一种流体控制阀开度自动调节方法、装置及系统

1.本发明涉及石油与天然气勘探开发技术领域，具体而言，涉及一种流体控制阀开度自动调节方法、装置及系统。


背景技术：

2.石油和天然气是目前我国工业生产的主要资源，是支撑我国发展的重要资源。至2021年，石油在全球的储量为2362.3亿吨，而天然气在全球的储量为205.3万亿立方米。但是由于地质原因，石油在全球的分布及其不均匀。随着社会发展和我国人民生活水平的不断提高，需要更多的石油和天然气来支持我国发展，至2021年，我国石油对外依存度超过73％，天然气攀升至46％，大大超过国际公认的警戒线，同时又受石油天然气出口国政治不稳定和全世界石油天然气资源消耗量快速增长的影响，我国时常出现石油天然气资源供不应求的现象，在一定程度上威胁着我国的能源安全。
3.石油和天然气资源在地层的情况非常复杂，由于地层结构原因，石油和天然气在底层分布非常不均匀，而由于地层间的复杂能量关系，即物性差异、流体渗流速度、油气水动态分布、注采的非均匀性、裂缝-断层-高渗带存在等，必然会引起流动层段的相互干扰，结果是：当其中一个或多个层段发生不利于井的生产因素时，就会影响油气井的生产，甚至停止生产。由此，如何均衡开采地层的石油和天然气成为了一个急需解决的问题。在该背景下，专利cn216342059u通过合理分配每个油层的单独产液量、每个控流过滤器的基准流速来控制均衡开采，工程实施麻烦，且控流过滤器易磨损。专利cn203925433u改变水平段热采过程中的渗流状态及压力分布来达到均衡采油的目的，但其实施工具结构复杂，且需要采用耐热材料，有一定的局限性。
4.因此为了流体控制阀在实际工况中自动调节节流孔开度，以达到均衡开采的目的，亟需一种流体控制阀开度自动调节方法。


技术实现要素：

5.为了改善上述问题，本发明提供了一种流体控制阀开度自动调节方法、装置及系统。
6.本发明实施例的第一方面，提供了一种流体控制阀开度自动调节方法，应用于具有油气开采节流孔结构的流体控制阀，所述方法包括：
7.基于所述流体控制阀节流孔不同步长的开度变化，进行模拟仿真，获得单层流体控制阀开度调节步长对油气产量的影响规律，并得到最小开度调节步长对油气产量的影响规律；
8.通过分层系统试油试气，获得安装流体控制阀的油气井产量测试资料；
9.根据所述测试资料对油气井的不同生产层的产能进行评估，得到油井总产量及不同生产层产量，将各个生产层按照顺序进行编号；
10.计算各生产层产量占总产量的百分比，根据不同生产层产量产量占总产量百分比
的高低，将生产层划分为高产层、中产层、低产层；分别计算高产层、中产层、低产层中，每个生产层的平均产量；
11.基于上述计算结果，通过二分法分别计算各个生产层在产量均衡时的流体控制阀节流孔开度。
12.可选地，所述基于所述流体控制阀节流孔不同步长的开度变化，进行模拟仿真的步骤，具体包括：
13.固定所述流体控制阀的压差；
14.以流体控制阀节流孔不同步长的开度变化分为多个组，分别对应不同的调节精度，针对每个组分别进行流体控制阀的流场数值模拟仿真。
15.可选地，所述获得单层流体控制阀开度调节步长对油气产量的影响规律，并得到最小开度调节步长对油气产量的影响规律的步骤，具体包括：
16.计算得到每个组的仿真数据中，各生产层产量变化与流体控制阀开度的调节步长规律结果；
17.从中筛选出引起各生产层产量变化最小的开度调节精度，确定为最小开度调节步长；
18.将所述最小开度调节步长对应的产量变化设定为均衡开采最小误差。
19.可选地，所述通过二分法分别计算各个生产层在产量均衡时的流体控制阀节流孔开度的步骤，具体包括：
20.分别对高产层段、中产层段、低产层段进行调节计算，每个层段的开度从全开100％开始，依次将开度减小一半，即按100％、50％、25％、12.5％、6.25％来依次调节各生产层产量，直到每一生产层的产量占总产量的百分比与平均产量占总产量的百分比之差小于均衡开采最小误差；
21.每次采用二分法调节开度后，即时仿真得到调节后的各生产层产量及占比，再对不满足要求的生产层进行二分法调节；
22.二分法的计算公式为：
[0023][0024]
其中，xk为不同类型产层层段，k值对应高、中、低产层；xi为第i层生产层，i取值为1，2，3
…
n；f(xk)为不同类型产层总油气产量；f(xi)为第i层生产层油气产量；为各类型产层平均油气产量；
