本发明涉及煤层气排采领域，特别涉及一种煤层气井的排采控制方法。
背景技术：
在对煤层气井进行煤层气排采的过程中，通常利用智能排采系统，包括抽油机、智能排采控制器、采集变频器等来对煤层气排采进行控制，其中，低恒套压排采模式，基于产气阀门全部打开，不控制煤层气井产气量，套压基本与管压相等，维持一个相对低且稳定的状态，仅通过控制井筒内液柱高度来实现控制井底流压，进而实现稳定连续地排采。
目前，利用智能排采控制器实时获取井底流压，并根据实时获取的井底流压来计算得到采集变频器的频率，如此可以在井底流压不满足排采工作制度时，对抽油机的冲次进行调节，例如，当井底流压下降过快大于预期时，需要下调采集变频器的频率来降低抽油机的冲次，最终使井底流压保持稳定。
发明人发现现有技术至少存在以下问题：
当面对井底流压变化频繁的情况时，现有技术实时获取井底流压的方式会导致对采集变频器的频率的调整过于频繁，造成井底流压波动，不仅影响智能排采系统的使用寿命，且降低煤层气排采效率。
技术实现要素：
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种煤层气井的排采控制方法。具体技术方案如下：
一种煤层气井的排采控制方法，包括：使产气阀门全部打开，所述方法还包括：预设控制周期，在每个所述控制周期内获取一次井底流压实测值；
根据排采工作制度，获取每个所述控制周期对应的井底流压理想值；
针对同一个所述控制周期，将所述井底流压实测值与所述井底流压理想值进行比较：
如果所述井底流压实测值与所述井底流压理想值的差值小于或等于0.002mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使采集变频器的频率增加或减少0.1hz；
如果所述井底流压实测值与所述井底流压理想值的差值大于0.002mpa且小于或等于0.003mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使所述采集变频器的频率增加或减少0.2hz；
如果所述井底流压实测值与所述井底流压理想值的差值大于0.003mpa且小于或等于0.004mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使所述采集变频器的频率增加或减少0.3hz；
如果所述井底流压实测值与所述井底流压理想值的差值大于0.004mpa且小于或等于0.005mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使所述采集变频器的频率增加或减少0.5hz；
如果所述井底流压实测值与所述井底流压理想值的差值大于0.005mpa且小于或等于0.01mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使所述采集变频器的频率增加或减少1hz；
如果所述井底流压实测值与所述井底流压理想值的差值大于0.01mpa且小于或等于0.05mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使所述采集变频器的频率增加或减少2hz。
具体地，作为优选，所述方法还包括：获取所述采集变频器在启井前的初始频率，并以所述初始频率启井；
当所述采集变频器的频率增减量大于所述初始频率的35％-45％时，保持所述采集变频器的当前频率不变，并进行上位机告警处理。
具体地，作为优选，所述初始频率通过如下方法获取：
获取所述采集变频器在启井前6-10个小时内的频率，并取平均值作为所述初始频率。
具体地，作为优选，所述在每个所述控制周期内获取一次井底流压实测值，包括：
在每一个所述控制周期内，采集5-10次井底流压值，并取平均值作为所述井底流压实测值。
具体地，作为优选，所述控制周期为6分钟。
具体地，作为优选，当所述井底流压实测值下降至无法满足所述排采工作制度时，利用抽油机间开技术，进行自动停井。
具体地，作为优选，所述方法还包括：
采集4-6个所述控制周期内的井底流压；
分析所述井底流压是否发生变化，如若不变，则进行上位机告警处理。
具体地，作为优选，所述方法还包括：
在同一频率下，采集抽油机的冲次；
按时间顺序依次选取8-12个所述控制周期，获取每个所述控制周期对应的抽油机的冲次；
分析多个所述抽油机的冲次变化程度，当所述抽油机的冲次变化程度大于抽油机的冲次变化阈值时，进行上位机告警处理。
具体地，作为优选，所述方法还包括：针对同一个所述控制周期，将所述井底流压实测值与所述井底流压理想值进行比较；
