CN108331563A - 有杆泵井生产参数调节方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种有杆泵井生产参数调节方法，该有杆泵井生产参数调节方法包括：步骤1，检测油井悬点示功图，将地面示功图转换为井下泵功图；步骤2，进行功图处理；步骤3，对泵阀开闭点进行判断；步骤4，计算抽油泵有效冲程，从而计算泵充满度；步骤5，进行油井生产参数优化，优化得到泵充满度目标值。该有杆泵井生产参数调节方法通过修正模型，将地面功图转换为井下泵功图，计算泵充满度；根据油井工况，以油井能耗最低为前提，优化泵充满度目标值；通过无限逼近的方法，调节油井生产参数。
Description
技术领域
本发明涉及油井生产参数的自动调节技术领域，特别是涉及到一种有杆泵井生产参数调节方法。
背景技术
随着油井生产开发进入中后期，油井动液面下降，抽油泵吸入口压力降低，逐渐出现供液不足抽油泵充不满的现象，油井实际产液量与理论排量差距加大，降低了油井生产效率，导致油井生产能耗居高不下。目前在生产现场，当油井出现供液不足的情况时，对于有杆泵井通常更换皮带轮或减速器来调节生产参数，过程繁琐，调整困难，导致生产参数调节滞后，不能实时调节油井生产参数，生产效率低。为此我们发明了一种新的有杆泵井生产参数调节方法，解决了以上技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种调节油井生产参数，实现油井高效节能生产的有杆泵井生产参数调节方法。
本发明的目的可通过如下技术措施来实现：有杆泵井生产参数调节方法，该有杆泵井生产参数调节方法包括：步骤1，检测油井悬点示功图，将地面示功图转换为井下泵功图；步骤2，进行功图处理；步骤3，对泵阀开闭点进行判断；步骤4，计算抽油泵有效冲程，从而计算泵充满度；步骤5，进行油井生产参数优化，优化得到泵充满度目标值。
本发明的目的还可通过如下技术措施来实现：
在步骤1中，转换方法是：采用波动方程，以悬点载荷和位移为边界条件：
其中：U(x,t)--抽油杆任一截面x处在t时刻的位移；
S(t)--悬点在t时刻的位移；
F(t)--悬点在t时刻的载荷；
a--应力波在抽油杆住中的传播速度；
c--阻尼系数；
E--抽油杆弹性模量；
A--抽油杆截面积；
采用有限差分法，建立数值模型，将边界条件离散化带入模型，求得抽油杆柱任意x截面在任意t时刻的位移U(x,t)；抽油杆柱任意截面载荷由下式计算：
其中：F(x,t)--抽油杆任意截面x处在t时刻的载荷；
E--抽油杆弹性模量；
A(x)--抽油杆任意截面x处的截面积。
在步骤2中，将功图中的位移X数据及载荷Y数据按照以下公式进行处理：
其中：ΔXi--归一化后的位移；
ΔYi--归一化后的载荷；
--处理后的功图平均位移；
--处理后的载荷数据；
Xmin--位移最小值；
Ymin--载荷最小值；
Xmax--位移最大值；
Ymax--载荷最大值；
再将得到的下冲程载荷沿x轴横向展开，得到一条x轴为0到2、y轴为0到1的单向离散曲线。
在步骤3中，对曲线的离散点曲率及曲率变化率进行计算，曲率变化最大的点为固定阀或者游动阀的开闭点。
在步骤4中，在泵功图中，功图对应的x轴位移最大值减去最小值为抽油泵柱塞的冲程；游动阀打开点对应的位移减去游动阀闭合点对应的位移为抽油泵柱塞有效冲程；泵充满度为柱塞有效冲程除以柱塞冲程。
在步骤5中，根据油井工况对泵充满度进行拟合，以油井能耗最低为前提，考虑油井气体、漏失这些因素的影响，优化得到泵充满度目标值；结合油井产量要求，通过调节油井生产参数，使得计算出的泵充满度数值与目标值无限接近。
本发明中的有杆泵井生产参数调节方法，检测油井悬点示功图，将地面示功图转换为井下泵功图，进行功图处理，对泵阀开闭点进行判断，计算抽油泵有效冲程，从而计算泵充满度。根据油井工况对泵充满度进行拟合，以油井能耗最低为前提，考虑油井气体、漏失等因素的影响，优化得到泵充满度目标值。结合油井产量要求，通过调节油井生产参数，使得计算出的泵充满度数值与目标值无限接近。该方法通过修正模型，将地面功图转换为井下泵功图，计算泵充满度；根据油井工况，以油井能耗最低为前提，优化泵充满度目标值；通过无限逼近的方法，调节油井生产参数。
附图说明
图1为本发明的有杆泵井生产参数调节方法的一具体实施例的流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出较佳实施例，并配合附图所示，作详细说明如下。
如图1所示，图1为本发明的有杆泵井生产参数调节方法的流程图。
1、功图转换
检测油井悬点示功图，将地面示功图转换为井下泵功图。转换方法是：
采用波动方程，以悬点载荷和位移为边界条件：
其中：U(x,t)--抽油杆任一截面x处在t时刻的位移；
S(t)--悬点在t时刻的位移；
F(t)--悬点在t时刻的载荷；
a--应力波在抽油杆住中的传播速度；
c--阻尼系数；
E--抽油杆弹性模量；
A--抽油杆截面积；
