CN110552685A - 一种结蜡井利用地面功图计算油井动液面的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及到一种结蜡井利用地面功图计算油井动液面的方法。本发明解决了结蜡导致动液面计算不准确的问题。本发明是通过采集洗井后的地面功图确定油井下冲程平均载荷WdL并设为基准值，连续采集结蜡后i个冲程的地面示功图，计算出结蜡后上冲程平均载荷W′u和结蜡后下冲程平均载荷W′d，根据基准值，计算出结蜡摩擦载荷Wf，然后计算出结蜡后的油井液柱载荷W′L，最终计算出油井动液面深度H。本发明方法能够对油井动液面实时监测，并综合考虑结蜡对计算动液面深度的影响，计算准确度高，误差小，能够大幅降低现场测试工作量，提高工作效率。

Description

一种结蜡井利用地面功图计算油井动液面的方法
技术领域：本发明涉及石油开采技术领域，特别涉及到一种结蜡井利用地面功图计算油井动液面的方法。
背景技术：油井的动液面参数直接反应了地层供液情况以及油井井下供排协调关系，是进行采油工艺适应性评价和优化的重要数据。传统动液面测量主要是利用声波法，通过人工操作发声设备发射声波，分析反馈的回波曲线，进而确定节箍波数目以及液面回波的位置，将其代入计算公式得到动液面值。然而声波法是非自动化的，操作过程落后且费时，通常现场每隔两周才进行一次液面测量，不能实时掌握井下动液面的变化。
发明专利一种油井动液面的测量方法及系统通过采集抽油杆载荷和位移进行测量，得到地面功图，进而计算泵功图，利用泵功图上下载荷差，进而求取动液面深度，然而该方法只适用于常规无蜡井，没有考虑结蜡增加的摩擦载荷的影响，进而造成结蜡井动液面计算深度计算不准确。
发明内容：本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供计算准确度高，误差小，综合考虑油井结蜡增加的摩擦载荷的影响针的一种结蜡井利用地面功图计算油井动液面的方法。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种结蜡井利用地面功图计算油井动液面的方法，包括以下步骤：
步骤1：采集洗井后的油井地面功图，确定固定阀和游动阀的开闭位置，计算出上冲程固定阀打开后到关闭前的上冲程平均载荷WuL和下冲程游动阀打开后至关闭前的下冲程平均载荷WdL，设定下冲程平均载荷WdL为基准值，计算出结蜡前的液柱载荷WL；
WL＝WuL-WdL (1)
步骤2：同时实测对应的油井环空动液面深度Lf，为了消除振动载荷、惯性载荷以及杆管摩擦载荷等因素对动液面计算的影响，计算出综合影响载荷Wc，公式如下：
Wc＝WL-ρlgApLf+(Pc-Pn)Ap (2)
其中，ρl-油井液体密度，kg/m3；g-重力加速度，m/s2；Ap-柱塞截面积，m2；Pc-井口套压，Pa；Pn-井口回压，Pa；
步骤3：连续采集结蜡后i个冲程的地面示功图，计算出结蜡后每个功图的上冲程固定阀打开后到关闭前的上冲程平均载荷W′ui，计算出结蜡后每个功图的下冲程固定阀打开后到关闭前的下冲程平均载荷W′di，得到结蜡后上冲程平均载荷W′u和结蜡后下冲程平均载荷W′d；
步骤4：计算结蜡摩擦载荷Wf，结蜡摩擦载荷Wf为基准值WdL与结蜡后下冲程平均载荷W′d之差；
Wf＝WdL-W′d (5)
步骤5：根据已知结蜡后上冲程平均载荷W′u、结蜡后下冲程平均载荷W′d和结蜡摩擦载荷Wf，计算出结蜡后油井液柱载荷W′L，计算公式如下：
W′L＝W′u-2Wf-W′d (6)
步骤6：根据已知，井口回压Pn和综合影响载荷Wc，计算出结蜡后的油井动液面深度H，计算公式如下：
所述的一种结蜡井利用地面功图计算油井动液面的方法，其特征在于，步骤3中，连续采集结蜡后i个冲程的地面功图，其中i＝10～50。
本发明具有以下优点：
1)本发明方法提供了一种结蜡井利用地面功图计算油井动液面的方法，能够利用地面功图直接计算出动液面深度，能够有效替代动液面测试仪器，大幅降低油田成本。
2)本发明方法能够对油井动液面实时监测，并综合考虑结蜡对计算动液面深度的影响，针对结蜡井，本方法计算准确度高，误差小，能够大幅降低现场测试工作量，提高工作效率。
附图说明：图1为本发明原理示意图；图2为XX井刚洗井后采集的地面功图；图3为XX井游动阀和固定阀开关位置示意图；图4为XX井结蜡后采集的油井地面功图。
具体实施方式：下面结合说明书附图对本发明作进一步阐述。
以XX井为例，表1给出了该井的基础生产数据。一种结蜡井利用地面功图计算油井动液面的方法包括以下步骤：
表1 XX井基础生产数据
油井名称 XX
抽油机型号 CYJY10-3-37HB
冲程长度/m 3.0
冲次/min<sup>-1</sup> 4.33
井液密度ρ<sub>l</sub>/kg·m<sup>-3</sup> 0.92
井口套压P<sub>c</sub>/MPa 0.4
井口回压P<sub>n</sub>/MPa 0.6
泵挂深度/m 1058.23
泵径/mm 70
步骤1：采集洗井后的油井地面功图见图2，洗井后的油井地面功图数据表见表2，根据功图曲率变化量最大点确定出固定阀和游动阀的开闭位置，在序号10处为固定阀开启点，序号49处为固定阀关闭点，序号56处为游动阀开启点，序号90为游动阀为关闭点。图3给出了固定阀和游动阀开闭位置，计算出上冲程固定阀打开后到关闭前的上冲程平均载荷WuL＝52.11kN，下冲程游动阀打开后至关闭前的下冲程平均载荷WdL＝26.38kN，设定下冲程平均载荷WdL＝26.38kN为基准值，根据上下冲程平均载荷计算液柱载荷WL＝25.73kN；
WL＝WuL-WdL＝25.73kN
表2洗井后的油井地面功图数据表
步骤2：同时实测对应的油井环空动液面深度Lf＝384m，为了消除振动载荷、惯性载荷以及杆管摩擦载荷等因素对动液面计算的影响，计算出综合影响载荷Wc，根据已知油井液体密度ρl＝9.2×103kg/m3；重力加速度g＝9.8m/s2；柱塞截面积Ap＝0.49×10-2m2；井口套压Pc＝0.4MPa；井口回压Pn＝0.6Mpa，计算公式如下：
Wc＝WL-ρlgApLf+(Pc-Pn)Ap＝11.644kN
步骤3：连续采集结蜡后10个冲程的地面功图，其中的一个地面功图如图4所示，计算出结蜡后每个功图的上冲程固定阀打开后到关闭前的上冲程平均载荷WuL分别为67.4kN、67.5kN、67.8kN、67.1kN、67.9kN、66.8kN、67.2kN、67.5kN、67.1kN、67.8kN，计算出结蜡后每个功图的下冲程固定阀打开后到关闭前的下冲程平均载荷WdL分别为22.2kN、23.3kN、22.8kN、23.4kN、22.7kN、22.3kN、23.6kN、22.4kN、22.1kN、22.7kN，得到精确的结蜡后上冲程平均载荷W′u和结蜡后下冲程平均载荷W′d，减少个别异常功图对计算油井动液面深度的影响；
步骤4：在上冲程时结蜡对抽油杆的作用力向下，在下冲程时结蜡对抽油杆的作用力向上，假设结蜡对抽油杆的上、下冲程的作用力大小相等方向相反，结蜡摩擦载荷Wf为基准值WdL与结蜡后下冲程平均载荷W′d之差；结蜡摩擦载荷Wf公式如下：
Wf＝WdL-W′d＝2.98kN
步骤5：根据已知结蜡后上冲程平均载荷W′u＝67.41kN、结蜡后下冲程平均载荷W′d＝22.75kN和结蜡摩擦载荷Wf＝2.98kN，计算出结蜡后油井液柱载荷W′L，计算公式如下：
W′L＝W′u-2Wf-W′d＝67.41-2×2.98-22.75＝38.7kN
步骤6：已知结蜡后的井口套压Pc＝0.6MPa和井口回压Pn＝1.0Mpa，最终计算出结蜡后的油井动液面深度H，计算公式如下：
利用本发明方法计算得到的油井动液面深度为735.89m，实测油井动液面深度为764m，误差深度为28.11m，误差率为3.68％，完全满足现场对动液面误差小于5％要求。

