CN108533247A - 一种确定机抽生产油井产状的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种确定机抽生产油井产状的方法，包括如下步骤：步骤1：采集油井的生产数据，并根据油井的生产数据，确定油井样本的基础关系式；步骤2：以所述生产数据为拟合样本，利用数理统计分析方法对油井的多个阶段的生产数据进行多元非线性回归分析，得到所述基础关系式中的待定参数的值，并由此得到机抽生产油井的产状方程：步骤3：油井产油量包括实际油井产量和计算油井产量，采集i个不同的实际油井产量q_O和与之相对的i个计算油井产量，对所述实际油井产量和与之相对的所述计算油井产量进行求拟合度运算，使拟合度的值无限接近于1，来得到油井常数C值的最优解。本发明的有益效果：能够确定机抽油井合理的生产制度和指导油井合理生产和油田高效开发。

Description

一种确定机抽生产油井产状的方法

技术领域

本发明涉及油田采油领域技术领域，尤其涉及一种确定机抽生产油井产状的方法。

背景技术

油井在开采过程中，随着天然驱动能量的消耗，压力差逐渐不足以将油流托举到地面，此时多采取机抽生产。随着油田开发进入中后期，机抽生产在油田中应用普遍，开展机抽井的油井产状分析，可以掌握油井的生产特征，进而掌握全油藏的开发特征，此外，可以分析油井的生产能力，合理确定机抽井的生产制度，大大提高生产效率，充分利用油井的生产潜力，改善开发效果。目前多是研究油井在自喷生产制度下的油井产状方程，机抽生产制度下的产状分析相对匮乏。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种确定机抽生产油井产状的方法，据此进行油井产状分析，以确定机抽油井合理的生产制度，用于指导油井合理生产和油田高效开发。

本发明的实施例提供一种确定机抽生产油井产状的方法，包括如下步骤：

步骤1：采集油井的生产数据，并根据油井的生产数据，确定油井样本的基础关系式，所述生产数据包括油井产油量Q、泵的理论排量Q_t、套压P_c、含水率f_w和生产油气比R，所述基础关系式为：

Q＝C*Q_t ^a*P_c ^b*(1-f_w)^d*R^e

a，b，d，e为待定的拟合参数值，C为油井常数；

步骤2：以所述生产数据为拟合样本，利用数理统计分析方法对油井的多个阶段的生产数据进行多元非线性回归分析，得到油井的所述待定参数的值，并由此得到机抽生产油井的产状方程：

Q_o＝C*Q_t*P_c*(1-f_w)^0.5*R^-0.5

其中，Q_o为油井的计算油井产量；

步骤3：油井产油量包括实际油井产量q_O和计算油井产量Q_o，采集i个不同的实际油井产量q_O和与之相对的i个计算油井产量Q_o，对所述实际油井产量q_O和与之相对的所述计算油井产量Q_o进行求拟合度R_New运算，使拟合度R_New的值无限接近于1，来得到油井常数C值的最优解，拟合度R_New为：

其中，n为自然数，i＝0、1、2、3……n。

进一步地，C值的取值范围：C∈[0.1，0.8]。

进一步地，步骤2中所述的油井的多个阶段包括弹性不稳定流动阶段、单相稳定流动阶段和油水两相不稳定流动阶段。

进一步地，所述的泵的理论排量Q_t为：

其中，D为泵直径，S为冲程，N为冲次。

本发明的实施例还提供一种确定机抽生产油井产状的方法，包括如下步骤：

步骤1：根据油井的生产数据，确定油井样本的基础关系式，所述生产数据包括油井产油量Q、泵的理论排量Q_t、套压P_c、含水率f_w和生产油气比R，所述基础关系式为：

Q＝C*Q_t ^a*P_c ^b*(1-f_w)^d*R^e

a，b，d，e为待定的拟合参数值，C为油井常数；

步骤2：采集大量所述生产数据，把所述基础关系式中的拟合参数值a，b， d，e进行汇总，结合拟合参数值a，b，d，e的生产意义，采用点估计的参数估计方法，得到参数a，b，d，e的值，并由此得到机抽生产油井的产状方程：

