CN110284872B - 海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法及系统，所述方法包含：获取气田群中至少两口气井的运行数据；对所述运行数据过滤处理并获得所述运行数据的离散系数；根据多相流动物理输运规律构建流动控制方程，以流量作为未知值将所述流动控制方程转化为流量计算模型；当所述运行数据的离散系数高于预定阈值时，通过所述流量计算模型计算所述运行数据中各气井的流量数据；当各气井的流量数据的流量总值与实测流量值之间的差值小于预定阈值时，通过所述流量计算模型计算获得待测气井的产量数据。
Description
技术领域
本发明涉及海上油气采集领域，尤指一种海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法及系统。
背景技术
水下采集系统是海上气田群开发的新技术之一，其特点是具有多井采集功能，其通过将区块内及气田群的水下井口物流汇集后再输到水面设施处理，将部分或全部平台生产系统转移至水下形成水下生产系统，该生产方式能够简化工艺流程，具有减少管线数量、易于新老井的接替、适于边际气田和深水气田开发、整体技术要求高等特点。国内目前已在水下生产系统安装技术方面取得了较大进展。水下采集系统可分为井内、水下和水上三部分，井内部分主要指井筒，水下部分包括井口装置、管汇、海管等单元，水上主要指浮式生产船或海上平台上的分离器、储罐等生产处理设施。由于采集系统的水下工作环境导致该系统往往具有结构紧凑、可靠性要求高、安装维护困难、成本高等特点。在气田群开发生产中气井产量是备受关注的重要基础信息之一，直接影响气田的生产管理和气藏的评估工作，为了得到更加准确的气井产量信息，常规做法是在水下安装多相流量计，而由于环境特殊，在海底安装及维护流量计的成本十分高昂，而且多相流量计寿命较短，精度受气液比影响较大。
在20世纪90年代，虚拟流量计技术被提出并首先应用于油气田开发中。根据油气田的类型和特点，虚拟流量计技术的实现方式决定了该技术研究的关键内容，国内在陆上油田开发中较早开始研究并形成了具有虚拟流量计特点的相关技术，例如示功图量油等。近年来，国外针对海上油气田开发提出了多种流动安全保障监测或管理系统，其中部分就具有虚拟流量计功能，并在北海、墨西哥湾及西非等地区的部分海上气田开发中相关技术得以成功应用。我国最早在南海崖城13-1深水气田开发中首次合作引进了该项技术，2015年由我国自主研发的首套虚拟计量系统在南海LH19-5气田成功应用，但该系统仅能实现对单区块不多于两口井的流量预测功能，同时需要依赖人为设定流量加权因子才能较好实现单井流量的预测，对于海上气田群水下采集系统多井虚拟流量计技术和应用还尚未实现。
发明内容
本发明目的在于提供一种利用多种流量模型预测值进行智能融合的气田群水下多井采集系统虚拟计量方法及系统，以有效且准确的获得气田群中各气井的实时产量情况。
为达上述目的，本发明所提供的海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法，具体包含：获取气田群中至少两口气井的运行数据；对所述运行数据过滤处理并获得所述运行数据的离散系数；根据多相流动物理输运规律构建流动控制方程，以流量作为未知值将所述流动控制方程转化为流量计算模型；当所述运行数据的离散系数高于预定阈值时，通过所述流量计算模型计算所述运行数据中各气井的流量数据；当各气井的流量数据的流量总值与实测流量值之间的差值小于预定阈值时，通过所述流量计算模型计算获得待测气井的产量数据。
在上述海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法中，优选的，所述流动控制方程包含：油藏IPR模型、井筒模型、油嘴模型和跨接管模型中一种或多种的组合。
在上述海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法中，优选的，当所述流动控制方程包含所述油藏IPR模型时，通过所述油藏IPR模型中气藏的二次产能方程与预设流压上下限获得气井产量的估计范围；根据所述气井产量的估计范围作为其他流动控制方程的求解区间。