△
x为均衡开采最小误差。
[0025]
可选地，所述通过二分法分别计算各个生产层在产量均衡时的流体控制阀节流孔开度的步骤，具体还包括：
[0026]
每次只采用二分法计算产量百分比之差超过均衡开采最小误差的生产层；
[0027]
如果对应生产层的产量大于该类型产层的平均产量时，降低对应生产层的开度；如果对应生产层的产量小于该类型产层的平均产量时，增加对应生产层的开度。
[0028]
可选地，所述方法还包括：
[0029]
对于生产层产量小于该类型产层的平均产量且开度增加已经达到100％时的生产层，保持该生产层的开度不变，调节其它产量百分比之差超过均衡开采最小误差的生产层。
[0030]
可选地，所述方法还包括：
[0031]
对于产量相同、开度相同且产量百分比之差均超过均衡开采最小误差的多个生产层，按顺序进行编号，并采用以下公式进行开度调节：
[0032][0033]
其中，tn为不同层段的流体控制阀节流孔开度，且tn≥6.25％；n为层段编号；t0为当前层段流体控制阀开度，且t0≥6.25％；当n取值大于4时，t0取值为6.25％。
[0034]
可选地，所述油气井产量测试资料包括地层压力、井底流动压力、测试产量、地层参数。
[0035]
本发明实施例的第二方面，提供了一种流体控制阀开度自动调节装置，应用于具有油气开采节流孔结构的流体控制阀，所述装置包括：
[0036]
模拟仿真单元，用于基于所述流体控制阀节流孔不同步长的开度变化，进行模拟仿真，获得单层流体控制阀开度调节步长对油气产量的影响规律，并得到最小开度调节步长对油气产量的影响规律；
[0037]
资料获取单元，用于通过分层系统试油试气，获得安装流体控制阀的油气井产量测试资料；
[0038]
产能评估单元，用于根据所述测试资料对油气井的不同生产层的产能进行评估，得到油井总产量及不同生产层产量，将各个生产层按照顺序进行编号；
[0039]
产量计算单元，用于计算各生产层产量占总产量的百分比，根据不同生产层产量产量占总产量百分比的高低，将生产层划分为高产层、中产层、低产层；分别计算高产层、中产层、低产层中，每个生产层的平均产量；
[0040]
开度计算单元，用于基于上述计算结果，通过二分法分别计算各个生产层在产量均衡时的流体控制阀节流孔开度。
[0041]
本发明实施例的第三方面，提供了一种流体控制阀开度自动调节装置系统，包括：
[0042]
一个或多个具有油气开采节流孔结构的流体控制阀；
[0043]
流体控制阀控制模块，用于控制所述流体控制阀的开度；
[0044]
所述流体控制阀控制模块包括一个或多个处理器、存储器、一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个应用程序配置用于执行如权利要求1-8任意一项所述的方法。
[0045]
本发明与现有技术相比，具有的优点有：
[0046]
(1)本发明理论可靠，计算方法简单，包含一套整体的流体控制阀开度自动调节计算流程，可适用于多种具有节流孔结构的流体控制阀；
[0047]
(2)以流体控制阀节流孔不同步长的开度变化，来模拟不同的调节精度，得到了最小开度调节精度对油气产量的影响规律，此方法可运用于多种流体控制阀，方法简单有效，可快速得到流体控制阀引起油气产量变化的最小节流孔开度及均衡开采最小误差；
[0048]
(3)采用二分法自动调节流体控制阀开度变化以适应不同产层情况，进而达到均衡开采的目的；此方法可适用用于多种类型的油气井，增加了流体控制阀节流孔开度设置的可靠性和可行性，为实际生产工程提供一种参考和思路。
附图说明
[0049]
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0050]
图1为本发明实施例的流体控制阀开度自动调节方法的方法流程图；
[0051]
图2为本发明实施例的分四组进行模拟仿真的仿真结果图；
[0052]
图3为本发明实施例的油气井各生产层产量及占比示意图；
[0053]
图4为本发明实施例的流体控制阀开度自动调节方法的实施逻辑示意图；
[0054]
图5为本发明实施例的对第14层进行一次二分法开度调节后的各层产量及占总产量占比示意图；
[0055]
图6为本发明实施例的对第14层进行一次二分法开度调节后高层段各生产层产量占高产层段总产量之比示意图；
[0056]
