提高自动监测示功图测试质量探索与实践

穆军州

中国石化中原油田分公司技术监测中心 （河南 濮阳 457001）

提高自动监测示功图测试质量探索与实践

穆军州

中国石化中原油田分公司技术监测中心 （河南 濮阳 457001）

油区实施信息化改造后，抽油机示功图测试采用在线自动监测。对实施了信息化改造的在线监测抽油机，采用抽油机综合测试仪测试示功图，与同期自动监测示功图进行对比分析，找出了在线自动监测误差大的问题。采取基准示功图测试，每半年加测一次实测示功图，实施在线校准自动监测示功图装置，降低了自动监测示功图测试误差率，提高了测试质量。

示功图测试;载荷;对比分析;误差率

1 示功图测试现状

示功图的测试是对抽油机的管、杆、泵的工作状况很好的诊断。通过对负荷和图形的变化，正确的示功图分析，可以判断油井的工作制度是否合理，影响泵效和不出油的原因，确定合理的采油工艺措施和检泵周期[1]。

1.1 自动监测示功图现状

目前中国石化中原油田分公司濮东采油厂（以下简称濮东采油厂）基本完成了油田数字化与信息化改造工作，抽油井每月一次的示功图测试由信息化设备直接测试得到。优点是：管理水平高，减少了操作工人现场测试劳动，获取资料信息的速度快，可以随时查看任一口井的示功图情况；缺点是：示功图测试误差大。

1.2 实测示功图现状

实测示功图是测试人员采用综合测试仪，在抽油机上用载荷位移传感器,将抽油杆运动的位移和载荷采样后传给主机,记录一行程的数据并绘制出示功图,通过对示功图的分析,了解油井抽油机的工作状况。测试完一口井后再转入下一口井的测试，测试结束后通过示功图回放软件导出实测示功图，通过拷盘或网络发送将资料传送到采油区相关人员。优点是：测试的示功图准确可靠；缺点是：操作人员劳动强度大，不能随时调取和查看示功图资料[2]。

本次测试对比共选取了44口实施了信息化改造的在线监测抽油机，采用抽油机综合测试仪测试示功图，与同期自动监测示功图进行对比分析，以期找出2种不同监测示功图的优劣性。

2 测试冲程对比分析

在油井测试冲程对比中，对44口井进行实测示功图冲程和自动监测示功图冲程分析对比，有6口井差别较大，误差率达到14.21%。通过调取这6口井的抽油机参数分析计算，实测示功图的冲程更符合抽油机的实际参数，误差主要来自于自动监测示功图。实测示功图和自动监测示功图测试对比实例见图1，误差率对比分析见表1。

3 测试载荷对比分析

抽油机示功图载荷的变化，载荷包括最小载荷和最大载荷。抽油机光杆在运动过程中承受的力有静载荷和动载荷。静载荷是因重力作用而产生的力，它包括抽油杆柱的重力、液柱重力、抽油杆柱的浮力和沉没压力。动载荷是因运动而产生的力，它包括惯性载荷、震动载荷、摩擦力、冲击载荷等。

图1 实测示功图和自动监测示功图测试对比实例

表1 实测示功图与自动监测示功图冲程对比分析

3.1 最大载荷误差大于20 kN的井

最大载荷误差大于20 kN的井共有9口，最大载荷误差率34.72%，庆85-21井实测最大载荷60.41 kN，自动监测最大载荷93.23 kN，误差率达到54.33%。最小载荷误差率30.54%，庆85-21井实测最小载荷33.94 kN，自动监测最小载荷53.78 kN，误差率达到58.46%,详见表2。

3.2 最大载荷误差大于10 kN小于20 kN的井

最大载荷误差大于10 kN小于20 kN的井共有17口，最大载荷误差率16.69%，庆91井实测最大载荷66.33 kN，自动监测最大载荷85.69 kN，误差率29.19%。最小载荷误差率16.74%，庆92-2井实测最小载荷39.33 kN，自动监测最小载荷56.7 kN，误差率达到44.16%,详见表3。

表2 最大载荷误差大于20 kN的井

表3 最大载荷误差大于10 kN小于20 kN的井

3.3 最大载荷误差小于10 kN的井

最大载荷误差小于10 kN的井共有18口，最大载荷误差率6.72%，庆6侧1井实测最大载荷82.11 kN，自动监测最大载荷73.43 kN，误差率10.57%。最小载荷误差率16.04%，庆6侧1井实测最小载荷41.77 kN，自动监测最小载荷19.52 kN，误差率达到53.27%,详见表4。

