CN107480314A - 一种抽油机井吨液百米耗电量敏感因素的分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种抽油机井吨液百米耗电量敏感因素的分析方法，属于采油能耗分析领域。该方法包括：获取每个实验抽油机井的实际吨液百米耗电量，建立其与数量的关系图，从该图中能够得到具有特定值的吨液百米耗电量的实验抽油机井的数量；由图获取对应最多数量的实验抽油机井的吨液百米耗电量的临界值；获取影响实际吨液百米耗电量的敏感因素，并对每一种敏感因素与实际吨液百米耗电量线性拟合成线性回归方程，将临界值分别代入线性回归方程中，确定敏感因素的分界点；获取目标抽油机井的敏感因素，并与敏感因素的分界点进行比较，确定目标抽油机井是否优先增效。该分析方法简单，可以直观、准确地分析出优先增效的抽油机井，可大规模推广使用。

Description

一种抽油机井吨液百米耗电量敏感因素的分析方法

技术领域

本发明涉及采油能耗分析领域，特别涉及一种抽油机井吨液百米耗电量敏感因素的分析方法。

背景技术

在机械采油时，抽油机及抽油杆带动抽油泵的柱塞上、下往复运动，以将原油举升至油井口。抽油机及抽油泵等动力设备均需要电动机给予动力，才能完成抽油机的上下两个冲程及抽油泵将原油举升至油井口。但在抽油泵泵效等敏感因素的影响下，抽油机在采油过程中的耗电量大，导致采油成本高，因此在保证日产液量的前提下有必要降低抽油机井的能耗。目前主要以吨液百米耗电量(即把1吨液体从油井内提升100米所消耗的电能)来评价一个抽油机井的能耗，然后判断该抽油机井是否为可挖掘的待优化增效的抽油机井，所以提供一种抽油机井吨液百米耗电量敏感因素的分析方法是十分重要的。

现有技术提供了一种以吨液百米耗电量为目标的大数据分析方法，使用该方法需要编制采油数据软件，以实现大数据管理、数据挖掘、结果呈现的载体等。将获取的抽油机井的吨液百米耗电量及其数量输入采油数据软件中，该软件将会分析出与吨液百米耗电量相关联的多个敏感因素的指标范围，并且可以预测吨液百米耗电量的变化趋势，为优化增效抽油机井提供了技术指导。

发明人发现现有技术至少存在以下问题：

现有技术提供的分析方法需要使用相应的采油数据软件，分析方法复杂。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供了一种分析方法简单、可大规模推广使用的抽油机井吨液百米耗电量敏感因素的分析方法。具体技术方案如下：

本发明实施例提供了一种抽油机井吨液百米耗电量敏感因素的分析方法，所述方法包括以下步骤：

步骤a、在油田中预先选取预定数量的实验抽油机井，并获取每个所述实验抽油机井的实际吨液百米耗电量，建立实际吨液百米耗电量与实验抽油机井数量的关系图，从所述关系图中能够得到具有特定值的吨液百米耗电量的实验抽油机井的数量。

步骤b、根据所述关系图，获取对应最多数量的所述实验抽油机井的吨液百米耗电量值作为临界值，将实际吨液百米耗电量大于所述临界值的所述实验抽油机井作为优先增效的实验抽油机井。

步骤c、获取影响所述实验抽油机井的实际吨液百米耗电量的敏感因素，并对每一种所述敏感因素与所述实际吨液百米耗电量进行线性拟合，得到线性回归方程，将所述吨液百米耗电量的临界值分别代入每一个所述线性回归方程中，确定每一种所述敏感因素的分界点。

步骤d、获取目标抽油机井的敏感因素，并与所述敏感因素的分界点进行比较，确定所述目标抽油机井是否优先增效。

具体地，作为优选，所述关系图为频率直方图-正态分布图，其中，横坐标为所述实际吨液百米耗电量，左纵坐标为所述实际吨液百米耗电量的等距区间内所述实验抽油机井的数量，右纵坐标为具有相同所述实际吨液百米耗电量的所述实验抽油机井的数量占所述实验抽油机井总数量的百分比；将所述正态分布图最高点对应的吨液百米耗电量作为所述吨液百米耗电量的临界值。

