CN112112627B - 一种数字化条件下的油井生产参数检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及石油测井参数优化技术领域，尤其涉及一种数字化条件下的油井生产参数检测方法。其包括采集来自机杆泵、流体高压物性各项基础参数；利用油井现场部署的物联网设备采集至少三组实时数据参数，利用公式计算油井产能数据，并根据所计算的产能数据拟合IPR曲线；根据具体的生产条件生成不同的生产曲线；根据不同的生产曲线，确认油井生产参数的优化方法。本发明提供的数字化条件下的油井生产参数检测方法提高抽油机井液量在线计量的准确度，减少其所需的标定与校正工作量，降低系统运行成本。

Description

一种数字化条件下的油井生产参数检测方法
技术领域
本发明涉及石油测井参数优化技术领域，尤其涉及一种数字化条件下的油井生产参数检测方法。
背景技术
油井生产参数的优化设计作为一种理念，自上世纪八九十年代以来一直为国内外同行所推崇与实践。传统的优化理论及其方法主要涉及到的数据相对比较少，由于测试成本的制约，所取的数据主要以稳定状态为主。而数字化时代，特别是物联网的应用于普及，可以为油井的生产优化提供更多、更实时的数据，将这些数据与采油工程理论结合，可以实现更加精细与及时的优化设计，特别是在低产低效井的间抽设计方面。
目前油井间开的主要设计方法是根据油井产量、示功图、动液面等资料,特别是需要测试液面下降曲线和液面恢复曲线，通过采油工程师经验初步确定某口油井定时开机、停机(或摆动)来实现。这种方法对抽油井开抽和停抽时间间隔的确定过于依赖人工经验,准确度不理想，不能随油井工况的变化而变化，同时对岗位工人责任心要求也较高，测试液面曲线的也会产生比较高的生产成本，不适合大规模应用。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供了一种数字化条件下的油井生产参数检测方法，以克服现有技术中抽油井开抽和停抽时间间隔的确定需要人工经验判断，导致准确度不高，以及生产效率低下等缺陷。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供一种数字化条件下的油井生产参数检测方法，包括如下步骤:
步骤S1、采集来自机杆泵、流体高压物性各项基础参数；
步骤S2、利用油井现场部署的物联网设备采集至少三组实时数据参数，所述实时数据参数包括：
油压、套压、地面示功图、冲程、冲次；
步骤S3、利用公式计算油井产能数据，并根据所计算的产能数据拟合IPR曲线；
步骤S4、根据具体的生产条件生成不同的生产曲线；
步骤S5、根据不同的生产曲线，确认油井生产参数的优化方案。
优选地，所述步骤S4中，
优选地，所述油井需要间抽具体包括：
根据间抽管理的需要确定最小沉没度对应的液面位置L1；当生产液面低于此值时，油井停抽，待液面恢复至L0时，启动抽油，具体包括：
液面恢复至预设的高度，在曲线C0上，分别读取最低t0和最高tA许用泵效对应的液面深度及两者的时间点，时间点之差即为停抽时间间隔T1(min)。
T1(min)＝tA-t0。
优选地，所述油井需要间抽具体包括：
根据间抽管理的需要确定最小沉没度对应的液面位置L1；当生产液面低于此值时，油井停抽，待液面恢复至L0时，启动抽油，具体包括：
将曲线C1与C0绘制在一个坐标系中，并将C1向右平移至A点，得到曲线C1’，取C1’与直线L1的交点B，读取B点的时间坐标，A、B两点的时间差即为抽油时间T2(min)。
T2(min)＝tB-tA；
优选地，步骤S3中，利用公式计算油井产能数据具体包括：
流压的计算：
Pwf＝(H-h)ρlg+Pc
通过至少三组的计算，分别获得(QE1，Pwf1，T1)(QE2，Pwf2,T2)(QE3，Pwf3,T3)…(QEn，Pwfn，Tn)(n>＝3)
采液指数的计算公式：
Jn-1＝(QEn-QEn-1)/(Pwfn-Pwfn-1)(n>＝2)
获得一组(J1，J2....Jn-1)，取平均值；
Javr＝(J1+J2+....Jn-1)/(n-1)
