；

進(jìn)一步地，互操作模型13還包括判斷單元，用于判斷數(shù)據(jù)采集單元131最新采集到的油井?dāng)?shù)據(jù)是否符合過去預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)油井?dāng)?shù)據(jù)的變化趨勢，如果不符合，則通知數(shù)據(jù)傳輸單元132，數(shù)據(jù)傳輸單元132收到判斷單元發(fā)送的不符合通知后，存儲(chǔ)該不符合過去預(yù)設(shè)時(shí)間段內(nèi)油井?dāng)?shù)據(jù)的變化趨勢的油井?dāng)?shù)據(jù)，即數(shù)據(jù)傳輸單元132對(duì)數(shù)據(jù)采集單元131采集的油井?dāng)?shù)據(jù)進(jìn)行差異化存儲(chǔ)。

控制單元133，用于根據(jù)數(shù)據(jù)傳輸單元132發(fā)送的更新的本地算法庫實(shí)時(shí)調(diào)整油井的生產(chǎn)策略。

其中，云端管理模塊12包括數(shù)據(jù)管理單元121和策略計(jì)算單元122；

數(shù)據(jù)管理單元121，用于接收并存儲(chǔ)互操作模型發(fā)送的油井?dāng)?shù)據(jù)；

策略計(jì)算單元122，用于根據(jù)數(shù)據(jù)管理單元121接收的油井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算油井的優(yōu)化策略，并將優(yōu)化策略發(fā)送給互操作模型13。

實(shí)際應(yīng)用中，策略計(jì)算單元122可以通過可視化的操作界面，根據(jù)油井的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、油氣藏信息、環(huán)境信息等油井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算出可以衡量油井運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)值，從而形成優(yōu)化策略。優(yōu)化策略包括油井的啟停、變頻、調(diào)整沖刺、調(diào)平衡等。

其中基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括油井的桿柱組合參數(shù)、沖程、泵徑、泵掛深度、管徑、油管長度等參數(shù)。環(huán)境信息包括油氣藏密度、溫度、濕度等信息。

進(jìn)一步地，云端管理模塊12還包括校正單元，用于對(duì)策略計(jì)算單元122計(jì)算的優(yōu)化策略進(jìn)行校驗(yàn)，判斷該優(yōu)化策略是否符合規(guī)范，如果符合規(guī)范，將該優(yōu)化策略存儲(chǔ)在算法庫中。

進(jìn)一步地，云端管理模塊12還包括日志生成單元，用于根據(jù)數(shù)據(jù)管理單元121中存儲(chǔ)的油井?dāng)?shù)據(jù)，按照預(yù)設(shè)的格式，生成可供油田領(lǐng)域的工作人員查看的油井日志。

本發(fā)明實(shí)施例提供的油井管理系統(tǒng)通過根據(jù)采集的油井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算油井的優(yōu)化策略，并根據(jù)優(yōu)化策略調(diào)整油井的生產(chǎn)策略，實(shí)現(xiàn)控制油井生產(chǎn)、調(diào)整采油策略的目的，并且油井管理系統(tǒng)同構(gòu)性好、實(shí)施簡單；進(jìn)一步地，還可以根據(jù)獲取的油井?dāng)?shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的日志格式生成油井日志，以供工作人員查看，使工作人員根據(jù)油井日志及時(shí)發(fā)現(xiàn)不符合當(dāng)前情況的油井策略，從而及時(shí)維護(hù)油井，不僅減少了維護(hù)油井的人力物力，而且提高采油井的采油效率，提高產(chǎn)能；進(jìn)一步地，對(duì)計(jì)算的優(yōu)化策略進(jìn)行校驗(yàn)，判斷是否符合規(guī)范，將符合規(guī)范優(yōu)化策略存儲(chǔ)在算法庫中，提高了油井管理系統(tǒng)的管理效率。

參見圖2，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種油田管理方法，包括：

步驟S1：將油井上安裝的油井管理模塊抽象成對(duì)應(yīng)的Web服務(wù)，并將單個(gè)油井的Web服務(wù)進(jìn)行組合，形成單個(gè)油井的互操作模型；

步驟S2：互操作模型內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集單元采集油井?dāng)?shù)據(jù)；

具體地，油井?dāng)?shù)據(jù)包括不同油井的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和油氣藏?cái)?shù)據(jù)等。

步驟S3：云端管理模塊獲取數(shù)據(jù)采集單元采集的油井?dāng)?shù)據(jù)；

具體地，云端數(shù)據(jù)管理模塊通過監(jiān)聽的方式，獲取數(shù)據(jù)采集單元采集的油井?dāng)?shù)據(jù)。

步驟S4：云端管理模塊根據(jù)油井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算油井的優(yōu)化策略，并發(fā)送給互操作模型；

進(jìn)一步地，云端管理模塊可以根據(jù)獲取的油井?dāng)?shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的日志格式生成油井日志，以供工作人員查看，當(dāng)工作人員通過查看油井日志發(fā)現(xiàn)某口油井或多口油井的處理策略不符合當(dāng)前情況時(shí)，利用云端管理模塊計(jì)算油井的優(yōu)化策略。

進(jìn)一步地，可以對(duì)計(jì)算的優(yōu)化策略進(jìn)行校驗(yàn)，判斷是否符合規(guī)范，如果符合規(guī)范，將該優(yōu)化策略存儲(chǔ)在算法庫中。

更進(jìn)一步地，可以實(shí)時(shí)更新算法庫中存儲(chǔ)的優(yōu)化控制策略。

步驟S5：互操作模型根據(jù)云端管理模塊發(fā)送的優(yōu)化策略更新本地算法庫，并根據(jù)更新的本地算法庫調(diào)整油井的生產(chǎn)策略，達(dá)到控制油井生產(chǎn)、調(diào)整采油策略的目的。

綜上所述，本發(fā)明的方法，針對(duì)石油開采領(lǐng)域進(jìn)行了優(yōu)化，減少了油井開采策略變更的滯后性。本發(fā)明實(shí)施例提供的油井管理方法通過將油井上安裝的油井管理模塊抽象成對(duì)應(yīng)的Web服務(wù)，并將單個(gè)油井下屬的Web服務(wù)進(jìn)行組合，形成單個(gè)油井的互操作模型，然后根據(jù)采集的油井?dāng)?shù)據(jù)計(jì)算油井的優(yōu)化策略，并根據(jù)優(yōu)化策略調(diào)整油井的生產(chǎn)策略，不僅實(shí)現(xiàn)了控制油井生產(chǎn)、調(diào)整采油策略的目的，而且實(shí)施簡單、高效；進(jìn)一步地，還可以根據(jù)獲取的油井?dāng)?shù)據(jù)和預(yù)設(shè)的日志格式生成油井日志，以供工作人員查看，使工作人員根據(jù)油井日志及時(shí)發(fā)現(xiàn)不符合當(dāng)前情況的油井策略，從而及時(shí)維護(hù)油井，不僅減少了維護(hù)油井的人力物力，而且提高采油井的采油效率，提高產(chǎn)能；進(jìn)一步地，對(duì)計(jì)算的優(yōu)化策略進(jìn)行校驗(yàn)，判斷是否符合規(guī)范，將符合規(guī)范優(yōu)化策略存儲(chǔ)在算法庫中，提高了油井管理系統(tǒng)的管理效率。這是一種新的針對(duì)油井優(yōu)化控制的系統(tǒng)優(yōu)化解決方案，適合推廣使用。