具体地，作为优选，所述方法还包括：

步骤α、将所述频率直方图-正态分布图中的所述频率直方图进行第一次细分，同时得到对应的正态分布图，确定所述吨液百米耗电量的第一临界值。

步骤β、随后，对第一次细分后的频率直方图再进行至少一次细分，进而确定所述吨液百米耗电量的第N临界值，其中，N为2、3、4或5。

步骤γ、获取所述第一临界值直至所述第N临界值的平均值，得到所述吨液百米耗电量的所述临界值。

具体地，作为优选，所述敏感因素为抽油机井的系统效率、抽油机井的日产液量、抽油机井的沉没度或者所在抽油机井的抽油泵泵效。

具体地，作为优选，当所述敏感因素为所述抽油机井的系统效率时，获取所述实验抽油机井的系统效率与所述实际吨液百米耗电量的线性回归方程；将所述吨液百米耗电量的临界值代入所述线性回归方程中，得到所述抽油机井的系统效率的分界点；将目标抽油机井的系统效率小于所述分界点的所述目标抽油机井确定为进行优先增效；所述实验抽油机井的系统效率与所述实际吨液百米耗电量的线性回归方程如下：

y＝k₁×x₁ ^-1 (1)

其中，x₁为所述抽油机井的系统效率，单位为％；y为所述吨液百米耗电量，单位为kW·h；k₁通过线性拟合回归模型得出，k₁>0，单位为kW·h。

具体地，作为优选，当所述敏感因素为所述抽油泵泵效时，获取所述实验抽油机井的所述抽油泵泵效与所述实际吨液百米耗电量的线性回归方程；将所述吨液百米耗电量的临界值代入所述线性回归方程中，得到所述抽油泵泵效的分界点；将目标抽油机井的抽油泵泵效小于所述分界点的所述目标抽油机井确定为进行优先增效；所述实验抽油机井的所述抽油泵泵效与所述实际吨液百米耗电量的线性回归方程如下：

y＝k₂×x₂ ^-a (2)

其中，x₂为所述抽油泵泵效，单位为％；y为所述吨液百米耗电量，单位为kW·h；k₂和a通过线性拟合回归模型得出，且k₂>0，a>0，k₂单位为kW·h。

具体地，作为优选，当所述敏感因素为所述抽油机井的日产液量时，获取所述实验抽油机井的日产液量与所述实际吨液百米耗电量的线性回归方程；将所述吨液百米耗电量的临界值代入所述线性回归方程中，得到所述抽油机井的日产液量的分界点；将目标抽油机井的日产液量小于所述分界点的所述目标抽油机井确定为进行优先增效；所述实验抽油机井的日产液量与所述实际吨液百米耗电量的线性回归方程如下：

y＝k₃×x₃ ^-b (3)

其中，x₃为所述抽油机井的日产液量，单位为t；y为所述吨液百米耗电量，单位为kW·h；k₃和b通过线性拟合回归模型得出，且k₃>0，b>0，k₃单位为kW·h/t。

具体地，作为优选，当所述敏感因素为所述抽油机井的沉没度时，将所述沉没度划分成多个差值相同的区间，获取每个所述区间内的所有实验抽油机井的平均吨液百米耗电量和平均沉没度，然后获取所述实验抽油机井的平均沉没度与所述平均吨液百米耗电量的线性回归方程；将所述吨液百米耗电量的临界值代入所述线性回归方程中，得到所述抽油机井的沉没度的分界点；将目标抽油机井的沉没度小于所述分界点的所述目标抽油机井确定为进行优先增效；所述实验抽油机井的平均沉没度与所述平均吨液百米耗电量的线性回归方程如下：

y_k＝-k₄×x₄+p (4)

其中，x₄为所述抽油机井的平均沉没度，单位为m；y_k为所述平均吨液百米耗电量，单位为kW·h；k₄和p通过线性拟合回归模型得出，且k₄>0，p>0，k₄的单位为kW·h/m，p单位为kW·h。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

基于上述可知，本发明实施例提供的抽油机井吨液百米耗电量敏感因素的分析方法，通过建立获取的实验抽油机井的实际吨液百米耗电量与数量的关系图，可以直观地从关系图中获取作为优先增效的实验抽油机井的吨液百米耗电量的临界值。通过建立实验抽油机井的每一种敏感因素与实际吨液百米耗电量的线性回归方程，并将吨液百米耗电量的临界值代入线性回归方程中，可以获取敏感因素的分界点，根据该分界点便于准确地判断具有相同敏感因素的目标抽油机井是否优先增效。并且，本发明实施例提供的分析方法不需要编制采油数据软件，分析方法简单。可见，本发明实施例提供的分析方法简单，可以直观、准确地分析出抽油机井是否优先增效，便于工作人员有效了解抽油机井的能耗水平和节能潜力，为节能工作的开展提供了技术支持，可大规模推广使用。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的抽油机井吨液百米耗电量敏感因素的分析方法的方法流程图；