根据外推法求油层压力：
Pr＝Pwf2+QE2/Javr
拟合IPR方程:
Q(pwf)＝(Pr-pwf)*Javr
Pwf为井底流压，Pa；Pc为井口套压，Pa；h为下泵深度，m；ρl为混合液密度，kg/m3；g为重力加速度，取9.8m/s2；J为采油指数：m3/(d*Pa)；Javr为平均采油指数：m3/(d*Pa)；Pr为地层压力，Pa。
(三)有益效果
本发明提供的数字化条件下的油井生产参数检测方法，具有如下优点：
(1)提高有杆抽油系统在线数字化应用水平，充分发挥油田物联网系统的应用潜力，提高油气生产精细化管理程度。
(2)提高抽油机井液量在线计量的准确度，减少其所需的标定与校正工作量，降低系统运行成本。
(3)充分利用物联网系统，提高油井间抽决策的科学性与效率；
(4)提供免除常规测试的间抽油井液面下降与恢复曲线，实现更加科学合理的开停井时间设计。
附图说明
图1为本发明实施例数字化条件下的油井生产参数检测方法流程示意图；
图2为本发明实施例数字化条件下的油井生产参数检测方法中液面上升曲线C0示意图；
图3为本发明实施例数字化条件下的油井生产参数检测方法中液面上升曲线C1示意图；
图4为本发明实施例数字化条件下的油井生产参数检测方法中间抽优化示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明如下。
如图1-4所示，本发明提供一种数字化条件下的油井生产参数检测方法，包括如下步骤：
步骤S1、采集来自机杆泵、流体高压物性各项基础参数；
步骤S2、利用油井现场部署的物联网设备采集至少三组实时数据参数，所述实时数据参数包括：
油压、套压、地面示功图、冲程、冲次；
步骤S3、利用公式计算油井产能数据，并根据所计算的产能数据拟合IPR曲线；
本步骤中，流压的计算：
Pwf＝(H-h)ρlg+Pc
通过至少三组的计算，分别获得(QE1，Pwf1，T1)(QE2，Pwf2,T2)(QE3，Pwf3,T3)…(QEn，Pwfn，Tn)(n>＝3)
采液指数的计算公式：
Jn-1＝(QEn-QEn-1)/(Pwfn-Pwfn-1)(n>＝2)
获得一组(J1，J2....Jn-1)，取平均值；
Javr＝(J1+J2+....Jn-1)/(n-1)
根据外推法求油层压力：
Pr＝Pwf2+QE2/Javr
拟合IPR方程:
Q(pwf)＝(Pr-pwf)*Javr
Pwf为井底流压，Pa；Pc为井口套压，Pa；h为下泵深度，m；ρl为混合液密度，kg/m3；g为重力加速度，取9.8m/s2；J为采油指数：m3/(d*Pa)；Javr为平均采油指数：m3/(d*Pa)；Pr为地层压力，Pa。
步骤S4、根据具体的生产条件生成不同的生产曲线；
本步骤中具体包括：当处于无产恢复曲线C0时，如图2所示，基于实时数据拟合IPR与井筒参数，计算油井达到预设的管理极限值时，停止生产；基于地层向井筒供液，井筒液面随时间上升，绘制其关系曲线，该曲线的特征是刚开始液面上升较快，随后以较慢的速度接近极限L0，其对应的位置为油井静液面位置。
如图3所示，当处于抽油液面下降曲线C1时，计算在抽油机允许条件下任何冲程S、冲次n的生产曲线，绘制液面变化与时间的关系；
该曲线的特征是刚开始液面下降较快，随后以较慢的速度接近极限(与该冲程冲次组合对应的供排协调产量对应的动液面位置)或者，在排液能力大于极限供液能力时，无法达到供排协调，使系统整体呈现供液不足现象。
当处于取最小允许的合理沉没度值，折算本井的最小生产液面，绘制直线L1。
步骤S5、根据不同的生产曲线，确认油井生产参数的优化方案。
本步骤中具体包括：当生产曲线C1在直线L1以上，两者无交点时，判断该油井的优化方式属于行业常规优化方式；
当生产曲线C1与L1有交点时，则判断该油井需要间抽。
优选地，所述油井需要间抽具体包括：
如图4所示，根据间抽管理的需要确定最小沉没度对应的液面位置L1；当生产液面低于此值时，油井停抽，待液面恢复至L0时，启动抽油，其中一种方式为：