在上述海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法中，优选的，当所述流动控制方程采用所述井筒模型时，通过水力模型耦合井筒非稳态管壁传热模型和气液两相混输温降模型进行构建所述流动控制方程；通过所述运行数据中井筒底部和井口压力和温度与所述流动控制方程计算流量初值；根据所述流量初值于所述流量计算模型中进行迭代求解，直到当前流量下井筒压力变化和温度变化与实际监测到的压力变化和温度变化相等时，根据当前流量获得气井对应的流量数据。
在上述海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法中，优选的，当所述流动控制方程为油藏IPR模型、井筒模型、油嘴模型和跨接管模型中多种的组合时还包含：将所述运行数据分别代入所述流动控制方程中各流量模型中，计算获得多个流量数据；将所述流量数据与实际监测到的实际值比较，根据两者之间的差值通过预设权重提取公式获得各流量模型对应的多组权重数据；通过Dempster准则对各流量模型的多组权重数据进行权重融合，获得各流量模型对应的权重值；根据所述流动控制方程中各模型及各流量模型对应的权重值融合获得所述流量计算模型。
在上述海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法中，优选的，通过预设权重提取公式获得各流量模型对应的多组权重数据包含：通过以下公式计算获得各流量模型对应的多组权重数据：
在上式中，Di和fi分别为各流量计算模型误差的平方和与模型权重。
本发明还提供一种海上气田群水下采集系统虚拟流量计算系统，所述系统包含数据采集模块、数据预处理模块、模型构建模块和计算模块；所述数据采集模块用于获取气田群中至少两口气井的运行数据；所述数据预处理模块用于对所述运行数据过滤处理并获得所述运行数据的离散系数；所述模型构建模块用于根据多相流动物理输运规律构建流动控制方程，以流量作为未知值将所述流动控制方程转化为流量计算模型；所述计算模块用于当所述运行数据的离散系数高于预定阈值时，通过所述流量计算模型计算所述运行数据中各气井的流量数据；以及当各气井的流量数据的流量总值与实测流量值之间的差值小于预定阈值时，通过所述流量计算模型计算获得待测气井的产量数据。
在上述海上气田群水下采集系统虚拟流量计算系统中，优选的，所述流动控制方程包含：油藏IPR模型、井筒模型、油嘴模型和跨接管模型中一种或多种的组合。
在上述海上气田群水下采集系统虚拟流量计算系统中，优选的，所述模型构建模块还用于当所述流动控制方程为油藏IPR模型、井筒模型、油嘴模型和跨接管模型中多种的组合时；将所述运行数据分别代入所述流动控制方程中各流量模型中，计算获得多个流量数据；将所述流量数据与实际监测到的实际值比较，根据两者之间的差值通过预设权重提取公式获得各流量模型对应的多组权重数据；通过Dempster准则对各流量模型的多组权重数据进行权重融合，获得各流量模型对应的权重值；根据所述流动控制方程中各模型及各流量模型对应的权重值融合获得所述流量计算模型。
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。
通过本发明所提供的海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法及系统可有效监测气田群运行期间的流量情况，计算精度较高，该虚拟流量计算方法所计算获得的各井产量实时计算值之和与平台实测值误差在±10％以内，满足工程应用需求。可代替水下多井采集系统实体流量计或作为其计量功能的数字孪生体，实现实时获取海上气田群各相(油、气、水)的产量信息；对于海上气田群或凝析气田群在开发与生产中均具有良好的适用性，在现场应用中该技术的可靠性、准确性和经济性得到了全面检验与肯定，创造了良好的社会影响力与经济效益。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明的限定。在附图中：
