屈英豪 張秉偉 王定軍 胡天寶 趙露

摘 要：結(jié)合功圖量油在彭陽(yáng)采油作業(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)題。本文通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)已應(yīng)用的118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)題進(jìn)行分析，為下一步全面推廣數(shù)字化功圖計(jì)量工作提供一定的理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：功圖量油;量油誤差;誤差分析;修正辦法;系數(shù)標(biāo)定

1 數(shù)字化功圖量油系統(tǒng)基本情況

1.1 數(shù)字化功圖量油系統(tǒng)計(jì)產(chǎn)原理

油井示功圖能夠反映抽油系統(tǒng)做功的大小，而油井的產(chǎn)量與系統(tǒng)的水動(dòng)力有直接的關(guān)聯(lián)，所以油井的產(chǎn)液量與油井的示功圖具有一定的固有聯(lián)系。抽油井正常工作時(shí)，每個(gè)沖程的抽汲量與有效沖程內(nèi)泵筒的容積是相等的，抽油井的示功圖能夠反映泵筒內(nèi)液體的充滿(mǎn)度。通過(guò)每個(gè)沖程內(nèi)的示功圖，把泵筒作為計(jì)量容器，根據(jù)示功圖上反映的充滿(mǎn)度，可以計(jì)算出每個(gè)沖程的抽汲量，把每個(gè)沖程的抽汲量累加，得到單位時(shí)間內(nèi)單井的產(chǎn)液量。

功圖量液技術(shù)的原理是將油井有桿泵抽油系統(tǒng)看作一個(gè)包含抽油桿柱、油管和井內(nèi)液體的三維振動(dòng)系統(tǒng)。通過(guò)建立抽油桿柱動(dòng)態(tài)行為的波動(dòng)方程，計(jì)算出給定系統(tǒng)在不同的地面示功圖激勵(lì)下的泵功圖響應(yīng)，進(jìn)而對(duì)油井的泵功圖進(jìn)行定量分析，判斷游動(dòng)閥和固定閥的開(kāi)閉點(diǎn)位置，從而確定泵的有效沖程、充滿(mǎn)系數(shù)等相關(guān)參數(shù)，計(jì)算出泵的排液量，再結(jié)合油層的物性參數(shù)進(jìn)行地面產(chǎn)液量的折算。

1.2 數(shù)字化功圖量油系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀

彭陽(yáng)作業(yè)區(qū)目前油井開(kāi)井總數(shù)146口（侏羅系油井111口，三疊系油井35口），已建數(shù)字化功圖量油系統(tǒng)油井總數(shù)118口（侏羅系油井84口，三疊系油井34口），日均功圖上線(xiàn)116口，上線(xiàn)率98.3%;日均分析成功井?dāng)?shù)111口，分析成功率95.7%。

2 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用適應(yīng)性及效果評(píng)價(jià)

通過(guò)與車(chē)載式單量?jī)x及大罐量油數(shù)據(jù)的對(duì)比，發(fā)現(xiàn)如下特點(diǎn)：①功圖量油數(shù)據(jù)的波動(dòng)能準(zhǔn)確反映油井液量的變化。功圖量油數(shù)據(jù)的增減能準(zhǔn)確反映油井的液量變化;②功圖量油準(zhǔn)確性與單井液量呈相關(guān)性。單井液量低于1.5m3的油井，功圖計(jì)量誤差偏大，最大誤差446.2%，平均誤差75.2%;單井液量大于5.0m3的油井功圖計(jì)量誤差較小，平均誤差22.5%，功圖量油數(shù)據(jù)在此類(lèi)油井上具有較好的適用性;③功圖量油準(zhǔn)確性與供液情況呈相關(guān)性。通過(guò)整理功圖分析成功的111口油井，其中55口輕微供液不足，17口嚴(yán)重供液不足，39口供液充足;而其分析平均誤差則為35.7%、79.7%、25.4%。可以明顯發(fā)現(xiàn)供液充足的油井其分析誤差率較小，適用性較好;供液不足的油井誤差率較大，適用性較差;④氣體含量較高油井功圖量油誤差較大。彭陽(yáng)油田三疊系油井具有較大的含氣量，通過(guò)整理分析，三疊系油井的功圖量油誤差73.1%，侏羅系油井功圖量油誤差28.7%;⑤結(jié)蠟油井功圖計(jì)量數(shù)值偏高。通過(guò)整理功圖分析井中的12口結(jié)蠟井，發(fā)現(xiàn)結(jié)蠟油井功圖分析誤差率較正常井高出17.8%。