Q_o＝C*Q_t*P_c*(1-f_w)^0.5*R^-0.5

其中，Q_o为油井的计算油井产量；

步骤3：油井产油量包括实际油井产量q_O和计算油井产量Q_o，采集i个不同的实际油井产量q_O和与之相对的i个计算油井产量Q_o，对所述实际油井产量q_O和与之相对的所述计算油井产量Q_o进行求拟合度R_New运算，使拟合度R_New的值无限接近于1，来得到C值的最优解，拟合度R_New为：

其中，n为自然数，i＝0、1、2、3……n。

本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：利用本发明所述的确定机抽生产油井产状的方法确定的产状方程来指导和监控机抽生产油井，能够充分发挥油井的生产能力，满足配产要求，使消耗能量最小，产量最高，是实现高产低耗的重要保障。

附图说明

图1是本发明确定机抽生产油井产状的方法的流程图。

具体实施方式

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描述。

请参考图1，本发明的实施例提供了一种确定机抽生产油井产状的方法，用于进行油井产状分析，以确定机抽油井合理的生产制度，对油井合理生产、油田高效开发有重要意义。包括以下步骤：

步骤1：采集油井的生产数据，并根据油井的生产数据，确定油井样本的基础关系式，所述生产数据包括油井产油量Q、泵的理论排量Q_t、套压P_c、含水率 f_w和生产油气比R，所述基础关系式为：

Q＝C*Q_t ^a*P_c ^b*(1-f_w)^d*R^e

a，b，d，e为待定的拟合参数值，C为油井常数；

在上述步骤1中，油井具有多个不同的阶段，这些不同的阶段主要包括弹性不稳定流动阶段、单相稳定流动阶段和油水两相不稳定流动阶段，针对每一阶段，均采集大量不同的井产油量Q和与之对应的泵的理论排量Q_t、套压P_c、含水率f_w和生产油气比R，对这些数据进行拟合分析，得到所述油井样本的基础关系式。

在第一实施例当中，步骤2：以所述生产数据为拟合样本，利用数理统计分析方法对油井的多个阶段的生产数据进行多元非线性回归分析，得到油井的所述待定参数的值，并由此得到机抽生产油井的产状方程：

Q_o＝C*Q_t*P_c*(1-f_w)^0.5*R^-0.5

其中，Q_o为油井的计算油井产量；

在上述步骤2中，以步骤1中的大量不同的井产油量Q和与之对应的泵的理论排量Q_t、套压P_c、含水率f_w和生产油气比R为拟合样本，结合所述油井样本的基础关系式，利用数理统计分析方法对油井的多个阶段的生产数据进行多元非线性回归分析，得到油井的所述待定参数的值。

在第二实施例当中，步骤2：采集大量所述生产数据，把所述基础关系式中的拟合参数值a，b，d，e进行汇总，结合拟合参数值a，b，d，e的生产意义，采用点估计的参数估计方法，得到参数a，b，d，e的值，并由此得到机抽生产油井的产状方程：

Q_o＝C*Q_t*P_c*(1-f_w)^0.5*R^-0.5 【2】

其中，Q_o为油井的计算油井产量。

在第二实施例当中的步骤2中，所述基础关系式中的每一组井产油量Q、泵的理论排量Q_t、套压P_c、含水率f_w和生产油气比R数据，均对应一组a，b，d， e的值，对大量所述生产数据进行拟合，同时把所述基础关系式中的拟合参数值a，b，d，e进行汇总，结合拟合参数值a，b，d，e的生产意义，采用点估计的参数估计方法，得到参数a，b，d，e的值，所述点估计的参数估计方法为 K Pearson的矩估计方法或者RA Fisher的最大似然估计方法。

步骤3：油井产油量包括实际油井产量q_O和计算油井产量Q_o，采集i个不同的实际油井产量q_O和与之相对的i个计算油井产量Q_o，对所述实际油井产量q_O和与之相对的所述计算油井产量Q_o进行求拟合度R_New运算，使拟合度R_New的值无限接近于1，来得到油井常数C值的最优解，拟合度R_New为：

