一种压力波码智能配注系统及方法与流程

本发明涉及配注系统，尤其涉及一种压力波码智能配注系统及方法。

背景技术：

1、分层注水是简便有效的油田二次开采方式，它可以保持油层压力，改善油田开发效果，是实现原油稳定高产的基础。但目前市场上的分层注水系统流量调节算法比较单一,在面对多层段注水时，存在以下问题：

2、1)系统独立，缺乏统一决策，容易引起层段间流量干扰

3、当分层注水过程中部分层段井下地质条件改变，导致对应层段的流量计瞬时流量偏离目标值。对应层段智能配注器内置算法根据pid策略开始调节流量，使瞬时注水流量达到配注要求。随着对应层段的流量调节，分层注水管柱内压力快速发生变化，继而导致其他层段智能配注器的流量调节.....随着其他层段的流量调节，分层注水管柱内压力变化更快....从而引起层段间流量干扰；

4、2)调节时间长，配注合格率低

5、每层的瞬时流量决定了每层的日配注量以及全井的配注总量。因此要使得每层日配注量达到目标要求，需要对不同层段进行流量调节，由于分层注水管柱内压力快速变化，使瞬时注水流量很难达到配注要求。

6、3)由于不同层段地质情况不同，配置要求亦不同，流量的同时调节及反复多次调节会加大井下阀门和电池组件的损耗，产生经济损失。

7、因此为了快捷达到各层间均衡驱替目标，同时减少各层段智能配注器可调水嘴的测调次数,降低各分层管柱内流量波动干扰,提高测调效率和成功率，迫切需要构建一种基于层间注水自动配注策略的注水井分层配注新方法。

技术实现思路

1、本发明要解决的技术问题是，如何减少各层段间流量干扰，降低可调水嘴的测调次数和缩短流量调节时间；有鉴于此，本发明提供一种压力波码智能配注系统及方法。

2、本发明采用的技术方案是，一种压力波码智能配注系统，包括：

3、上接头组件(10)、下接头组件(20)，以及贯穿上接头组件(10)与下接头组件(20)连接的水管组件(30)、控制组件(40)；

4、所述下接头组件(20)内的出水阀口(103)与偏心出水口通道(104)相连通，所述下接头组件(20)顶部安装有驱动电机、电机减速器和水嘴调节阀组件，电机减速器和水嘴调节阀组件的控制端与所述下接头组件(20)下端的配注器水嘴相连接，用于调节配注器水嘴的开度大小；

5、所述下接头组件(20)侧壁分别加工有上部导压孔和下部导压孔，所述上部导压孔一端与所述水管组件(30)进水端相连通，另一端于所述下接头组件顶端与管内压力传感器(32)相连接，所述下部导压孔一端穿过所述下接头组件侧壁与外部连通，另一端与所述下接头组件顶端与地层压力传感器(31)相连接；

6、所述下接头组件(20)顶部还配置有控制组件(40)，进一步包括电池组件(42)及主控电路(41)，所述主控电路(41)的信号输入端分别连接电磁流量计传感器的信号输出端、上部导压孔外设置的管内压力传感器(32)的信号输出端及下部导压孔外设置的地层压力传感器(31)的信号输出端，所述主控电路(41)的信号输出端与电机控制器的信号输入端相连接，所述电池组件(42)的电力输出端通过主控电路与电机、管内压力传感器(32)及地层压力传感器(31)电力输入端相连接。

7、在一个实施方式中，所述系统还包括：

8、分层注水管柱，所述分层注水管柱包括连接注水井口的保护封隔器(105),多个智能配注器(106)和位于最下端的井下附件(107)，其中，所述多个智能配注器(106)位于所述保护封隔器(105)和所述井下附件(107)之间，所述多个智能配注器(106)中两相邻智能配注器(106)之间具有层间保护封隔器(105),多个智能配注器(106)通过层间保护封隔器(105)依次连接,保护封隔器(105)一端连接注水井口管柱(108)，另一端连接所述多个所述智能配注器(106)，所述多个智能配水器(106)最下端的智能配水器底部连接所述井下附件(107)。

