[发明专利]一种柱塞气举排液采气生产制度的优化方法

说明书

本发明属于天然气田开发技术领域，特别是一种柱塞气举排液采气生产制度的优化方法，包括选取待优化柱塞气举井对应区块的多口柱塞气举井的历史生产数据作为训练集样本，将待优化柱塞气举井的生产制度作为测试样本X_Item，计算测试样本X_Item与训练集样本中任意样本的距离；圈定距离最近的k个训练对象，作为测试对象的近邻；根据这k个近邻归属的主要类别，来对测试对象分类；本发明利用本区块或相邻区块的柱塞气举井的数据，以产气量最大为目标，建立基于KNN算法的柱塞气举生产制度优化模型，匹配出最优控制方式和生产制度，实现了生产制度优化的效果。该方法能提高寻求最优的开关井时间和开井油套压，实现产量最大化，提高整体开发效果和经济效益。

技术领域

本发明属于天然气田开发技术领域，特别是一种柱塞气举排液采气生产制度的优化方法。

背景技术

柱塞气举是利用柱塞作为气体和液体之间的机械界面，地层和油套环空中储层的气体推动柱塞周期性排液，能有效地减少气体上窜和液体回落，减少液体“滑脱”效应，现场试验表面，柱塞气举油套压变化跟生产制度有关。若关井时间较长，油压一直下降，直到柱塞到达井口后会小幅度上升再下降。若关井时间合理，油压会先下降后上升再下降。柱塞气举过程中油套压变化如图2所示。①当气动薄膜阀关闭时，柱塞在自身重力作用下在油管内穿过气液下落到卡定器。关井初期油压恢复较快，之后油压的恢复情况由地层供气能力控制。②柱塞下落到达井下卡定器位置处，液面通过柱塞与油管的间隙上升至柱塞以上聚积。③地面控制器控制薄膜阀打开，套管气和进入井筒内的地层气在油管膨胀，推动柱塞及上部液体离开卡定器开始上升，直到柱塞到达井口。开井后，气体从井口产出，油压迅速降低，柱塞逐渐加速上升；同时套管气进入油管举升柱塞，套压下降。④环空套压迫使柱塞及柱塞以上的液体继续上行。若关井时间较短，柱塞无法到达地面，柱塞及柱塞以上的液体部分到达地面，部分下落到井底；若关井时间合理(见图2-Ⅱ部分)，则由于控制阀节流，油压又开始增加；当柱塞到达井口后，油压会继续增加，套压降到最小值；若关井时间较长(见图2-Ⅰ部分)，则油压和套压一直处于下降，柱塞很快到达地面，但关井时间较长，产量并不一定高，从图上(图2-Ⅰ部分)可看出，瞬时气量迅速下降，比图2-Ⅰ部分产量低。若生产气井自身能量不足，生产一段时间后，套压下降后又会上升，此时井底已经积液，因此开井时间不易过长。⑤根据设置的关井时间，地面控制器控制薄膜阀关闭生产管线，柱塞再次在自身重力作用下开始下落。可见，柱塞气举过程中的生产制度，不仅影响柱塞的顺利起落，也影响井筒中的油套压的恢复，进而影响排液效果。

随着低压低产致密气田的开采，柱塞气举在低压低产井上的应用越来越广泛，曾被认为是低压低产致密气田开采最有效的开采方式。合理的生产制度是柱塞气举排液采气工艺成败的关键性因素，但是，目前柱塞气举排液采气的生产制度的调整，需要技术人员的经验知识对生产状况进行动态分析，不定时地进行人工现场调参，这种方法依赖于工程师的经验知识，受时间、地理位置及气候的影响。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种柱塞气举排液采气生产制度的优化方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种柱塞气举排液采气生产制度的优化方法，包括以下步骤：

(1)根据对柱塞气举排液采气生产动态的特征分析，得出影响工艺的不可控因素和可控因素，基于影响柱塞气举效果的因素来建立数据模型以及待优化柱塞气举井的模式矩阵；

(2)通过数据预处理，数据规范化将原始数据处理成算法可以读取的输入值，并计算属性权重和时间权重；

(3)选取待优化柱塞气举井对应区块的多口柱塞气举井的历史生产数据作为训练集样本X₁，X₂，X₃，…，X_n；其中，n为柱塞气举井的个数；

将待优化柱塞气举井的生产制度作为测试样本X_Item，