功图量油技术.ppt

关于功图量油技术第1页，讲稿共23页，2023年5月2日，星期三主要内容一.油田现有的量油技术二.功图量油法及原理三.功图量油的发展历程四.功图量油最新进展及应用现状五.功图量油的不足之处第2页，讲稿共23页，2023年5月2日，星期三一.油田现有量油技术1.目前国内各油田采用的油井计量方法主要有：(1).玻璃管量油(2).翻斗量油(3).三相分离计量现有方法的不足：以上方法普遍存在应用装置多，工艺流程复杂，难以适应地面系统简化优化的要求.第3页，讲稿共23页，2023年5月2日，星期三2.量油技术的最新进展：目前油田量油技术最新的技术是基于地面示功图和泵的示功图以及故障诊断技术发展而来的功图量油法来获取油井产量以及进行油井工况分析。通过功图量油法和计算机技术、通信技术的结合实现了油水井远程监测、液量自动计量及分析，提高了油田自动化管理水平，降低了产能建设投入和运行成本，实现了提高油井系统效率的目的。第4页，讲稿共23页，2023年5月2日，星期三1.功图量油介绍功图量油技术最早可以追溯到上世纪80年代初提出的简单的用功图计算产液量的方法。在随后的几十年，功图量油经历了从“拉线法”处理功图面积求产到“有效冲程”求产的过程，理论技术也从定性逐渐发展到定量，最终发展到目前的以油井工况诊断为基础，结合泵漏失、泵充满程度、气体影响等因素的“综合诊断”油井计量技术。二.功图量油的原理第5页，讲稿共23页，2023年5月2日，星期三2.功图量油的原理：①将油井有杆泵抽油系统视为一个复杂的振动系统，该系统包含抽油杆，油管和井液三个振动子系统.在一定边界条件和一定的初始条件下，对外部激励（地面示功图）产生的响应（泵的示功图）。②通过建立油井有杆泵抽油系统的力学数学模型（波动方程），计算出给定系统在不同井口示功图激励下的泵功图响应，然后对此泵示功图进行定量分析，判断游动阀、固定阀开闭点的位置，确定泵的有效冲程，充满系数，气体影响等参数，计算泵的排液量，进而求出地面折算的有效排量。其流程图如下所示：第6页，讲稿共23页，2023年5月2日，星期三地面功图及地面生产数据有杆抽油系统动力学模型井下泵功图泵功图定量处理柱塞有效冲程，井下排量折算井口出液量第7页，讲稿共23页，2023年5月2日，星期三3.典型示功图示功图是由载荷随位移的变化关系曲线所构成的封闭曲线图。表示悬点载荷与位移关系的示功图称为地面示功图或光杆示功图。典型示功图是指某一因素的影响十分明显，其形状代表了该因素影响下的基本特征的示功图。虽然实际情况下，有多种因素影响示功图的形状，但总有其主要因素。所以，示功图的形状也就反映着主要因素影响下的特征。常见的典型示功图如下所示：第8页，讲稿共23页，2023年5月2日，星期三图2.考虑惯性和振动后的理论示功图图4.泵的吸入部分漏失图1.静载理论示功图图3.气体影响的理论示功图第9页，讲稿共23页，2023年5月2日，星期三利用示功图在不同因素影响下表现出来的特征可以来进行产量计算和故障分析。不过地面示功图因为夹杂了很多影响因素，如杆柱弹性和液体影响，这些都严重影响了分析的准确性。而泵功图则很大程度上减少了这些因素的影响，增加了分析和计算的准确程度。图5.泵的排出部分漏失图6.充不满影响第10页，讲稿共23页，2023年5月2日，星期三3.1地面示功图的获取通过在光杆上安装载荷——位移传感器，测量光杆载荷变化及抽油机运行周期变化情况，经过信号转换即可测出抽油机的地面示功图。3.2泵功图的获取：对地面示功图消除抽油杆柱的变形、杆柱的粘滞力、振动和惯性等的影响得到形状简单又能真实反映泵的工作状况的泵的示功图.其实现的方法就是借助波动方程进行求解。（1）——t时刻光杆x截面的位移；——等效阻尼系数；——抽油杆的平均速度。第11页，讲稿共23页，2023年5月2日，星期三方程（1）即为吉布思建立的一维带阻尼的振动方程。该方程可通过傅里叶级数展开或有限差分的方法进行求解。以所测的的地面示功图的数据为边界条件，所得结果可以得到任一截面的动载荷以及泵的示功图。泵的典型示功图如下所示：（a）正常示功图（b）油管未锚定（c）气体影响（d）供液不足（e）排出部分漏失（f）吸入部分漏失第12页，讲稿共23页，2023年5月2日，星期