CN114877963A - 一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制方法，涉及石油开采领域，方法包括：将石油开采蒸汽发生装置的多个出汽分口分布部署至稠油开采区域的多个预设注汽井口；当接收到注汽指令时，通过所述多个出汽分口向所述多个预设注汽井口注入蒸汽；在多个出汽分口的任意一个开始注汽时：获取实时压力信息和实时温度信息；获取多个出汽分口任意一个的实时体积流量信息；将实时压力信息和实时温度信息输入蒸汽密度预测模型获取蒸汽密度预测结果，结合实时体积流量信息确定实时质量流量信息；通过实时质量流量信息计算实时蒸汽注入量满足蒸汽注入预估量时关闭出汽分口。解决了目前蒸汽质量流量的计量精度比较低的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及石油开采相关技术领域，具体涉及一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制方法及系统。
背景技术
在稠油热采工艺中为了降低地层中原油的黏度，需要通过向地层中注入高温高压高干度的蒸汽，蒸汽所携带的热量可以使得稠油受热膨胀，进而黏度降低，提高其流动性，最后原油随着蒸汽的喷出而喷出。
目前主要应用的蒸汽注入方式为通过蒸汽发生器制造高温高压高干度的蒸汽，通过预设注汽井口注入蒸汽，在这过程之中，为了提高稠油热采工艺精细性及提高工作效率，注入蒸汽的流量是一项主要的参考数据，当下主要通过监测蒸汽的质量流量对蒸汽注入进行控制。
现有技术中的蒸汽质量流量的计量方式多通过孔板流量计进行计量，但是孔板流量计由于节流问题和量程比较窄的原因，导致存在计量精度比较低的技术问题。
发明内容
本申请通过提供了一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制方法及系统，解决了现有技术中的蒸汽质量流量的计量方式多通过孔板流量计进行计量，但是孔板流量计由于节流问题和量程比较窄的原因，导致存在计量精度比较低的技术问题。
鉴于上述问题，本申请实施例提供了一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制方法及系统。
第一方面，本申请提供了一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制方法，其中，所述方法应用一石油开采蒸汽发生装置，所述装置和传感器阵列通信连接，所述传感器阵列包括多组压力传感器和多组温度传感器，所述方法包括：将石油开采蒸汽发生装置的多个出汽分口分布部署至稠油开采区域的多个预设注汽井口；当接收到注汽指令时，通过所述多个出汽分口向所述多个预设注汽井口注入蒸汽，其中，所述蒸汽为具有预设温度和预设压力的湿饱和水蒸汽；在任意一个所述多个出汽分口开始注汽时：通过压力传感器监测注入蒸汽的实时压力信息；通过温度传感器监测所述注入蒸汽的实时温度信息；通过体积流量监测装置获取任意一个所述多个出汽分口的实时体积流量信息；将所述实时压力信息和所述实时温度信息输入蒸汽密度预测模型，获取蒸汽密度预测结果；根据所述蒸汽密度预测结果和所述实时体积流量信息，确定实时质量流量信息；通过所述实时质量流量信息计算实时蒸汽注入量，当所述实时蒸汽注入量满足蒸汽注入预估量时，关闭所述石油开采蒸汽发生装置的所述多个出汽分口。
另一方面，本申请提供了一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制系统，其中，所述系统应用一石油开采蒸汽发生装置，所述装置和传感器阵列通信连接，所述传感器阵列包括多组压力传感器和多组温度传感器，所述系统包括：第一控制模块，用于将石油开采蒸汽发生装置的多个出汽分口分布部署至稠油开采区域的多个预设注汽井口；第二控制模块，用于当接收到注汽指令时，通过所述多个出汽分口向所述多个预设注汽井口注入蒸汽，其中，所述蒸汽为具有预设温度和预设压力的湿饱和水蒸汽；在任意一个所述多个出汽分口开始注汽时：环境参数监测模块，用于通过压力传感器监测注入蒸汽的实时压力信息；通过温度传感器监测所述注入蒸汽的实时温度信息；体积流量监测模块，用于通过体积流量监测装置获取任意一个所述多个出汽分口的实时体积流量信息；蒸汽密度预测模块，用于将所述实时压力信息和所述实时温度信息输入蒸汽密度预测模型，获取蒸汽密度预测结果；质量流量计算模块，用于根据所述蒸汽密度预测结果和所述实时体积流量信息，确定实时质量流量信息；第三控制模块，用于通过所述实时质量流量信息计算实时蒸汽注入量，当所述实时蒸汽注入量满足蒸汽注入预估量时，关闭所述石油开采蒸汽发生装置的所述多个出汽分口。
