基于示功圖的油井管理技術(shù)研究

孔祥紅 于艷輝 王軍峰

摘要：在油田的開發(fā)管理中，實時的油井預警可以及時的了解油井生產(chǎn)狀況，根據(jù)預警結(jié)果可以及時采取相應措施，確保油田生產(chǎn)穩(wěn)步進行，提高油井的生產(chǎn)效率。隨著采油五廠自動化技術(shù)的發(fā)展，部分油井已經(jīng)實現(xiàn)了抽油機井遠程監(jiān)測，可以實時獲得大量的油井生產(chǎn)數(shù)據(jù)，而傳統(tǒng)的油井管理方法已經(jīng)不能滿足現(xiàn)場應用需求，論文在傳統(tǒng)油井管理的基礎(chǔ)上，從點和線兩方面出發(fā)，對油井進行預警管理。實踐結(jié)果表明該方法是一種切實可行的預警方法，具有一定的理論意義和實踐價值。

關(guān)鍵詞：抽油機井;示功圖;常規(guī)遞減預測

第1章 緒論

1.1 研究目的及意義

國內(nèi)抽油機井工況診斷預警的主要依據(jù)還是采油工程技術(shù)員對抽油機井示功圖分析和油井管理經(jīng)驗。其結(jié)果有很大的隨機性。由于抽油機數(shù)量龐大，每天監(jiān)測的實施生產(chǎn)數(shù)據(jù)更加龐大，使用傳統(tǒng)的人工診斷方法已經(jīng)不能滿足油田數(shù)字化建設(shè)需要。并且工況診斷預警處理的數(shù)據(jù)都是某個油井生產(chǎn)中某點的示功圖分析，是對點的處理，缺少對油井整個生產(chǎn)動態(tài)過程趨勢的把握。本文的油井預警系統(tǒng)除了使用對示功圖的工況診斷預警外，通過對油井生產(chǎn)歷史數(shù)據(jù)分析，建立油井預測預警模型，從油井的整個生產(chǎn)過程出發(fā)，對油井的生產(chǎn)進行整體的預測預警。因此，如何利用遠程監(jiān)測系統(tǒng)采集的大量數(shù)據(jù)，從生產(chǎn)某點示功圖分析工況診斷預警，結(jié)合歷史數(shù)據(jù)分析預測預警，進行及時、準確的油井預警，及時采取生產(chǎn)措施是目前抽油機系統(tǒng)急需解決的問題。

1.2 主要研究內(nèi)容

1、功圖量油技術(shù)概述

2、單井產(chǎn)量預測預警技術(shù)研究

通過對油井歷史數(shù)據(jù)分析，使用常規(guī)遞減方法對油井產(chǎn)量進行預測，建立預測實際產(chǎn)量比預警模型，分析得到預測預警結(jié)果。

3、油井工況診斷技術(shù)研究

通過對典型泵示功圖進行分析，提取相應特征參數(shù)，建立典型泵示功圖樣本庫，運用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法對泵示功圖進行模式識別，得到工況診斷預警結(jié)果。

第2章 功圖量油技術(shù)概述

2.1 功圖量油技術(shù)概況

功圖量油技術(shù)最早可以追溯到上世紀80年代初提出的簡單的用功圖計算產(chǎn)液量的方法。在隨后的幾十年，功圖量油經(jīng)歷了從“拉線法”處理功圖面積求產(chǎn)到“有效沖程”求產(chǎn)的過程，理論技術(shù)也從定性逐漸發(fā)展到定量，最終發(fā)展到目前的以油井工況診斷為基礎(chǔ)，結(jié)合泵漏失、泵充滿程度、氣體影響等因素的“綜合診斷”油井計量技術(shù)。