当所述井底流压实测值与所述井底流压理想值之间的相对误差大于或等于20％时，改变所述控制周期，使变化后的控制周期为变化前的控制周期的1/5-1/6。
具体地，作为优选，所述方法还包括：针对同一个所述控制周期，获取管压实测值和管压理想值，并将所述管压实测值和所述管压理想值进行比较；
当所述管压实测值与所述管压理想值之间的相对误差大于或等于30％时，改变所述控制周期，使变化后的控制周期为变化前的控制周期的1/5-1/6。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本发明实施例提供的煤层气井的排采控制方法，通过预设控制周期，并针对同一个控制周期，将井底流压实测值与井底流压理想值进行比较，进而根据两者的差值来对采集变频器的频率进行控制，该方法避免了频繁地调整采集变频器的频率，确保了井底流压稳定可控，不仅提高了智能排采系统的使用寿命，且提高了煤层气排采效率。而且，本发明实施例提供的方法，在排采作业中，使产气阀门全部打开，即在低恒套压排采模式下进行排采作业，在智能排采系统的控制下，该方法仅对井底流压进行控制，具有控制精度高，煤层气井产气能力强，能耗低等优点。
具体实施方式
除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施方式作进一步地详细描述。
本发明实施例提供了一种煤层气井的排采控制方法，该方法包括：使产气阀门全部打开，进一步地，该方法还包括：
预设控制周期，在每个控制周期内获取一次井底流压实测值。
根据排采工作制度，获取每个控制周期对应的井底流压理想值。
针对同一个控制周期，将井底流压实测值与井底流压理想值进行比较：
如果井底流压实测值与井底流压理想值的差值小于或等于0.002mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使采集变频器的频率增加或减少0.1hz；
如果井底流压实测值与井底流压理想值的差值大于0.002mpa且小于或等于0.003mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使采集变频器的频率增加或减少0.2hz；
如果井底流压实测值与井底流压理想值的差值大于0.003mpa且小于或等于0.004mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使采集变频器的频率增加或减少0.3hz；
如果井底流压实测值与井底流压理想值的差值大于0.004mpa且小于或等于0.005mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使采集变频器的频率增加或减少0.5hz；
如果井底流压实测值与井底流压理想值的差值大于0.005mpa且小于或等于0.01mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使采集变频器的频率增加或减少1hz；
如果井底流压实测值与井底流压理想值的差值大于0.01mpa且小于或等于0.05mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使采集变频器的频率增加或减少2hz。
本发明实施例提供的煤层气井的排采控制方法，通过预设控制周期，并针对同一个控制周期，将井底流压实测值与井底流压理想值进行比较，进而根据两者的差值来对采集变频器的频率进行控制，该方法避免了频繁地调整采集变频器的频率，确保了井底流压稳定可控，不仅提高了智能排采系统的使用寿命，且提高了煤层气排采效率。而且，本发明实施例提供的方法，在排采作业中，使产气阀门全部打开，即在低恒套压排采模式下进行排采作业，在智能排采系统的控制下，该方法仅对井底流压进行控制，具有控制精度高，煤层气井产气能力强，能耗低等优点。
本领域技术人员可以理解的是，上述的低恒套压排采模式指的是，产气阀门全部打开，不控制煤层气井产气量，套压基本与管压相等(两者之间的相对误差小于5％)，维持一个相对低且稳定的状态，仅通过控制井筒内液柱高度来实现控制井底流压，进而实现稳定连续地排采。并且，在低恒套压排采模式下进行排采作业时，利用智能排采控制系统来对井底流压进行控制。其中，智能排采控制系统是本领域常见的，其能够根据井底流压，计算得到采集变频器的频率，并通过对采集变频器的频率进行控制，来实现对井底流压的稳定控制。
进一步地，该方法还包括：获取采集变频器在启井前的初始频率，并以该初始频率启井。