3 數(shù)字化功圖量油誤差分析

通過(guò)分析功圖量油數(shù)據(jù)從采集到分析處理形成結(jié)果的全過(guò)程，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致誤差產(chǎn)生的幾個(gè)主要原因如下：①數(shù)據(jù)采集方面的誤差。油田現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)的采集主要依靠于各類(lèi)傳感器，在抽油機(jī)懸繩器處安裝載荷傳感器和位移傳感器，測(cè)量得到懸點(diǎn)的載荷和位移，就可以得到地面示功圖。由于載荷傳感器的彈性元件需要反復(fù)加載、卸載，承受著交變的載荷，其漂移表現(xiàn)得較為明顯，也成為引起示功圖失真的主要原因。因此，傳感器的精度和工作穩(wěn)定性直接影響著示功圖的質(zhì)量;②油井參數(shù)誤差。油井參數(shù)的誤差，包括抽汲參數(shù)和油藏參數(shù)，如物性參數(shù)：原油的粘度，油層的溫度，油井的含水率，生產(chǎn)氣液比等;生產(chǎn)數(shù)據(jù)參數(shù)：沖程、沖次、泵深、井口油壓、井口套壓、沉沒(méi)度等;③柱塞有效沖程的判斷誤差。柱塞有效沖程的判斷誤差，特別是嚴(yán)重供液不足的油井，確定凡爾開(kāi)閉點(diǎn)時(shí)容易產(chǎn)生誤差;④供液不足導(dǎo)致的計(jì)量誤差。低產(chǎn)井油井地層供液量不充足，存在著間歇出油的現(xiàn)象，如采集功圖的周期間隔過(guò)大，容易漏采部分不出油段的懸點(diǎn)示功圖數(shù)據(jù)，計(jì)算出來(lái)的產(chǎn)量容易偏大;⑤氣體影響泵的充滿(mǎn)度導(dǎo)致計(jì)量誤差。氣體影響和氣鎖會(huì)產(chǎn)生供液不足，抽噴油井由于固定凡爾和游動(dòng)凡爾無(wú)法完全閉合，造成抽油機(jī)無(wú)法正常加載，載荷差減小，示功圖有效沖程減小，導(dǎo)致功圖量油誤差較大;⑥結(jié)蠟造成的計(jì)量誤差。對(duì)于結(jié)蠟井，由于管壁結(jié)蠟，造成流體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生阻力作用，導(dǎo)致最小載荷減小，最大載荷增大，抽油機(jī)的載荷差增加，示功圖有效沖程增大，導(dǎo)致功圖計(jì)產(chǎn)產(chǎn)量偏高。

4 功圖量油技術(shù)應(yīng)用中的修正

針對(duì)以上產(chǎn)生這些誤差的原因，在功圖量油技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，提出以下修正方法：

針對(duì)傳感器容易漂移失真問(wèn)題，要求現(xiàn)場(chǎng)傳感器定期進(jìn)行標(biāo)定，建議每季度定期標(biāo)定一次;

針對(duì)油井參數(shù)的誤差，如井下泵的柱塞直徑、泵漏失等原因引起的產(chǎn)量預(yù)測(cè)誤差，可以通過(guò)改變井下的溶解氣油比、混合液體的體積系數(shù)來(lái)進(jìn)行修正。如基礎(chǔ)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的誤差時(shí)，油田應(yīng)加強(qiáng)日常管理來(lái)提高采集的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性;

針對(duì)功圖計(jì)算出的產(chǎn)液量與油井實(shí)際產(chǎn)液量有較大誤差時(shí)，可采取以下幾種方法來(lái)減少產(chǎn)液量的誤差：

由于不同區(qū)塊油井的原油物性參數(shù)不同，溶解氣的含量不同，由于含氣原油脫氣體積收縮的原因，會(huì)引起地層原油與地面原油具有一定的體積差，在每個(gè)區(qū)塊應(yīng)用前，應(yīng)選取一些井進(jìn)行油井測(cè)試，然后經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，來(lái)得出對(duì)應(yīng)這個(gè)區(qū)塊對(duì)功圖量液計(jì)算結(jié)果的修正值。具體方法為：

式中Q為油井產(chǎn)量（m3/d）;K為修正系數(shù)，無(wú)因次;qg 為泵功圖產(chǎn)量（m3/d）;qy為實(shí)際單量產(chǎn)量（m3/d）。

針對(duì)間歇出油的單井而言，對(duì)計(jì)算方法進(jìn)行改進(jìn)。以大罐單量液量或車(chē)載式單量?jī)x單量液量為該井液量的衡量標(biāo)準(zhǔn)，分析出二者之間的比例系數(shù)，從而來(lái)計(jì)算出單井日產(chǎn)液量。具體方法為：

式中Qa為功圖量油的產(chǎn)液量（m3/d）;Qb為修正后的功圖量油產(chǎn)液量（m3/d）;ρ為混合液體的相對(duì)密度（kg/m3）;η為比例系數(shù)，無(wú)因此;Qdi為第i（i=1，2，3，…n）次大罐量油或車(chē)載式單量?jī)x單量液量;Qcj為第j（j=1，2，3…n）天功圖法預(yù)測(cè)的井口產(chǎn)液量（m3/d）。

5 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

①雖然部分油井功圖量油液量與實(shí)際液量存在較大差值，但功圖量油數(shù)值的變化能夠準(zhǔn)確的反映出油井液量變化趨勢(shì);②分區(qū)塊落實(shí)原油的粘度、氣液比等物性參數(shù)，及時(shí)更新油井的生產(chǎn)參數(shù)能夠有效降低功圖量油數(shù)據(jù)的誤差;③定期進(jìn)行單量校驗(yàn)，及時(shí)修訂功圖量油系數(shù)能夠有效提高功圖量油準(zhǔn)確性。

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