一种波码智能分注井井下分层流量的有效调配方法与流程

本技术涉及分层流量调配，具体涉及一种波码智能分注井井下分层流量的有效调配方法。

背景技术：

1、随着油气田的不断开发，油层的压力和含油量的不断下降，油井的产量不断的减小，甚至会停产，导致部分地层大量原油无法开采出来。为了弥补由于原油开采而导致的地层亏空，实现油田高产稳产，所以必须给油层进行注水，保证油层压力。而由于油层压力或孔隙度等因素的影响，油层产出不一致，各油层注水也不一致，所以需要地层进行分层注水，即实现对地层注水的精细化控制，从而提高采油率。目前石油天然气领域常用的流量调配方法主要为边测边调技术，该技术需要预置电缆或后期上测井车完成，借助于电缆完成仪器供电与数据指令传输，施工成本大、后期的维护成本高。

2、无缆式智能分注是地面控制系统利用压力波或流量波通信技术，通过井口控制系统向井底发送预设的高低脉冲信号，控制井下无缆智能配水器执行配注测调等相关操作。智能配水器动力由预置在配水器内电池提供，配水器定时对井下参数进行测量，并定时调整水嘴开度以保证目的层的配注量。读取井下数据时，地面控制系统通过井口控制系统下发测试数据回传指令，对应层位配水器利用波码传输技术实现测试数据回传。

3、由于在进行调配过程中，通过根据以往数据进行参考，在获取当前参数下注水调控方法的过程中，往往由于参数众多，导致重要参数对分析结果的影响程度下降，可能出现分类模糊，从而使得根据历史数据进行调控时出现参考错误的情况。故需要对所得各参数进行特征提取，减少干扰参数，实现对地层注水的精细化控制。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本技术提供一种波码智能分注井井下分层流量的有效调配方法，以解决现有的问题。

2、本技术的一种波码智能分注井井下分层流量的有效调配方法采用如下技术方案：

3、本技术一个实施例提供了一种波码智能分注井井下分层流量的有效调配方法，该方法包括以下步骤：

4、获取历史每次采集的每个注水层数据以及流量调控参数；所述每个注水层数据包括各项参数数据；采用聚类算法对历史每次采集的注水层数据进行聚类得到各聚类簇，记为初始聚类簇；

5、构建每个注水层的流量调控参数曲线、在各项参数下的参数曲线；基于初始聚类簇划分每条曲线的数据段，并将数据段进行聚类得到每个初始聚类簇的各个段聚类簇；

6、对于每个注水层，基于每个初始聚类簇内各个段聚类簇内的数据段确定每个初始聚类簇在每个注水层的每项参数与流量调控参数的第一相关性；根据第一相关性以及每个初始聚类簇中的数据段，确定每个初始聚类簇在每个注水层的每项参数与流量调控参数之间的相关性；

7、基于初始聚类簇内各个段聚类簇之间的参数值差异确定每个注水层的每项参数在每个初始聚类簇的参数变化稳定程度；根据参数变化稳定程度确定每个注水层的每项参数的变化剧烈系数；基于相关性以及变化剧烈系数，确定每个参数与流量调控参数之间的相关性；基于每个参数与流量调控参数之间的相关性确定任意一个参数相对于另一个参数的冗余系数；

8、结合每个参数与流量调控参数之间的相关性以及冗余系数，确定每项参数的重要性；基于每项参数的重要性，采用分割算法获取特征参数，将新采集的数据进行分层流量调配。

9、优选的，所述构建每个注水层的流量调控参数曲线、在各项参数下的参数曲线，包括：

10、将每个注水层在各项参数所有采集次数下的数据，组成每个注水层在各项参数下的参数-时间曲线，记为参数曲线；将每个注水层在所有采集次数下的流量调控参数，组成每个注水层的流量调控参数-时间曲线，记为流量调控参数曲线；

11、将流量调控参数曲线中属于同一初始聚类簇且采集时间相邻的数据划分到同一数据段，得到流量调控参数曲线上的各数据段；

12、将每个初始聚类簇内所有数据段的时间长度以及各数据段的采集时间的中点位置之间的欧式距离作为聚类距离进行聚类，将得到的聚类簇分别记为段聚类簇；

13、采用与流量调控参数曲线相同的分段以及聚类方法对参数曲线进行数据段以及段聚类簇的划分。

14、优选的，所述基于每个初始聚类簇内各个段聚类簇内的数据段确定每个初始聚类簇在每个注水层的每项参数与流量调控参数的第一相关性，包括：

15、对于每个初始聚类簇中每个段聚类簇内的各数据段，计算每个注水层的各数据段与相邻后一个数据段在各项参数的平均值的差值绝对值；

16、计算各数据段与相邻后一数据段的所有注水层在去除各项参数后其余参数的平均值之间的欧氏距离之和；

17、计算所述差值绝对值与所述欧氏距离之和的比值；将每个注水层的每个初始聚类簇中所有段聚类簇内的所有数据段的所述比值的和值，作为每个初始聚类簇在每个注水层的每项参数与流量调控参数的第一相关性。

