[发明专利]一种抽油机地面示功图全复现方法及系统

说明书

本发明提出了一种抽油机地面示功图全复现方法及系统，其中，该方法包括：获取油田多口井的历史数据；将抽油机电流数据转换为电流数据集，并进行划分，得到训练集、验证集及测试集；利用训练集训练候选预测模型，结合真实地面示功图数据，对候选预测模型进行电流数据到示功图的映射学习，获得抽油机示功图预测模型；采集油田抽油机的实时电流数据，并输入至抽油机示功图预测模型，得到对应的地面示功图。该方法及系统可以利用大量标注电流数据自动生成抽油机井地面示功图预测模型，并根据抽油机井实时电流数据，快速生成对应的地面示功图，整个过程运算成本低、预测精度高、泛化能力强，为准确把握油井地层情况提供了强有力的数据支撑。

技术领域

本发明涉及抽油机地面井示功图计算技术领域，尤指一种抽油机地面示功图全复现方法及系统。

背景技术

近年来，我国石油行业信息化逐步进入发展新阶段，面临着云计算、物联网、移动互联网和社交网络等新一代信息技术全面应用的新格局，石油工业的大数据时代已经来临，石油工业数据正以前所未有的速度不断增长和累积。

抽油机的地面示功图是将抽油机井光杆悬点载荷变化所作的功简化成直观封闭的几何图形，是抽油机动态生产过程的直观反映。分析和解释地面示功图是直接了解抽油机工作状况好坏的一个主要手段，不但可以直观反映抽油机工作中的异常现象，而且结合相关资料可以分析判断油井工作制度是否合理、抽油设备与油层和原油性质是否适应。另外，根据示功图还能对低产、低能井制定出合理的开关井时间，减少设备的磨损和电能的浪费等。

地面示功图的测量方法主要为直接测量法，这种方法采用位移传感器和载荷传感器直接测量出地面载荷和地面位移。手持式测量主要采用的是拉线法，通过拉收线来检测光杆位移。在拉收线的过程中，发条盒中的弹簧质量和弹簧的预紧大小都会直接影响测量数据的大小。载荷传感器依据的原理是应变式测量原理，传感器夹在抽油机悬绳器的上下夹板中间。位移传感器又称为线性传感器，是一种属于金属感应的线性器件，位移传感器的作用是根据位移量的大小，输出大小不同的电信号，进而判断位移量的大小。

但是手持式测量采用的传感器在安装和拆卸过程中多有不便。一是传感器自身重量较大，操作困难；二是安装过程要求抽油机停机，再进行人工手持测量，在经历过几个冲程后还需要拆卸再起机。安装过程不仅繁琐，而且带来了抽油机的额外损耗，影响使用寿命。另外，定期测量不能反映井下液面的实时状况。

在线式测量方法采用的位移传感器是通过光、电、磁电测相位得到位移，而载荷传感器则采用压力传感器得到载荷的数值，可以实现实时测量。但是载荷传感器也需要停机安装，并定期校准。另外，传感器需长期工作，影响仪器使用寿命，因此，维护成本较高。

综合来看，直接测量方法的弊端在于相关设备安装复杂、购置费用高且体积大。另外，位移和载荷传感器通常存在损耗问题，使用寿命短，维护费用高昂，而充电方式采用电源充电，后期维护也不方便。

因此，亟需一种可以数据获取方便，成本低，泛化能力强广，能够完整、准确复现地面示功图的技术方案。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出了一种抽油机地面示功图全复现方法及系统，通过采集到的电流数据进行示功图的全面复现，属于一种间接测量法，在进行复现时，无需装配传感器等硬件设备，可根据抽油机井实时电流数据，快速生成对应周期的地面示功图，且无需人工定标矫正，具有高准确性和泛化能力。

在本发明一实施例中，提出了一种抽油机地面示功图全复现方法，该方法包括：

获取油田多口井的历史数据，其中包括抽油机电流数据及对应的真实地面示功图数据；

将所述抽油机电流数据转换为电流数据集，并进行划分，得到训练集、验证集及测试集；