CN112196519B - 一种油井非稳态连续动液面的检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及油井检测技术领域，特别涉及一种油井非稳态连续动液面的检测方法。该检测方法包括油井处于先停止后启动一段时间的非稳定状态时，对数字化采集功图呈现出的油井变化特征进行识别，根据识别结果，获取至少五组由油井变化特征形成的第一特征功图、第二特征功图和第三特征功图；对上述特征功图进行处理，查看给定的已知参数，判断是否有常规测试的稳定状态下的一个常规测试功图及其对应的动液面数据；若是，利用时间关系，逐点向后计算各三维点对应的动液面；若否，结合渗流力学达西定律、抽油泵‑油管排出关系，应用积分方法得到各时间段中的动液面值。本发明提供的检测方法，提高了抽油机井液量在线计量的准确度，降低系统运行成本。
Description
技术领域
本发明涉及油井检测技术领域，特别涉及一种油井非稳态连续动液面的检测方法。
背景技术
现有技术中，油井动液面数据的获取，主要靠传统的回声法进行测试，一般需要停井、装枪、激发记录液面波、处理数据，获得液面值。整个过程至少需要10分钟左右甚至更长的时间，也就是说为了获得一个液面数据会牺牲一定量的生产时间，同时操作过程依赖人工，存在比较明显的安全隐患。在数字化时代，行业引入了连续测试液面装置，主要依靠地面氮气罐定期发射脉冲，记录回波，处理数据，给出液面值，该方法的主要问题在于成本比较高，难以大规模推广应用。近年来，随着数字化建设的继续推进，油井示功图采集装置大量应用，利用油井示功图计算动液面成为比较热门一种选择。目前业内已有的功图计算液面方法主要以拟稳态分析为主，即主要利用功图上载荷数据与液面的关系进行计算回归动液面结果。由于该方法对静态条件的依赖性比较强，而这些静态条件在实际生产过程难以精确获得，所以这些方法的应用效果有待进一步提升。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供了一种油井非稳态连续动液面的检测方法，以克服现有技术中只能依靠稳态静态条件才能得到动液面结果，从而导致无法对非稳态条件下检测到精确的动液面结果，进而无法精确掌握油井工况状态的缺陷。
(二)技术方案
为解决上述问题，本发明提供一种油井非稳态连续动液面的检测方法，包括：
步骤S1、油井处于先停止后启动一段时间的非稳定状态时，对数字化采集功图呈现出的油井变化特征按照预设规则进行识别，根据识别结果，获取至少五组符合预设规则要求的由油井变化特征形成的第一特征功图、第二特征功图和第三特征功图；
其中，油井变化特征包括最大载荷和有效冲程；
步骤S2、对获取到的至少五组第一特征功图、第二特征功图和第三特征功图进行处理，具体包括：
对于第一特征功图和第三特征功图，计算其上载荷线的平均值；对于第二特征功图和第三特征功图，计算其有效冲程长度，得到至少五组由时间、上载荷、有效冲程效率组成的三维点；
步骤S3、查看给定的已知参数，判断是否有常规测试的稳定状态下的一个常规测试功图及其对应的动液面数据；
步骤S4，若是，计算该稳定状态功图的上载荷与有效冲程度，再根据获取到的至少五组由采集时间、上载荷、有效冲程效率组成的三维点，推算稳定状态功图的时间点；以该时间点和稳定功图对应的动液面为初值，利用时间关系，逐点向后计算各三维点对应的动液面；
步骤S5、若否，则根据获取到的由采集时间、上载荷、有效冲程效率组成的三维点，结合渗流力学达西定律、抽油泵-油管排出关系，应用积分方法，得到各时间段中的动液面值；
其中，
式中：Pwf为井底流压，单位为Pa；S为环空面积，单位为m2，H0为初始液面深度，单位为m；a为初始时间点，b为计算时间点；fpump(Pwf)为基于抽油泵特性的流压与产量关系式。
步骤S5、根据所述动液面值，得到功图中上载荷、有效冲程参数与液面的曲线图；
步骤S6、根据得到的曲线图，对抽油机井的工况进行诊断。
优选地，在步骤S1中，符合预设要求的由油井变化特征形成的功图具体包括：
第一特征功图，所述第一特征功图呈平行四边形，所述第一特征功图中的最小载荷不变，最大载荷不断增加；
第二特征功图，所述第二特征功图呈L型，所述第二特征功图为不饱和功图，其功图饱满度呈下降趋势，形成L型后趋于稳定；
第三特征功图，所述第三特征功图包括第一特征功图和第二特征功图的形状连续间隔出现。
优选地，fpump(Pwf)＝Qt[ln(0.0000006Pwf)-A]/B
式中：B＝3.72μ+0.25；μ-原油粘度，单位为mpa.s；A为系数，
取值0.001463。
(三)有益效果
本发明提供的油井非稳态连续动液面的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)提供免除常规测试的间抽油井液面下降与恢复曲线，降低生产成本。
(4)提高抽油机井的工况诊断效率及精确度。
附图说明
图1为本发明实施例油井非稳态连续动液面的检测方法的流程图。
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所示，本发明提供一种油井非稳态连续动液面的检测方法，具体包括如下步骤：
