气井生产实时分析设计专家系统GES的研制
气井生产系统分析
预测气井未来的流入动态
在进行气井生产动态分析时往往需要预测气井未来的
流入动态，其作法是对目前地层压力下的气井产能二项式
的系数a和b所含气体物性进行修正。
af
Z Z
p ap
f
指数产能方程系数
bf
Z Z
p bp
f
C f
Z Z
p f
Cp
p表示目前地层压力条件； f表示未来某一地层压力条件
Kh
气井无因次IPR曲线
取井底流压降为0，则绝对无阻流量满足如下表达式：
pr Aqmax Bqm2ax
(2)
对气井拟压力二项式产能方程进行归一化，并定义：
A
A Bqmax
拟压力形式的无因次IPR方程为
pwf
pr
1
q qmax
1
q qmax
2
α物理意义
a 实质上是二项式产能方程中达西项层流系数A的无因次形 式，故称为无因次层流系数。
物理意义：表示在所有非理想流动条件下的最大无阻（敞喷 条件下）总表皮系数中与产量无关的表皮系数所占的份额。相应1α为无因次湍流系数，表示与产量相关的表皮系数占最大总表皮系 数的份额。
表征流动形态 的经验指数
n=1.0，表明气流入井相当于层流，井底附近没有产生 与流量相关的表皮效应，符合达西渗流。
n＝0.5，气流入井完全符合非达西渗流规律。 n由1.0向0.5减小，表明井底附近视表皮系数可能增大。
? n>1.0
气井流入动态IPR
➢ 径向达西流动 ➢ 高速非达西流动 ➢ 预测未来气井流入动态 ➢ 射孔完井段压降 ➢ 一点法产能测试理论分析
柱塞气举排采生产运行优化系统iPES-plu的研制
前言
分类、整理、展示，局限于数据的管理工作，无法直接指导 与解决生产问题[4]。
为实现生产指挥与管理的信息化、现代化，及时、准确
目前我国低压低产气田在生产和开采中面临的主要问
地对生产参数进行优化，对生产情况做出诊断，提高气井管
题包括：储集层含水饱和度一般为 30%-70%, 井筒积液严重； 理水平，建立一个基于实时采集的生产数据，实现专家水平
摘要：致密气储层具有低孔、低渗、低丰度、高含水饱和度等特点，生产中会导致井筒积液严重，因此排水采气措施十分
必要。本文应用天然气计量技术，建立了生产数据实时采集系统，实现了专家水平的自动分析计算、实时故障诊断。研制
了柱塞气举排采采气生产优化智能 iPES-plu 软件平台，该软件涵盖了生产监控、单井管理、产能预测、井筒动态、参数设
出井筒积液，进行排水采气的方法，在低压低产井中有较好 展性强。软件功能模块见图 1，软件界面见图 2。 得适应性[3]。目前的油气田数字化，多数用于数据的采集、
图 1 软件主要功能模块
·32·
数 码 设 计 ＰＥＡＫ ＤＡＴＡ ＳＣＩＥＮ油套环空中气体运动速度，m/s； ρ gdn —柱塞液段下部气体平均密度，kg/m3； y —柱塞及其 上部液段上行距离，m；λ gdn —柱塞液段下部气体平均摩阻， 无量纲； y' —柱塞及其上部液段上行速度，m/s；ρl —产出 液体密度，kg/m3；ρ gup —液段上部气体的平均密度，kg/m3； hzy —柱塞及液段的高度，m； λ gup —液段上部气体的摩阻 系数，无量纲。
计算机与应用
数 码 设 计 ＰＥＡＫ ＤＡＴＡ ＳＣＩＥＮＣＥ
DOI：10.19551/ki.issn1672-9129.2019.09.007
气井生产系统分析_李颖川
气井流入动态IPR
➢ 径向达西流动 ➢ 非达西流动 ➢ 预测未来气井流入动态 ➢ 射孔完井段压降 ➢ 一点法产能测试理论分析
径向达西流动
平面径向流模型
一水平、等厚且均质的圆形气层中心 一口直井，气体径向流入井底。根据 平面径向流的达西公式：
qr
K
2
rh
dp dr
供给边缘re至井筒半径rw积 分
达西产能公式
高速非达西流动
气体在通过孔隙介质中孔喉宽窄发生变化处，会因气流 的减速和加速产生周期性的惯性力。由于气体的粘度低，实 际气流速度比较高，特别在压力梯度达到最高的近井地带， 这种惯性力不可忽略，导致偏离线性的达西定律，这是气流 入井突出的渗流特征。Forcheimer基于实验研究，将达西定 律扩展了二次项，以考虑惯性力的影响。
DP7 = PDSC – PRB
DP3 = PUSV – PDSV
DP5 = Pwf – Ptf DP4 = PUWC – PDWC
DP2 = Pwfs – Pwf
DP1 = PR – Pwfs
气井生产系统中温度变化
DT9 = Tsep – TCD
DT6 = Ttf – TDSC
DT8 = TRB – Tsep