图1为本发明一实施例所提供的海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例所提供的模型融合流程示意图；
图3为本发明一实施例所提供的海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法的应用流程示意图；
图4为本发明一实施例所提供的对采集数据过滤结果示意图；
图5为本发明一实施例所提供的中多流量模型数据自动融合结果与实测数据对比图；
图6为本发明一实施例所提供的一种海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法计算结果及其与实测值的误差分布示意图；
图7为本发明一实施例所提供的海上气田群水下采集系统虚拟流量计算系统的结构示意图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
海上气田群水下采集系统虚拟流量计算计(简称VFM)技术与应用是指通过对海上气田群基础设计数据与气田生产中在线获取的运行数据使用专门的模型和算法进行计算和处理，用以代替水下采集系统实体流量计或作为其数字孪生体，实现实时获取海上气田群各相(油、气、水)产量信息的技术与其在海上平台现场的应用方法，该技术与应用方法可用于海上气田群或凝析气田群的开发与生产；VFM获取的运行生产数据主要为安装在井底、水下井口、油嘴及平台分离器等位置的压力、温度传感器和平台气相、液相总产量流量计所采集的数据，由于测量误差、系统误差及多相流动的复杂性，直接监测到的数据需要进行初步的粗大误差过滤，因此在获取DCS数据后的首要内容即是采用专门的数据过滤算法对采集数据进行处理，该部分被开发为独立的模块由VFM流程控制程序进行调用，此外在VFM工作期间也可以通过对过滤前后的数据进行对比分析数据处理的有效性，图4为分离器气相流量过滤前后效果对比图。
基于上述情况，请参考图1所示，本发明所提供的海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法具体包含：S101获取气田群中至少两口气井的运行数据；S102对所述运行数据过滤处理并获得所述运行数据的离散系数；S103根据多相流动物理输运规律构建流动控制方程，以流量作为未知值将所述流动控制方程转化为流量计算模型；S104当所述运行数据的离散系数高于预定阈值时，通过所述流量计算模型计算所述运行数据中各气井的流量数据；S105当各气井的流量数据的流量总值与实测流量值之间的差值小于预定阈值时，通过所述流量计算模型计算获得待测气井的产量数据。其中，所述流动控制方程包含：油藏IPR模型、井筒模型、油嘴模型和跨接管模型中一种或多种的组合；所述运行数据包含气井的井下、井口、油嘴后、管汇处、平台分离器进出口的压力和温度数据；在上述实施例中，当所述流动控制方程采用所述油藏IPR模型时，通过所述油藏IPR模型中气藏的二次产能方程与预设流压上下限获得气井产量的估计范围；也可根据所述气井产量的估计范围作为其他流量计算模型的求解区间。当所述流动控制方程采用所述井筒模型时，通过水力模型耦合井筒非稳态管壁传热模型和气液两相混输温降模型进行构建所述流动控制方程；通过所述运行数据中井筒底部和井口压力和温度与所述流动控制方程计算流量初值；根据所述流量初值于所述流量计算模型中进行迭代求解，直到当前流量下井筒压力变化和温度变化与实际监测到的压力变化和温度变化相等时，根据当前流量获得气井对应的流量数据。工程中常用的油嘴模型较多，为此，实际工作中可采用经验相关式的理论模型Hydro模型，利用该模型所涉及的气液滑脱效应，可适用于临界或非临界过油嘴流动的计算，但在使用的时候需要根据油嘴CV特性曲线进行流量系数的校验，该校验方式可采用常用技术实现，本发明在此就不再详细说明；跨接管模型在已有的虚拟流量计方案中有时被忽略，由于跨接管距离较短，压降不明显，但在海洋环境中由于井口物流的温度要远高于海水温度，而跨接管一般不设置保温结构，因此跨接管温降可单独使用管流温降方程进行流量计算。
