油井沉没度与抽油速度的智能控制方法研究

刘锡锴

(大庆油田有限责任公司第一采油厂，黑龙江 大庆 163000)

摘 要：探讨了油井沉没度与抽油速度的关系,抽油速度过快成过慢都会影响油井的工作效率和设备寿命。设计了一个基于模糊规则的智能控制系统,重点研究了动态模糊规则自优化机制、柔性控制策略,以及动态优化控制算法的设计与实现,并结合仿真实脸验证了该系统在不同工况下的有效性。实脸结果表明,系统能够有效控制抽油速度和沉没度,提高抽油效率,降低能耗,并在设备磨损方面表现出明显的优势。

关键词：油井沉没度；抽油速度；智能控制

引言

随着石油资源的开发逐渐向复杂地质条件和低渗透油藏扩展,油井的高效、稳定运行成为石油生产中的关键环节。在抽油过程中,如何有效控制抽油速度和液面沉没度,关系到油井的生产效率,同时还直接影响设备的使用寿命和能耗水平。现代油田生产中,随着传感器技术、数据处理能力以及智能控制算法的进步基于实时数据反馈的智能控制系统为提高油井运行效率提供了新的可能性。通过动态监控油井的沉没度和抽油速度,智能控制系统能够根据实时工况调整控制策略,实现抽油效率与设备保护的平衡。研究通过分析油井沉没度与抽油速度的关系,提出一种基于模糊规则自优化的智能控制方法,并通过仿真分析验证其在不同工况下的有效性,旨在为提升油井生产效率、减少设备磨损和降低能耗提供新的技术思路。

1 油井沉没度与抽油速度的关系分析

油井沉没度是指泵吸入口处的液面深度，抽油速度是油井液体通过泵装置从地层中提取至地表的速度。由于泵径决定了泵的抽吸能力和液量输送能力因此通过调整抽油速度,可以找到适合的沉没度范围最大化泵的效率并减少设备的磨损。在相同泵径条件下,当抽油速度>18m/h时,沉没度下降至临界值,气蚀现象加剧,影响抽油效率,并加剧设备磨损。相反，若抽油速度<10m/h,则会导致沉没度过高,液面过度覆盖泵吸人口,使液体反复循环,降低泵效和油井产能。

2 智能控制系统的设计与实现

2.1 动态模糊规则自优化机制

系统通过井下传感器获取实时的油井状态数据，包括沉没度、抽油速度、泵吸人口压力、波面高度、温度等关键参数。假设每个参数的采样频率为1Hz(即每秒采集1次数据),1h可以得到3600组数据。可采用滑动平均法对每组数据进行平滑,消除数据中的短期波动,提取出数据的长期趋势,确保输人到模糊推理系统的数据更加准确和稳定。假设每5s作为1个窗口期,平滑公式按照式(1)求取。

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