本申请中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
由于采用了当石油开采蒸汽发生装置向多个预设注汽井口注入蒸汽时，通过压力传感器和温度传感器监测实时压力信息和实时温度信息；通过体积流量监测装置监测出汽分口的实时体积流量信息；通过蒸汽密度预测模型对实时压力信息和实时温度信息进行处理，确定蒸汽密度预测结果，进而根据实时体积流量信息和蒸汽密度预测结果间接计算确定实时质量流量信息，进而计算实时蒸汽注入量并和蒸汽注入预估量比较，达到时即关闭石油开采蒸汽发生装置的多个出汽分口的技术方案，由于蒸汽密度会随着温度和压力变化，因为需要通过实时的温度和压力数据利用智能化模型进行处理，依赖动态变化预测的蒸汽密度和相对应的实时体积流量计算出较准确的质量流量信息，达到了提高质量流量信息计量准确性的技术效果。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
图1为本申请实施例提供了一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制方法流程示意图；
图2为本申请实施例提供了一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制方法中的多个出汽分口关闭控制流程示意图；
图3为本申请实施例提供了一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制系统结构示意图。
附图标记说明：传感器阵列010，压力传感器011，温度传感器012，体积流量监测装置020，第一控制模块11，第二控制模块12，环境参数监测模块13，体积流量监测模块14，蒸汽密度预测模块15，质量流量计算模块16，第三控制模块17。
具体实施方式
本申请实施例通过提供了一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制方法及系统，解决了现有技术中的蒸汽质量流量的计量方式多通过孔板流量计进行计量，但是孔板流量计由于节流问题和量程比较窄的原因，导致存在计量精度比较低的技术问题。由于蒸汽密度会随着温度和压力变化，因为需要通过实时的温度和压力数据利用智能化模型进行处理，依赖动态变化预测的蒸汽密度和相对应的实时体积流量计算出较准确的质量流量信息，达到了提高质量流量信息计量准确性的技术效果。
申请概述
稠油开采工艺中蒸汽流量计量主要包括三方面：其一体积流量计量，此类计量只需要监测蒸汽实时的单位时间内流通体积即可，通过仪器即可直接准确测量；其二为能量流量计量，当前国内市场应用较少；其三为主流的质量流量计量，此类计量的传统方式包括直接仪器计量和间接计算计量，但是由于直接仪器计量时仪器的性能限制，导致直接计量的准确性较低，而间接计算计量主要是先确定体积流量，再根据蒸汽密度确定质量流量，但是由于蒸汽密度会随着压力和温度实时变化，进而导致计量误差较大，由此可见，本申请将要解决的即是现有技术中存在的稠油开采工艺中质量流量计量准确度较低的技术问题。
针对上述技术问题，本申请提供的技术方案总体思路如下：
本申请实施例提供了一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制方法及系统。由于采用了当石油开采蒸汽发生装置向多个预设注汽井口注入蒸汽时，通过压力传感器和温度传感器监测实时压力信息和实时温度信息；通过体积流量监测装置监测出汽分口的实时体积流量信息；通过蒸汽密度预测模型对实时压力信息和实时温度信息进行处理，确定蒸汽密度预测结果，进而根据实时体积流量信息和蒸汽密度预测结果间接计算确定实时质量流量信息，进而计算实时蒸汽注入量并和蒸汽注入预估量比较，达到时即关闭石油开采蒸汽发生装置的多个出汽分口的技术方案，由于蒸汽密度会随着温度和压力变化，因为需要通过实时的温度和压力数据利用智能化模型进行处理，依赖动态变化预测的蒸汽密度和相对应的实时体积流量计算出较准确的质量流量信息，达到了提高质量流量信息计量准确性的技术效果。
在介绍了本申请基本原理后，下面将结合说明书附图来具体介绍本申请的各种非限制性的实施方式。
实施例一
如图1所示，本申请实施例提供了一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制方法，其中，所述方法应用一石油开采蒸汽发生装置，所述装置和传感器阵列通信连接，所述传感器阵列包括多组压力传感器和多组温度传感器，所述方法包括：
