CN105863607A - 基于整体区块抽油机井运行状况评价与整改方法 - Google Patents

基于整体区块抽油机井运行状况评价与整改方法 Download PDF

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    • E21B47/008—Monitoring of down-hole pump systems, e.g. for the detection of "pumped-off" conditions

Abstract

本发明涉及的是基于整体区块抽油机井运行状况评价与整改方法，它通过提取A2数据库内相关数据；计算出载荷负载率、扭矩负载率、功率负载率，并利用功图数据计算出地面效率、地下效率及系统效率；建立了抽油机井系统效率、电动机负载率、减速箱负载率、光杆负载率、泵排量系数和沉没度等关键节点的评价标准和对应的整改措施。本发明考虑了整体区块内抽油机的运行状况，按评价标准筛选出待改进的油井，并列出油井井号，对这些油井按具体问题提出具有针对性的整改措施，为高效经济化管理整体区块油井提供了一套可靠的技术方法。

Description

基于整体区块抽油机井运行状况评价与整改方法
技术领域
本发明涉及整体区块抽油机井群体的效率计算分析，整体运行状况评价和整改方法，具体涉及基于整体区块抽油机井运行状况评价与整改方法。
背景技术
虽然国内各油田游梁式抽油机井的系统效率近年来呈逐年上升趋势，但是增幅下降明显，节能整改措施越来越难提出。目前由于各种节能措施和节能设备的广泛应用，抽油机井的单井效率普遍较高，多数油井的节能空间有限，单纯以单个抽油机井为优化整改目标，已经无法满足经济有效发展的生产需求。
发明内容
本发明的目的是提供基于整体区块抽油机井运行状况评价与整改方法，这种基于整体区块抽油机井运行状况评价与整改方法用于解决油田生产中以单个抽油机井为优化整改目标，已经无法满足经济有效发展的生产需求的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：这种基于整体区块抽油机井运行状况评价与整改方法：
一、按区块从中国石油油气水井生产数据管理系统A2数据库中的提取数据，包括数据有冲程、冲次、平衡度、泵径、泵深、沉没度、套压、油压、流压、泵排量系数和悬点功图数据；
二、利用步骤一从A2中提取的数据计算载荷负载率、扭矩负载率、功率负载率；
三、利用步骤一从A2中提取的数据使用功图法进行地面效率、地下效率及系统效计算；
四、对本区块内所有油井按《抽油机井系统效率评判标准》进行区域划分，剔除测试无效区数据，对合格区和高效区的油井保持现状，并定期观察合格区的变动情况，以便及时进行整改；分别对地面低效区油井、地下低效区油井和双低区油井进行进一步的评价，并提出整改措施；
五、把本区块内的地面效率低的油井提取出来，分别按《电动机功率负载率评价方法》、《平衡度评价方法》、《载荷负载率评价方法》、《扭矩负载率评价方法》进行评价，并提出整改措施；
六、把本区块内的地下效率低的油井提取出来，分别按《沉没度评价标准表—水驱井》、《泵排量系数评价方法》进行评价，并提出整改措施；
七、对于双底井，按步骤五和步骤六分别进行评价分析并提出整改措施；
八、重复步骤一至步骤七的步骤进行编程计算，得到整体区块抽油机井运行状况评价及整改措施，用于指导油田区块化抽油机井生产以提高区块内抽油机井的整体运行性能。
上述方案中步骤四所述的《抽油机井系统效率评价指标》，评价标准如下：
A)当0＜ηs＜0.2，0＜ηg＜0.45，0＜ηug＜0.45时；
评价：双低区；
措施：分布针对地面和地下，提出整改措施；
B)当0＜ηs＜0.2，0.45≤ηg≤1，0＜ηug＜0.45时；
评价为：地下低效区；
措施：针对地下，提出整改措施；
C)0＜ηs＜0.2，0＜ηg＜0.45，0.45≤ηug≤1；