气井各相(油、气、水)实时产量计算是VFM的核心内容之一，其原理是通过对水下生产系统包括气藏、井筒、油嘴、跨接管进行节点划分，对特定的流动过程根据多相流动物理输运规律构建流动控制方程，然后以流量作为未知数进一步转化为流量计算模型，流量模型主要分为两种构建方式：独立单元模型和组合单元模型；流量模型求解可获得对应的流量数值，然后再使用融合模型得到最终的单井产量信息；其中，独立单元模型已在上述实施例已详细说明单一流量模型使用时的具体使用方式及流程，组合单元模型的具体使用流程及方法请参考以下说明。
独立单元模型是根据水下生产系统工艺单元最小单位进行设计，而组合单元模型则是在符合物理规律的基础下，通过对连续的独立单元进行组合建模，将中间节点视为内节点而得到的一类流量计算模型，组合单元模型使本来独立的间隔节点上的传感器可进行联系，从而使传感器采集数据的利用率提高，尤其当中间传感器失效时仍可进行流量计算，显著提高了VFM产量计算的容错性和健壮性；根据气田群水下采集系统常见结构，VFM提出了6种组合单元模型分别为：油藏-井筒模型、井筒-油嘴模型、油嘴-跨接管模型、油藏-井筒-油嘴模型、井筒-油嘴-跨接管模型和油藏-井筒-油嘴-跨接管模型，当然实际工作中，因实际需求及环境不同，本领域相关技术人员也可根据实际需要选择组合，本发明在此并不做过多限制；再请参考图2所示，在本发明一实施例中，当所述流动控制方程为油藏IPR模型、井筒模型、油嘴模型和跨接管模型中多种的组合时还包含：S201将所述运行数据分别代入所述流动控制方程中各流量模型中，计算获得多个流量数据；S202将所述流量数据与实际监测到的实际值比较，根据两者之间的差值通过预设权重提取公式获得各流量模型对应的多组权重数据；S203通过Dempster准则对各流量模型的多组权重数据进行权重融合，获得各流量模型对应的权重值；S204根据所述流动控制方程中各模型及各流量模型对应的权重值融合获得所述流量计算模型。
在上述实施例中，多个独立单元模型和组合单元模型可共同实现VFM流量计算，这些模型可根据实际传感器有效性进行激活或关闭，每一个模型均可独立计算出气井的产量，通过产量的互相校验一方面可显著提高计算精度，但另一方面却带来了产量确定的问题，本发明基于D-S证据理论提出了适用于VFM的多模型数据融合方法。该方法是将加权平均和D-S证据理论结合在一起的融合算法，首先根据各流量计算模型的流量计算结果与真实值的偏差按照误差最小原理计算得到各流量模型的一组权重值，然后将一段时间内的数据分组后进行权重计算，可得到这段时间内的关于各个流量模型的多组权重值，然后利用D-S理论对该段时间内的多组权重值逐步融合，最终得到一组融合后的权重值，将这组权重值和相应的模型计算结果做加权求和，便可得到融合后的结果。融合过程主要分为以下三步：
a)权重提取
在使用Dempster准则前，需要获取各流量模型的权重信息。对多模型数据融合技术权重的确定方法有很多种，按其计算方法的不同可分为最优组合权重和非最优组合权重确定方法。非最优组合权重确定方法是根据各单项预测模型预测误差的方差和其权系数成反比的基本原理，给出组合预测的权系数的计算公式，简便可行，适合工程应用。常见的非最优组合权重计算方法主要包括算术平均法、方差倒数法、均方倒数法、标准差法、二项式系数法等。研究表明非最优组合权重确定方法中方差倒数法所得到的组合模型精度相对较高，因此VFM中采用方差倒数法来确定各模型的权重，则权重提取公式为：
其中，Di和fi分别为各流量计算模型误差的平方和与模型权重。
b)权重融合
由于各流量计算模型权重的约束满足证据理论中基本概率分配所要求的条件，故可采用Dempster准则对各流量模型的多组权重数据进行逐步合成。Dempster合成准则作为D-S理论的核心内容，能够对各数据源的联合作用进行定量的描述，其能够通过求解各数据源的基本概率分配值的正交和来获得综合了各数据源信息的新的信任函数，进而获得最终联合作用下的结果。
在识别框架θ＝{Wi,i∈n}上建立基本概率分配m，其对应的值为：