图7为本发明实施例的对第12、5、3层各进行一次二分法调节后的各生产层产量及占总产量占比示意图；
[0057]
图8为本发明实施例的对第12、5、3层各进行一次二分法调节后的各生产层产量占中产层段总产量之比示意图；
[0058]
图9为本发明实施例的对14层进行三次二分法、对13层进行一次二分法后的中产层段各生产层产量及占总产量占比示意图；
[0059]
图10为本发明实施例的对14层进行三次二分法、对13层进行一次二分法后的高产层段各生产层产量占高产层段总产量之比示意图；
[0060]
图11为本发明实施例的高、中产层均达到均衡开采后，对低产层进行编号的示意图；
[0061]
图12为本发明实施例的流体控制阀开度自动调节装置的功能模块框图。
[0062]
附图标记：
[0063]
模拟仿真单元110；资料获取单元120；产能评估单元130；产量计算单元140；开度计算单元150。
具体实施方式
[0064]
随着石油和天然气资源在地层的情况非常复杂，由于地层结构原因，石油和天然气在底层分布非常不均匀，而由于地层间的复杂能量关系，即物性差异、流体渗流速度、油气水动态分布、注采的非均匀性、裂缝-断层-高渗带存在等，必然会引起流动层段的相互干扰，结果是：当其中一个或多个层段发生不利于井的生产因素时，就会影响油气井的生产，甚至停止生产。由此，如何均衡开采地层的石油和天然气成为了一个急需解决的问题。为了流体控制阀在实际工况中自动调节节流孔开度，以达到均衡开采的目的，亟需一种流体控制阀开度自动调节方法。
[0065]
鉴于此，本发明设计者设计了一种流体控制阀开度自动调节方法、装置及系统，可适用用于多种类型的油气井，增加了流体控制阀节流孔开度设置的可靠性和可行性，为实际生产工程提供一种参考和思路。
[0066]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0067]
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0068]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0069]
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0070]
如图1所示，为本发明一实施例提供的流体控制阀开度自动调节方法，应用于具有油气开采节流孔结构的流体控制阀，该方法包括：
[0071]
步骤s101，基于所述流体控制阀节流孔不同步长的开度变化，进行模拟仿真，获得单层流体控制阀开度调节步长对油气产量的影响规律，并得到最小开度调节步长对油气产量的影响规律。
[0072]
首先根据地层环境条件和流体控制阀的工作原理，建立具有油气开采节流孔结构的流体控制阀的仿真模型，然后在该模型的基础上，进行模拟仿真。
[0073]
流体控制阀节流孔步长的大小对流体流量和控制阀的动态响应速度都有影响。当节流孔步长过大时，阀门的控制精度将会降低，因为节流孔的变化会引起流体的压力和速度的剧烈变化，从而导致不稳定的流动和涡流，进而降低阀门的控制精度，并可能引发管道的振荡和冲击。此外，节流孔步长过大也会使得控制阀需要更长的时间才能达到所需的开度，从而降低阀门的动态响应速度。
[0074]
因此在进行模拟仿真时，基于所述流体控制阀节流孔不同步长的开度变化，来模拟不同的调节精度，通过对仿真结果的总结分析，得到单层流体控制阀开度调节步长对油气产量的影响规律。然后在此基础上，得到最小开度调节步长对油气产量的影响规律。
[0075]
具体地，步骤s101中，基于所述流体控制阀节流孔不同步长的开度变化，进行模拟仿真的步骤，具体包括：
[0076]
固定所述流体控制阀的压差；以流体控制阀节流孔不同步长的开度变化分为多个组，分别对应不同的调节精度，针对每个组分别进行流体控制阀的流场数值模拟仿真。
[0077]
在仿真时，先对压差进行锁定，减少该参数对仿真结果的影响，然后分别以流体控制阀节流孔不同步长的变化进行流体控制阀流场数值模拟仿真。
[0078]
作为本实施例的优选实施方式，在进行流场数值模拟仿真时，可具体分为四组进行，分别对应流体控制阀节流孔不同步长的开度变化精度。其中，第一组以步长为25％的开度变化，设置开度100％、75％、50％、25％为一组，第二组以步长为5％的开度变化，即开度100％、95％、90％、85％为一组，第三组以步长为4％的开度变化，即开度100％、96％、92％、88％，第四组以步长为1％的开度变化，即开度100％、99％、98％、97％为一组。