18、优选的，所述根据第一相关性以及每个初始聚类簇中的数据段，确定每个初始聚类簇在每个注水层的每项参数与流量调控参数之间的相关性，表达式为：其中，表示第i个初始聚类簇中第v个注水层参数h与流量调控参数之间的相关性，表示第i个初始聚类簇中第v个注水层参数h与流量调控参数的第一相关性，exp()表示以自然常数为底数的指数函数，表示第i个初始聚类簇中的段聚类簇数量，表示第i个初始聚类簇的第u个段聚类簇在第v个注水层参数h的平均值，表示第i个初始聚类簇的第u个段聚类簇的数据段在第v个注水层的流量调控参数，如果第i个初始聚类簇的第u个段聚类簇的数据段不在第v个注水层，则为0，表示第v个注水层参数h在第i个初始聚类簇中的平均值，表示第i个初始聚类簇中第v个注水层的所有采集次数下的流量调控参数的平均值。

19、优选的，所述基于初始聚类簇内各个段聚类簇之间的参数值差异确定每个注水层的每项参数在每个初始聚类簇的参数变化稳定程度，包括：

20、对于每个注水层的每项参数的每个初始聚类簇，获取所述每个初始聚类簇中的最大值、最小值、平均值，将所述平均值记为第一平均值；

21、获取所述每个初始聚类簇中各个段聚类簇的平均值，记为第二平均值；

22、计算最大值与最小值的差值绝对值；计算第一平均值与第二平均值的差值绝对值；计算两个差值绝对值的乘积，计算所述每个初始聚类簇中的所有段聚类簇的所述乘积的和值，

23、计算所述和值的归一化值，将数字1与所述归一化值的差值结果作为每个注水层的每项参数在每个初始聚类簇的参数变化稳定程度。

24、优选的，所述根据参数变化稳定程度确定每个注水层的每项参数的变化剧烈系数，表达式为：其中，表示第v个注水层参数h的变化剧烈系数，norm()表示归一化函数，k表示初始聚类簇数量，表示第v个注水层参数h在第i个初始聚类簇的参数变化稳定程度，表示第v个注水层参数h在所有初始聚类簇中的参数变化稳定程度的平均值，表示第v个注水层参数h在第i个初始聚类簇中的平均值，表示第v个注水层参数h的平均值。

25、优选的，所述基于相关性以及变化剧烈系数，确定每个参数与流量调控参数之间的相关性，包括：

26、计算每个注水层的每项参数在所有初始聚类簇中与其所在注水层的流量调控参数之间的相关性的和值；计算所述和值与每个注水层的每项参数的变化剧烈系数的乘积；

27、将所述乘积的归一化值作为每个注水层的每项参数与流量调控参数之间的相关系数；将每项参数在所有注水与流量调控参数之间的相关系数的和值，作为每项参数与流量调控参数之间的相关性。

28、优选的，所述基于每个参数与流量调控参数之间的相关性确定任意一个参数相对于另一个参数的冗余系数，包括：

29、将任意一个参数记为参数h，将另一个参数记为参数s；

30、当参数h与流量调控参数之间的相关性大于等于参数s与流量调控参数之间的相关性时，将参数h相对于参数s的冗余分析系数记为数字0，反之记为数字1；

31、计算参数h与参数s的所有注水层的所有初始聚类簇之间的皮尔逊相关系数的和值；计算参数h、参数s分别与流量调控参数之间的相关性的差值绝对值；

32、将所述冗余分析系数、所述和值以及所述差值绝对值的乘积，作为参数h相对于参数s的冗余系数。

33、优选的，所述结合每个参数与流量调控参数之间的相关性以及冗余系数，确定每项参数的重要性，包括：

34、计算参数h相对于剩余所有参数中的最大冗余系数；计算数字1与所述最大冗余系数的差值；

35、计算参数h与流量调控参数之间的相关性与所述差值的乘积；将所述乘积的归一化值作为参数h的重要性。

36、优选的，所述基于每项参数的重要性，采用分割算法获取特征参数，将新采集的数据进行分层流量调配，包括：

37、将所有参数的重要性作为大津法的输入，输出分割阈值，将大于分割阈值的参数记为特征参数；

38、将新采集的波码数据进行解码，选取解码后数据中的特征参数，将历史采集以及新采集的每个注水层的特征参数进行聚类，得到各特征聚类簇；所述特征聚类簇内的各元素为不同采集时刻的每个注水层；

39、对于新采集的每个注水层所在的特征聚类簇记为参考聚类簇；将参考聚类簇中每个注水层的流量调控参数的均值作为每个注水层的流量调控参数进行调控。

40、本技术至少具有如下有益效果：

41、本技术通过对历史数据进行聚类分析，通过对历史数据采用控制变量法获取初始聚类簇内每个注水层的各项参数与调控参数的第一相关性，结合初始聚类簇中的数据段，确定相关性，用于表征初始聚类簇中每个注水层的各项参数与流量调控参数之间的相关性，评价参数在不同限制条件下对流量调控参数的影响程度；通过分析每个注水层的每项参数在每个初始聚类簇的参数变化稳定、差异情况，确定每个注水层的每项参数的变化剧烈系数，从而通过初始聚类簇之间的差异情况，即从整体差异角度分析每项参数的数值变化，从而用于评价每项参数与流量调控参数之间的相关性，挖掘每项参数对于流量调控的重要程度；基于任意两个参数之间相对的冗余情况，结合两个参数之间的差异与相似特征进行分析，从而寻找与参数对流量调控参数影响具有相近效果的参数，用于规避错失重要特征，更加精准挖掘重要特征；通过计算每项参数的重要性，实现特征参数的筛选，筛选后的特征参数可以更加准确反映其对分层流量调配的控制结果，使得新获取的波码数据可以仅根据所得特征参数即可完成与历史数据的划分，快速找到对应分层流量调配方法，极大增加了调配的实时性，保障了各层注水的流量要求，实现对地层注水的精细化控制。