pr Aqmax Bqm2ax
(2)
对气井拟压力二项式产能方程进行归一化，并定义：
A
A Bqmax
拟压力形式的无因次IPR方程为
pwf
pr
1
q qmax
1
q qmax
2
α物理意义
a 实质上是二项式产能方程中达西项层流系数A的无因次形 式，故称为无因次层流系数。
物理意义：表示在所有非理想流动条件下的最大无阻（敞喷 条件下）总表皮系数中与产量无关的表皮系数所占的份额。相应1α为无因次湍流系数，表示与产量相关的表皮系数占最大总表皮系 数的份额。
基于PLC技术的煤层气井生产监控系统智能排采功能的设计与实现
基于PLC技术的煤层气井生产监控系统智能排采功能的设计与实现1. 引言1.1 背景介绍煤层气是一种天然气，存在于煤层中。
随着能源需求的不断增长和环境保护意识的提高，煤层气已成为重要的替代能源之一。
煤层气井生产监控系统是煤层气开采过程中的关键设备，可以实时监测煤层气井的生产情况，确保生产稳定和安全。
随着科技的不断发展，PLC 技术被广泛应用于煤层气井生产监控中，极大地提高了系统的稳定性和可靠性。
传统的煤层气井生产监控系统仅能实现简单的监测和控制功能，对于煤层气井的智能排采功能还有待提升。
本文旨在利用PLC技术，设计并实现一种具有智能排采功能的煤层气井生产监控系统，以提高煤层气井的排采效率和安全性。
本文将从煤层气井生产监控系统的概述入手，阐述PLC技术在煤层气井生产监控中的应用，详细设计智能排采功能，并描述系统的实现过程。
通过系统性能评估，验证设计的可行性和效果。
1.2 研究意义研究将针对煤层气井生产监控系统的概述及PLC技术在其中的应用，提出一套完整的监控方案。
借助PLC技术，可以实现对煤层气生产过程的自动化监控，提高生产效率和安全性。
通过智能排采功能的设计，可以更加精准地控制煤层气井的生产过程，提高排采效率和减少排采损失。
这对于提高煤层气生产效率具有重要意义。
本研究的实施将为煤层气井生产监控系统的智能化和自动化提供一种新的思路和方法，对于我国的煤层气产业发展具有积极的推动作用。
1.3 研究内容研究内容包括对煤层气井生产监控系统智能排采功能的设计和实现。
具体而言，研究将围绕如何通过PLC技术实现对煤层气井生产过程的实时监控和智能化排采进行探讨。
将对煤层气井生产监控系统的概念和功能进行详细介绍，包括系统的组成结构和监控对象。
将详细阐述PLC技术在煤层气井生产监控中的应用，包括PLC在数据采集、处理和控制方面的作用和优势。
接着，将重点讨论智能排采功能的设计原理和方法，包括如何利用传感器数据和PLC系统实现对煤层气井生产参数的智能监测和控制。
修井作业专家系统研究与应用
修井作业专家系统研究与应用针对目前国内修井作业具体情况，开发一套修井作业专家系统，把油田开发以往的经验教训和成功做法汇集在一起，并通过各种途径把有经验的作业专家关于现场修井的具有代表性的工艺方法归纳总结，形成典型案例，供现场技术人员参考借鉴，还可以对新分大学生、不具备该专业知识的人员进行专业培训和技能提高，使其在短期内获得足够专业知识，并使知识得以累积和扩充，对提高国内修井作业水平具有重要现实意义。
通过开发修井作业专家系统，可以积累与传播专家们的知识，降低打捞作业费用，为人员培训和决策提供支持，帮助解决生产作业中遇到的各种各样的实际问题。
标签：修井作业系统推理机0 引言油田经过分开分立以来，一方面由于我处拓宽外部市场，作业队伍相应增多，导致工程技术人员的严重匮乏。
另一方面，作业队伍吸收了一大批新生力量，但是由于这些技术人员普遍缺少工作经验，而又少了老技术人员的帮带环节，致使作业队伍的整体作业水平不断下滑。
因此我们组织科研人员，经过一年多的调研、论证，研究开发出一套《修井作业专家系统》，用以弥补现场技术人员的匮乏和经验的不足。
该系统是国内首个修井专家系统软件。
该软件集合了国内修井领域众多修井专家的经验，用于解决修井作业中存在的工程技术人员短缺、技术力量薄弱、油田修井作业遇到的情况千差万别，没有统一的模式或者技术规范，而且现场相关技术资料和专用修井工具设备管理不系统和规范，一旦遇到疑难问题或复杂技术等难题。
该系统将能够针对常见的井下落物、卡钻和套管事故等提供专家咨询，为现场施工人员作业提供技术指导；并且丰富的修井资料、修井案例将可以用于施工人员的技术培训。
1 修井作业专家系统设计修井作业专家系统概述。
修井作业专家系统主要有两大系统：修井咨询专家系统和作业数据管理系统。