评价为：地面低效区；
措施：针对地面，提出整改措施；
D)0.2≤ηs≤0.3，0.2≤ηg≤1，0.2≤ηug≤1；
评价为：合格区；
措施：保持现状，定期观测；
E)ηs＞0.3，0.3＜ηg≤1，0.3＜ηug≤1；
评价为：高效区；
措施：保持现状；
F)当ηs＞1，或ηg＞1，或ηug＞1；
评价为：测试无效区；
措施：建议重新录取数据；
G)当ηs≤0，或ηg≤0，或ηug≤0；
评价为：测试无效区；
措施：建议重新录取数据；
其中ηs—抽油机系统效率；ηg—抽油机地面系统效率；ηug—抽油机地下系统效率。
上述方案中步骤五所述的《电动机功率负载率评价方法》，《平衡度评价方法》，《载荷负载率评价方法》，《扭矩负载率评价方法》，评价标准如下：
5.1电动机功率负载率评价方法：
A)当0＜ζM≤0.2时；
评价为：低效；
措施：a)更换小一级电动机；b)更换节能电机；c采用节能控制柜；
B)当0.2＜ζM≤0.3时；
评价为：合格；
措施：a)保持现状；b)条件允许更换节能电机；c)条件允许采用节能控制柜；
C)当0.3＜ζM≤0.6时；
评价为：良好；
措施：保持现状；
D)当ζM＞0.6时；
评价为：高效；
措施：保持现状；
其中ζM——电动机功率负载率；
5.2平衡度评价方法，考虑到平衡度指标使用的方便，统一应用电流法定义，并且部分抽油机类型，全部按以下标准进行评价；
A)当0＜βb≤0.8时；
评价为：欠平衡；
措施：a)采取悬点降载措施；b)增加平衡扭矩；
B)当0.8＜βb≤1.1时；
评价为：平衡；
措施：持现状；
C)当βb＜1.1时；
评价为：过平衡；
措施：降低平衡扭矩；
其中βb——抽油机电流法平衡度；
5.3载荷负载率评价方法：
A)当0＜ζP≤0.3时；
评价为：低效；
措施：a)抽油机型号偏大，建议条件合适升档更换抽油机；b)调整抽汲参数，增加产量；
B)当0.3＜ζP≤0.6时；
评价为：合格；
措施：保持现状；
C)当0.6＜ζP≤1时；
评价为：高效；
措施：保持现状；
D)当ζP＞1时；
评价为：安全隐患；
措施：a)抽油机型号偏小，建议降档更换抽油机；b)调整抽汲参数，降低悬点载荷。
其中ζP——抽油机悬点载荷负载率；
5.4扭矩负载率评价方法：
A)当0＜ζT≤0.3时；
评价为：低效；
措施：1.更换小额定扭矩减速箱；2.检查减速箱故障，并进行适当处理。
B)当0.3＜ζT≤0.6时；
评价为：合格；
措施：保持现状；
C)当0.6＜ζT≤1时；
评价为：高效；
措施：保持现状；
D)当ζT＞1时；
评价为：安全隐患；
措施：a)更换大额定扭矩减速箱；b)调整抽油井系统的抽汲参数，以降低峰
值扭矩；
其中ζT——减速箱扭矩负载率。
上述方案中步骤六所述《沉没度评价标准表—水驱井》，《泵排量系数评价方法》，评价标准如下：
6.1沉没度评价标准表—水驱井，水驱井一般含水量比较高，按如下指标进行评价，对于聚驱井和三元驱井，可以向上浮动20m～50m作为评价指标；
A)当0＜Hs≤40时；
评价为：很差；
措施：a)对于含气井，为了减少含气对泵效的影响，降低泵的沉没度到150-200m范围内，让溶解气充分逸出来，并使用气液分离装置分离气体；b)调整抽汲参数，依据地层供液能力，适当降低产量；c)依据地层供液能力，改变抽油机井工作制度；
B)当40＜Hs≤80时；
评价为：差；
措施：a)对于含气井，为了减少含气对泵效的影响，降低泵的沉没度到150-200m范围内，让溶解气充分逸出来，并使用气液分离装置分离气体；b)调整抽汲参数，合理调整各项生产指标；
C)当80＜Hs≤150时；
评价为：合格；
措施：保持现状；
D)当150＜Hs≤300时；
评价为：优良；
措施：保持现状；
E)当300＜Hs≤400时；
评价为：合格；
措施：保持现状；
F)当Hs＞400时；
评价为：差；