液面恢复至预设的高度(恢复时间相对合理)，在曲线C0上，分别读取最低t0和最高tA许用泵效(ηa)对应的液面深度及两者的时间点，时间点之差即为停抽时间间隔T1(min)。
T1(min)＝tA-t0。
另外一种方式为：
根据间抽管理的需要确定最小沉没度对应的液面位置L1；当生产液面低于此值时，油井停抽，待液面恢复至L0时，启动抽油，具体包括：
将曲线C1与C0绘制在一个坐标系中，并将C1向右平移至A点，得到曲线C1’，取C1’与直线L1的交点B，读取B点的时间坐标，A、B两点的时间差即为抽油时间T2(min)。
T2(min)＝tB-tA；
不同冲程冲次组合对应不同的曲线C1，C1’系列，即通常一口井上，选择的原则以综合产量与能耗的综合考虑为准。
以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (2)

1.一种数字化条件下的油井生产参数检测方法，其特征在于，包括如下步骤:
步骤S1、采集来自机杆泵、流体高压物性各项基础参数；
步骤S2、利用油井现场部署的物联网设备采集至少三组实时数据参数，所述实时数据参数包括：
油压、套压、地面示功图、冲程、冲次；
步骤S3、利用公式计算油井产能数据，并根据所计算的产能数据拟合IPR曲线；
步骤S4、根据具体的生产条件生成不同的生产曲线，具体包括：
当处于无产恢复曲线C0时，基于实时数据拟合IPR与井筒参数，计算油井达到预设的管理极限值时，停止生产；基于地层向井筒供液，井筒液面随时间上升，绘制其关系曲线，该曲线的特征是刚开始液面上升较快，随后以较慢的速度接近极限L0，其对应的位置为油井静液面位置，
当处于抽油液面下降曲线C1时，计算在抽油机允许条件下任何冲程S、冲次n的生产曲线，绘制液面变化与时间的关系；
当处于取最小许用泵效对应的合理沉没度值，折算本井的最小生产液面，绘制直线L1；
步骤S5、根据不同的生产曲线，确认油井生产参数的优化方法，具体包括：根据不同的生产曲线，确认油井生产参数的优化方案具体包括：
当生产曲线C1在直线L1以上，两者无交点时，判断该油井的优化方式属于行业常规优化方式；
当生产曲线C1与L1有交点时，则判断该油井需要间抽；
所述油井需要间抽具体包括：
根据间抽管理的需要确定最小沉没度对应的液面位置L1；当生产液面低于此值时，油井停抽，待液面恢复至L0时，启动抽油，具体包括：
液面恢复至预设的高度，在曲线C0上，分别读取最低t0和最高tA许用泵效对应的液面深度及两者的时间点，时间点之差即为停抽时间间隔T1(min)；
T1(min)＝tA-t0；
或者，所述油井需要间抽具体包括：
根据间抽管理的需要确定最小沉没度对应的液面位置L1；当生产液面低于此值时，油井停抽，待液面恢复至L0时，启动抽油，具体包括：
将曲线C1与C0绘制在一个坐标系中，并将C1向右平移至A点，得到曲线C1’，取C1’与直线L1的交点B，读取B点的时间坐标，A、B两点的时间差即为抽油时间T2(min)；
T2(min)＝tB-tA。
2.如权利要求1所述的数字化条件下的油井生产参数检测方法，其特征在于，步骤S3中，利用公式计算油井产能数据具体包括：
流压的计算：
Pwf＝(H-h)ρlg+Pc
通过至少三组的计算，分别获得(QE1，Pwf1，T1)(QE2，Pwf2,T2)(QE3，Pwf3,T3)…(QEn，Pwfn，Tn)n>＝3；
采液指数的计算公式：
Jn-1＝(QEn-QEn-1)/(Pwfn-Pwfn-1)n>＝2；
获得一组(J1，J2…Jn-1)，取平均值；
Javr＝(J1+J2+…Jn-1)/(n-1)
根据外推法求油层压力：
Pr＝Pwf2+QE2/Javr
拟合IPR方程:
Q(pwf)＝(Pr-pwf)*Javr
Pwf为井底流压，Pa；Pc为井口套压，Pa；h为下泵深度，m；ρl为混合液密度，kg/m3；g为重力加速度，取9.8m/s2；J为采油指数：m3/(d*Pa)；Javr为平均采油指数：m3/(d*Pa)；Pr为地层压力，Pa。
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