其中，n为自然数，i＝0、1、2、3……n。

在上述步骤3中，为了确保步骤2中所述的产状方程的准确性，使计算油井产量Q_o无限接近甚至等于实际油井产量q_O，从而使所述产状方程具有参考性和指导性，需要确定油井常数C。本发明采用所述实际油井产量q_O和与之相对的所述计算油井产量Q_o之间的拟合度R_New来判断所述实际油井产量q_O和与之相对的所述计算油井产量Q_o的相关性，拟合度R_New值越接近1，所述计算油井产量Q_o和实际油井产量q_O之间的相关性越高，吻合程度就越高，所述产状方程的可信度就越高。以拟合度R_New作为判断标准，调整油井常数C值，使R_New的值无限接近于1，来得到油井常数C值的最优解。

统计i个不同的实际油井产量q_O和与之相对的i个计算油井产量Q_o一一对应的油井常数C值，结合油井常数C值的生产意义，得到油井常数C值的取值范围，本发明中，C值的取值范围为：C∈[0.1，0.8]。

所述的泵的理论排量Q_t为：

其中，D为泵直径，S为冲程，N为冲次。

通过将所述的泵的理论排量Q_t带入所述产状方程，即可获知计算油井产量 Q_o。

抽油机井正常生产时，油套环空的压力就是油井套压，套压太大影响油井自然产能发挥。生产实践表明，合理的套压有两个方面的作用：一是保持地层能量，在不影响地层供液能力的前提下，在较高的流压条件下生产，能够充分利地层能量，延长地层能量维持在较高水平的生产时间；二是减小气体影响，保证抽油机井正常生产。因此合理控制套压对抽油机井稳产十分关键，利用所述产状方程可以确定机抽井的套压。

如油井X，在不改变泵径的条件下需要将原本A1x B1的冲程冲次调整为 A2x B2。首先将A2、B2代入方程【3】中，计算得到理论排量Q_t；再将产量Q、理论排量Q_t、含水率f_w、生产油气比R代入方程【2】，即可获知套压P_c。综上所述，所述产状方程可确定抽油机改变冲程冲次以后的套压值，从而可以知道和监控抽油机，使抽油机具有合理的工作制度参数，使其充分发挥油井的生产能力，满足配产要求，使消耗能量最小，产量最高，实现高产低耗。

具体的，某底水砂岩油藏X油井以泵径44mm的抽油机生产，生产产状为油井产油量Q_o＝12.4t/d，套压P_c＝1.7MPa，含水率为f_w＝73.2％，生产油气比为R＝131m3/t，冲程S＝4m，冲次N＝3次/min，油井常数C＝0.52。现将4x3的工作制度调整为4x4，试确定其合理套压值。按照传统方法，需要利用沉没度、泵深等人为影响较大的参数来计算，结果误差较大。

本发明采用以下步骤来确定X油井的合理套压，具体步骤为：

①将S＝4，N＝3代入方程【3】，计算得理论排量Q_t；

②将产量Q_o＝12.4t/d、理论排量Q_t、含水率f_w＝73.2％、生产油气比R＝131m3/t代入方程【2】，计算出套压P_c；

③将计算值P_c与实际值p_c对比，根据式【6】计算相对误差δ，为3.17％。

计算结果如表1所示。

表1套压计算结果对比表

相对误差δ≤15％，符合油井生产产状的一般规律，说明本发明所述的产状方程基本符合实际情况。

针对目标产量确定油井合理的工作制度，即确定机抽井的冲程冲次。如油井X，在不改变泵径的条件下需要将产量由Q_o1改为Q_o2生产，设套压为P_c，含水率为f_w、生产油气比为R，将Q_o2、P_c、f_w、R代入所述产状方程，计算出理论排量Q_t；再将Q_t代入泵的理论排量Q_t的计算方程中，计算S与N的乘积，根据辅助表(表2)查找并确定S和N的值。综上所述，可以确定抽油机提产或降产情况下相应的冲程冲次调整情况。

