一种油田管理系统与方法与流程

本发明涉及了一种油田管理系统与方法，属于智能制造控制领域。

背景技术：

随着油井的开采过程，抽油机设备的磨损、故障、地质状况的变化、实时注水对采油状况的影响等等因素将会持续的对采油过程进行影响，而我国的采油产业在过去一直处于粗犷式的开采模型中。由于石油开发方式的特点，管理人员无法实时的得知地下设备的实时状态，因此往往在抽油井故障一段时间后，故障信息才能通过采液量的变化被管理人员发现，并需要工作人员通过人为的监测才能得知油井准确的实时状态；或者根据采油量的明显变化才能对地下状况的变化进行推测，从而改变采油策略等。在现阶段的油井开采的过程中，对油井的采油策略的修改往往处于信息滞后式的状况。而且油井的开采策略的改变往往需要管理人员长年累月的经验积累才能在第一时间采取合适的方式，针对已经发生的状况进行调整。而这样的工作模式就对油井的工作人员有着大量的经验依赖，如果在错误的时间对油井的采油策略进行了更改，会需要一段时间的检验才能发现新的策略并不能符合目前的生产状况，这样的情形往往会导致采油效率过低，而降低了产能，大量的浪费了人力、物力。

油井的互操作模型很好的改善了这一情形。这一技术根据设备的特性，实时的将设备的状态信息通过数据采集设备的进行及时的收集，并在差异化存储后，实时的与云端系统进行交互同步，从而达到设备状态信息的实时感知。并根据云端提供的分析算法、优化算法等模块，自动匹配对应的算法，结合油井自身的采集数据、基础数据等信息，进行计算，形成对应的优化策略，并及时反馈给油井管理系统，油井管理系统将会根据收到的优化策略，对自身的采油过程进行调整，实现产能最大化。这样油井生产策略的调节，就变成了油井互操作模型与上位机云端平台的信息交互，并达到自动优化控制的过程。

这是目前石油领域改革更新的趋势，也是提高产线效率、降低能耗的必经之路。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是在传统的石油开采领域的油井开采过程中，设备状态信息滞后，采油优化策略延迟的问题。提出了一种基于油井互操作模型的油井管理系统与方法来将油井设备进行模型化统一管理，在油井的生产过程中，根据油井的实时状态与云端的分析优化算法进行交互，达到油井的实时数据监控与优化控制的目的，从而选择最合适的开采策略，达到最大化产能的目的。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种油田管理系统，所述系统包括：油井管理模块和云端管理模块；

其中，将所述油井管理模块抽象成对应的Web服务，并将单个油井的Web服务进行组合，形成单个油井的互操作模型；

所述互操作模型包括数据采集单元，数据传输单元和控制单元；

所述数据采集单元，用于采集油井数据；

所述数据传输单元，用于存储数据采集单元采集的油井数据，并将油井数据传输至云端管理模块；还用于根据云端管理模块发送的优化控制策略更新本地算法库；

所述控制单元，用于根据数据传输单元发送的更新的本地算法库实时调整油井的生产策略；

所述云端管理模块包括数据管理单元和策略计算单元；

所述数据管理单元，用于接收并存储所述互操作模型发送的油井数据；

所述策略计算单元，用于根据数据管理单元接收的油井数据计算油井的优化策略，并将优化策略发送给所述互操作模型。

进一步地，所述互操作模型还包括判断单元，用于判断所述数据采集单元最新采集到的油井数据是否符合过去预设时间段内油井数据的变化趋势，如果不符合，则通知数据传输单元存储不符合过去预设时间段内油井数据的变化趋势的油井数据。