措施：a)提升泵挂；b)调整抽汲参数，增加产量；
其中Hs——抽油泵的沉没度，m；
6.2泵排量系数评价方法：
A)当0＜ηp≤0.2时；
评价为：很差；
措施：a)检测抽油泵工作状态，注意更换新泵；b)调整抽汲参数；c)对于含气井，使用气液分离装置分离气体；
B)当0.2＜ηp≤0.4时；
评价为：差；
措施：a)调整抽汲参数；b)对于含气井，使用气液分离装置分离气体；
C)当0.4≤ηp≤0.6时；
评价为：合格；
措施：保持现状；
D)当0.6＜ηp≤0.8时；
评价为：良；
措施：保持现状；
E)当0.8＜ηp≤1时；
评价为：优；
措施：保持现状；
其中ηp——抽油泵排量系数。
本发明具有以下有益效果：
本发明利用油田A2系统数据库内的油井生产动静态数据，依据悬点功图数据计算出地面效率、地下效率及系统效率，并依据本发明提出的以系统效率、平衡度、载荷负载率、扭矩负载率、功率负载率、沉没度和泵排量系数等概念，建立多节点运行性能评价体系，评价和判断出整体区块内抽油机群运行状况差的共性问题，按问题类别提出针对性的整改措施，从而达到以集中解决具体问题为导向的经济集约效果，增强抽油机井群的生产管理水平，最大程度地实现节能高效运行的目标。
附图说明
图1是本发明中悬点示功图；
图2是本发明中整体区块抽油机井效率群体分布图；
图3是本发明中实验案例中整体区块抽油机井效率群体分布图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的说明：
这种基于整体区块抽油机井运行状况评价与整改方法：
1.按区块从A2数据库(中国石油油气水井生产数据管理系统)中的提取样本数据，包括数据为；冲程、冲次、平衡度、泵径、泵深、沉没度、套压、油压、流压、泵排量系数和悬点功图数据(144个点，包括位移和载荷数据)。
2.按下列公式计算载荷负载率、扭矩负载率、功率负载率；
3.功图法地面效率、地下效率及系统效计算：
3.1按悬点功图数据进行地面、地下效率和系统计算，计算公式如下；
η系统＝η地面×η井下 (4)
式中；n—冲次，min-1；
W—电机消耗有功功率，kw；
A—示功图面积(功)，J；
Q—日产液量，kg/d；
H折—有效扬程，km。
3.2悬点功图面积(A)的计算过程如下；
已知功图数据采集方向按顺时针，沿功图曲线(参阅图1)外轮廓进行。
①先将功图数据点分组编号，找出上死点和下死点处的数据组编号；
②再将功图数据点分为上冲程曲线数据点和下冲程曲线数据点；
③对上、下冲程两组数据点进行拉格朗日插值法插值为等距数据，然后对曲线进行龙贝格积分；
④上下两部分积分面积做差求出光杆示功图的面积。
3.3按公式4、5、6进行地面、地下和系统效率计算。
4.对本区块内所有油井按表1评判标准进行区域划分。
剔除测试无效区数据，对合格区和高效区的油井保持现状，并定期观察合格区的变动情况，以便及时进行整改。分别对地面低效区油井、地下低效区油井和双低区油井进行进一步的评价，并提出整改措施。
表1抽油机井系统效率评价指标
其中：ηs—抽油机井系统效率；
ηg—抽油机井地面系统效率；
ηug—抽油机井地下系统效率。
5.把本区块内的地面效率低的油井提取出来，分别按电动机、平衡度、光杆和减速箱等进行评价，评价标准和整改措施如表2-表5所示。
表2电动机功率负载率评价方法
其中：ζM——电动机功率负载率。
考虑到平衡度指标使用的方便，可以统一应用电流法定义，并且部分抽油机类型，全部按以下标准进行评价；
表3平衡度评价方法
其中：βb——抽油机电流法平衡度。
表4载荷负载率评价方法
其中：ζP——抽油机悬点载荷负载率。
表5扭矩负载率评价方法
其中；ζT——减速箱扭矩负载率。
6.把本区块内的地下效率低的油井提取出来，分别按沉没度和泵排量系数等进行评价，评价标准和整改措施如表6,7所示。