图2是本发明实施例1提供的获取第一临界值时，吨液百米耗电量与数量关系的频率直方图-正态分布图；

图3是本发明实施例1提供的获取第二临界值时，吨液百米耗电量与数量关系的频率直方图-正态分布图；

图4是本发明实施例1提供的系统效率与吨液百米耗电量的散点-回归方程曲线图；

图5是本发明实施例2提供的抽油泵泵效与吨液百米耗电量的散点-回归方程曲线图；

图6是本发明实施例3提供的日产液量与吨液百米耗电量的散点-回归方程曲线图；

图7是本发明实施例4提供的平均沉没度与平均吨液百米耗电量的散点-回归方程曲线图。

具体实施方式

除非另有定义，本发明实施例所用的所有技术术语均具有与本领域技术人员通常理解的相同的含义。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种抽油机井吨液百米耗电量敏感因素的分析方法，如附图1所示，该分析方法包括以下步骤：

步骤101、在油田中预先选取预定数量的实验抽油机井，并获取每个实验抽油机井的实际吨液百米耗电量，建立实际吨液百米耗电量与实验抽油机井数量的关系图，从关系图中能够得到具有特定值的吨液百米耗电量的实验抽油机井的数量。

步骤102、根据关系图，获取对应最多数量的实验抽油机井的吨液百米耗电量值作为临界值，将实际吨液百米耗电量大于临界值的实验抽油机井作为优先增效的实验抽油机井。

步骤103、获取影响实验抽油机井的实际吨液百米耗电量的敏感因素，并对每一种敏感因素与实际吨液百米耗电量进行线性拟合，得到线性回归方程，将吨液百米耗电量的临界值分别代入每一个线性回归方程中，确定每一种敏感因素的分界点。

步骤104、获取目标抽油机井的敏感因素，并与敏感因素的分界点进行比较，确定目标抽油机井是否优先增效。

以下就本发明实施例提供的抽油机井吨液百米耗电量敏感因素的分析方法给予描述：

首先在油田中预先选取预定数量的抽油机井作为实验抽油机井，然后获取每个实验抽油机井的实际吨液百米耗电量，并建立实际吨液百米耗电量与数量的关系图，从该关系图中能够得到具有特定值的吨液百米耗电量的实验抽油机井的数量。因此，根据该关系图可以获取具有相同吨液百米耗电量的抽油机井的数量的最大值，并将其作为吨液百米耗电量的临界值，进一步地，将实际吨液百米耗电量大于该临界值的实验抽油机井作为优先增效的实验抽油机井。然后获取影响实验抽油机井的实际吨液百米耗电量的敏感因素，并对每一种敏感因素与实际吨液百米耗电量进行线性拟合，以得到多个线性回归方程，然后将吨液百米耗电量的临界值分别代入每一个线性回归方程中，计算得到每一种敏感因素的分界点。最后，获取目标抽油机井的敏感因素，并与得到的敏感因素的分界点进行比较，确定目标抽油机井是否需要优先增效。

需要说明的是，抽油机井的吨液百米耗电量指原油在开采过程中，把1吨液体从地下提升100米所消耗的电能，单位为kW·h。相比抽油机井的日耗电量，吨液百米耗电量可以体现扬程和日产液量对耗电量大小的影响，以更合理地判断抽油机能耗，因此以吨液百米耗电量作为衡量抽油机井能耗高低的标准。

“实验抽油机井”为获取本发明实施例提供的方法中吨液百米耗电量的临界值时选取的某一油田区内的部分抽油机井样本。“线性回归方程”为实验抽油机井所对应的敏感因素与实验抽油机井的实际吨液百米耗电量的线性回归方程。“目标抽油机井”为某一油田区内的非实验抽油机井。

基于上述可知，本发明实施例提供的抽油机井吨液百米耗电量敏感因素的分析方法，通过建立获取的实验抽油机井的实际吨液百米耗电量与数量的关系图，可以直观地从关系图中获取作为优先增效的实验抽油机井的吨液百米耗电量的临界值。通过建立实验抽油机井的每一种敏感因素与实际吨液百米耗电量的线性回归方程，并将吨液百米耗电量的临界值代入线性回归方程中，可以获取敏感因素的分界点，根据该分界点便于准确地判断具有相同敏感因素的目标抽油机井是否优先增效。并且，本发明实施例提供的分析方法不需要编制采油数据软件，分析方法简单。可见，本发明实施例提供的分析方法简单，可以直观、准确地分析出抽油机井是否优先增效，便于工作人员有效了解抽油机井的能耗水平和节能潜力，为节能工作的开展提供了技术支持，可大规模推广使用。

具体地，在步骤101中，在油田中预先选取预定数量的实验抽油机井作为实验抽油机井，并获取每个实验抽油机井的实际吨液百米耗电量，然后建立实际吨液百米耗电量与数量的关系图，从该关系图中能够得到具有特定值的吨液百米耗电量的实验抽油机井的数量，即当吨液百米耗电量为某一特定值时，从该关系图中能够获取具有该吨液百米耗电量的实验抽油机井的数量。

