【技术实现步骤摘要】
一种油田掺水管网智能控制系统及控制方法
本专利技术属于油气地面工程掺水管网阀门调控
，尤其涉及一种油田掺水管网智能控制系统及控制方法。
技术介绍
油气田开发过程中，地面管线的合理部署和正常工作是保证安全高效生产的重点。在高纬度油田，由于环境温度较低，大部分开采出来的原油温度低于析蜡温度，在地面管网的压力条件下，其中的重质烃组分将会不断析出并在管网内部结蜡，阻碍正常的生产流程。每年因为清蜡除垢导致的生产暂停造成了巨大的经济损失，同时增加了井下作业费用和抽油机载荷。为了解决这一问题，油田往往采用掺入热水的方法给原油加热，在低气温油田的生产过程中，转油站的加热炉会先将水加热至高温，通过加压泵加压后送入掺水集输管线，再接入各油井的生产管线与产出原油混合。混合液体通过各井管线输送至回液汇管后，统一输送回转油站进行后续的分离和热水循环利用。理论上如果可以计算出各阀门的开度大小以及加热炉和加压泵的合理功率，并根据运行情况进行调整，可以达到系统智能化的目的。目前油田常见的自动控制算法(如模糊理论及控制等)都需要人工计算出目标数值，再通...
【技术保护点】
1.一种油田掺水管网智能控制系统，至少包括：/n第一温度传感器(15)，其能够用于采集油井(9)的回液温度数据；/n第一压力传感器(14)，其能够用于采集油井(9)的回液压力数据；/n第一功率调节模块(1)，其能够用于对转油站(5)中的加热炉(6)的加热功率进行调节，使得所述回液温度数据能够产生改变；/n第二功率调节模块(2)，其能够用于对转油站(5)中的加压泵(7)的加压功率进行调节，使得所述回液压力数据能够改变；/n阀门开度调节模块(3)，其能够用于对计量间(8)与油井(9)之间的掺水支管线(12)的流量进行调节，使得所述回液温度数据和/或所述回液温度数据能够改变；/n...
【技术特征摘要】
1.一种油田掺水管网智能控制系统，至少包括：
第一温度传感器(15)，其能够用于采集油井(9)的回液温度数据；
第一压力传感器(14)，其能够用于采集油井(9)的回液压力数据；
第一功率调节模块(1)，其能够用于对转油站(5)中的加热炉(6)的加热功率进行调节，使得所述回液温度数据能够产生改变；
第二功率调节模块(2)，其能够用于对转油站(5)中的加压泵(7)的加压功率进行调节，使得所述回液压力数据能够改变；
阀门开度调节模块(3)，其能够用于对计量间(8)与油井(9)之间的掺水支管线(12)的流量进行调节，使得所述回液温度数据和/或所述回液温度数据能够改变；
控制模块(4)，其能够接收第一温度传感器(15)采集的回液温度数据以及第一压力传感器(14)采集的回液压力数据，并以此生成分别控制所述第一功率调节模块(1)、所述第二功率调节模块(2)和/或阀门开度调节模块(3)的控制命令，
其特征在于，
所述控制模块(4)配置为按照如下步骤生成所述控制命令：
对单井阀门开度、加热炉功率和加压泵功率进行建模，以形成能够感知由所述油井(9)、所述计量间(8)和所述转油站(5)限定的掺水管网的运行状态，并能够基于所述运行状态制定控制动作空间的智能体，其中，所述智能体在执行一个控制动作之后能够得到至少一个奖惩值R，使得所述运行状态能够转移至新的运行状态；
基于与掺水管网的能耗相关的属性，建立掺水管网的运行状态空间；
建立评价模型以对运行状态空间进行评估，并基于评估结果生成所述控制命令以对所述控制动作空间进行优化；
建立奖惩值R的在线自学习的参数迭代机制，使得所述控制模块(4)能够根据执行一个控制动作后得到的反馈以对所述奖惩值进行实时更新。
2.根据权利要求1所述的油田掺水管网智能控制系统，其特征在于，所述评价模型的建立至少包括如下步骤：
将奖惩值R定义为以自变量为控制动作a和掺水运行状态s的函数，使得所述评价模型能够通过奖惩值的计算公式单井奖励单计量间奖励rj(a，s)+转油站奖励rs(a，s)进行表示；
基于单井回液温度Ti和/或单计量间回液压力Pj，制定不同控制动作的奖惩值贡献，使得控制模块(4)能够基于所述奖惩值贡献选择最优的控制动作以使得掺水管网的运行状态朝向能耗更低的状态转移。
3.根据权利要求2所述的油田掺水管网智能控制系统，其特征在于，所述评价模型的建立至少包括如下步骤：
基于单井回液温度Ti，制定其对应的不同控制动作的奖惩值的优先级，并基于所述优先级制定所述奖惩值贡献，使得优先级更高的控制动作能够带来更大的奖励，负优先级更高的控制动作能够带来更大的惩罚，其中：
在的情况下，限定第一优先动作为增大对应油井(9)的单井阀门开度，第二优先动作为增大加热炉(6)的加热功率，第一负优先动作为减小对应油井(9)的单井阀门开度或减小加热炉(6)的加热功率，使得第一优先动作产生的单井奖励ri(a，s)＝100，第二优先动作产生的单井奖励ri(a，s)＝50，第一负优先动作产生的单井奖励ri(a，s)＝-100；
在的情况下，限定第一优先动作为减小加压泵(7)的加压功率，第一负优先动作为增大加压泵(7)的加压功率，使得第一优先动作产生的转移站奖励rs(a，s)＝100，第一负优先动作产生的转移站奖励rs(a，s)＝-50；
在的情况下，限定第一优先动作为减小加热炉(6)的加热功率，第二优先动作为减小对应油井(9)的单井阀门开度，第一负优先动作为增大对应油井(9)的单井阀门开度或增大加热炉(6)的加热功率，使得第一优先动作产生的转移站奖励rs(a，s)＝100，第二优先动作产生的转移站奖励rs(a，s)＝50，第一负优先动作产生的转移站奖励rs(a，s)＝-50；
所述是原油的析蜡温度。
4.根据权利要求3所述的油田掺水管网智能控制系统，其特征在于，所述评价模型的建立至少包括如下步骤：
单计量间回液压力Pj，制定其对应的不同控制动作的奖惩值的优先级，并基于所述优先级制定所述奖惩值贡献，使得优先级更高的控制动作能够带来更大的奖励，负优先级更高的控制动作能够带来更大的惩罚，其中：
在的情况下，限定第一优先动作为增大计量间(8)所对应的所有油井(9)的单井阀门开度，第二优先动作为增大加压泵(7)的加压功率，第一负优先动作为减小计量间(8)所对应的所有油井(9)的单井阀门开度或减小加压泵(7)的加压功率，使得第一优先动作产生的单计量间奖励rj(a,s)＝100，第二优先动作产生的单计量间奖励rj(a,s)＝50，第一负优先动作产生的单计量间奖励rj(a,s)＝-100；
在的情况下，限定第一优先动作为减小加压泵(7)的加压功率，第一负优先动作为增大加压泵(7)的加压功率，使得第一优先动作产生的转移站奖励rs(a,s)＝100，第一负优先动作产生的转移站奖励rs(a,s)＝-50；
在的情况下，限定第一优先动作为减小加压泵(7)的加压功率，第二优先动作为减小计量间(8)所对应的所有油井(9...
【专利技术属性】
技术研发人员：檀朝东，刘健康，张一凡，宋健，毛军军，
申请(专利权)人：中国石油大学北京，北京雅丹石油技术开发有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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