采用有限差分法，建立数值模型，将边界条件离散化带入模型，求得抽油杆柱任意截面x在任意时刻t的位移U(x，t)；抽油杆柱任意截面载荷由下式计算：
其中：F(x,t)--抽油杆任意截面x处在t时刻的载荷；
E--抽油杆弹性模量；
A(x)--抽油杆任意截面x处的截面积。
2、功图处理
将功图中的位移X数据及载荷Y数据按照以下公式进行处理：
其中：ΔXi、ΔYi--归一化后的位移、载荷；
--处理后的功图平均位移、载荷数据；
Xmin、Ymin--位移、载荷最小值；
Xmax、Ymax--位移、载荷最大值。
再将得到的下冲程载荷沿x轴横向展开，得到一条x轴为0到2、y轴为0到1的单向离散曲线。
3、泵阀开闭点判断
对曲线的离散点曲率及曲率变化率进行计算，曲率变化最大的点为固定阀或者游动阀的开闭点。
4、泵充满度计算
在泵功图中，功图对应的x轴位移最大值减去最小值为抽油泵柱塞的冲程；游动阀打开点对应的位移减去游动阀闭合点对应的位移为抽油泵柱塞有效冲程。泵充满度为柱塞有效冲程除以柱塞冲程。
5、油井生产参数优化
根据油井工况对泵充满度进行拟合，以油井能耗最低为前提，考虑油井气体、漏失等因素的影响，优化得到泵充满度目标值。结合油井产量要求，通过调节油井生产参数，使得泵充满度与目标值无限接近。
Claims (6)
1.有杆泵井生产参数调节方法，其特征在于，该有杆泵井生产参数调节方法包括：
步骤1，检测油井悬点示功图，将地面示功图转换为井下泵功图；
步骤2，进行功图处理；
步骤3，对泵阀开闭点进行判断；
步骤4，计算抽油泵有效冲程，从而计算泵充满度；
步骤5，进行油井生产参数优化，优化得到泵充满度目标值。
2.根据权利要求1所述的有杆泵井生产参数调节方法，其特征在于，在步骤1中，转换方法是：采用波动方程，以悬点载荷和位移为边界条件：
其中：U(x,t)--抽油杆任一截面x处在t时刻的位移；
S(t)--悬点在t时刻的位移；
F(t)--悬点在t时刻的载荷；
a--应力波在抽油杆住中的传播速度；
c--阻尼系数；
E--抽油杆弹性模量；
A--抽油杆截面积；
采用有限差分法，建立数值模型，将边界条件离散化带入模型，求得抽油杆柱任意x截面在任意t时刻的位移U(x,t)；抽油杆柱任意截面载荷由下式计算：
其中：F(x,t)--抽油杆任意截面x处在t时刻的载荷；
E--抽油杆弹性模量；
A(x)--抽油杆任意截面x处的截面积。
3.根据权利要求1所述的有杆泵井生产参数调节方法，其特征在于，在步骤2中，将功图中的位移X数据及载荷Y数据按照以下公式进行处理：
其中：ΔXi--归一化后的位移；
ΔYi--归一化后的载荷；
--处理后的功图平均位移；
--处理后的载荷数据；
Xmin--位移最小值；
Ymin--载荷最小值；
Xmax--位移最大值；
Ymax--载荷最大值；
再将得到的下冲程载荷沿x轴横向展开，得到一条x轴为0到2、y轴为0到1的单向离散曲线。
4.根据权利要求1所述的有杆泵井生产参数调节方法，其特征在于，在步骤3中，对曲线的离散点曲率及曲率变化率进行计算，曲率变化最大的点为固定阀或者游动阀的开闭点。
5.根据权利要求1所述的有杆泵井生产参数调节方法，其特征在于，在步骤4中，在泵功图中，功图对应的x轴位移最大值减去最小值为抽油泵柱塞的冲程；游动阀打开点对应的位移减去游动阀闭合点对应的位移为抽油泵柱塞有效冲程；泵充满度为柱塞有效冲程除以柱塞冲程。
6.根据权利要求1所述的有杆泵井生产参数调节方法，其特征在于，在步骤5中，根据油井工况对泵充满度进行拟合，以油井能耗最低为前提，考虑油井气体、漏失这些因素的影响，优化得到泵充满度目标值；结合油井产量要求，通过调节油井生产参数，使得计算出的泵充满度数值与目标值无限接近。
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Cited By (2)
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| CN112733066A (zh) * | 2020-12-11 | 2021-04-30 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种利用电功率数据计算泵充不满油井产液量的方法 |
| CN113027387A (zh) * | 2021-02-22 | 2021-06-25 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种油井间抽控制系统及方法 |
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| CN104504236A (zh) * | 2014-11-24 | 2015-04-08 | 贵州航天凯山石油仪器有限公司 | 泵功图计量稳定性新方法 |
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