具体而言，稠油开采工艺中由于地层中的原油黏度较高，流动性较差，导致开采难度系数较高，目前的主要解决方式通过蒸汽吞吐和蒸汽驱向地层中注入高温高压高干度的蒸汽，达到降低原油黏度，提高其流动性，使得其随着蒸汽一同喷出井口，实现稠油开采。而石油开采蒸汽发生装置指的是属于任意一种型号或类型用于制造高温高压高干度的蒸汽的仪器，总结当下应用于稠油开采中的蒸汽发生装置，可将其元件根据功能分为两部分，主要包括蒸汽发生单元和蒸汽注入单元，蒸汽发生单元包括但不限于目前市场上的任意一个可生产高温高压高干度蒸汽的蒸汽发生装置；蒸汽注入单元为将蒸汽发生单元生产的高温高压高干度蒸汽注入至预设区域内的地层中的装置，一般根据不同的开采环境具体不同的结构形式，主要包括一个出汽总口和多个出汽分口，出汽总口用于将蒸汽发生单元的蒸汽传输至多个出汽分口，进行分流，进一步通过多个出汽分口向稠油开采区域的地层内注入蒸汽，便于完成后步稠油开采工作。
传感器阵列为本申请实施例为了精确计量蒸汽的质量流量而设定的监测实时环境参数的传感器，主要部署于出汽分口处，这是根据质量守恒原则，分口的蒸汽总质量即等于注入地层内的蒸汽总质量，每个分口至少部署一组传感器阵列，任意一组传感器阵列包括压力传感器和温度传感器，通过监测实时的温度和压力数据并上传至基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制系统，通过计算质量流量，再计算总的流量，进而实现对石油开采蒸汽发生装置的控制，达到了提高质量流量计量准确性和提高工作效率的技术效果。
S100：将石油开采蒸汽发生装置的多个出汽分口分布部署至稠油开采区域的多个预设注汽井口；
具体而言，稠油开采区域指的是预先设定好的稠油开采位置，包括但不限于油层深度、地表面积、地质结构等信息；多个预设注汽井口为工作人员预先设定的在稠油开采区域之内的用于和石油开采蒸汽发生装置的多个出汽分口连接，实现蒸汽注入目的的井口，在开始注入蒸汽之前将石油开采蒸汽发生装置的多个出汽分口分布部署至稠油开采区域的多个预设注汽井口，并密封好连接口，避免蒸汽外泄，气密性检测通过后，即完成部署等待注汽。
S200：当接收到注汽指令时，通过所述多个出汽分口向所述多个预设注汽井口注入蒸汽，其中，所述蒸汽为具有预设温度和预设压力的湿饱和水蒸汽；
具体而言，当将石油开采蒸汽发生装置的多个出汽分口分布部署至稠油开采区域的多个预设注汽井口完成后，工作人员即向基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制系统发送注汽指令，当接收到注汽指令时即控制石油开采蒸汽发生装置制造高温高压高干度的蒸汽，并通过多个出汽分口向多个预设注汽井口注入蒸汽，完成蒸汽的注入，在这之中，蒸汽为具有预设温度和预设压力的湿饱和水蒸汽，而预设温度和预设压力的确定优选的通过专家系统完成，专家系统可通过输入当前的稠油开采区域的地质结构特征和油层深度特征，推理分析确定蒸汽的预设温度和预设压力，专家系统为机器学习中常用的一种用于实现专业知识推理的智能化系统，由于稠油开采蒸汽的预设温度和预设压力的设定涉及大量理论知识，且具有较多的先行经验，因此构建专家系统是较为可行且较为实用的确定稠油开采蒸汽的预设温度和预设压力的手段。
S300：在任意一个所述多个出汽分口开始注汽时：
S310：通过压力传感器监测注入蒸汽的实时压力信息；通过温度传感器监测所述注入蒸汽的实时温度信息；
进一步的，基于所述通过压力传感器监测注入蒸汽的实时压力信息，步骤S310包括步骤：
S311：通过所述压力传感器监测预设区域内的所述注入蒸汽的多个位置的压力数据；
S312：将任意两个位置的所述多个位置的压力数据进行比较，获取压力监测差值；
S313：当所述压力监测差值在预设压力监测差值之内，对相应两个位置标识为压力同族位置，并将相应两个所述压力数据的均值设为所述压力同族位置的实时压力信息。
具体而言，当在多个出汽分口的任意一个注汽分口开始注汽时，需要通过压力传感器监测预设区域内的实时压力信息，在任意一个出汽分口，若是出汽分口占据空间较大，则可能不同位置具有不同的压力，因此需要对出汽分口的压力数据进行区域分类，优选的方式如下：多个位置的压力数据指的是通过均匀部署在任意一个出汽分口的预设区域内多个压力传感器监测的注入蒸汽的实时压力信息；进一步的，将任意两个位置的压力数据进行比较，若是小于等于预设压力监测差值，其中，预设压力监测差值为工作人员依据实际场景而自定义的信息，则将对应的两个位置的标记为压力同族位置，并求取两个位置的压力数据的均值设为压力同族位置的实时压力信息，进一步的再将压力同族位置和其它压力同族位置的实时压力数据比对，重复合并，直到任意两个压力同族位置的实时压力数据都大于预设压力监测差值时停止，进而确定的压力数据用于表征出汽分口的实时压力数据相比传统技术中直接取多个位置的平均值精细化程度更高。
