孫學(xué)彪

摘要：結(jié)合功圖量油在紅井子作業(yè)區(qū)的應(yīng)用情況，簡(jiǎn)要說(shuō)明功圖量油的基本原理及組成系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)不同類(lèi)型的油井應(yīng)用效果進(jìn)行對(duì)比分析，闡述功圖量油的優(yōu)勢(shì)及存在的問(wèn)。本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)已應(yīng)用的99口井進(jìn)行研究，證實(shí)功圖計(jì)量方法的可行性，并對(duì)存在問(wèn)題提出個(gè)人見(jiàn)解，為下一步全面推廣數(shù)字化功圖計(jì)量工作奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：功圖計(jì)量技術(shù)；產(chǎn)液量；罐量油；誤差分析

應(yīng)用背景：紅井子作業(yè)自2010年規(guī)模產(chǎn)建以來(lái)，在長(zhǎng)慶油田公司全面建設(shè)數(shù)字化油田的背景下。紅井子作業(yè)區(qū)產(chǎn)建打破老油田的模式，打破常規(guī)的雙管流程、雙容積單量?jī)x、翻斗流量計(jì)等等一套固定的計(jì)量流程。紅井子投產(chǎn)完全進(jìn)入數(shù)字化油田建設(shè)模式，單井來(lái)油單管取代雙管，增壓點(diǎn)不設(shè)單量設(shè)備。因此在投產(chǎn)的同時(shí)數(shù)字化建設(shè)也同步進(jìn)行，尤其是數(shù)字化功圖量油，已成為井口計(jì)量的主要手段。

一、數(shù)字化功圖量油技術(shù)及功能

1、技術(shù)原理

功圖法油井計(jì)量的基本原理是根據(jù)實(shí)測(cè)光桿示功圖、井深數(shù)據(jù)、抽油機(jī)、桿柱組合、動(dòng)液面等諸多相關(guān)油井?dāng)?shù)據(jù)，利用有桿泵抽油系統(tǒng)的三維力學(xué)、數(shù)學(xué)模型，計(jì)算出泵功圖，再通過(guò)識(shí)別泵功圖獲得泵的有效沖程，進(jìn)而得出油井產(chǎn)液量。采用在井口測(cè)取懸點(diǎn)載荷而和位移與時(shí)間的變化規(guī)律，分別建立抽油桿、油管有限元模型和液柱差分計(jì)算模型。然后求解出深井泵入口處載荷與位移的關(guān)系，經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)識(shí)別出泵有效沖程，則油井井口產(chǎn)液量近似于泵有效沖程與泵活塞環(huán)形空間體積乘積。

該技術(shù)就是將定向井油桿抽油系統(tǒng)視為一個(gè)復(fù)雜的抽油系統(tǒng)，他的模型就是一個(gè)振動(dòng)的波動(dòng)方程，則地面功圖就是這個(gè)振動(dòng)方程的邊界條件，然后通過(guò)這個(gè)邊界條件，也就是地面功圖求出泵功圖，然后求出產(chǎn)量。

該技術(shù)是在油井自動(dòng)錄取示功圖和監(jiān)控的基礎(chǔ)上延伸實(shí)現(xiàn)產(chǎn)液計(jì)量的一項(xiàng)技術(shù)，能夠遠(yuǎn)程在線自動(dòng)計(jì)算單井產(chǎn)量。

2、系統(tǒng)組成

功圖量油系統(tǒng)主要是由硬件和軟件組成

①硬件主要由RTU、載荷傳感器以及壓力傳感器等組成。所有傳感器將采集到的數(shù)據(jù)通過(guò)小無(wú)線傳輸給RTU，RTU通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送到服務(wù)器，服務(wù)器集中接收全部油井?dāng)?shù)據(jù)，自動(dòng)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果通過(guò)瀏覽器實(shí)時(shí)發(fā)布，10分鐘上傳一個(gè)功圖，實(shí)現(xiàn)了對(duì)油井生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。數(shù)據(jù)的維護(hù)、查詢(xún)均可遠(yuǎn)程操作，用戶(hù)可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)及時(shí)跟蹤單井的產(chǎn)業(yè)以及工況等。

②軟件主要是由遠(yuǎn)程自動(dòng)計(jì)量與分析系統(tǒng)客戶(hù)端、油井遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)量系統(tǒng)、遠(yuǎn)程計(jì)量與分析優(yōu)化系統(tǒng)、報(bào)警提示軟件四部分組成。

遠(yuǎn)程自動(dòng)計(jì)量與分析系統(tǒng)客戶(hù)端主要用來(lái)建立抽油機(jī)井基礎(chǔ)臺(tái)賬；油井遠(yuǎn)程監(jiān)控計(jì)量系統(tǒng)主要用來(lái)設(shè)定抽油機(jī)井的通訊參數(shù)及日常油井的管理、瀏覽；遠(yuǎn)程計(jì)量與分析優(yōu)化系統(tǒng)主要用來(lái)將抽油機(jī)井?dāng)?shù)據(jù)及算產(chǎn)結(jié)果以網(wǎng)頁(yè)形式發(fā)布以便查詢(xún)；報(bào)警提示軟件主要對(duì)桿斷、停丼等診斷異常油井實(shí)時(shí)提供報(bào)警，提醒管理人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并跟蹤，極大便利了油井的日常管理。