修井咨询专家系统主要功能就是进行井下事故的分析和处理，可以根据技术人员提供的具体井的基本资料进行推理，推荐出一套修井作业技术方案，并提供相应的修井工具和说明以及对修井结果进行再分析处理。
煤层气井抽油机工况智能预测系统开发_陈慧
第６期（总第１８７期）２０１４年１２月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．６Ｄｅｃ．文章编号：１６７２－６４１３（２０１４）０６－０１７１－０２煤层气井抽油机工况智能预测系统开发陈 慧（北京中煤矿山工程有限公司，北京 １０００１３）摘要：抽油机工况智能预测系统采用人模式识别技术，根据示功图样本库来对采集到的抽油机示功图进行分类，以此来判断抽油机的工况。
实现了软件自动诊断工况，同时达到了提前预警的目的。
关键词：抽油机井；人工智能；示功图；预测系统中图分类号：ＴＰ２７３∶ＴＥ９３３＋．１ 文献标识码：Ａ收稿日期：２０１４－０４－０１；修回日期：２０１４－０６－２８作者简介：陈慧（１９８２－），女，安徽淮北人，助理研究员，硕士，现从事自动化控制等工作。
０ 引言随着采油技术自动化的快速发展，我国部分油田已经实现了抽油机井远程监测，可以实时获得大量的油井生产数据。
相比而言，煤层气井开采自动化，实现抽气机井的远程监测和实时管理是当前抽油机采气迫切需要解决的一个重大问题。
传统的工况诊断方法已经不能满足现场的应用需求，本文采用人模式识别技术，研究抽油机工况的智能预测系统，根据示功图样本库对采集到的抽油机示功图进行比对和解释，以此来判断抽油机的工况。
１ 智能诊断煤层气井工况方法要实现煤层气井的智能诊断，首先应建立示功图样本库，将具有代表意义的示功图诊断和解释进行汇总总结，确定为分析样本；其次需要对采集到的抽油机示功图进行提取并建立模型，然后根据示功图样本库中的相关信息对示功图进行分析和解释；最后将识别结果结合工况智能预测系统软件实现工况的自动诊断，以达到对实际工程状况的检测。
１．１ 抽油机示功图的提取与模型的建立针对采集到的抽油机示功图，将灰色系统理论与模式识别技术相结合，提取示功图归一化无因次灰度统计特征：灰度均值、灰度方差、灰度偏度、灰度峰度、灰度能量、灰度熵的值，以此构成分类特征向量，建立以灰关联分析代替距离分类器的改进模型，提高诊断的准确率，实现抽油机故障的自动鉴别和诊断，并在软件界面上以曲线图的方式表现出来。
空气钻井安全监控系统研制
・装 备・空气钻井安全监控系统研制周发举 张 卫(胜利石油管理局地质录井公司)周发举,张卫.空气钻井安全监控系统研制.录井工程,2009,20(3):52～55摘 要 气体钻井较常规钻井工艺在提高机械钻速、保护储集层、减少或避免井漏等方面具有明显优势,但也面临着井下燃爆等问题。
针对目前在用的多数综合录井仪没有适用于气体钻井的软硬件系统,设计了一套空气钻井安全监控系统。
现场初步试验结果表明,该系统运行平稳,气体灵敏度和精度均达到了设计要求,应用该系统在线检测钻井过程中的气体成分,结合综合录井仪输出的信息,可以及时监测井下燃爆等异常现象,为气体钻井施工提供安全保障。
关键词 气体钻井 O 2 CO 2 CO H 2S 检测 燃爆监测 综合录井 周发举 工程师,1972年生,1997年毕业于四川联合大学计算机软件专业,现在胜利石油管理局地质录井公司从事录井软硬件开发工作。
通讯地址:257064山东省东营市勘探路5号。
电话:(0546)8726390。
E 2mail :ljzfj @0 引 言气体钻井是近年快速发展起来的一种钻井新工艺,是以气体为主要循环介质的一种欠平衡钻井技术。
相对于常规钻井液钻井,气体钻井可以大幅度提高机械钻速、降低成本、缩短钻井周期、减少对储集层的伤害,有利于发现和保护油气层、提高油气采收率,避免因地层结构复杂而造成的井漏、水敏地层的垮塌等井下异常情况。
气体钻井以其优势受到广泛的青睐,并在川东北、新疆、吐哈等地开始大规模应用。
作为一项钻井新技术,气体钻井的制约因素也很多,主要有:地层出水,会造成井内排屑不畅、用气量增加、卡钻、诱发井下燃爆等复杂问题;钻遇含硫地层,当地层中含H 2S 气体时一般只能将气体循环介质转换为液态钻井液。
此外,气体钻井还面临井下燃爆问题,当钻遇油气层时油气便会进入井内,由于井下高温等因素极易引发燃爆,严重时可能熔断钻具,造成井眼报废,给钻井带来巨大损失。
与此同时,气体钻井也给录井工作带来了极大的影响和新的挑战,许多常规传感器技术在气体钻井条件下会失效,因为国内外大多数综合录井仪的软硬件及解释评价系统都是针对液态钻井液钻井。