[0079]
进一步的，步骤s101中，所述获得单层流体控制阀开度调节步长对油气产量的影
响规律，并得到最小开度调节步长对油气产量的影响规律的步骤，具体包括：
[0080]
计算得到每个组的仿真数据中，各生产层产量变化与流体控制阀开度的调节步长规律结果；从中筛选出引起各生产层产量变化最小的开度调节精度，确定为最小开度调节步长；将所述最小开度调节步长对应的产量变化设定为均衡开采最小误差。
[0081]
基于上述的分组情况，对比研究生产层层产量变化与四组流体控制阀开度的调节步长规律结果，选择引起各生产层显著产量变化的最小开度调节精度，即最小步长。然后将选择的将最小开度调节步长对应的产量变化设定为均衡开采最小误差
△
x，用于后续的开度计算。具体的事实案例情况如图2所示，此流体控制阀最小调节步长为5％，对应的均衡开采最小误差
△
x为2.7％。
[0082]
步骤s101的主要目的在于确定流体控制阀的均衡开采最小误差
△
x，以用于后续的计算，针对不用的流体控制阀，由于其结构可能存在差异，所以需要基于上述模拟仿真的结果来计算对应的均衡开采最小误差
△
x。
[0083]
步骤s102，通过分层系统试油试气，获得安装流体控制阀的油气井产量测试资料。
[0084]
所述油气井产量测试资料包括地层压力、井底流动压力、测试产量，地层参数。以某个油气井为例，该油气井地层参数如下表1所示：
[0085]
表1地层参数
[0086]
产层类型天然气天然气密度0.67kg/m3产层数量15天然气粘度0.03mpa
·
s产层深度2416.8m产层长度1008m产层平均距离67.2m总产量60000m3/d
[0087]
步骤s103，根据所述测试资料对油气井的不同生产层的产能进行评估，得到油井总产量及不同生产层产量，将各个生产层按照顺序进行编号。
[0088]
通过编号方便后续进行开量计算的时候确定计算的生产层，如图3所示，将某油气井的15个生产层按照顺序进行编号。
[0089]
步骤s104，计算各生产层产量占总产量的百分比，根据不同生产层产量产量占总产量百分比的高低，将生产层划分为高产层、中产层、低产层；分别计算高产层、中产层、低产层中，每个生产层的平均产量。
[0090]
高产层、中产层、低产层分别对应一定总产量占比的生产层，具体划分所采用的阈值区间可以根据油气井的实际情况确定。如图3所示，针对已经编号的生产层，分别计算产量占总产量的百分比后，划分第15、14、13层段为高产层，第12、5、4、3层段为中产层，其余为低产层段。
[0091]
步骤s105，基于上述计算结果，通过二分法分别计算各个生产层在产量均衡时的流体控制阀节流孔开度。
[0092]
具体地，二分法的计算公式为：
[0093][0094]
其中，xk为不同类型产层层段，k值对应高、中、低产层；xi为第i层生产层，i取值为1，2，3
…
n；f(xk)为不同类型产层总油气产量；f(xi)为第i层生产层油气产量；为各类
型产层平均油气产量；
△
x为均衡开采最小误差。
[0095]
具体地，分别对高产层段、中产层段、低产层段进行调节计算，每个层段的开度从全开100％开始，依次将开度减小一半，即按100％、50％、25％、12.5％、6.25％(至少大于最小调节步长)来依次调节各生产层产量，直到每一生产层的产量占总产量的百分比与平均产量占总产量的百分比之差小于均衡开采最小误差；此时认为已经实现均衡开采，相应的执行逻辑如图4所示。
[0096]
需要注意的是，每次采用二分法调节开度后，即时仿真得到调节后的各生产层产量及占比，再对不满足要求的生产层进行二分法调节。
[0097]
作为本发明的优选实施方式，为了使得每一层的产量占总产量的百分比与平均产量占总产量的百分比之差小于均衡开采最小误差，每次只采用二分法计算产量百分比之差超过均衡开采最小误差的生产层。
[0098]
如果对应生产层的产量大于该类型产层的平均产量时，降低对应生产层的开度。如图5-6所示，图5为进行高产层调节时，对第14生产层进行一次二分法开度调节后的各生产层产量及占比，图6为对应的高层段各层产量占高产层段总产量之比.