水驱井一般含水量比较高，可按表6指标进行评价，对于聚驱井和三元驱井，可以向上浮动20m～50m作为评价指标。
表6沉没度评价标准表(水驱井)
其中：Hs——抽油泵的沉没度，m。
表7泵排量系数评价方法
其中：ηp——抽油泵排量系数。
7.对于双底井，按步骤5和步骤6分别进行评价分析并提出整改措施。
8.整体区块抽油机井运行状况评价及整改措施报表格式如表8所示，本报表用于油田区块化抽油机井生产管理指导依据。
表8区块抽油机井运行状况评价分析与整改措施报表
实验案例：南五区萨II7-12
选择南五区萨II7-12区块内油井为研究对象进行保密实验，本区块共有90口井需要评价分析，根据本发明提出的方法，编制程序后进行计算，获得评价分析与整改措施报表如下：
本发明是为了集中解决整体区块内运行性能差的共性问题，建立的一套整体区块抽油机系统运行评价与整改方法，以经济高效地解决区块内油井运行效率低问题，达到增强抽油机井群的生产管理水平，实现节能高效运行目标。

Claims (4)

1.一种基于整体区块抽油机井运行状况评价与整改方法，其特征在于：这种基于整体区块抽油机井运行状况评价与整改方法：
一、按区块从中国石油油气水井生产数据管理系统A2数据库中的提取数据，包括数据有冲程、冲次、平衡度、泵径、泵深、沉没度、套压、油压、流压、泵排量系数和悬点功图数据；
二、利用步骤一从A2中提取的数据计算载荷负载率、扭矩负载率、功率负载率；
三、利用步骤一从A2中提取的数据使用功图法进行地面效率、地下效率及系统效计算；
四、对本区块内所有油井按《抽油机井系统效率评判标准》进行区域划分，剔除测试无效区数据，对合格区和高效区的油井保持现状，并定期观察合格区的变动情况，以便及时进行整改；分别对地面低效区油井、地下低效区油井和双低区油井进行进一步的评价，并提出整改措施；
五、把本区块内的地面效率低的油井提取出来，分别按《电动机功率负载率评价方法》、《平衡度评价方法》、《载荷负载率评价方法》、《扭矩负载率评价方法》进行评价，并提出整改措施；
六、把本区块内的地下效率低的油井提取出来，分别按《沉没度评价标准表—水驱井》、《泵排量系数评价方法》进行评价，并提出整改措施；
七、对于双底井，按步骤五和步骤六分别进行评价分析并提出整改措施；
八、重复步骤一至步骤七的步骤进行编程计算，得到整体区块抽油机井运行状况评价及整改措施，用于指导油田区块化抽油机井生产以提高区块内抽油机井的整体运行性能。
2.根据权利要求1所述的基于整体区块抽油机井运行状况评价与整改方法，其特征在于：所述的步骤四中《抽油机井系统效率评价指标》，评价标准如下：
A)当0＜ηs＜0.2，0＜ηg＜0.45，0＜ηug＜0.45时；
评价：双低区；
措施：分布针对地面和地下，提出整改措施；
B)当0＜ηs＜0.2，0.45≤ηg≤1，0＜ηug＜0.45时；
评价为：地下低效区；
措施：针对地下，提出整改措施；
C)0＜ηs＜0.2，0＜ηg＜0.45，0.45≤ηug≤1；
评价为：地面低效区；
措施：针对地面，提出整改措施；
D)0.2≤ηs≤0.3，0.2≤ηg≤1，0.2≤ηug≤1；
评价为：合格区；
措施：保持现状，定期观测；
E)ηs＞0.3，0.3＜≤g≤1，0.3＜ηug≤1；
评价为：高效区；
措施：保持现状；
F)当ηs＞1，或≤g＞1，或ηug＞1；
评价为：测试无效区；
措施：建议重新录取数据；
G)当ηs≤0，或ηg≤0，或ηug≤0；
评价为：测试无效区；
措施：建议重新录取数据；
其中ηs—抽油机系统效率；ηg—抽油机地面系统效率；ηug—抽油机地下系统效率。
3.根据权利要求1所述的基于整体区块抽油机井运行状况评价与整改方法，其特征在于：所述的步骤五中《电动机功率负载率评价方法》，《平衡度评价方法》，《载荷负载率评价方法》，《扭矩负载率评价方法》，评价标准如下：
5.1电动机功率负载率评价方法：
A)当0＜ζM≤0.2时；
评价为：低效；