其中，所述油井数据包括油井的基础数据、油气藏信息、环境信息。

其中，所述优化策略包括油井的启停、变频、调整冲刺和调平衡。

进一步地，所述云端管理模块还包括日志生成单元，用于根据所述数据管理单元中存储的油井数据，按照预设的格式，生成可供油田领域的工作人员查看的油井日志。

进一步地，所述云端管理模块还包括校正单元，用于对所述策略计算单元计算的优化策略进行校验，并将校验的符合规范的优化策略存储在算法库中。

本申请还提供了一种油田管理方法，包括：

将油井上安装的油井管理模块抽象成对应的Web服务，并将单个油井的Web服务进行组合，形成单个油井的互操作模型；

所述互操作模型内部的数据采集单元采集油井数据；

云端管理模块获取所述数据采集单元采集的油井数据；

云端管理模块根据所述油井数据计算油井的优化策略，并发送给所述互操作模型；

所述互操作模型根据云端管理模块发送的优化策略更新本地算法库，并根据更新的本地算法库调整油井的生产策略。

其中，云端管理模块获取数据采集单元采集的油井数据，具体为：

云端数据管理模块通过监听的方式，获取所述数据采集单元采集的油井数据。

进一步地，云端管理模块获取所述数据采集单元采集的油井数据之后，还包括：

根据获取的油井数据和预设的日志格式生成油井日志。

进一步地，云端管理模块根据油井数据计算油井的优化策略之后，还包括：对计算的优化策略进行校验，并将校验的符合规范的优化策略存储在算法库中。

本发明的有益效果是：

1、本申请通过根据采集的油井数据计算油井的优化策略，并根据优化策略调整油井的生产策略，实现控制油井生产、调整采油策略的目的，并且油井管理系统同构性好、实施简单；

2、进一步地，还可以根据获取的油井数据和预设的日志格式生成油井日志，以供工作人员查看，使工作人员根据油井日志及时发现不符合当前情况的油井策略，从而及时维护油井，不仅减少了维护油井的人力物力，而且提高采油井的采油效率，提高产能；

3、进一步地，对计算的优化策略进行校验，判断是否符合规范，将符合规范优化策略存储在算法库中，提高了油井管理系统的管理效率。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种油田管理系统结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种油田管理方法流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案以及优点等更加清楚明确，在这里举出实际例子并参考附图进行进一步的说明。

对油井上收集的数据采集设备进行建模，建立数据与设备的关联，并通过网络将云端的优化控制算法进行同步，通过已采集的数据与优化控制算法进行计算，可得到符合该油井的现状的优化策略，从而通过控制器对油井下一步开采方式进行控制。云端则通过对采集的数据进行差异性存储，并生成对应的日志，供油田领域的专业人士查看，总结出新的优化算法完善云端的算法库。

其中，这里提到的建模，指的是将每口油井上所有的数据采集器与控制器进行抽象化，根据其能提供的采集数据与可控制的属性抽象成Web服务，并加入油田专业对应的标签名称，这样使得油田管理系统中所有的油井都可以通过统一的方式来获取数据或被调用。通过统一的标签来使得云平台系统数据的通用性。

云端优化策略指的是，通过油田领域的专业人士对已有的油井控制经验进行总结，并抽象成对应的公式、优化策略。当采油井发生异常或需要优化时，需要由人来根据经验改变优化策略，其判断的依据主要是根据某些数据的异常或某些数值组合计算得到的新的数据的异常来进行判断。这一行为可以抽象成将采集到的数据作为参数，将最终得到的优化策略作为结果的判断逻辑。而其中的组合计算则抽象成对应的计算公式，其输入参数为不同采集设备的采集数据。这样，我们就可以通过计算机数据计算的方式来对人需要做的优化策略的选择，剥离了经验化，形成了稳定可靠的处理逻辑。通过将优化计算公式的输入输出均定义为Web服务，并匹配数据标签的方式，来对油井进行统一化管理。

参见图1，本发明实施例提供了一种油田管理系统，该系统包括油井管理模块11和云端管理模块12；

其中，将油井管理模块11抽象成对应的Web服务，并将单个油井的Web服务进行组合，形成单个油井的互操作模型13；

将油井管理模块11抽象成对应的Web服务，可以解决油井管理模块11中不同类型的单元集成效率低的问题，提高了不同单元之间的互操作性，从而使得该油田管理系统同构性好、实施简单。

本发明实施例中的Web服务符合W3C标准，当然也可以根据实际需要将油井管理模块11抽象成符合其他标准的Web服务，本发明实施例对此不作具体限制。

其中，互操作模型13包括数据采集单元131，数据传输单元132和控制单元133；

数据采集单元131，用于采集油井数据；

本发明实施例中，油井数据包括不同油井的实时数据、基础数据和油气藏数据等。

数据传输单元132，用于存储数据采集单元131采集的油井数据，并将油井数据传输至云端管理模块12；还用于根据云端管理模块12发送的优化控制策略更新本地算法库；

进一步地，互操作模型13还包括判断单元，用于判断数据采集单元131最新采集到的油井数据是否符合过去预设时间段内油井数据的变化趋势，如果不符合，则通知数据传输单元132，数据传输单元132收到判断单元发送的不符合通知后，存储该不符合过去预设时间段内油井数据的变化趋势的油井数据，即数据传输单元132对数据采集单元131采集的油井数据进行差异化存储。