具体地，在步骤102中，根据上述关系图，可以获取对应最多数量的实验抽油机井的吨液百米耗电量的临界值，即当吨液百米耗电量为临界值时，所对应的实验抽油机井的数量最多，进一步地可将实际吨液百米耗电量大于该临界值所对应的实验抽油机井作为需要优先增效的实验抽油机井。

其中，关系图为频率直方图-正态分布图，该关系图中的横坐标为实际吨液百米耗电量，左纵坐标为实际吨液百米耗电量的等距区间内实验抽油机井的数量，即频数，右纵坐标为具有相同实际吨液百米耗电量的实验抽油机井的数量占实验抽油机井总数量的百分比，即正态分布；将正态分布图最高点对应的吨液百米耗电量作为吨液百米耗电量的临界值。由该关系图可直观地观察所有的实验抽油机井的吨液百米耗电及具有某一特定的吨液百米耗电量的抽油机井的数量，便于确定吨液百米耗电的临界值。

具体地，本发明实施例提供的分析方法还包括：

步骤201、将频率直方图-正态分布图中的频率直方图进行第一次细分，同时得到对应的正态分布图，确定吨液百米耗电量的第一临界值。

步骤202、随后，对第一次细分后的频率直方图再进行至少一次细分，进而确定吨液百米耗电量的第N临界值，其中，N为2、3、4或5。

步骤203、获取第一临界值直至第N临界值的平均值，得到吨液百米耗电量的临界值。

采用上述方法获取的吨液百米耗电量的临界值的精确度高，便于后期精确确定目标抽油机井是否优先增效。

具体地，在步骤201中，将频率直方图进行第一次细分，即将频率直方图的横坐标区间(等间距的吨液百米耗电量区间)缩小，相应的关系图中的正态分布图发生变化，由该正态分布图可确定吨液百米耗电量的第一临界值。

具体地，在步骤202中，对第一次细分后的频率直方图再进行至少一次细分，以确定第N临界值，其中，N可以为2、3、4、5。最后在步骤203中取第一临界值至第N临界值的平均值可得到吨液百米耗电量的临界值。其中，N的数值越大，得到的吨液百米耗电量的数值越精确。需要说明的是，将频率直方图进行第三次细分时，建立在第二次细分后的频率直方图上，依次类推。

具体地，在步骤103中，获取实验抽油机井的敏感因素，并对每一种敏感因素与相应的实际抽油机井的实际吨液百米耗电量进行线性拟合，得到与敏感因素相对应的线性回归方程，可通过将吨液百米耗电量的临界值分别代入每一个线性回归方程中，以确定每一种敏感因素的分界点，以便于步骤104中根据相应敏感因素的分界点判断目标抽油机井是否优先增效。

其中，敏感因素为抽油机井的系统效率、抽油机井的日产液量、抽油机井的沉没或者所在抽油机井的抽油泵泵效，这些敏感因素均对抽油机井的吨液百米耗电量有重要的影响，通过优化这些敏感因素，可以降低相应的抽油机井的吨液百米耗电量。

其中，建立线性回归方程的方式简单，能够从具体数值和图形上观察实验抽油机井的实际吨液百米耗电量的情况，便于结合吨液百米耗电量的临界值判断需要优先增效的目标抽油机井。其中，线性拟合回归模型具体包括线性关系、对数关系、二次方程关系、三次方程关系、复合函数关系、幂函数关系、指数函数关系，优选方差值最大，显著性最小的关系方程。

具体地，在步骤103和104中，当敏感因素为抽油机井的系统效率时，获取实验抽油机井的系统效率与实际吨液百米耗电量的线性回归方程，然后将吨液百米耗电量的临界值代入该线性回归方程中，得到抽油机井的系统效率的分界点，进一步地将目标抽油机井的系统效率小于分界点的目标抽油机井确定为进行优先增效。

其中，抽油机井的系统效率是指抽油机将井下液体举升到地面的过程中，有用功率与系统输入功率的比值。具体地，通过以每个实验抽油机井的系统效率为x轴，以对应的实验抽油机井的实际吨液百米耗电量为y轴作散点图，然后线性拟合得到实验抽油机井的系统效率与实际吨液百米耗电量的回归方程如下：

y＝k₁×x₁ ^-1 (1)

其中，x₁为抽油机井的系统效率，单位为％；y为吨液百米耗电量，单位为kW·h；k₁通过线性拟合回归模型得出，k₁>0，单位为kW·h。

由上述线性回归方程(1)可以得出，随着抽油机井的系统效率的提高，吨液百米耗电量下降，故大于吨液百米耗电量的临界值(小于抽油机井的系统效率)所对应的目标抽油机井需要优先增效。