由以上统计分析可以看出，自动监测载荷与实测载荷误差大于20 kN的井占总井数的20%，最大载荷误差率34.72%；误差大于10 kN小于20 kN的井占总井数的39%，最大载荷误差率16.69%；误差在10 kN以内的井占总井数的41%，最大载荷误差率6.72%。自动监测示功图虽然测试效率高，降低操作人员劳动强度，但测试资料存在较大误差，有必要定期进行示功图现场人工测试。

表4 最大载荷误差小于10 kN的井

4 提高测试质量的措施

4.1 实施基准示功图测试

基准示功图测试的意义，就是分析模板。油井作业后待生产正常测得合格的示功图和动液面做为基准，以后的示功图和动液面与其对比。一般是在作业5～7天后测得示功图和动液面作为基准[3]。在作业后建基准示功图的原因是管杆泵都经过清洗和更换，管柱深度都会发生变化，油井的生产状态与以前发生了变化，主要是摩擦力变化。示功图反映的是力的变化，所以作业对示功图的影响很大，故在作业后建立基准示功图[4]。作业后测得的动液面也最准确，所以在建立基准示功图的同时建立同步的动液面。在油井新的状态下建立的基准示功图对以后的采油管理和测试会起到很大的作用。通过载荷的变化可以观察摩擦力的变化和液面的变化，对井筒和地层精细管理起到很大的作用，特别是在目前高含水阶段的采油生产[5]。基准示功图还可以指导动液面的测试。动液面的准确测试是目前的局级技术难题，动液面是油套环空的，油套环空很小，只要有很小的东西就会阻碍声波的传播，液面的确定不能只看液面曲线，必须与示功图对比分析[6]。基准示功图最重要的作用是资料的互相验证，保证了所出资料的准确率，精准的资料保证了技术人员的分析准确，同时也提高测试人员的工作水平。

4.2 定期加测实测示功图

抽油机示功图每月至少测试一次，部分井每月测试3～4次，虽然新作业井、检泵井可以测试获得基准示功图，但是大部分井在半年内不会实施检泵作业。建议每半年对自动监测井加测一次实测示功图，用来对比分析自动监测示功图的可靠性，指导油田合理开发。

4.3 开展示功图自动监测设备的在线校准工作

2015年以来，濮东采油厂加快了数字化油田建设，采油管理区进行了数字化改造，现场使用示功图自动监测设备也越来越多。然而，随着数量的增加，这些数字化仪表的检定、校准工作存在几个突出问题亟需解决：①仪表外送检定、校准周期长，送检期间系统无法实现计量数据采集，影响系统的平稳、连续运行；②数字计量仪表技术含量高，仪表拆卸困难，并且在拆卸、运输和安装过程都易造成仪表的损坏，增加额外的购置和检定成本；③现场仪表出现超差或故障等问题，缺乏验证措施和应对手段，无法及时监视计量仪表的运行状态。

针对以上问题，迫切需要研究出一套切实可行的在线校准技术，提高仪表掌握的准确度，减少因拆卸造成的仪表损坏和数据采集的中断。通过调查，计划开展示功图自动监测仪表在线校准技术研究，找出一套解决上述突出问题的措施和方法，形成标准并在油田范围内进行推广应用。

5 结束语

通过濮东采油厂的实践证明，开展每半年加测一次实测示功图，目前已经实施测试160井次，测试资料获得采油区的认可。实施基准示功图测试32井次，用来指导分析其他测试井次的示功图，在油田开发中起到了很好的作用。

[1]李虞庚.试井手册[M].北京：石油工业出版社，1991.

[2]刘一江.中原油田采油新技术文集[M].北京：石油工业出版社,2000.

[3]何继峰.浅谈油田井下作业施工质量监督的有效实施[J].石油工业技术监督,2016,32(3)：9-11.

[4]马 强,王立军,任学东.油田单井智能计量器的误差分析[J].石油工业技术监督,2016,32(4)：33-35.

[5]陈红徕,刘 立,郭 静,等.采油测试压力表检定装置技术评定[J].石油工业技术监督,2016,32(4)：40-42.

[6]张志坚,赵倩倩,颜井波.一种抽油机井井下功图测试仪的研制与应用[J].石油工业技术监督,2015,31(1)：58-60.

After the informatization reconstruction in the oilfield,the indicator diagram of pumping well is obtained by on-line automatic monitoring.The reasons for the large error of the on-line automatic monitoring indicator diagram are found out through the comparative analysis of the indicator diagrams of the same pumping well obtained by the automatic monitoring with by the ground comprehensive diagnostic instrument,and the error of the on-line automatic monitoring indicator diagram is reduced and the test quality of indicator diagram is improved by testing indicator diagram every half a year using the ground comprehensive diagnostic instrument and calibrating the on-line automatic monitoring device with the indicator diagram.

indicator diagram test;load;contrast analysis;error rate

穆军州（1961-），男，高级工程师，现主要从事采油测试工作。

崔 杰

2017-09-08