步骤S1、油井处于先停止后启动一段时间的非稳定状态时，对油井变化特征按照预设规则进行识别，根据识别结果，获取至少五组符合预设规则要求的由油井变化特征形成的第一特征功图、第二特征功图和第三特征功图；
其中，油井变化特征包括最大载荷和有效冲程；
其中在步骤S1中，符合预设要求的由油井变化特征形成的功图具体包括：
第一特征功图，所述第一特征功图呈平行四边形，所述第一特征功图中的最小载荷不变，最大载荷不断增加；
第二特征功图，所述第二特征功图呈L型，所述第二特征功图为不饱和功图，其功图饱满度呈下降趋势，形成L型后趋于稳定；
第三特征功图，所述第三特征功图包括第一特征功图和第二特征功图的形状连续间隔出现。
步骤S2、对获取到的至少五组第一特征功图、第二特征功图和第三特征功图进行处理，具体包括：
对于第一特征功图和第三特征功图，计算其上载荷线的平均值；对于第二特征功图和第三特征功图，计算其有效冲程长度，得到至少五组由时间、上载荷、有效冲程效率组成的三维点；
步骤S3、获取油井处于生产稳定状态下最大载荷功图和有效冲程功图所对应的动液面基准值；
步骤S4、根据获取到的由采集时间、上载荷、有效冲程效率组成的三维点，结合渗流力学达西定律、抽油泵-油管排出关系，应用积分方法，得到各时间段中的动液面值；
其中，
式中：Pwf为井底流压，单位为Pa；S为环空面积，单位为m2，H0为初始液面深度，单位为m；a为初始时间点，b为计算时间点；
fpump(Pwf)为基于抽油泵特性的流压与产量关系式。
fpump(Pwf)＝Qt[ln(0.0000006Pwf)-A]/B
式中：B＝3.72μ+0.25；μ为原油粘度，单位为mpa.s；A为系数，取值0.001463。
需要注意的是，对于工况特殊的油田，推荐基于实际数据拟合A，B值。
需要说明的是，该步骤在该无基准参考值下，还可以进行初步计算，由时间、上载荷、冲程效率组成的三维点，结合油井机杆泵、流体高压物性初步计算，对应点的产量与液面。
另外，除了在无基准参考值环境下，有时还能将处于有基准参考值环境下，该种环境下采用趋势拟合法，即根据已知的液面与上载荷、冲程效率的关系采用对数关系拟合公式预测其它的动液面值。
步骤S5、根据所述动液面值，得到功图中上载荷、有效冲程参数与液面的曲线图。
本发明实施例针对功图计算液面方法中存在的问题，充分利用数字化装置的高密度功图采集能力，非稳态连续功图的时间信息，结合油井供液规律与有杆泵系统排液规律，得到一种油井非稳态连续动液面的检测方法，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)提供免除常规测试的间抽油井液面下降与恢复曲线，降低生产成本。
(4)提高抽油机井的工况诊断效率及精确度。
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 (1)
1.一种油井非稳态连续动液面的检测方法，其特征在于，包括：
步骤S1、油井处于先停止后启动一段时间的非稳定状态时，对数字化采集功图呈现出的油井变化特征按照预设规则进行识别，根据识别结果，获取至少五组符合预设规则要求的由油井变化特征形成的第一特征功图、第二特征功图和第三特征功图；
其中，油井变化特征包括最大载荷和有效冲程；
其中，符合预设要求的由油井变化特征形成的功图具体包括：
第一特征功图，所述第一特征功图呈平行四边形，所述第一特征功图中的最小载荷不变，最大载荷不断增加；
第二特征功图，所述第二特征功图呈L型，所述第二特征功图为不饱和功图，其功图饱满度呈下降趋势，形成L型后趋于稳定；
第三特征功图，所述第三特征功图包括第一特征功图和第二特征功图的形状连续间隔出现；
步骤S2、对获取到的至少五组第一特征功图、第二特征功图和第三特征功图进行处理，具体包括：
对于第一特征功图和第三特征功图，计算其上载荷线的平均值；对于第二特征功图和第三特征功图，计算其有效冲程长度，得到至少五组由时间、上载荷、有效冲程效率组成的三维点；
步骤S3、查看给定的已知参数，判断是否有常规测试的稳定状态下的一个常规测试功图及其对应的动液面数据；
步骤S4、若是，计算稳定状态功图的上载荷与有效冲程长度，再根据获取到的至少五组由采集时间、上载荷、有效冲程效率组成的三维点，推算稳定状态功图的时间点；以该时间点和稳定功图对应的动液面为初值，利用时间关系，逐点向后计算各三维点对应的动液面；
步骤S5、若否，则根据获取到的由采集时间、上载荷、有效冲程效率组成的三维点，结合渗流力学达西定律、抽油泵-油管排出关系，应用积分方法，得到各时间段中的动液面值；
其中，
式中：Pwf为井底流压，单位为Pa；S为环空面积，单位为m2，H0为初始液面深度，单位为m；a为初始时间点，b为计算时间点；fpump(Pwf)为基于抽油泵特性的流压与产量关系式；
其中，fpump(Pwf)＝Qt[ln(0.0000006Pwf)-A]/B
式中：B＝3.72μ+0.25；μ-原油粘度，单位为mPa.s；A为系数，取值0.001463；
步骤S6、根据所述动液面值，得到功图中上载荷、有效冲程参数与液面的曲线图；
步骤S7、根据得到的曲线图，对抽油机井的工况进行诊断。
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