具体地，在步骤103和104中，当敏感因素为抽油泵泵效时，获取实验抽油机井的抽油泵泵效与实际吨液百米耗电量的线性回归方程，然后将吨液百米耗电量的临界值代入线性回归方程中，得到抽油泵泵效的分界点，进一步地将目标抽油机井的抽油泵泵效小于分界点的目标抽油机井确定为进行优先增效。

其中，抽油泵泵效是抽油机实际日产液量与抽油泵理论排量的比值。具体地，通过以每个实验抽油机井的抽油泵泵效为x轴，以及对应的实验抽油机井的吨液百米耗电量为y轴作散点图，然后线性拟合得到实验抽油机井的抽油泵泵效与实际吨液百米耗电量的线性回归方程如下：

y＝k₂×x₂ ^-a (2)

其中，x₂为抽油泵泵效，单位为％；y为吨液百米耗电量，单位为kW·h；k₂和a通过线性拟合回归模型得出，且k₂>0，a>0，k₂单位为kW·h。

由抽油泵泵效与吨液百米耗电量的线性回归方程(2)可以得出随着抽油泵泵效的提高，抽油机井的吨液百米耗电量下降，故大于吨液百米耗电量的临界值(小于抽油泵泵效)所对应的目标抽油机井需要优先增效，并且可通过采取与抽油泵泵效相关的措施来优化目标抽油机井。

具体地，在步骤103和104中，当敏感因素为抽油机井的日产液量时，获取实验抽油机井的日产液量与实际吨液百米耗电量的线性回归方程，然后将吨液百米耗电量的临界值代入线性回归方程中，得到抽油机井的日产液量的分界点，进一步地将目标抽油机井的日产液量小于分界点的目标抽油机井确定为进行优先增效。

其中，以每个实验抽油机井的日产液量为x轴，以及对应的实验抽油机井的吨液百米耗电量为y轴作散点图，然后线性拟合得到实验抽油机井的日产液量与实际吨液百米耗电的回归方程如下：

y＝k₃×x₃ ^-b (3)

其中，x₃为抽油机井的日产液量，单位为t；y为吨液百米耗电量，单位为kW·h；k₃和b通过线性拟合回归模型得出，且k₃>0，b>0，k₃单位为kW·h/t。

由抽油机井的日产液量与吨液百米耗电量的线性回归方程(3)可以得出随着抽油机井的日产液量的提高，抽油机井的吨液百米耗电量下降，故大于吨液百米耗电量的临界值(小于日产液量)所对应的目标抽油机井需要优先增效。

具体地，在步骤103和104中，当敏感因素为抽油机井的沉没度时，将沉没度划分成多个差值相同的区间，获取每个区间内的所有实验抽油机井的平均吨液百米耗电量和平均沉没度，然后获取实验抽油机井的平均沉没度与平均吨液百米耗电量的线性回归方程，进一步地将吨液百米耗电量的临界值代入线性回归方程中，得到抽油机井的沉没度的分界点，然后将目标抽油机井的沉没度小于分界点的目标抽油机井确定为进行优先增效。

其中，沉没度是抽油机井的重要动态参数及运行指标，它表示抽油泵下入动液面以下的深度，抽油泵在抽油机井中的深度与动液面深度的差值即是沉没度。动液面是指抽油机井在正常生产时，油管和套管的环形空间中的一个液面。具体地，以实验抽油机井的平均沉没度为x轴，实验抽油机井的平均吨液百米耗电量为y轴，作散点图，然后线性拟合得到实验抽油机井的平均沉没度与平均吨液百米耗电的回归方程如下：

y_k＝-k₄×x₄+p (4)

其中，x₄为抽油机井的平均沉没度，单位为m；y_k为平均吨液百米耗电量，单位为kW·h；k₄和p的值通过拟合回归模型得出，且k₄>0，p>0，k₄的单位为kW·h/m，p单位为kW·h。

由抽油机井的平均沉没度与平均吨液百米耗电量的线性回归方程(4)可以得出随着平均沉没度的提高，平均吨液百米耗电量下降。故大于吨液百米耗电量的临界(小于沉没度)所对应的目标抽油机井需要优先增效。

以下将通过具体实施例进一步地描述本发明。

在以下具体实施例中，所涉及的操作未注明条件者，均按照常规条件或者制造商建议的条件进行。所用原料未注明生产厂商及规格者均为可以通过市购获得的常规产品。

实施例1

本实施例采用本发明提供的抽油机井吨液百米耗电量敏感因素的分析方法分析河北省高阳县小王果庄乡的西柳油田中的抽油机井，并确定需要优先增效抽油机井的系统效率的分界点。其中，将西柳油田中机械式采油的105口抽油机井作为实验抽油机井，其实际吨液百米耗电量在0.49-8.37kw·h之间。具体分析方法如下：