进一步的，基于所述通过温度传感器监测所述注入蒸汽的实时温度信息，步骤S310还包括步骤：
S314：通过所述温度传感器监测所述预设区域内的所述注入蒸汽的多个位置的温度数据；
S315：将任意两个位置的所述多个位置的温度数据进行比较，获取温度监测差值；
S316：当所述温度监测差值在预设温度监测差值之内，对相应两个位置标识为温度同族位置，并将相应两个所述温度数据的均值设为所述温度同族位置的实时温度信息。
具体而言，当在多个出汽分口的任意出汽分口开始注汽时，需要通过温度传感器监测预设区域内的实时温度信息，在任意一个出汽分口，若是出汽分口占据空间较大，则可能不同位置具有不同的温度，因此需要对出汽分口的温度数据进行区域分类，优选的方式如下：多个位置的温度数据指的是通过均匀部署在任意一个出汽分口的预设区域内多个温度传感器监测的注入蒸汽的实时温度信息；进一步的，将任意两个位置的温度数据进行比较，若是小于等于预设温度监测差值，其中，预设温度监测差值为工作人员根据实际场景自定义的温度差值，则将对应的两个位置的标记为温度同族位置，并求取两个位置的温度数据的均值设为温度同族位置的实时温度信息，进一步的再将温度同族位置和其它温度同族位置的实时温度数据比对，重复合并，直到任意两个温度同族位置的实时温度数据都大于预设温度监测差值时停止，进而确定的温度数据用于表征出汽分口的实时温度数据相比传统技术中直接取多个位置的平均值精细化程度更高。
通过实时监测温度信息及压力信息并针对区域差异性对不同出汽区域进行分类，进而为后步准确的确定对应区域的蒸汽密度提供了信息保障。
S320：通过体积流量监测装置获取任意一个所述多个出汽分口的实时体积流量信息；
具体而言，实时体积流量信息指的是通过部署在出汽分口的体积流量监测装置实时监测的蒸汽体积流量信息，体积流量监测装置包括但不限于常规可用的任意体积流量检测设备。进一步的，在任意一个出汽分口处，当实时体积流量信息确定之后，优选的将前述确定的实时温度信息及实时压力信息对应的多个区域划分位置进行交叉，求取重合区域，进而确定多个具有相同实时温度信息及实时压力信息的区域划分结果，再根据各个区域划分结果的位置对实时体积流量信息进行体积分割，进而确定任意一个区域的体积流量信息，置为待响应状态，等待后步快速调用。通过将预设区域内的实时体积流量信息根据实时温度信息及实时压力信息划分，便于后准确的确定任意一区域内的实时质量流量，更进一步将多个区域叠加，得到任意一个出汽分口的质量流量信息，更进一步的，将多个出汽分口的质量流量信息叠加，即可确定整体的质量流量，进而即可确定总体的蒸汽注入量。
S330：将所述实时压力信息和所述实时温度信息输入蒸汽密度预测模型，获取蒸汽密度预测结果；
具体而言，蒸汽密度预测模型指的是用于对实时蒸汽密度进行预测的智能化模型，其优选为支持向量机，通过大量的历史记录数据训练收敛确定，由于蒸汽密度预测的数据为小样本数据，而支持向量机应用于小样本数据具有较高的收敛可能性，因此选择支持向量机的实际收敛可能性较高，且支持向量机应用于二分类或多分类问题的输出准确性较强。优选的在任意一个出汽分口中，依次调取步骤S320中的实时温度信息及实时压力信息对应的多个区域划分位置进行交叉确定的和实时体积流量信息一一对应的区域内的实时温度信息及实时压力信息，输入蒸汽密度预测模型，进而确定对应区域内的实时蒸汽密度，并添加进蒸汽密度预测结果等待后步调用。
进一步的，基于所述将所述实时压力信息和所述实时温度信息输入蒸汽密度预测模型，获取蒸汽密度预测结果，之前步骤S330包括步骤：
S331：根据所述油层深度特征和所述地质结构特征，匹配同族稠油开采记录数据；
S332：从所述同族稠油开采记录数据中提取注汽压力记录数据和注汽温度记录数据；
S333：从所述同族稠油开采记录数据中提取蒸汽密度记录数据，其中，所述蒸汽密度记录数据为通过实际测量或/和实验获取的数据集；
S334：通过所述注汽压力记录数据、所述注汽温度记录数据和所述蒸汽密度记录数据按照预设训练规则，基于支持向量机，构建所述蒸汽密度预测模型。
具体而言，蒸汽密度预测模型的构建过程如下：
步骤一：采集训练数据：油层深度特征指的是稠油的油层所在深度信息；地质结构特征指的是稠油所处地理位置的地质特征；同族稠油开采记录数据指的是在大数据中匹配的和具有相同油层深度特征和地质结构特征的稠油开采记录数据。在同族稠油开采记录数据中包括多组注汽压力记录数据和注汽温度记录数据，以及和注汽压力记录数据和注汽温度记录数据一一对应的，通过实际测量获取的蒸汽密度记录数据；或者通过实验获取的蒸汽密度记录数据；或者通过实际测量和实验获取的蒸汽密度记录数据集，通过上述三种组合途径获取足够的数据集保障蒸汽密度预测模型的输出准确性。