[0099]
如果对应生产层的产量小于该类型产层的平均产量时，增加对应生产层的开度。如图7-8所示，图7为进行中产层调节时，对第12、5、3层各进行一次二分法调节后的各层产量及各层占总产量之比，图8为对应的中产层段各层产量占中产层段总产量之比，下一步需要对第5层进行二分法增加开度。
[0100]
进一步地，对于产层产量小于产层平均产量且开度增加已经达到100％时的层段，保持该层段开度不变，调节其它产量百分比之差超过均衡开采最小的误差的层段，基于图6的内容可知，下一步调节需保持第15层开度不变，调节第14、13层开度，图9和图10分别为对14层进行三次二分法、对13层进行一次二分法后的各层产量及各层占总产量之比和对应的高层段各层占比，图上得出高层段各层占比已经小于平均占比，高层段已经达到了均衡开采，中层段和低层段调节同理。
[0101]
在上述基础上，对于产量相同、开度相同且产量百分比之差均超过均衡开采最小误差的多个生产层，按顺序进行编号，并采用以下公式进行开度调节：
[0102][0103]
其中，tn为不同层段的流体控制阀节流孔开度，且tn≥6.25％；n为层段编号；t0为当前层段流体控制阀开度，且t0≥6.25％；当n取值大于4时，t0取值为6.25％。
[0104]
具体执行情况，如图11所示，图11为高、中产层均达到均衡开采后，对低产层再次进行编号的示意图，对低产层的各生产层再次进行编号后，采用上述公式进行开度计算和调节。
[0105]
综上，本实施例提供的流体控制阀开度自动调节方法，可适用于多种具有节流孔结构的流体控制阀，以流体控制阀节流孔不同步长的开度变化，来模拟不同的调节精度，得到了最小开度调节精度对油气产量的影响规律，此方法可运用于多种流体控制阀，方法简单有效，可快速得到流体控制阀引起油气产量变化的最小节流孔开度及均衡开采最小误差；采用二分法自动调节流体控制阀开度变化以适应不同产层情况，进而达到均衡开采的目的；此方法可适用用于多种类型的油气井，增加了流体控制阀节流孔开度设置的可靠性
和可行性。
[0106]
如图12所示，本发明实施提供的流体控制阀开度自动调节装置，应用于具有油气开采节流孔结构的流体控制阀，所述装置包括：
[0107]
模拟仿真单元110，用于基于所述流体控制阀节流孔不同步长的开度变化，进行模拟仿真，获得单层流体控制阀开度调节步长对油气产量的影响规律，并得到最小开度调节步长对油气产量的影响规律；
[0108]
资料获取单元120，用于通过分层系统试油试气，获得安装流体控制阀的油气井产量测试资料；
[0109]
产能评估单元130，用于根据所述测试资料对油气井的不同生产层的产能进行评估，得到油井总产量及不同生产层产量，将各个生产层按照顺序进行编号；
[0110]
产量计算单元140，用于计算各生产层产量占总产量的百分比，根据不同生产层产量产量占总产量百分比的高低，将生产层划分为高产层、中产层、低产层；分别计算高产层、中产层、低产层中，每个生产层的平均产量；
[0111]
开度计算单元150，用于基于上述计算结果，通过二分法分别计算各个生产层在产量均衡时的流体控制阀节流孔开度。
[0112]
本发明实施例提供的流体控制阀开度自动调节装置，用于实现上述流体控制阀开度自动调节方法，因此具体实施方式与上述方法相同，在此不再赘述。
[0113]
本发明实施提供还提供了一种流体控制阀开度自动调节系统，包括：
[0114]
一个或多个具有油气开采节流孔结构的流体控制阀；
[0115]
流体控制阀控制模块，用于控制所述流体控制阀的开度。
[0116]
本技术中的流体控制阀控制模块包括一个或多个如下部件：处理器、存储器、以及一个或多个应用程序，其中一个或多个应用程序可以被存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个应用程序配置用于执行如前述方法实施例所描述的方法。
[0117]