当采集变频器的频率增减量大于初始频率的35％-45％时，保持采集变频器的当前频率不变，并进行上位机告警处理。
通过将采集变频器的工作频率与其初始频率进行比较，来判断排采作业是否异常，当采集变频器的频率增减量大于初始频率的35％-45％时，例如40％时，意味着煤层气井出现异常情况，比如泵漏失、皮带轮损坏、出水量大幅变化等，此时仅仅通过调节频率，无法实现井底流压的控制。所以，本发明实施例保持采集变频器的当前频率不变，其目的是维持现有的排采状态，尽可能减小异常情况对井底流压的影响，并进行上位机告警处理，以人工上井处理，确保排采作业的高效顺利进行。
其中，人工上井处理可以理解为对皮带轮、变频器等排采设备的检修作业、修复电机等设备故障，或井下故障等。
具体地，该初始频率通过如下方法获取：获取采集变频器在启井前6-10个小时内的频率，并取平均值作为初始频率。
举例来说，可以获取采集变频器在启井前8个小时内的频率，并对这些频率值求取平均值来作为初始频率。通过将智能排采控制系统开启前的采集变频器数小时之内的平均频率作为初始频率，能够作为可靠的校对标准。
具体地，在每个控制周期内获取一次井底流压实测值，包括：
在每一个控制周期内，采集5-10次井底流压值，并取平均值作为井底流压实测值。
在每一个控制周期内，通过采集多次井底流压值，并将它们的平均值作为井底流压实测值，能够确保井底流压实测值的可靠性。举例来说，可以采集5次、7次、8次、10次等。
其中，智能排采系统包括压力计，以用于测量井底流压值。压力计与智能排采控制器电性连接，以将实测的井底流压值传输给智能排采控制器进行处理。智能排采控制器将井底流压实测值与对应的井底流压理想值进行比较，并根据比较结果对采集变频器进行控制，使其频率进行调整。
对于控制周期的确定，根据对控制精度以及对采集变频器的变频需求，本发明实施例可以将控制周期设定为4-10分钟，例如5分钟、6分钟、7分钟、8分钟等。基于目前智能排采系统对井底流压的采集频率为6分钟一次，控制周期优选采用6分钟。
举例来说，以6分钟作为一个控制周期，则每6分钟内获取一次井底流压实测值，日采集240个井底流压实测值。根据排采工作制度，如若要求日降24mpa，则每个控制周期内应顺次降压0.1mpa，如此即可获取每个控制周期对应的井底流压理想值。
进一步地，当井底流压实测值下降至无法满足排采工作制度时，利用抽油机间开技术，进行自动停井。
上述的“井底流压实测值下降至无法满足排采工作制度时”指的是在同一个控制周期内，井底流压实测值下降至与井底流压理想值的之间的差值大于0.5mpa时，此时将无法满足排采工作制度。
本发明实施例通过抽油机间开技术，进行自动停井，来保证井底流压的稳定性。其中，抽油机间开技术为本领域所常见的，其工作原理是：利用煤层气钻井过程中留有的50m口袋空间存储效应，存储煤层渗流至井筒内的水，通过启停抽油机控制煤层下面液面高度，保证井筒内液面在煤层以下波动，不影响煤层的压力，确保井底流压相对稳定，从而达到既保证煤层气井正常生产、不影响产量，又能减少抽油机运行时间的效果。举例来说，作为相关技术，武登峰等在《中国石油和化工标准与质量》2013年第19期公开了《油井智能间开的实践》，张悦等在《工业》2015(5):139-139中公开了《抽油机智能间开技术应用中的安全分析及对策研究》。
一般情况下，针对后期产水量极小，几乎无井底流压的情况，可以采用抽油机间开技术来控制井底流压。
进一步地，本发明实施例提供的方法还包括：采集4-6个控制周期内的井底流压；分析井底流压是否发生变化，如若不变，则进行上位机告警处理。
举例来说，可以采集5个控制周期内的井底流压，分析井底流压是否发生变化，如若在此期间，井底流压没有发生变化，意味着压力计可能出现故障，此时进行上位机告警处理，以便于及时排除故障，恢复正常排采作业。
进一步地，本发明实施例提供的方法还包括：在同一频率下，采集抽油机的冲次。
按时间顺序依次选取8-12个控制周期，获取每个控制周期对应的抽油机的冲次。
分析多个抽油机的冲次变化程度，当抽油机的冲次变化程度大于抽油机的冲次变化阈值时，进行上位机告警处理。
通过对多个控制周期内的抽油机的冲次进行分析，以获知它们的变化程度，如若抽油机的冲次变化程度大于抽油机的冲次变化阈值时，说明抽油机冲次变化较大，此时意味着皮带轮或者变频器出现故障，此时进行上位机告警处理，以便于及时排除故障，恢复正常排采作业。
其中，可以选取10个控制周期，并且针对每个控制周期对抽油机的冲次进行一次采集，并且，每次采集过程均控制在同一频率下进行，以确保分析结果的准确度和可靠性。