措施：a)更换小一级电动机；b)更换节能电机；c采用节能控制柜；
B)当0.2＜ζM≤0.3时；
评价为：合格；
措施：a)保持现状；b)条件允许更换节能电机；c)条件允许采用节能控制柜；
C)当0.3＜ζM≤0.6时；
评价为：良好；
措施：保持现状；
D)当ζM＞0.6时；
评价为：高效；
措施：保持现状；
其中ζM——电动机功率负载率；
5.2平衡度评价方法，考虑到平衡度指标使用的方便，统一应用电流法定义，并且部分抽油机类型，全部按以下标准进行评价；
A)当0＜βb≤0.8时；
评价为：欠平衡；
措施：a)采取悬点降载措施；b)增加平衡扭矩；
B)当0.8＜βb≤1.1时；
评价为：平衡；
措施：持现状；
C)当βb＜1.1时；
评价为：过平衡；
措施：降低平衡扭矩；
其中βb——抽油机电流法平衡度；
5.3载荷负载率评价方法：
A)当0＜ζP≤0.3时；
评价为：低效；
措施：a)抽油机型号偏大，建议条件合适升档更换抽油机；b)调整抽汲参数，增加产量；
B)当0.3＜ζP≤0.6时；
评价为：合格；
措施：保持现状；
C)当0.6＜ζP≤1时；
评价为：高效；
措施：保持现状；
D)当ζP＞1时；
评价为：安全隐患；
措施：a)抽油机型号偏小，建议降档更换抽油机；b)调整抽汲参数，降低悬点载荷。
其中ζP——抽油机悬点载荷负载率；
5.4扭矩负载率评价方法：
A)当0＜ζT≤0.3时；
评价为：低效；
措施：1.更换小额定扭矩减速箱；2.检查减速箱故障，并进行适当处理。
B)当0.3＜ζT≤0.6时；
评价为：合格；
措施：保持现状；
C)当0.6＜ζT≤1时；
评价为：高效；
措施：保持现状；
D)当ζT＞1时；
评价为：安全隐患；
措施：a)更换大额定扭矩减速箱；b)调整抽油井系统的抽汲参数，以降低峰值扭矩；
其中ζT——减速箱扭矩负载率。
4.根据权利要求1所述的基于整体区块抽油机井运行状况评价与整改方法，其特征在于：所述的步骤六《沉没度评价标准表—水驱井》，《泵排量系数评价方法》，评价标准如下：
6.1沉没度评价标准表—水驱井，水驱井一般含水量比较高，按如下指标进行评价，对于聚驱井和三元驱井，可以向上浮动20m～50m作为评价指标；
A)当0＜Hs≤40时；
评价为：很差；
措施：a)对于含气井，为了减少含气对泵效的影响，降低泵的沉没度到150-200m范围内，让溶解气充分逸出来，并使用气液分离装置分离气体；b)调整抽汲参数，依据地层供液能力，适当降低产量；c)依据地层供液能力，改变抽油机井工作制度；
B)当40＜Hs≤80时；
评价为：差；
措施：a)对于含气井，为了减少含气对泵效的影响，降低泵的沉没度到150-200m范围内，让溶解气充分逸出来，并使用气液分离装置分离气体；b)调整抽汲参数，合理调整各项生产指标；
C)当80＜Hs≤150时；
评价为：合格；
措施：保持现状；
D)当150＜Hs≤300时；
评价为：优良；
措施：保持现状；
E)当300＜Hs≤400时；
评价为：合格；
措施：保持现状；
F)当Hs＞400时；
评价为：差；
措施：a)提升泵挂；b)调整抽汲参数，增加产量；
其中Hs——抽油泵的沉没度，m；
6.2泵排量系数评价方法：
A)当0＜ηp≤0.2时；
评价为：很差；
措施：a)检测抽油泵工作状态，注意更换新泵；b)调整抽汲参数；c)对于含气井，使用气液分离装置分离气体；
B)当0.2＜ηp≤0.4时；
评价为：差；
措施：a)调整抽汲参数；b)对于含气井，使用气液分离装置分离气体；
C)当0.4＜ηp≤0.6时；
评价为：合格；
措施：保持现状；
D)当0.6＜ηp≤0.8时；
评价为：良；
措施：保持现状；
E)当0.8＜ηp≤1时；
评价为：优；
措施：保持现状；
其中ηp——抽油泵排量系数。
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