处理器可以包括一个或者多个处理核。处理器利用各种接口和线路连接整个流体控制阀控制模块内的各个部分，通过运行或执行存储在存储器内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储器内的数据，执行流体控制阀控制模块的各种功能和处理数据。可选地，处理器可以采用数字信号处理(digital signal processing，dsp)、现场可编程门阵列(field－programmable gatearray，fpga)、可编程逻辑阵列(programmable logic array，pla)中的至少一种硬件形式来实现。处理器可集成中央处理器(central processing unit，cpu)、图像处理器(graphics processing unit，gpu)和调制解调器等中的一种或几种的组合。其中，cpu主要处理操作系统、用户界面和应用程序等；gpu用于负责显示内容的渲染和绘制；调制解调器用于处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调器也可以不集成到处理器中，单独通过一块通信芯片进行实现。
[0118]
存储器可以包括随机存储器(randomaccess memory，ram)，也可以包括只读存储器(read-only memory)。存储器可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令集。存储器可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储用于实现操作系统的指令、用于实现至少一个功能的指令(比如触控功能、声音播放功能、图像播放功能等)、用于实现下述各个方法实施例的指令等。存储数据区还可以存储终端在使用中所创建的数据(比如电话本、音视频数据、聊天记录数据)等。
[0119]
综上所述，本发明提供了一种流体控制阀开度自动调节方法、装置及系统，可适用于多种具有节流孔结构的流体控制阀，以流体控制阀节流孔不同步长的开度变化，来模拟不同的调节精度，得到了最小开度调节精度对油气产量的影响规律，此方法可运用于多种流体控制阀，方法简单有效，可快速得到流体控制阀引起油气产量变化的最小节流孔开度及均衡开采最小误差；采用二分法自动调节流体控制阀开度变化以适应不同产层情况，进而达到均衡开采的目的；此方法可适用用于多种类型的油气井，增加了流体控制阀节流孔开度设置的可靠性和可行性。
[0120]
在本技术所公开的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本技术的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
[0121]
另外，在本技术各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
[0122]
所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccess memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

技术特征：
1.一种流体控制阀开度自动调节方法，应用于具有油气开采节流孔结构的流体控制阀，其特征在于，所述方法包括：基于所述流体控制阀节流孔不同步长的开度变化，进行模拟仿真，获得单层流体控制阀开度调节步长对油气产量的影响规律，并得到最小开度调节步长对油气产量的影响规律；通过分层系统试油试气，获得安装流体控制阀的油气井产量测试资料；根据所述测试资料对油气井的不同生产层的产能进行评估，得到油井总产量及不同生产层产量，将各个生产层按照顺序进行编号；计算各生产层产量占总产量的百分比，根据不同生产层产量产量占总产量百分比的高低，将生产层划分为高产层、中产层、低产层；分别计算高产层、中产层、低产层中，每个生产层的平均产量；基于上述计算结果，通过二分法分别计算各个生产层在产量均衡时的流体控制阀节流孔开度。2.根据权利要求1所述的流体控制阀开度自动调节方法，其特征在于，所述基于所述流体控制阀节流孔不同步长的开度变化，进行模拟仿真的步骤，具体包括：固定所述流体控制阀的压差；以流体控制阀节流孔不同步长的开度变化分为多个组，分别对应不同的调节精度，针对每个组分别进行流体控制阀的流场数值模拟仿真。3.根据权利要求2所述的一种流体控制阀开度自动调节方法，其特征在于，所述获得单层流体控制阀开度调节步长对油气产量的影响规律，并得到最小开度调节步长对油气产量的影响规律的步骤，具体包括：计算得到每个组的仿真数据中，各生产层产量变化与流体控制阀开度的调节步长规律结果；从中筛选出引起各生产层产量变化最小的开度调节精度，确定为最小开度调节步长；将所述最小开度调节步长对应的产量变化设定为均衡开采最小误差。4.根据权利要求3所述的流体控制阀开度自动调节方法，其特征在于，所述通过二分法分别计算各个生产层在产量均衡时的流体控制阀节流孔开度的步骤，具体包括：分别对高产层段、中产层段、低产层段进行调节计算，每个层段的开度从全开100％开始，依次将开度减小一半，即按100％、50％、25％、12.5％、6.25％来依次调节各生产层产量，直到每一生产层的产量占总产量的百分比与平均产量占总产量的百分比之差小于均衡开采最小误差；每次采用二分法调节开度后，即时仿真得到调节后的各生产层产量及占比，再对不满足要求的生产层进行二分法调节；二分法的计算公式为：其中，x