Claims (2)

1.一种结蜡井利用地面功图计算油井动液面的方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤1：采集洗井后的油井地面功图，确定固定阀和游动阀的开闭位置，计算出上冲程固定阀打开后到关闭前的上冲程平均载荷WuL和下冲程游动阀打开后至关闭前的下冲程平均载荷WdL，设定下冲程平均载荷WdL为基准值，计算出结蜡前的液柱载荷WL；
WL＝WuL-WdL (1)
步骤2：同时实测对应的油井环空动液面深度Lf，为了消除振动载荷、惯性载荷以及杆管摩擦载荷等因素对动液面计算的影响，计算出综合影响载荷Wc，公式如下：
Wc＝WL-ρlgApLf+(Pc-Pn)Ap (2)
其中，ρl-井液密度，kg/m3；g-重力加速度，m/s2；Ap-柱塞截面积，m2；Pc-井口套压，Pa；Pn-井口回压，Pa；
步骤3：连续采集结蜡后i个冲程的地面示功图，计算出结蜡后每个功图的上冲程固定阀打开后到关闭前的上冲程平均载荷W′ui，计算出结蜡后每个功图的下冲程固定阀打开后到关闭前的下冲程平均载荷W′di，得到结蜡后上冲程平均载荷W′u和结蜡后下冲程平均载荷W′d；
步骤4：计算结蜡摩擦载荷Wf，结蜡摩擦载荷Wf为基准值WdL与结蜡后下冲程平均载荷W′d之差；
Wf＝WdL-W′d (5)
步骤5：根据已知结蜡后上冲程平均载荷W′u、结蜡后下冲程平均载荷W′d和结蜡摩擦载荷Wf，计算出结蜡后油井液柱载荷W′L，计算公式如下：
W′L＝W′u-2Wf-W′d (6)
步骤6：根据已知，井口回压Pn和综合影响载荷Wc，计算出结蜡后的油井动液面深度H，计算公式如下：
。
2.根据权利要求1所述的一种结蜡井利用地面功图计算油井动液面的方法，其特征在于：步骤3中连续采集结蜡后i个冲程的地面功图，其中i＝10～50。
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