用于井監視的多用途數據處理電路的制作方法
【專利說明】用于井監視的多用途數據處理電路
【背景技術】 本公開內容大體上涉及監視油氣井場（hydrocarbon well site)處的各種屬性并且控 制與所監視的油氣井場有關的各種操作。更具體地，本公開內容涉及提供下述本地系統：該 本地系統用于監視油氣井場處的各種屬性并且做出與控制油氣井場的各種屬性相關的決 策、控制來自油氣井場的油氣流、或者優化油氣井場處的油氣的生產。 在經由油田和/或氣田中的油氣井從油氣儲層提取油氣時，可以經由管線的網絡將所 提取的油氣傳輸到各種類型的裝置、罐等等。例如，可以經由油氣井從儲層提取油氣，然后 可以經由管線的網絡將油氣從井傳輸到各種處理站，所述各種處理站可以執行各種階段的 油氣處理，以使所生產的油氣可用于使用或傳輸。 可以在井場或沿管線網絡的各個位置處收集與所提取的油氣有關的信息或與用于傳 輸、存儲或處理所提取的油氣的裝置有關的信息。該信息或數據可以用于確保井場或管線 安全地進行操作，并且確保所提取的油氣具有一定的期望品質（例如流量，溫度）。可以使 用監視設備來獲取與所提取的油氣有關的數據，該監視設備可以包括獲取該數據的傳感器 并且包括發射器，該發射器將該數據傳送至計算設備、路由器和其他監視設備等，使得井場 人員和/或場外人員可以查看和分析該數據。 通常，可能不會以井場人員可以用于控制、分析或優化井場（即場）處的油氣生產的方 式來呈現對井場人員可用的數據。也就是說，為了優化井場處的油氣生產，井場人員應當迅 速地分析井場處可用的數據，并且基于對該數據的分析來做出與井場處操作相關的決策。 然而，井場處可用的數據通常包括可能過于復雜而不能被解讀或分析以用于做出與井場處 操作相關的決策的原始數據。因此，現在認識到期望下述改進的系統和方法：所述改進的系 統和方法用于監視油氣井場處的各種屬性、呈現各種屬性以及控制與所監視的油氣井場有 關的各種操作。
【發明內容】
在一個實施方式中，一種用于處理與井相關聯的數據的電路可以包括處理器和接收輸 入電壓的電源端口。處理器可以接收與井和井設備的一個或更多個屬性相關聯的數據，井 設備被配置成控制從井提取的油氣流。處理器還可以接收與輸入電壓相對應的值。然后， 當該值不大于閾值時，處理器可以以第一電力模式進行操作，使得第一電力模式可以限制 由處理器執行的一個或更多個處理以節省電力。 在另一實施方式中，一種方法可以包括在處理器處接收與井設備相關聯的壓力數據和 溫度數據，井設備被配置成從井提取油氣。然后該方法可以包括接收與輸入電壓相對應的 值，輸入電壓耦接至具有處理器的電路。然后該方法可以在該值不大于閾值時使處理器以 第一電力模式進行操作，使得第一電力模式可以限制由處理器執行的一個或更多個處理以 節省電力。 在又一實施方式中，一種系統可以包括可以控制從井提取的油氣流的井設備。系統還 可以包括具有處理器的監視設備，處理器接收與井和井設備的一個或更多個屬性相關聯的 數據。然后處理器可以接收與提供至監視設備的輸入電壓相對應的值。處理器還可以在值 不大于閾值時以第一電力模式進行操作，使得第一電力模式限制由處理器執行的一個或更 多個處理以節省電力。
【附圖說明】 當參照附圖閱讀以下詳細描述時，本發明的這些和其他的特征、方面以及優點將變得 更好理解，在整個附圖中用相似的附圖標記表示相似的部分，在附圖中： 圖1示出了根據本文中所呈現的實施方式的、可以生產和處理油氣的示例性油氣場的 示意圖； 圖2示出了根據本文中所呈現的實施方式的、在圖1的油氣場中使用的示例性井監視 系統的正視圖； 圖3示出了根據本文中所呈現的實施方式的、可以在圖1的油氣場中采用的監視系統 的框圖； 圖4示出了根據本文中所呈現的實施方式的、可以在圖1的油氣場中采用的通信網 絡； 圖5示出了根據本文中所呈現的實施方式的、用于分析在井處獲取的數據并且基于在 井處獲取的數據來控制圖1的油氣場中的井的各種屬性的方法的流程圖； 圖6示出了根據本文中所呈現的實施方式的、由位于圖1的油氣場中的井場處的監視 系統輸出的示例性流入性能關系（IPR)曲線和管道性能關系（TPR)曲線； 圖7示出了根據本文中所呈現的實施方式的、由位于圖1的油氣場中的井場處的監視 系統輸出的示例性節流管性能關系（CPR)曲線和井口性能關系（WPR)曲線； 圖8示出了根據本文中所呈現的實施方式的包括下述顯示器的示例性監視系統的正 視圖：該顯示器用于描繪圖6和圖7中的IPR曲線、TPR曲線、WPR曲線和/或CPR曲線； 圖9示出了根據本文中所呈現的實施方式的、可以在圖3的監視系統的顯示器中描繪 的示例性報警狀態屏幕截圖； 圖10示出了根據本文中所呈現的實施方式的、可以用作圖3的監視系統的單板計算機 的框圖； 圖11示出了根據本文中所呈現的實施方式的、用于以不同的電力模式操作圖3的監視 系統的方法的流程圖； 圖12示出了根據本文中所呈現的實施方式的、可以在圖1的油氣場中使用的凈油計算 機（NOC)系統的框圖；以及 圖13示出了根據本文中所呈現的實施方式的、用于基于從井提取的油氣的所監視屬 性來自動對圖1的油氣場中的井執行井測試的方法的流程圖。