控制单元133，用于根据数据传输单元132发送的更新的本地算法库实时调整油井的生产策略。

其中，云端管理模块12包括数据管理单元121和策略计算单元122；

数据管理单元121，用于接收并存储互操作模型发送的油井数据；

策略计算单元122，用于根据数据管理单元121接收的油井数据计算油井的优化策略，并将优化策略发送给互操作模型13。

实际应用中，策略计算单元122可以通过可视化的操作界面，根据油井的基础数据、油气藏信息、环境信息等油井数据计算出可以衡量油井运行状态的数值，从而形成优化策略。优化策略包括油井的启停、变频、调整冲刺、调平衡等。

其中基础数据包括油井的杆柱组合参数、冲程、泵径、泵挂深度、管径、油管长度等参数。环境信息包括油气藏密度、温度、湿度等信息。

进一步地，云端管理模块12还包括校正单元，用于对策略计算单元122计算的优化策略进行校验，判断该优化策略是否符合规范，如果符合规范，将该优化策略存储在算法库中。

进一步地，云端管理模块12还包括日志生成单元，用于根据数据管理单元121中存储的油井数据，按照预设的格式，生成可供油田领域的工作人员查看的油井日志。

本发明实施例提供的油井管理系统通过根据采集的油井数据计算油井的优化策略，并根据优化策略调整油井的生产策略，实现控制油井生产、调整采油策略的目的，并且油井管理系统同构性好、实施简单；进一步地，还可以根据获取的油井数据和预设的日志格式生成油井日志，以供工作人员查看，使工作人员根据油井日志及时发现不符合当前情况的油井策略，从而及时维护油井，不仅减少了维护油井的人力物力，而且提高采油井的采油效率，提高产能；进一步地，对计算的优化策略进行校验，判断是否符合规范，将符合规范优化策略存储在算法库中，提高了油井管理系统的管理效率。

参见图2，本发明实施例提供了一种油田管理方法，包括：

步骤S1：将油井上安装的油井管理模块抽象成对应的Web服务，并将单个油井的Web服务进行组合，形成单个油井的互操作模型；

步骤S2：互操作模型内部的数据采集单元采集油井数据；

具体地，油井数据包括不同油井的实时数据、基础数据和油气藏数据等。

步骤S3：云端管理模块获取数据采集单元采集的油井数据；

具体地，云端数据管理模块通过监听的方式，获取数据采集单元采集的油井数据。

步骤S4：云端管理模块根据油井数据计算油井的优化策略，并发送给互操作模型；

进一步地，云端管理模块可以根据获取的油井数据和预设的日志格式生成油井日志，以供工作人员查看，当工作人员通过查看油井日志发现某口油井或多口油井的处理策略不符合当前情况时，利用云端管理模块计算油井的优化策略。

进一步地，可以对计算的优化策略进行校验，判断是否符合规范，如果符合规范，将该优化策略存储在算法库中。

更进一步地，可以实时更新算法库中存储的优化控制策略。

步骤S5：互操作模型根据云端管理模块发送的优化策略更新本地算法库，并根据更新的本地算法库调整油井的生产策略，达到控制油井生产、调整采油策略的目的。

综上所述，本发明的方法，针对石油开采领域进行了优化，减少了油井开采策略变更的滞后性。本发明实施例提供的油井管理方法通过将油井上安装的油井管理模块抽象成对应的Web服务，并将单个油井下属的Web服务进行组合，形成单个油井的互操作模型，然后根据采集的油井数据计算油井的优化策略，并根据优化策略调整油井的生产策略，不仅实现了控制油井生产、调整采油策略的目的，而且实施简单、高效；进一步地，还可以根据获取的油井数据和预设的日志格式生成油井日志，以供工作人员查看，使工作人员根据油井日志及时发现不符合当前情况的油井策略，从而及时维护油井，不仅减少了维护油井的人力物力，而且提高采油井的采油效率，提高产能；进一步地，对计算的优化策略进行校验，判断是否符合规范，将符合规范优化策略存储在算法库中，提高了油井管理系统的管理效率。这是一种新的针对油井优化控制的系统优化解决方案，适合推广使用。