m(Wi)＝fi(i∈n)
其中，Wi为各流量计算模型在一段时间内流量的计算值。
对所测试时间段内的各模型总流量数据进行分组，根据每组数据得到一组权重，其所对应的基本概率分配值分别为mj(Wi)，信度函数为Belj，根据Dempster准则，两个信度函数的融合计算过程为：
式中，
c)流量融合
通过对合成后的信度函数依次与后面的信度函数逐步进行融合，最终可得到融合后的权重值为m(Wi)，从而得到数据融合模型的最终流量计算结果：
通过流量融合模型，各流量计算模型的信息被统一到最终流量计算结果，获得各井的单独产量是虚拟流量计的主要内容，但是根据常见气田群平台工艺流程中会设置分离器用于气液分离，同时会在气液相出口安装实体流量计测量气田群气液总产量，虽然该产量信息对于虚拟流量计不是必须的，但是根据系统流量平衡规律，平台总产量可用于对单井计算流量进行校验，当各井计算产量与分离器测量产量相差较大时，可主动驱动融合模型对误差较大的井进行再融合。此外，由于虚拟流量计技术本身已具有多相管流计算模型，因此根据气田生产管理需要，结构平台分离器产量测量值或各井虚拟流量计之和进行回接海管的水力热力计算，同时耦合流体相态计算可提供海管内的水合物生成条件计算，为海上气田群水下生产系统流动安全保障提供必要信息。
为更清楚的说明本发明所提供的海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法，请参考图3所示，以下将对上述各实施例做整体说明，本领域相关技术人员当可知，以下说明仅为便于理解本发明所提供的技术方案的实际应用方法，并不对其做任何限定。
首先获得获取气田群中至少两口气井的运行数据即动态生产数据，以及获知当前气田群中该些气井的相关参数即静态参数数据；其后对动态生产数据进行处理，对所述运行数据过滤处理并获得所述运行数据的离散系数，以此过滤完异常值后便于后续模型建立；再根据静态参数数据确认所要采用的流动控制方程，如根据多相流动物理输运规律构建流动控制方程，以流量作为未知值将所述流动控制方程转化为流量计算模型，值得说明的是，该处流量计算模型如采用多个流动控制方程时还需对其进行模型数据融合，具体融合方法可参考上述实施例，在此就不再详述；当所述运行数据的离散系数高于预定阈值时，代表该些数据无异常，此时通过所述流量计算模型根据所述运行数据计算各气井的流量数据；当各气井的流量数据的流量总值与实测流量值之间的差值小于预定阈值时，通过所述流量计算模型计算获得待测气井的产量数据，当然在该过程中还可包含工况条件换算及数据检验，本发明将在后续说明，具体请参考后续实施例，以上实例具体效果可参考图5及图6所示。
请参考图7所示，本发明还提供一种海上气田群水下采集系统虚拟流量计算系统，所述系统包含数据采集模块、数据预处理模块、模型构建模块和计算模块；所述数据采集模块用于获取气田群中至少两口气井的运行数据；所述数据预处理模块用于对所述运行数据过滤处理并获得所述运行数据的离散系数；所述模型构建模块用于根据多相流动物理输运规律构建流动控制方程，以流量作为未知值将所述流动控制方程转化为流量计算模型；所述计算模块用于当所述运行数据的离散系数高于预定阈值时，通过所述流量计算模型计算所述运行数据中各气井的流量数据；以及当各气井的流量数据的流量总值与实测流量值之间的差值小于预定阈值时，通过所述流量计算模型计算获得待测气井的产量数据。其中，所述流动控制方程包含：油藏IPR模型、井筒模型、油嘴模型和跨接管模型中一种或多种的组合。
在上述实施例中，所述模型构建模块还用于当所述流动控制方程为油藏IPR模型、井筒模型、油嘴模型和跨接管模型中多种的组合时；将所述运行数据分别代入所述流动控制方程中各流量模型中，计算获得多个流量数据；将所述流量数据与实际监测到的实际值比较，根据两者之间的差值通过预设权重提取公式获得各流量模型对应的多组权重数据；通过Dempster准则对各流量模型的多组权重数据进行权重融合，获得各流量模型对应的权重值；根据所述流动控制方程中各模型及各流量模型对应的权重值融合获得所述流量计算模型。