表2不同冲程冲次条件下抽油泵的理论排量

具体的，某底水砂岩油藏X油井以泵径44mm的抽油机生产，生产产状为油井产油量Q_o＝11.7t/d，套压P_c＝2.0MPa，含水率为f_w＝81.6％，生产油气比为 R＝138m3/t，冲程S＝5m，冲次N＝3次/min，油井常数C＝0.52。现将产量提升0.5 倍，试确定抽油机的冲程冲次。

本实施例采用以下步骤来确定X油井的合理制度，具体步骤为：

②计算提产后的产量

Q_o’＝1.5Q_o

②将Q_o’、P_c、f_w、R代入方程【2】，计算出理论排量Q_t；

③将Q_t代入方程【3】，计算S与N的乘积；

④根据表1查找并确定S和N的值，计算结果如表3所示。

表3冲程冲次计算结果对比表

其相对误差δ＝6.97≤15％，符合油井生产产状的一般规律，说明本发明所述的产状方程基本符合实际情况。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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 (5)

1.一种确定机抽生产油井产状的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：采集油井的生产数据，并根据油井的生产数据，根据油井的生产数据，确定油井样本的基础关系式，所述生产数据包括油井产油量Q、泵的理论排量Q_t、套压P_c、含水率f_w和生产油气比R，所述基础关系式为：

Q＝C*Q_t ^a*P_c ^b*(1-f_w)^d*R^e

a，b，d，e为待定的拟合参数值，C为油井常数；

步骤2：以所述生产数据为拟合样本，利用数理统计分析方法对油井的多个阶段的生产数据进行多元非线性回归分析，得到油井的所述待定参数的值，并由此得到机抽生产油井的产状方程：

Q_o＝C*Q_t*P_c*(1-f_w)^0.5R^-0.5

其中，Q_o为油井的计算油井产量；

步骤3：油井产油量包括实际油井产量q_O和计算油井产量Q_o，采集i个不同的实际油井产量q_O和与之相对的i个计算油井产量Q_o，对所述实际油井产量q_O和与之相对的所述计算油井产量Q_o进行求拟合度R_New运算，使拟合度R_New的值无限接近于1，来得到油井常数C值的最优解，拟合度R_New为：

其中，n为自然数，i＝0、1、2、3……n。

2.如权利要求1所述的确定机抽生产油井产状的方法，其特征在于：C值的取值范围：C∈[0.1，0.8]。

3.如权利要求1所述的确定机抽生产油井产状的方法，其特征在于：步骤2中所述的油井的多个阶段包括弹性不稳定流动阶段、单相稳定流动阶段和油水两相不稳定流动阶段。

4.如权利要求1所述的确定机抽生产油井产状的方法，其特征在于：所述的泵的理论排量Q_t为：

其中，D为泵直径，S为冲程，N为冲次。

5.一种确定机抽生产油井产状的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：根据油井的生产数据，确定油井样本的基础关系式，所述生产数据包括油井产油量Q、泵的理论排量Q_t、套压P_c、含水率f_w和生产油气比R，所述基础关系式为：

Q＝C*Q_t ^a*P_c ^b*(1-f_w)^d*R^e

a，b，d，e为待定的拟合参数值，C为油井常数；

步骤2：采集大量所述生产数据，把所述基础关系式中的拟合参数值a，b，d，e进行汇总，结合拟合参数值a，b，d，e的生产意义，采用点估计的参数估计方法，得到参数a，b，d，e的值，并由此得到机抽生产油井的产状方程：

Q_o＝C*Q_t*P_c*(1-f_w)^0.5*R^-0.5

其中，Q_o为油井的计算油井产量；

步骤3：油井产油量包括实际油井产量q_O和计算油井产量Q_o，采集i个不同的实际油井产量q_O和与之相对的i个计算油井产量Q_o，对所述实际油井产量q_O和与之相对的所述计算油井产量Q_o进行求拟合度R_New运算，使拟合度R_New的值无限接近于1，来得到油井常数C值的最优解，拟合度R_New为：

其中，n为自然数，i＝0、1、2、3……n。