【具體實施方式】 以下將對一個或更多個【具體實施方式】進行描述。致力于提供這些實施方式的簡明描 述，在本說明書中沒有描述實際實現的全部特征。應該注意的是，在任何這種實際實現的開 發過程中，如在任何工程項目或設計項目中那樣，必須做出大量的實現特有的決策來達到 開發者的具體目標，例如與系統相關約束條件和商業相關約束條件相兼容，這些目標在各 實現中各不相同。而且，應該注意的是，這種開發可能很復雜且耗時，但是對于受益于本公 開內容的普通技術人員來說，可能仍然是設計、加工以及制造的常規工作。 當介紹本發明的各個實施方式的元素時，冠詞"一"、"一個"、"該"和"所述"旨在表示 存在元素中的一個或多個元素。術語"包括"、"包含"和"具有"旨在是包含性的，并且表示 除了所列元素之外還可以有另外的元素。 本公開內容的實施方式一般針對在油氣井場處實時或接近實時地提供油氣生產分析 數據的改進系統和方法。而且，本公開內容的實施方式涉及基于實時或接近實時接收到的 油氣生產分析數據對油氣井場處的油氣生產操作進行控制的改進系統和方法。 通常，在油氣開采操作期間，井場人員在嘗試優化或增加油氣井場的油氣生產時經常 遇到很多挑戰。例如，在操作者在井場做出有關操作井的準確決策之前，井場操作者消化并 理解以原始數據形式呈現的復雜信息。因而，可以收集油氣井場采集的數據，并將其傳送給 可以對所采集的數據進行分析以生成詳細生產報告的離線數據處理設備。在某些實施方式 中，離線數據處理設備可以相對于與多個其他油氣井場相關聯的數據來分析來自該油氣井 場的所收集的數據。因而，通過使用在油氣井場采集的所有數據，離線數據處理設備可以生 成表現相應油氣井場處的每個井的油氣生產屬性的詳細生產報告。然后井操作者可以基于 這些油氣生產屬性為每個井分別確定特定的井生產參數。也就是說，操作者可以對相應井 處的油氣生產屬性分別進行解釋或分析，并且可以修改相應井處的特定操作參數（例如， 井口壓力、節流管尺寸、分離器壓力、流送管壓力等），以最大化相應井的效率和/或產量。 雖然離線數據處理設備可以提供關于油氣生產屬性的準確報告和細節，但是離線數據 處理設備常常使用大量時間（例如，數小時，數天）來處理從相應油氣井場所采集的數據。 因而，如果相應油氣場處的特定生產屬性發生變化，該相應油氣井場的操作者不會知道這 些變化，除非該操作者從離線處理設備接收到對該相應油氣井場的更新的油氣生產屬性進 行詳細描述的更新報告。因為離線處理設備不是實時或接近實時地提供數據分析或油氣生 產屬性，所以相應油氣井場處的油氣不能被有效地提取，除非操作者根據該相應油氣井場 的更新的油氣生產屬性來改變該相應井的操作參數。 基于上述，在某些實施方式中，在油氣井場布置監視系統。該監視系統可以對關聯于油 氣井場處的相應井的多個屬性進行監視、對所監視的屬性進行分析、并且提供可以幫助井 操作者來控制該相應井的各個操作參數的特定數據分析和/或可視化（例如，圖表）。因此， 該監視系統可以對關聯于油氣井場處的相應井的數據進行實時地或接近實時地分析。在一 實施方式中，該監視系統可以基于數據分析自動地調整相應井的特定操作參數。以這種方 式，可以實時地或接近實時地對相應井的操作參數進行修改，以確保在相應井處高效地生 產油氣。 通常，監視系統可以使用相對少量的電力來對關聯于相應井的各個屬性進行監視。然 而，監視系統在控制井的操作參數時會使用額外的電量。因而，在某些實施方式中，監視系 統可以基于可用的電量來提供不同的功能，并且可以進行不同的操作。 除了監視系統的前述特征，監視系統可以在提取自井的油氣不滿足特定準則時自動開 始對該井進行井測試。因而，監視系統可以在通信上耦接至選擇閥，該選擇閥可以隔離來自 一個特定井的油氣生產，以使得來自該井的油氣流被導向分離器。監視系統還可以在通信 上耦接至該分離器，以接收井測試數據的結果。監視系統在自動開始對相應井進行井測試 時會對與特定井的油氣生產相關聯的各個屬性進行監視。之后監視系統可以將所監視的油 氣生產的屬性與同一井的歷史井測試數據進行比較。如果所監視的屬性不在井測試數據中 所指示的值的某范圍內，則監視系統可以啟動對相應井的井測試。 以下將參考圖1至圖13來討論關于下述監視系統的另外的細節：所述監視系統對關聯 于井的數據進行分析、實時地或接近實時地分析數據或控制井的各中操作參數、以不同的 電力模式進行操作、并且啟動對井的井測試。 作為介紹，圖1示出示例油氣場10的示意圖。油氣場10可以是可以從地面提取油氣 (例如原油和天然氣），并對該油氣進行處理和存儲的區域。因而，油氣場10可以包括多個 井和對從井中提取的油氣流進行控制的多個井設備。在一實施方式中，油氣場10中的井設 備可以包括抽油機（pumpjack) 12、潛水泵（submersible pump) 14、井架（well tree) 16 等。 經由井設備從地表提取出油氣后，所提取的油氣可以被分配給其他設備，例如井口分配管 匯（wellhead dist