实际工作中，请结合图3所示，上述海上气田群水下采集系统虚拟流量计算系统的具体使用方式具体可如下实施：
将所述数据预处理模块、所述模型构建模块和所述计算模块集成于一电子设备上，如虚拟流量计主机；采用已有的气田群中心平台DCS或PMS系统作为数据采集模块；其后如下执行海上气田群水下采集系统虚拟流量计算获取：
(1).使用Modbus协议通过RS485通讯线缆采用两线制连接虚拟流量计主机与气田群中心平台DCS或PMS系统；
(2).从DCS系统中获取多于两口气井的井下、井口、油嘴后、管汇处、平台分离器进出口的压力和温度数据，获取平台分离器气液相流量数据用于单井产量计算，读取周期为1-20秒，或1-10秒；
(3).对(2)中获取到的数据使用5点移动平均或Grubbs方法进行过滤，同时对数据离散程度进行判断，对离散程度小于1E-3或1E-5的数据进行替换或线性修正；(值得说明的是，前述离散程度阈值为用以判断仪表是否工作的举例数值，正常测量值由于噪声等因素与均值存在偏差，为此该值仅为本处实施例的举例，实际工作中工作人员可根据实际需要选择适当的数值使用)
(4).使用油藏IPR模型、井筒模型、油嘴模型和跨接管模型及该四种模型的组合形式进行单井流量计算(例如油藏IPR二次产能模型、井筒稳态水力热力耦合模型、油嘴Hydro模型和跨接管热力模型及该四种模型的邻接组合形式进行单井流量计算)，使用IPR模型确定取值的范围，使用组分模型计算流体相态和物性，对已知失效仪表对应的节点模型采用定边界条件或模型失效策略；
(5).使用D-S证据理论对(4)中的流量模型进行权重提取、逐次融合，根据融合结果将各模型流量进行加权作为最终流量计算值(其中权重提取可采用方差倒数法)，如各井流量计算值总和与平台处理后的实测总流量值相对误差大于10％或5％，则对误差最大的井进行再融合；
(6).对(5)计算得到的各井总流量，使用平台分离器工况进行相态拆分，计算各相质量流量、分离器工况下的体积流量，读取历史数据采用辛普森数值积分方法计算各井各相小时累计产量、当天累计产量、当周累计产量、当月累计产量；
(7).使用平台分离器气水三相流量数据采用稳态多相流模型计算回接海管沿线的压力、温度分布，根据水合物注入量计算沿线水合物生成条件；
以(3)处理后的运行数据与(5-7)计算出的数据在5秒或2秒的时间内刷新界面数值，同时作为历史数据进行保存，并通过Modbus协议写入虚拟寄存器，由DCS系统按照小于5分钟或1分钟的周期进行读取。
本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有执行上述方法的计算机程序。
通过本发明所提供的海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法及系统可有效监测气田群运行期间的流量情况，计算精度较高，该虚拟流量计算方法所计算获得的各井产量实时计算值之和与平台实测值误差在±10％以内，满足工程应用需求。可代替水下多井采集系统实体流量计或作为其计量功能的数字孪生体，实现实时获取海上气田群各相(油、气、水)的产量信息；对于海上气田群或凝析气田群在开发与生产中均具有良好的适用性，在现场应用中该技术的可靠性、准确性和经济性得到了全面检验与肯定，创造了良好的社会影响力与经济效益。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法，其特征在于，所述方法包含：
获取气田群中至少两口气井的运行数据；
对所述运行数据过滤处理并获得所述运行数据的离散系数；
根据多相流动物理输运规律构建流动控制方程，以流量作为未知值将所述流动控制方程转化为流量计算模型；
当所述运行数据的离散系数高于预定阈值时，通过所述流量计算模型根据所述运行数据计算各气井的流量数据；
当各气井的流量数据的流量总值与实测流量值之间的差值小于预定阈值时，通过所述流量计算模型计算获得待测气井的产量数据；
所述流动控制方程包含：油藏IPR模型、井筒模型、油嘴模型和跨接管模型中一种或多种的组合；