k
为不同类型产层层段，k值对应高、中、低产层；x
i
为第i层生产层，i取值为1，2，3
…
n；f(x
k
)为不同类型产层总油气产量；f(x
i
)为第i层生产层油气产量；为各类型产
层平均油气产量；
△
x为均衡开采最小误差。5.根据权利要求4所述的流体控制阀开度自动调节方法，其特征在于，所述通过二分法分别计算各个生产层在产量均衡时的流体控制阀节流孔开度的步骤，具体还包括：每次只采用二分法计算产量百分比之差超过均衡开采最小误差的生产层；如果对应生产层的产量大于该类型产层的平均产量时，降低对应生产层的开度；如果对应生产层的产量小于该类型产层的平均产量时，增加对应生产层的开度。6.根据权利要求5中所述的流体控制阀开度自动调节方法，其特征在于，所述方法还包括：对于生产层产量小于该类型产层的平均产量且开度增加已经达到100％时的生产层，保持该生产层的开度不变，调节其它产量百分比之差超过均衡开采最小误差的生产层。7.根据权利要求6中所述的流体控制阀开度自动调节方法，其特征在于，所述方法还包括：对于产量相同、开度相同且产量百分比之差均超过均衡开采最小误差的多个生产层，按顺序进行编号，并采用以下公式进行开度调节：其中，t
n
为不同层段的流体控制阀节流孔开度，且t
n
≥6.25％；n为层段编号；t0为当前层段流体控制阀开度，且t0≥6.25％；当n取值大于4时，t0取值为6.25％。8.根据权利要求1中所述的流体控制阀开度自动调节方法，其特征在于，所述油气井产量测试资料包括地层压力、井底流动压力、测试产量、地层参数。9.一种流体控制阀开度自动调节装置，应用于具有油气开采节流孔结构的流体控制阀，其特征在于，所述装置包括：模拟仿真单元，用于基于所述流体控制阀节流孔不同步长的开度变化，进行模拟仿真，获得单层流体控制阀开度调节步长对油气产量的影响规律，并得到最小开度调节步长对油气产量的影响规律；资料获取单元，用于通过分层系统试油试气，获得安装流体控制阀的油气井产量测试资料；产能评估单元，用于根据所述测试资料对油气井的不同生产层的产能进行评估，得到油井总产量及不同生产层产量，将各个生产层按照顺序进行编号；产量计算单元，用于计算各生产层产量占总产量的百分比，根据不同生产层产量产量占总产量百分比的高低，将生产层划分为高产层、中产层、低产层；分别计算高产层、中产层、低产层中，每个生产层的平均产量；开度计算单元，用于基于上述计算结果，通过二分法分别计算各个生产层在产量均衡时的流体控制阀节流孔开度。10.一种流体控制阀开度自动调节系统，其特征在于，包括：一个或多个具有油气开采节流孔结构的流体控制阀；流体控制阀控制模块，用于控制所述流体控制阀的开度；所述流体控制阀控制模块包括一个或多个处理器、存储器、一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执
行，所述一个或多个应用程序配置用于执行如权利要求1-8任意一项所述的方法。

技术总结
发明公开了一种流体控制阀开度自动调节方法、装置及系统，涉及石油与天然气勘验开发技术领域。该方法包括步骤：建立一种具有油气开采节流孔结构的流体控制阀，采用数值模拟仿真方法得到最小开度调节精度对油气产量的影响规律，获得相关油气井产量测试资料，根据油气井产量测试资料计算总油气产量及各层油气产量，根据各层段产量占比将各层段分为高、中、低产层，分别计算高、中、低产层的平均产量，采用二分法分别计算高、中、低产层达到均衡开采时的流体控制阀节流孔开度。本发明理论可靠，计算方法简单，为实际生产工程提供一种参考和思路。思路。思路。


技术研发人员：赵建国 郑浩天 谢冲 韩硕 肖晓华 王国荣 董学成 谢惠丰 方世纪 赵新 王彬帆
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2023.05.18
技术公布日：2023/8/16