步骤二：开始训练：通过蒸汽密度记录数据、注汽压力记录数据和注汽温度记录数据基于支持向量机进行有监督学习训练，将蒸汽密度记录数据作为输出标识信息，将注汽压力记录数据和注汽温度记录数据作为输入标识信息，当模型收敛后，完成蒸汽密度预测模型的构建。即可用于实时蒸汽密度的预测，为后步进行准确的质量流量计量提供了准确的数据基础。
进一步的，步骤S334中的所述预设训练规则包括步骤：
S334-1：基于所述支持向量机，构建初始模型框架；
S334-2：将所述注汽压力记录数据、所述注汽温度记录数据和所述蒸汽密度记录数据划分为K等份，有放回的在K等份中随机抽取K次，重复M次，获取M组抽取数据集和M组未抽取数据集；
S334-3：通过所述M组抽取数据集对所述初始模型框架进行训练，当所述初始模型框架输出稳定后，通过所述M组未抽取数据集对输出稳定后的所述初始模型框架进行稳定性验证；
S334-4：将通过所述稳定性验证的所述初始模型框架设为所述蒸汽密度预测模型。
具体而言，初始模型框架指的是基于支持向量机搭建的模型框架，在初始模型框架搭建完成后，将注汽压力记录数据、注汽温度记录数据和蒸汽密度记录数据划分为K等份，有放回的在K等份中随机抽取K次，重复M次，获取M组抽取数据集和M组未抽取数据集，如此获取的多组数据集，可用于重复迭代，通过多次迭代可有效提高支持向量机的输出准确性，在任意一次的训练迭代中，通过M组抽取数据集中的任意一组对初始模型框架进行训练，当初始模型框架输出结果中的蒸汽密度和对应的蒸汽密度记录数据差值在预设差值之内，则视为稳定，通过M组未抽取数据集和前述训练数据对应的未抽取数据集对输出稳定后的所述初始模型框架进行稳定性验证，稳定性验证换句话说即是对稳定后的初始模型框架判断是否多个输出结果的输出准确率都是满足预设差值的，若满足，则通过稳定性验证，说明训练完成，则完成蒸汽密度预测模型的构建，若是不满足，则继续迭代训练。
S340：根据所述蒸汽密度预测结果和所述实时体积流量信息，确定实时质量流量信息；
具体而言，实时质量流量信息为通过蒸汽密度预测结果和实时体积流量信息计算确定的实时质量流量数据，优选实时质量流量信息计算方式如下：实时质量流量信息=蒸汽密度预测结果*实时体积流量信息，其中，蒸汽密度预测结果和实时体积流量信息的相同类型数据的单位是统一的，根据实时质量流量信息=蒸汽密度预测结果*实时体积流量信息扩展至本申请实施例提供的分区域质量流量计量任意时刻的统计公式为：
，其中，
表示t时刻蒸汽发生装置整体的实时质量流量，
为出汽口的数量，
表示t时刻任意一个出汽口的实时质量流量信息，
表示任意一个出汽口的区域划分结果的区域总数量，
表示t时刻任意一个区域划分结果的实时质量流量信息，
表示t时刻的蒸汽密度预测结果，
表示t时刻的实时体积流量信息。通过将计算确定的
依据时序进行存储，得到依据时序变化的
序列数据，置为待响应状态，等待后步调用。
S400：通过所述实时质量流量信息计算实时蒸汽注入量，当所述实时蒸汽注入量满足蒸汽注入预估量时，关闭所述石油开采蒸汽发生装置的所述多个出汽分口。
具体而言，实时蒸汽注入量的计算公式优选为：
，其中，
为开始注入蒸汽时的质量流量，
为当前注入蒸汽时的质量流量，
为达到当前时间的实时蒸汽注入量；蒸汽注入预估量指的是预设的注入至地层的蒸汽质量总量，当实时蒸汽注入量满足，即大于等于蒸汽注入预估量时，控制石油开采蒸汽发生装置，关闭石油开采蒸汽发生装置的多个出汽分口，基于质量流量的准确计量，实现了石油开采蒸汽发生装置的多个出汽分口的精确控制操作。
进一步的，如图2所示，基于所述通过所述实时质量流量信息计算实时蒸汽注入量，当所述实时蒸汽注入量满足蒸汽注入预估量时，关闭所述石油开采蒸汽发生装置的所述多个出汽分口，步骤S400包括步骤：
S410：采集稠油开采区域特征信息，其中，所述稠油开采区域特征信息包括油层深度特征和地质结构特征；
S420：通过所述油层深度特征和所述地质结构特征，匹配蒸汽注入预估量；
S430：判断所述实时蒸汽注入量是否满足所述蒸汽注入预估量；
S440：当所述实时蒸汽注入量满足所述蒸汽注入预估量时，控制所述石油开采蒸汽发生装置关闭所述多个出汽分口停止注汽。
具体而言，稠油开采区域特征信息包括油层深度特征和地质结构特征，蒸汽注入预估量通过油层深度特征和地质结构特征确定获取，根据油层深度特征和地质结构特征即可确定开采区域内的稠油特征数据，进而可确定蒸汽注入预估量，优选的匹配方式可将油层深度特征和地质结构特征输入蒸汽注入量预估数据库进行确定，蒸汽注入量预估数据库在后步详细阐述。当蒸汽注入预估量匹配完成后，即可将计算完成的实时蒸汽注入量和蒸汽注入预估量比对，若是满足，则控制石油开采蒸汽发生装置关闭多个出汽分口停止注汽。