2.2 功圖量油應用概況

國內(nèi)油田中，大港油田較早應用功圖量油法進行的產(chǎn)量計量的油田。隨后在中原油田，大慶油田，延長油田，新疆油田都有所應用，并取得較好的計量效果，節(jié)省了地面建站的投資，取得了很好的經(jīng)濟效益。長慶油田于2000年開始研究功圖量油在低滲透油田的應用，并于2003年在長慶油田四個采油廠分別進行了108井次的現(xiàn)場測試試驗。2004年開始在油田全面推廣應用，2008年《功圖法油井計量裝置》獲國家發(fā)明專利，且在全油田90多個聯(lián)合站建立了功圖法油井計量系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理點，管理4000余口油井，在油田生產(chǎn)中發(fā)揮著重大的作用。

第3章 油井產(chǎn)量預測預警技術(shù)研究

3.1 井口產(chǎn)液量計算

由泵功圖可得到柱塞沖程和有效排出沖程，從而可以計算出泵的排量及油井產(chǎn)量。其關(guān)鍵是準確判定閥的開啟點和閉合點，判斷閥的開啟點和閉合點后就很容易得到柱塞的有效沖程。然后根據(jù)如下公式計算即可得到泵的日產(chǎn)液量，進而折算成井口產(chǎn)液量。

從公式（2）可以看出，實際產(chǎn)液量的計算需要解決3個問題：

（l）計算柱塞有效沖程;

（2）計算抽油泵的漏失量;

（3）計算泵排出壓力條件下油管內(nèi)混合物的體積系數(shù)。

抽油泵的漏失主要有三類：閥漏失、柱塞與泵筒的間隙漏失和油管漏失。其中閥漏失引起的體積減少在計算有效沖程時已經(jīng)考慮過了，而油管漏失是一個很難計算的量，不予考慮，現(xiàn)場只考慮柱塞與泵筒的間隙漏失。

3.2 油井產(chǎn)量預測技術(shù)概述

根據(jù)油井產(chǎn)量隨時間變化的特征，可將油井開發(fā)的全過程大體劃分為三個階段，即產(chǎn)量的上升階段、穩(wěn)定階段和遞減階段。當產(chǎn)量進入遞減階段之后，根據(jù)已取得的產(chǎn)量變化數(shù)據(jù)，對油井的產(chǎn)量遞減規(guī)律作出判斷，以便選擇合適的預測公式，完成對未來產(chǎn)量的變化的預測。

油藏的產(chǎn)量遞減規(guī)律的常規(guī)預測方法有五種：雙曲線、指數(shù)、調(diào)和與直線、衰竭遞減。

3.3預測預警技術(shù)實現(xiàn)

通過對油井歷史數(shù)據(jù)的分析預測，得出未來油井的預測產(chǎn)量，如果油井的預測產(chǎn)量和實際產(chǎn)量差值占實際產(chǎn)量比例過大，則說明油井產(chǎn)量出現(xiàn)波動。

根據(jù)比值的大小，確定不同程度的預警。若，則表示油井產(chǎn)量未出現(xiàn)波動，正常;若，則表示油井產(chǎn)量出現(xiàn)輕度波動;若，則表示油井產(chǎn)量出現(xiàn)中度波動;若，則表示油井產(chǎn)量出現(xiàn)嚴重波動，急需找出其原因。

第4章 結(jié)論和建議

本文以有桿泵系統(tǒng)理論作為研究基礎(chǔ)，通過對有桿泵示功圖分析，得到產(chǎn)量計算的簡易方法、產(chǎn)量預測預警和泵的工況診斷。通過研究得出以下結(jié)論：

（1）對于有桿泵功圖，確定有效沖程，求得精確的產(chǎn)量。

（2）采用常規(guī)遞減方法對油井歷史產(chǎn)量分析預測，和其實際產(chǎn)量進行對比預警，對油田開發(fā)有很好的指導作用。

參考文獻：

[1]《自動化一井一法平臺的應用與管理》

[2]荊丘作業(yè)區(qū)自動化、地質(zhì)、工程、測試人員的大力支持與實驗。