当所述流动控制方程采用所述井筒模型时，通过水力模型耦合井筒非稳态管壁传热模型和气液两相混输温降模型进行构建所述流动控制方程；通过所述运行数据中井筒底部和井口压力和温度与所述流动控制方程计算流量初值；根据所述流量初值于所述流量计算模型中进行迭代求解，直到当前流量下井筒压力变化和温度变化与实际监测到的压力变化和温度变化相等时，根据当前流量获得气井对应的流量数据。
2.根据权利要求1所述的海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法，其特征在于，当所述流动控制方程包含所述油藏IPR模型时，通过所述油藏IPR模型中气藏的二次产能方程与预设流压上下限获得气井产量的估计范围；根据所述气井产量的估计范围作为其他流动控制方程的求解区间。
3.根据权利要求1所述的海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法，其特征在于，当所述流动控制方程为油藏IPR模型、井筒模型、油嘴模型和跨接管模型中多种的组合时还包含：
将所述运行数据分别代入所述流动控制方程中各流量模型中，计算获得多个流量数据；
将所述流量数据与实际监测到的实际值比较，根据两者之间的差值通过预设权重提取公式获得各流量模型对应的多组权重数据；
通过Dempster准则对各流量模型的多组权重数据进行权重融合，获得各流量模型对应的权重值；
根据所述流动控制方程中各模型及各流量模型对应的权重值融合获得所述流量计算模型。
4.根据权利要求3所述的海上气田群水下采集系统虚拟流量计算方法，其特征在于，通过预设权重提取公式获得各流量模型对应的多组权重数据包含：通过以下公式计算获得各流量模型对应的多组权重数据：
在上式中，Di和fi分别为各流量计算模型误差的平方和与模型权重。
5.一种海上气田群水下采集系统虚拟流量计算系统，其特征在于，所述系统包含数据采集模块、数据预处理模块、模型构建模块和计算模块；
所述数据采集模块用于获取气田群中至少两口气井的运行数据；
所述数据预处理模块用于对所述运行数据过滤处理并获得所述运行数据的离散系数；
所述模型构建模块用于根据多相流动物理输运规律构建流动控制方程，以流量作为未知值将所述流动控制方程转化为流量计算模型；
所述计算模块用于当所述运行数据的离散系数高于预定阈值时，通过所述流量计算模型计算所述运行数据中各气井的流量数据；以及当各气井的流量数据的流量总值与实测流量值之间的差值小于预定阈值时，通过所述流量计算模型计算获得待测气井的产量数据；所述流动控制方程包含：油藏IPR模型、井筒模型、油嘴模型和跨接管模型中一种或多种的组合；
当所述流动控制方程采用所述井筒模型时，通过水力模型耦合井筒非稳态管壁传热模型和气液两相混输温降模型进行构建所述流动控制方程；通过所述运行数据中井筒底部和井口压力和温度与所述流动控制方程计算流量初值；根据所述流量初值于所述流量计算模型中进行迭代求解，直到当前流量下井筒压力变化和温度变化与实际监测到的压力变化和温度变化相等时，根据当前流量获得气井对应的流量数据。
6.根据权利要求5所述的海上气田群水下采集系统虚拟流量计算系统，其特征在于，所述模型构建模块还用于当所述流动控制方程为油藏IPR模型、井筒模型、油嘴模型和跨接管模型中多种的组合时；
将所述运行数据分别代入所述流动控制方程中各流量模型中，计算获得多个流量数据；
将所述流量数据与实际监测到的实际值比较，根据两者之间的差值通过预设权重提取公式获得各流量模型对应的多组权重数据；
通过Dempster准则对各流量模型的多组权重数据进行权重融合，获得各流量模型对应的权重值；
根据所述流动控制方程中各模型及各流量模型对应的权重值融合获得所述流量计算模型。
7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至4任一所述方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有执行权利要求1至4任一所述方法的计算机程序。
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