基于示功图的油井管理技术研究

孔祥红 于艳辉 王军峰

摘要：在油田的开发管理中，实时的油井预警可以及时的了解油井生产状况，根据预警结果可以及时采取相应措施，确保油田生产稳步进行，提高油井的生产效率。随着采油五厂自动化技术的发展，部分油井已经实现了抽油机井远程监测，可以实时获得大量的油井生产数据，而传统的油井管理方法已经不能满足现场应用需求，论文在传统油井管理的基础上，从点和线两方面出发，对油井进行预警管理。实践结果表明该方法是一种切实可行的预警方法，具有一定的理论意义和实践价值。

关键词：抽油机井;示功图;常规递减预测

第1章 绪论

1.1 研究目的及意义

国内抽油机井工况诊断预警的主要依据还是采油工程技术员对抽油机井示功图分析和油井管理经验。其结果有很大的随机性。由于抽油机数量庞大，每天监测的实施生产数据更加龐大，使用传统的人工诊断方法已经不能满足油田数字化建设需要。并且工况诊断预警处理的数据都是某个油井生产中某点的示功图分析，是对点的处理，缺少对油井整个生产动态过程趋势的把握。本文的油井预警系统除了使用对示功图的工况诊断预警外，通过对油井生产历史数据分析，建立油井预测预警模型，从油井的整个生产过程出发，对油井的生产进行整体的预测预警。因此，如何利用远程监测系统采集的大量数据，从生产某点示功图分析工况诊断预警，结合历史数据分析预测预警，进行及时、准确的油井预警，及时采取生产措施是目前抽油机系统急需解决的问题。

1.2 主要研究内容

1、功图量油技术概述

2、单井产量预测预警技术研究

通过对油井历史数据分析，使用常规递减方法对油井产量进行预测，建立预测实际产量比预警模型，分析得到预测预警结果。

3、油井工况诊断技术研究

通过对典型泵示功图进行分析，提取相应特征参数，建立典型泵示功图样本库，运用神经网络方法对泵示功图进行模式识别，得到工况诊断预警结果。

第2章 功图量油技术概述

2.1 功图量油技术概况

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。

2.2 功图量油应用概况

国内油田中，大港油田较早应用功图量油法进行的产量计量的油田。随后在中原油田，大庆油田，延长油田，新疆油田都有所应用，并取得较好的计量效果，节省了地面建站的投资，取得了很好的经济效益。长庆油田于2000年开始研究功图量油在低渗透油田的应用，并于2003年在长庆油田四个采油厂分别进行了108井次的现场测试试验。2004年开始在油田全面推广应用，2008年《功图法油井计量装置》获国家发明专利，且在全油田90多个联合站建立了功图法油井计量系统数据处理点，管理4000余口油井，在油田生产中发挥着重大的作用。

第3章 油井产量预测预警技术研究

3.1 井口产液量计算

由泵功图可得到柱塞冲程和有效排出冲程，从而可以计算出泵的排量及油井产量。其关键是准确判定阀的开启点和闭合点，判断阀的开启点和闭合点后就很容易得到柱塞的有效冲程。然后根据如下公式计算即可得到泵的日产液量，进而折算成井口产液量。

从公式（2）可以看出，实际产液量的计算需要解决3个问题：

（l）计算柱塞有效冲程;

（2）计算抽油泵的漏失量;

（3）计算泵排出压力条件下油管内混合物的体积系数。

抽油泵的漏失主要有三类：阀漏失、柱塞与泵筒的间隙漏失和油管漏失。其中阀漏失引起的体积减少在计算有效冲程时已经考虑过了，而油管漏失是一个很难计算的量，不予考虑，现场只考虑柱塞与泵筒的间隙漏失。

3.2 油井产量预测技术概述

根据油井产量随时间变化的特征，可将油井开发的全过程大体划分为三个阶段，即产量的上升阶段、稳定阶段和递减阶段。当产量进入递减阶段之后，根据已取得的产量变化数据，对油井的产量递减规律作出判断，以便选择合适的预测公式，完成对未来产量的变化的预测。

油藏的产量递减规律的常规预测方法有五种：双曲线、指数、调和与直线、衰竭递减。

3.3预测预警技术实现

通过对油井历史数据的分析预测，得出未来油井的预测产量，如果油井的预测产量和实际产量差值占实际产量比例过大，则说明油井产量出现波动。

根据比值的大小，确定不同程度的预警。若，则表示油井产量未出现波动，正常;若，则表示油井产量出现轻度波动;若，则表示油井产量出现中度波动;若，则表示油井产量出现严重波动，急需找出其原因。

第4章 结论和建议

本文以有杆泵系统理论作为研究基础，通过对有杆泵示功图分析，得到产量计算的简易方法、产量预测预警和泵的工况诊断。通过研究得出以下结论：

（1）对于有杆泵功图，确定有效冲程，求得精确的产量。

（2）采用常规递减方法对油井历史产量分析预测，和其实际产量进行对比预警，对油田开发有很好的指导作用。

参考文献：

[1]《自动化一井一法平台的应用与管理》

[2]荆丘作业区自动化、地质、工程、测试人员的大力支持与实验。