二、功圖量油在紅井子作業(yè)區(qū)的應(yīng)用

1、功圖量油的誤差分析

目前紅井子作業(yè)區(qū)共有99口油井采用了功圖計(jì)量技術(shù)，其中可對(duì)比油井?dāng)?shù)為39口（與大罐量油對(duì)比），從運(yùn)行情況來(lái)看，功圖量油系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，功圖量油技術(shù)能夠真實(shí)反映油井產(chǎn)量波動(dòng)和功況變化，大部分油井的計(jì)量精確度基本滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。

通過(guò)對(duì)功圖量油與大罐量油對(duì)比分析，在對(duì)比的39口井中，不難發(fā)現(xiàn)產(chǎn)量小于5m?的誤差較大，扣除不正常井外，平均誤差率在44.45%；產(chǎn)量在5-10m?的誤差相對(duì)較小，扣除不正常丼外，平均誤差率在35.12%；產(chǎn)量大于10m?的誤差最小，平均誤差11.51%。從分布圖看，高液量的井誤差率明顯小于低液量井。

①產(chǎn)液量小于5m?井誤差分析

產(chǎn)液量小于5m?的井25口，將功圖量油與大罐量油對(duì)比后，單井產(chǎn)液量平均誤差44.45%，最高誤差1232%。這類(lèi)井由于產(chǎn)量較低，且大多數(shù)井是間歇出油，地層供液不穩(wěn)定，大罐量油由于在一天的某個(gè)時(shí)間段進(jìn)行計(jì)量，存在偶然性，并不能完全反應(yīng)油井真是的日常水平，產(chǎn)量波動(dòng)大，所以無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的調(diào)整系數(shù)對(duì)其修正，對(duì)于這部分井，由于功圖量油連續(xù)24小時(shí)監(jiān)控油井工況，能更好地反應(yīng)油井的真實(shí)情況。

②產(chǎn)液量在5-10m?井誤差分析

產(chǎn)液量在5-10m?的井共有5口，將功圖量油結(jié)果與大罐量油對(duì)比后，單井產(chǎn)液量平均誤差35.12%，誤差最高342%，對(duì)于這部分井我們結(jié)合油井實(shí)際生產(chǎn)情況，用移動(dòng)單量撬核實(shí)真實(shí)產(chǎn)液量后，對(duì)單井計(jì)算系數(shù)進(jìn)行修正，修正完系數(shù)后，功圖量油結(jié)果基本滿(mǎn)足生產(chǎn)需要。

③產(chǎn)液量大于10m?井分析

產(chǎn)液量大于10m?的井共8口，將功圖量油結(jié)果與大罐量油對(duì)比后，單井產(chǎn)液量平均誤差11.51%，誤差最高30.76%，這類(lèi)油井功圖往往比較飽滿(mǎn)，偏差小，在允許誤差范圍之內(nèi)，基本滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。

2、功圖誤差大油井誤差分析

油井產(chǎn)量波動(dòng)大，無(wú)法通過(guò)簡(jiǎn)單的調(diào)整系數(shù)對(duì)其進(jìn)行修正，對(duì)于這部分油井，經(jīng)過(guò)大量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，我們認(rèn)為由于功圖量油連續(xù)24小時(shí)監(jiān)控油井工況，因此功圖量油技術(shù)能更細(xì)致地反映油井的真是情況。

從坊89-90生產(chǎn)曲線看，該井產(chǎn)液量波動(dòng)較大，通過(guò)對(duì)比產(chǎn)量波動(dòng)幅度較大的兩個(gè)點(diǎn)，對(duì)應(yīng)的功圖也較大的變化。由于功圖量油是24小時(shí)傳送功圖，由此可以看出，對(duì)于功圖波動(dòng)大的井來(lái)說(shuō)，功圖量油結(jié)果更接近于油井的真是水平。

三、結(jié)論與認(rèn)識(shí)

功圖量油工藝集成了油井自動(dòng)監(jiān)控、工況自動(dòng)診斷、產(chǎn)量自動(dòng)計(jì)量三大技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了定時(shí)采集、自動(dòng)計(jì)算，無(wú)需人為干預(yù)，比較客觀真實(shí)地反應(yīng)了油井的產(chǎn)液量，排查了大罐量油的人為誤差、系統(tǒng)誤差、條件誤差等。

對(duì)于高產(chǎn)井，經(jīng)過(guò)多次對(duì)比分析，功圖量油結(jié)果與大罐量油結(jié)交吻合，基本能正確反應(yīng)油井的工況和真實(shí)日常水平。

油井的生產(chǎn)特征決定不能做到連續(xù)均勻出液。功圖計(jì)量是24小時(shí)跟蹤油井的產(chǎn)液量變化，因而對(duì)間歇出油、產(chǎn)油量波動(dòng)較大的油井，功圖量油工藝比大罐量油更能準(zhǔn)確反應(yīng)油井的真實(shí)生產(chǎn)情況。

功圖量油技術(shù)不應(yīng)該僅僅局限于數(shù)據(jù)精度的對(duì)比，功圖量油本身就是一個(gè)管理概念的提升，它不但大大的簡(jiǎn)化了地面計(jì)量流程，降低了工程投資，同時(shí)能很好地實(shí)時(shí)跟蹤油井生產(chǎn)狀況，及時(shí)給管理者提供生產(chǎn)井的準(zhǔn)確信息，減輕了工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了油井的管理水平。