进一步的，基于所述通过所述油层深度特征和所述地质结构特征，匹配蒸汽注入预估量，步骤S420包括步骤：
S421：当满足预设更新周期，获取第一区块链节点、第二区块链节点直到第N区块链节点；
S422：通过所述第一区块链节点、所述第二区块链节点直到所述第N区块链节点上传多组关联数据组，其中，任意一组所述多组关联数据组包括油层深度记录数据，地质结构记录数据和蒸汽注入量记录数据；
S423：根据所述油层深度记录数据，所述地质结构记录数据和所述蒸汽注入预估量数据对蒸汽注入量预估数据库进行更新；
S424：将所述油层深度特征和所述地质结构特征输入更新后的所述蒸汽注入量预估数据库，获取所述蒸汽注入预估量。
具体而言，蒸汽注入量预估数据库确定方式优选的如下：通过区块链上的多个节点，任意一个节点代表一个石油开采公司或者石油开采研究组等形式，各个节点可通过区块链进行交互，提供数据构建蒸汽注入量预估数据库；当满足工作人员设定预设更新周期，优选的为6个月更新一次，通过区块链上得第一区块链节点、第二区块链节点直到所述第N区块链节点上传多组关联数据组，其中，任意一组所述多组关联数据组包括油层深度记录数据，地质结构记录数据和蒸汽注入量记录数据，任意一组数据都是经过专家评估或具有实践经验的数据集，根据油层深度记录数据，地质结构记录数据和蒸汽注入预估量数据对蒸汽注入量预估数据库进行更新，再将油层深度特征和地质结构特征输入更新后的蒸汽注入量预估数据库，获取蒸汽注入预估量。通过基于区块链构建的蒸汽注入量预估数据库确定蒸汽注入预估量具有较高的准确性，和石油开采场景契合度较高，进而为基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制的准确性提供了参考性数据。
综上所述，本申请实施例所提供的一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制方法及系统具有如下技术效果：
1.由于采用了当石油开采蒸汽发生装置向多个预设注汽井口注入蒸汽时，通过压力传感器和温度传感器监测实时压力信息和实时温度信息；通过体积流量监测装置监测出汽分口的实时体积流量信息；通过蒸汽密度预测模型对实时压力信息和实时温度信息进行处理，确定蒸汽密度预测结果，进而根据实时体积流量信息和蒸汽密度预测结果间接计算确定实时质量流量信息，进而计算实时蒸汽注入量并和蒸汽注入预估量比较，达到时即关闭石油开采蒸汽发生装置的多个出汽分口的技术方案，由于蒸汽密度会随着温度和压力变化，因为需要通过实时的温度和压力数据利用智能化模型进行处理，依赖动态变化预测的蒸汽密度和相对应的实时体积流量计算出较准确的质量流量信息，达到了提高质量流量信息计量准确性的技术效果。
实施例二
基于与前述实施例中一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制方法相同的发明构思，如图3所示，本申请实施例提供了一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制系统，其中，所述系统应用一石油开采蒸汽发生装置，所述装置和传感器阵列010通信连接，所述传感器阵列包括多组压力传感器011和多组温度传感器012，所述系统包括：
第一控制模块11，用于将石油开采蒸汽发生装置的多个出汽分口分布部署至稠油开采区域的多个预设注汽井口；
第二控制模块12，用于当接收到注汽指令时，通过所述多个出汽分口向所述多个预设注汽井口注入蒸汽，其中，所述蒸汽为具有预设温度和预设压力的湿饱和水蒸汽；
在任意一个所述多个出汽分口开始注汽时：
环境参数监测模块13，用于通过压力传感器011监测注入蒸汽的实时压力信息；通过温度传感器012监测所述注入蒸汽的实时温度信息；
体积流量监测模块14，用于通过体积流量监测装置020获取任意一个所述多个出汽分口的实时体积流量信息；
蒸汽密度预测模块15，用于将所述实时压力信息和所述实时温度信息输入蒸汽密度预测模型，获取蒸汽密度预测结果；
质量流量计算模块16，用于根据所述蒸汽密度预测结果和所述实时体积流量信息，确定实时质量流量信息；
第三控制模块17，用于通过所述实时质量流量信息计算实时蒸汽注入量，当所述实时蒸汽注入量满足蒸汽注入预估量时，关闭所述石油开采蒸汽发生装置的所述多个出汽分口。
进一步的，所述第三控制模块17执行步骤包括：
采集稠油开采区域特征信息，其中，所述稠油开采区域特征信息包括油层深度特征和地质结构特征；
通过所述油层深度特征和所述地质结构特征，匹配蒸汽注入预估量；
判断所述实时蒸汽注入量是否满足所述蒸汽注入预估量；