首先，以西柳油田中实验抽油机井的吨液百米耗电量为x轴，并以0.5kw·h为预定区间，根据实验抽油机井的总数量，作频率直方图-正态分布图，参见附图2，并获取吨液百米耗电量的第一临界值为2kw·h。然后细化预定区间为0.2kw·h，重复上述步骤作图，参见附图3，并获取吨液百米耗电量的第二临界值为2.2kw·h，然后获取2kw·h和2.2kw·h的平均值，即得到吨液百米耗电量的临界值为2.1kw·h。

进一步地，获取西柳油田中的实验抽油机井的系统效率，然后作抽油机井的系统效率与吨液百米耗电量的散点图，并线性拟合得到回归方程，参见附图4。其中，实验抽油机井的系统效率与实际吨液百米耗电量的回归方程如下：

y＝26.88×x₁ ^-1 (1-1)

其中，x₁为抽油机井的系统效率，单位为％；y为吨液百米耗电量，单位为kW·h。

将吨液百米耗电量的临界值2.1kW·h代入上述方程(1-1)，得到抽油机井的系统效率x₁为12.8％。由附图4可以看出，抽油机井的系统效率小于12.8％的目标抽油机井的增效潜力大，见效明显，需要优先增效。

实施例2

本实施例与实施例1相同，不同之处在于建立实验抽油机井的抽油泵泵效与实际吨液百米耗电量的回归方程，并进一步确定需要优先增效的目标抽油机井的抽油泵泵效的分界点。在本实施例中，将所有实验抽油机井的抽油泵泵效与实际吨液百米耗电量作散点图，并线性拟合得到回归方程，参见附图5。其中，实验抽油机井的抽油泵泵效与实际吨液百米耗电量的回归方程如下：

y＝24.032×x₂ ^-0.764 (2-1)

其中，x₂为抽油机井的抽油泵泵效，单位为％；y为吨液百米耗电量，单位为kw·h。

由附图5可以看出，当抽油泵泵效大于40％时，吨液百米耗电量的变化与回归方程(2-1)的变化趋势相同；当抽油泵泵效小于20％时，吨液百米耗电量的耗电水平分布区广，波动幅度大；抽油泵泵效在20％-40％之间的抽油机井的吨液百米耗电量介于上述两种情况之间。并将临界值2.1kw·h代入方程(2-1)中，得到的抽油泵泵效约为20％。因此在实际节能工作中，抽油泵泵效小于20％的目标抽油机井为优先增效的目标抽油机井，抽油泵泵效在20％-40％之间的目标抽油机井为进一步待挖掘增效的目标抽油机井。

实施例3

本实施例与实施例1相同，不同之处在于建立实验抽油机井的日产液量与实际吨液百米耗电量的回归方程，并进一步确定需要优先增效的目标抽油机井的日产液量的分界点。在本实施例中，将获取的每个实验抽油机井的日产液量与实际吨液百米耗电量作散点图，并线性拟合得到回归方程，参见附图6。其中，实验抽油机井的日产液量与吨液百米耗电量的回归方程如下：

y＝6.296×x₃ ^-0.703 (3-1)

其中，x₃为抽油机井的日产液量，单位为t；y为吨液百米耗电量，单位为kW·h。

由图6可以看出，当日产液量大于8t时，吨液百米耗电量的变化与回归方程(3-1)的变化趋势相同；当日产液量小于5t时，吨液百米耗电量的耗电水平分布区域广，波动幅度大；日产液量在5t-8t之间的抽油机井的吨液百米耗电量介于上述两种情况之间。并将临界值2.1kw·h代入方程(3-1)中，得到的日产液量约为5t。因此在实际节能工作中，日产液量小于5t的目标抽油机井为优先增效的目标抽油机井，日产液量在5t-8t之间的目标抽油机井为进一步待挖掘增效的目标抽油机井。

实施例4

本实施例与实施例1相同，不同之处在于建立实验抽油机井的沉没度与实际吨液百米耗电量的回归方程，并进一步确定需要优先增效的目标抽油机井的沉没度的分界点。在本实施例中，首先将沉没度划分为多个间隔为100的预定区间，即0m、100m、200m、300m、400m、500m，然后获取每个沉没度区间内相应的实验抽油机井的吨液百米耗电量的平均值及平均沉没度，然后将抽油机井的平均沉没度与平均吨液百米耗电量作散点图，并线性拟合得到回归方程，参见附图7。其中，抽油机井的平均沉没度与平均吨液百米耗电量的回归方程如下：

y_k＝-0.0047×x₄+2.7305 (4-1)