9、本发明的另一方面还提供了一种压力波码智能配注方法，应用于上述所提供的压力波码智能配注系统，包括：

10、步骤s1，利用配置的熵权法对地面数据采集控制器已采集到的各分层配注信息进行计算，以制定各分层调节优先级的最优顺序；

11、步骤s2，根据各分层调节优先级的先后顺序，从小到大，优先调节实际注水情况差的层段，再依次按照难易度调整其它层段；

12、其中，调节前，数据采集控制器发送调节指令给所有注水层段，令各层段智能配注器将调节阀门开度调至阀门总开度的预设值，使得各层段阀门处于开启状态；

13、步骤s3，数据采集控制器根据注水井分层调节优先级顺序，判断目标层段的前日注水量是否满足配水需求，如果层段实际注水量与层段规定注水量误差小于预设值，则以之前的原始开度进行注水，如果原始注水量不满足需求，给智能配注器发送调节指令；

14、步骤s4，目标层段智能配注器接收到无线调节指令后，根据各分层注入压力与分层注水量的关系，调节智能配注器注水阀门开度来调节注水流量，使注水流量逼近要求达到的注水流量，所有层段均达到目标流量后停止调节动作；

15、步骤s5，调节过程中其余注水层段智能配注器均保持恒流，当数据采集控制器在读取到智能配注器内电磁流量计瞬时流量达到目标流量后，发送次级调节指令给对应注水层段智能配注器，直至完成所有层段的目标流量调配。

16、在一个实施方式中，所述步骤s1具体包括：

17、结合油田的实际地质状况，引用包括中心压力、套管压力、瞬时流量、温度的传感器数据作为指标；

18、设第一分层传感器数据：中心压力x11、套管压力x12、瞬时流量x13、温度x14。以此类推，第i分层第j项传感器数据：xij。

19、对各分层内的传感器数据进行归一化处理，正向指标aij为：

20、aij＝[xij-min(x1j,x2j..xmj)]/[max(x1j,x2j..xmj)-min(x1j,x2j..xmj)]

21、(i＝1,2...m)(j＝1,2..4)

22、负向指标aij为：

23、aij＝[max(x1j,x2j..xmj)-xij]/[max(x1j,x2j..xmj)-min(x1j,x2j..xmj)]

24、(i＝1,2...m)(j＝1,2,3,4)

25、将各分层的传感器数据带入上述正向指标或负向指标公式，得出分层注水效果评价标准化决策矩阵c：

26、c＝{aij}mj

27、将分层决策矩阵c带入下式，确定第j项指标下第i个指标的特征值比重yij，即不同注水参数下，不同注水参数所占该指标的比重：

28、

29、将不同注水参数所占指标的比重值yij式带入下式，确定不同注水参数对应的信息熵值，即有j个待评的注水参数，对于第j个注水参数的信息熵如下：

30、

31、其中j为分层内传感器指标个数；

32、将不同注水参数对应的信息熵值ej带入下式，确定第j项指标的信息熵冗余度：

33、wj＝1-ej

34、将第j项指标的信息熵冗余度wj代入下式，确定第j项指标的权重：

35、

36、对注水评价指标的每类指标的效用值求和，得到每一层段的信息效用值和，即计算出每层的综合评价值，如下式：

37、

38、式中，aij为注水参数标准化处理后，第j项注水参数下的第i个样本指标值；n为待评价注水参数个数；m为总注水层数；gj为第j项注水参数的权重；fj为第i层的综合评价值；

39、逐层确定各项指标的比重，通过比较各项指标的比重，进一步确定注水井各分层调节的先后顺序。

40、采用上述技术方案，本发明通过构建一种基于层间的新型注水自动配注策略，对所有注水层段进行优先级划分，根据各层段所处优先级顺序开展调节，以减少各层段间流量干扰，降低可调水嘴的测调次数和缩短流量调节时间，最终使各层段的实际注水量达到目标配注要求。