进一步地，本发明实施例提供的方法还包括：针对同一个控制周期，将井底流压实测值与井底流压理想值进行比较。
当井底流压实测值与井底流压理想值之间的相对误差大于或等于20％时，改变控制周期，使变化后的控制周期为变化前的控制周期的1/5-1/6。
通过对同一个控制周期的井底流压实测值与井底流压理想值进行比较，当井底流压实测值与井底流压理想值之间的相对误差大于或等于20％时，意味着井底流压发生突变，此时，改变控制周期，使变化后的控制周期为变化前的控制周期的1/5-1/6。举例来说，当原控制周期为6分钟时，此时为了应对井底流压发生突变情况，将控制周期减小为1分钟，如此能够快速反应，以保证井底流压的稳定。
进一步地，本发明实施例所述的方法还包括：针对同一个控制周期，获取管压实测值和管压理想值，并将管压实测值和管压理想值进行比较；
当管压实测值与管压理想值之间的相对误差大于或等于30％时，改变控制周期，使变化后的控制周期为变化前的控制周期的1/5-1/6。
通过对同一个控制周期的管压实测值与管压理想值进行比较，当管压实测值与管压理想值之间的相对误差大于或等于30％时，意味着出现管压波动，此时，改变控制周期，使变化后的控制周期为变化前的控制周期的1/5-1/6。举例来说，当原控制周期为6分钟时，此时为了应对管压实测值与管压理想值情况，将控制周期减小为1分钟，如此能够快速反应，以保证井底流压的稳定。
基于本发明实施例提供的方法，本发明实施例对长治煤层气分公司古城产能井古4-28井的排采过程进行了控制，具体操作步骤如下：
步骤1、将煤层气井的产气阀门全部打开，以不控制煤层气井产气量。
步骤2、获取采集变频器在启井前8个小时内的频率，并取平均值作为初始频率进行启井，该初始频率为2hz。
步骤3、将控制周期预设为6分钟，在首个6分钟内采集10次井底流压值，并取平均值作为初始井底流压，此时该初始井底流压为7.2mpa。
步骤4、每隔6分钟，获取一次井底流压实测值。根据排采工作制度要求为日降0.07mpa，来获取每6分钟对应的井底流压理想值。
针对同一个控制周期，将井底流压实测值与井底流压理想值进行比较：
如果井底流压实测值与井底流压理想值的差值小于或等于0.002mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使采集变频器的频率增加或减少0.1hz；
如果井底流压实测值与井底流压理想值的差值大于0.002mpa且小于或等于0.003mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使采集变频器的频率增加或减少0.2hz；
如果井底流压实测值与井底流压理想值的差值大于0.003mpa且小于或等于0.004mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使采集变频器的频率增加或减少0.3hz；
如果井底流压实测值与井底流压理想值的差值大于0.004mpa且小于或等于0.005mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使采集变频器的频率增加或减少0.5hz；
如果井底流压实测值与井底流压理想值的差值大于0.005mpa且小于或等于0.01mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使采集变频器的频率增加或减少1hz；
如果井底流压实测值与井底流压理想值的差值大于0.01mpa且小于或等于0.05mpa，则在相邻的下一个控制周期内，使采集变频器的频率增加或减少2hz。
步骤5、当采集变频器的频率增减量大于初始频率的40％时，保持采集变频器的当前频率不变，并进行上位机告警处理，人工上井处理。
当井底流压下降过快无法满足工作制度时，利用间开技术，自动停井，保证井底流压的稳定。
排采后期，产水量逐渐减少，井筒内出现无液现象，此时通过上位机设定启停井压力，实现智能间开。
综上，基于本发明实施例提供的控制方法，采集变频器的最高频率8.5hz，控制精准日降压误差在0.001mpa，2.3mpa时该煤层气井解吸，日产气量300方。可见，本发明实施例在产气阀门完全打开的情况下进行排采，不控制气量。通过智能排采系统进行上述控制，确保了井底流压的稳定，排采人员无需值守，控制精度高，节约电能。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。