其中，x₄为抽油机井的平均沉没度，单位为t；y_ky为平均吨液百米耗电量，单位为kW·h。

由附图7可以看出，平均吨液百米耗电量随着抽油机井的平均沉没度的增加而减小，将临界值2.1kW·h代入方程(4-1)中，得到的抽油机井的平均沉没度为134.15m。因此在实际节能工作中，优先增效平均沉没度小于134.15m所对应的沉没度的预定区间内的目标抽油机井。

应用实施例1

本应用实施例根据实施例2提供的分析方法，通过优化增效抽油泵泵效小于20％的目标抽油机井的抽油泵泵效，以对采用本发明提供的分析方法的优化效果进行评价。其中，以西柳油田西柳10-74井为目标抽油机井，其抽油泵泵效为11.9％，吨液百米耗电量为2.87kW·h。其中，抽油泵泵效的计算公式如下：

式中η为抽油泵泵效，％；Q为抽油机井日产液量，t；F为活塞断面面积，m²；S为光杆冲程，m；n为抽油机冲次，min^-1。

由公式(5)可知，可通过采用降低光杆的冲程S来优化增效该目标抽油机井，优化前后的具体参数如表1所示(优化差为优化后与优化前的差值)。

表1

抽油泵泵效优化	冲程/m	抽油泵泵效/％	吨液百米耗电量/(kW·h)
				优化前	4.8	11.9	2.87
优化后	3.6	20.3	1.78
				优化差	-1.2	8.4	-1.09

由表1可以看出，通过减小光杆的冲程，可优化抽油泵泵效为11.9％的西柳油田西柳10-74井，使其抽油泵泵效达到20.3％，吨液百米耗电量由2.87kW·h降低至1.78kW·h。可见，采用本发明实施例提供的抽油机井吨液百米耗电量的敏感因素的分析方法，在确定待增效的目标抽油机井后，根据相应的敏感因素优化目标抽油机井，可降低相应目标抽油机井的吨液百米耗电量。

应用实施例2

本应用实施例根据实施例2提供的分析方法，通过降低抽油机的冲次，以对采用本发明提供的分析方法的优化效果进行评价。其中，分别对西柳油田中的西柳10-104X井、西柳10-110X井、西柳10-128井、西柳10-166X井四口目标抽油机井的抽油泵泵效进行优化，优化前后的具体参数如表2所示。

表2

由表2可以看出，通过减少抽油机的冲次，西柳油田中的西柳10-104X井、西柳10-110X井、西柳10-128井、西柳10-166X井四口目标抽油机井在日产液量基本不变的情况下，系统效率、抽油泵泵效明显增加，目标抽油机井的吨液百米耗电量明显降低。可见，采用本发明实施例提供的分析方法，通过优化抽油泵泵效可使整个目标抽油机井的系统效率提高，进而降低目标抽油机井的吨液百米耗电量。

应用实施例3

本应用实施例结合实施例2中提供的分析方法，以对采用本发明提供的分析方法的优化效果进行评价。其中，对安装有智能变频设备的西柳油井进行优化试验，通过无极变频调速功能，频繁调节抽油机的冲次，以对西柳10-38井、西柳10-58X井、西柳10-9井、西柳10平1井、西柳10-69井五口目标抽油机井的抽油泵泵效进行优化，优化前后的具体参数如表3所示。

表3

由表3可以看出，西柳油田中的西柳10-38井、西柳10-58X井、西柳10-9井调小冲次后，在日产液量基本不变的情况下，抽油泵泵效和系统效率均增加，吨液百米耗电量也明显降低；西柳10平1井调大冲次0.5min^-1后，抽油泵泵效和系统效率均降低，吨液百米耗电量也明显增加。可见，采用本发明实施例提供的分析方法，通过调整抽油泵泵效可影响目标抽油机井的系统效率及其他敏感因素，通过优化抽油泵泵效，可使系统效率提高，进而降低目标抽油机井的吨液百米耗电量，可大规模推广使用。

以上仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种抽油机井吨液百米耗电量敏感因素的分析方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤a、在油田中预先选取预定数量的实验抽油机井，并获取每个所述实验抽油机井的实际吨液百米耗电量，建立实际吨液百米耗电量与实验抽油机井数量的关系图，从所述关系图中能够得到具有特定值的吨液百米耗电量的实验抽油机井的数量；

步骤b、根据所述关系图，获取对应最多数量的所述实验抽油机井的吨液百米耗电量值作为临界值，将实际吨液百米耗电量大于所述临界值的所述实验抽油机井作为优先增效的实验抽油机井；