当所述实时蒸汽注入量满足所述蒸汽注入预估量时，控制所述石油开采蒸汽发生装置关闭所述多个出汽分口停止注汽。
进一步的，所述第三控制模块17执行步骤还包括：
当满足预设更新周期，获取第一区块链节点、第二区块链节点直到第N区块链节点；
通过所述第一区块链节点、所述第二区块链节点直到所述第N区块链节点上传多组关联数据组，其中，任意一组所述多组关联数据组包括油层深度记录数据，地质结构记录数据和蒸汽注入量记录数据；
根据所述油层深度记录数据，所述地质结构记录数据和所述蒸汽注入预估量数据对蒸汽注入量预估数据库进行更新；
将所述油层深度特征和所述地质结构特征输入更新后的所述蒸汽注入量预估数据库，获取所述蒸汽注入预估量。
进一步的，所述蒸汽密度预测模块15执行步骤包括：
根据所述油层深度特征和所述地质结构特征，匹配同族稠油开采记录数据；
从所述同族稠油开采记录数据中提取注汽压力记录数据和注汽温度记录数据；
从所述同族稠油开采记录数据中提取蒸汽密度记录数据，其中，所述蒸汽密度记录数据为通过实际测量或/和实验获取的数据集；
通过所述注汽压力记录数据、所述注汽温度记录数据和所述蒸汽密度记录数据按照预设训练规则，基于支持向量机，构建所述蒸汽密度预测模型。
进一步的，所述蒸汽密度预测模块15执行步骤还包括：
基于所述支持向量机，构建初始模型框架；
将所述注汽压力记录数据、所述注汽温度记录数据和所述蒸汽密度记录数据划分为K等份，有放回的在K等份中随机抽取K次，重复M次，获取M组抽取数据集和M组未抽取数据集；
通过所述M组抽取数据集对所述初始模型框架进行训练，当所述初始模型框架输出稳定后，通过所述M组未抽取数据集对输出稳定后的所述初始模型框架进行稳定性验证；
将通过所述稳定性验证的所述初始模型框架设为所述蒸汽密度预测模型。
进一步的，所述环境参数监测模块13执行步骤包括：
通过所述压力传感器监测预设区域内的所述注入蒸汽的多个位置的压力数据；
将任意两个位置的所述多个位置的压力数据进行比较，获取压力监测差值；
当所述压力监测差值在预设压力监测差值之内，对相应两个位置标识为压力同族位置，并将相应两个所述压力数据的均值设为所述压力同族位置的实时压力信息。
进一步的，所述环境参数监测模块13执行步骤还包括：
通过所述温度传感器监测所述预设区域内的所述注入蒸汽的多个位置的温度数据；
将任意两个位置的所述多个位置的温度数据进行比较，获取温度监测差值；
当所述温度监测差值在预设温度监测差值之内，对相应两个位置标识为温度同族位置，并将相应两个所述温度数据的均值设为所述温度同族位置的实时温度信息。
综上所述的方法的任意步骤都可作为计算机指令或者程序存储在不设限制的计算机存储器中，并可以被不设限制的计算机处理器调用识别用以实现本申请实施例中的任一项方法，在此不做多余限制。
进一步的，综上所述的第一或第二可能不止代表次序关系，也可能代表某项特指概念，和/或指的是多个元素之间可单独或全部选择。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请及其等同技术的范围之内，则本申请意图包括这些改动和变型在内。
Claims (8)
1.一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制方法，其特征在于，所述方法应用一石油开采蒸汽发生装置，所述装置和传感器阵列通信连接，所述传感器阵列包括多组压力传感器和多组温度传感器，所述方法包括：
将石油开采蒸汽发生装置的多个出汽分口分布部署至稠油开采区域的多个预设注汽井口；
当接收到注汽指令时，通过所述多个出汽分口向所述多个预设注汽井口注入蒸汽，其中，所述蒸汽为具有预设温度和预设压力的湿饱和水蒸汽；
在任意一个所述多个出汽分口开始注汽时：
通过压力传感器监测注入蒸汽的实时压力信息；通过温度传感器监测所述注入蒸汽的实时温度信息；
通过体积流量监测装置获取任意一个所述多个出汽分口的实时体积流量信息；
将所述实时压力信息和所述实时温度信息输入蒸汽密度预测模型，获取蒸汽密度预测结果；
根据所述蒸汽密度预测结果和所述实时体积流量信息，确定实时质量流量信息；
通过所述实时质量流量信息计算实时蒸汽注入量，当所述实时蒸汽注入量满足蒸汽注入预估量时，关闭所述石油开采蒸汽发生装置的所述多个出汽分口。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过所述实时质量流量信息计算实时蒸汽注入量，当所述实时蒸汽注入量满足蒸汽注入预估量时，关闭所述石油开采蒸汽发生装置的所述多个出汽分口，包括：
采集稠油开采区域特征信息，其中，所述稠油开采区域特征信息包括油层深度特征和地质结构特征；