步骤c、获取影响所述实验抽油机井的实际吨液百米耗电量的敏感因素，并对每一种所述敏感因素与所述实际吨液百米耗电量进行线性拟合，得到线性回归方程，将所述吨液百米耗电量的临界值分别代入每一个所述线性回归方程中，确定每一种所述敏感因素的分界点；

步骤d、获取目标抽油机井的敏感因素，并与所述敏感因素的分界点进行比较，确定所述目标抽油机井是否优先增效。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述关系图为频率直方图-正态分布图，其中，横坐标为所述实际吨液百米耗电量，左纵坐标为所述实际吨液百米耗电量的等距区间内所述实验抽油机井的数量，右纵坐标为具有相同所述实际吨液百米耗电量的所述实验抽油机井的数量占所述实验抽油机井总数量的百分比；

将所述正态分布图最高点对应的吨液百米耗电量作为所述吨液百米耗电量的临界值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤α、将所述频率直方图-正态分布图中的所述频率直方图进行第一次细分，同时得到对应的正态分布图，确定所述吨液百米耗电量的第一临界值；

步骤β、随后，对第一次细分后的频率直方图再进行至少一次细分，进而确定所述吨液百米耗电量的第N临界值，其中，N为2、3、4或5；

步骤γ、获取所述第一临界值直至所述第N临界值的平均值，得到所述吨液百米耗电量的所述临界值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述敏感因素为抽油机井的系统效率、抽油机井的日产液量、抽油机井的沉没度或者所在抽油机井的抽油泵泵效。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述敏感因素为所述抽油机井的系统效率时，获取所述实验抽油机井的系统效率与所述实际吨液百米耗电量的线性回归方程；

将所述吨液百米耗电量的临界值代入所述线性回归方程中，得到所述抽油机井的系统效率的分界点；

将目标抽油机井的系统效率小于所述分界点的所述目标抽油机井确定为进行优先增效；

所述实验抽油机井的系统效率与所述实际吨液百米耗电量的线性回归方程如下：

y＝k₁×x₁ ^-1 (1)

其中，x₁为所述抽油机井的系统效率，单位为％；y为所述吨液百米耗电量，单位为kW·h；k₁通过线性拟合回归模型得出，k₁>0，单位为kW·h。

6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述敏感因素为所述抽油泵泵效时，获取所述实验抽油机井的所述抽油泵泵效与所述实际吨液百米耗电量的线性回归方程；

将所述吨液百米耗电量的临界值代入所述线性回归方程中，得到所述抽油泵泵效的分界点；

将目标抽油机井的抽油泵泵效小于所述分界点的所述目标抽油机井确定为进行优先增效；

所述实验抽油机井的所述抽油泵泵效与所述实际吨液百米耗电量的线性回归方程如下：

y＝k₂×x₂ ^-a (2)

其中，x₂为所述抽油泵泵效，单位为％；y为所述吨液百米耗电量，单位为kW·h；k₂和a通过线性拟合回归模型得出，且k₂>0，a>0，k₂单位为kW·h。

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述敏感因素为所述抽油机井的日产液量时，获取所述实验抽油机井的日产液量与所述实际吨液百米耗电量的线性回归方程；

将所述吨液百米耗电量的临界值代入所述线性回归方程中，得到所述抽油机井的日产液量的分界点；

将目标抽油机井的日产液量小于所述分界点的所述目标抽油机井确定为进行优先增效；

所述实验抽油机井的日产液量与所述实际吨液百米耗电量的线性回归方程如下：

y＝k₃×x₃ ^-b (3)

其中，x₃为所述抽油机井的日产液量，单位为t；y为所述吨液百米耗电量，单位为kW·h；k₃和b通过线性拟合回归模型得出，且k₃>0，b>0，k₃单位为kW·h/t。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，当所述敏感因素为所述抽油机井的沉没度时，将所述沉没度划分成多个差值相同的区间，获取每个所述区间内的所有实验抽油机井的平均吨液百米耗电量和平均沉没度，然后获取所述实验抽油机井的平均沉没度与所述平均吨液百米耗电量的线性回归方程；

将所述吨液百米耗电量的临界值代入所述线性回归方程中，得到所述抽油机井的沉没度的分界点；

将目标抽油机井的沉没度小于所述分界点的所述目标抽油机井确定为进行优先增效；

所述实验抽油机井的平均沉没度与所述平均吨液百米耗电量的线性回归方程如下：

y_k＝-k₄×x₄+p (4)

其中，x₄为所述抽油机井的平均沉没度，单位为m；y_k为所述平均吨液百米耗电量，单位为kW·h；k₄和p通过线性拟合回归模型得出，且k₄>0，p>0，k₄的单位为kW·h/m，p单位为kW·h。