通过所述油层深度特征和所述地质结构特征，匹配蒸汽注入预估量；
判断所述实时蒸汽注入量是否满足所述蒸汽注入预估量；
当所述实时蒸汽注入量满足所述蒸汽注入预估量时，控制所述石油开采蒸汽发生装置关闭所述多个出汽分口停止注汽。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过所述油层深度特征和所述地质结构特征，匹配蒸汽注入预估量，包括：
当满足预设更新周期，获取第一区块链节点、第二区块链节点直到第N区块链节点；
通过所述第一区块链节点、所述第二区块链节点直到所述第N区块链节点上传多组关联数据组，其中，任意一组所述多组关联数据组包括油层深度记录数据，地质结构记录数据和蒸汽注入量记录数据；
根据所述油层深度记录数据，所述地质结构记录数据和所述蒸汽注入预估量数据对蒸汽注入量预估数据库进行更新；
将所述油层深度特征和所述地质结构特征输入更新后的所述蒸汽注入量预估数据库，获取所述蒸汽注入预估量。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所述实时压力信息和所述实时温度信息输入蒸汽密度预测模型，获取蒸汽密度预测结果，之前包括：
根据所述油层深度特征和所述地质结构特征，匹配同族稠油开采记录数据；
从所述同族稠油开采记录数据中提取注汽压力记录数据和注汽温度记录数据；
从所述同族稠油开采记录数据中提取蒸汽密度记录数据，其中，所述蒸汽密度记录数据为通过实际测量或/和实验获取的数据集；
通过所述注汽压力记录数据、所述注汽温度记录数据和所述蒸汽密度记录数据按照预设训练规则，基于支持向量机，构建所述蒸汽密度预测模型。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述预设训练规则包括：
基于所述支持向量机，构建初始模型框架；
将所述注汽压力记录数据、所述注汽温度记录数据和所述蒸汽密度记录数据划分为K等份，有放回的在K等份中随机抽取K次，重复M次，获取M组抽取数据集和M组未抽取数据集；
通过所述M组抽取数据集对所述初始模型框架进行训练，当所述初始模型框架输出稳定后，通过所述M组未抽取数据集对输出稳定后的所述初始模型框架进行稳定性验证；
将通过所述稳定性验证的所述初始模型框架设为所述蒸汽密度预测模型。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过压力传感器监测注入蒸汽的实时压力信息，包括：
通过所述压力传感器监测预设区域内的所述注入蒸汽的多个位置的压力数据；
将任意两个位置的所述多个位置的压力数据进行比较，获取压力监测差值；
当所述压力监测差值在预设压力监测差值之内，对相应两个位置标识为压力同族位置，并将相应两个所述压力数据的均值设为所述压力同族位置的实时压力信息。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述通过温度传感器监测所述注入蒸汽的实时温度信息，包括：
通过所述温度传感器监测所述预设区域内的所述注入蒸汽的多个位置的温度数据；
将任意两个位置的所述多个位置的温度数据进行比较，获取温度监测差值；
当所述温度监测差值在预设温度监测差值之内，对相应两个位置标识为温度同族位置，并将相应两个所述温度数据的均值设为所述温度同族位置的实时温度信息。
8.一种基于蒸汽流量计量的蒸汽发生控制系统，其特征在于，所述系统应用一石油开采蒸汽发生装置，所述装置和传感器阵列通信连接，所述传感器阵列包括多组压力传感器和多组温度传感器，所述系统包括：
第一控制模块，用于将石油开采蒸汽发生装置的多个出汽分口分布部署至稠油开采区域的多个预设注汽井口；
第二控制模块，用于当接收到注汽指令时，通过所述多个出汽分口向所述多个预设注汽井口注入蒸汽，其中，所述蒸汽为具有预设温度和预设压力的湿饱和水蒸汽；
在任意一个所述多个出汽分口开始注汽时：
环境参数监测模块，用于通过压力传感器监测注入蒸汽的实时压力信息；通过温度传感器监测所述注入蒸汽的实时温度信息；
体积流量监测模块，用于通过体积流量监测装置获取任意一个所述多个出汽分口的实时体积流量信息；
蒸汽密度预测模块，用于将所述实时压力信息和所述实时温度信息输入蒸汽密度预测模型，获取蒸汽密度预测结果；
质量流量计算模块，用于根据所述蒸汽密度预测结果和所述实时体积流量信息，确定实时质量流量信息；
第三控制模块，用于通过所述实时质量流量信息计算实时蒸汽注入量，当所述实时蒸汽注入量满足蒸汽注入预估量时，关闭所述石油开采蒸汽发生装置的所述多个出汽分口。
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