CN112483045B - 一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法，使用智能油井加药系统向油井中进行周期性加药，其中，第一个周期的加药量为基础加药量A，之后每一个周期的加药量根据前一个周期油井地面示功图载荷增幅进行确定。本发明可利用油井功图数据实现油井加药制度的智能调控，自动设定油井清防蜡剂的加药量，实现了油井智能加药。能够大幅降低工人加药的劳动强度，有效的减少人员和车辆的动用次数，加药频度及药量做到精细可控，降低井口加药成本，延长了油井的检泵周期和热洗周期。

Description

一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法
技术领域
本发明属于石油行业数字化技术领域，具体涉及一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法。
背景技术
原油生产过程中，油井井筒和外输管线会发生结蜡、结垢等现象，造成载荷增加、回压升高、故障率增多等问题，严重影响了油井的正常生产。为实现持续稳产，需要及时给井筒和外输管线加入清蜡剂、阻垢剂等药剂，从而达到防蜡、缓蚀等目的。
目前，长庆油田油井井口加药普遍采用传统的人工定期上井，使用移动加药车或简易密闭加药罐将定量药剂由油套环形空间一次性加入，存在劳动强度大，工作效率低，成本高，偏远井加药无法保证等问题，同时受天气等多方面因素影响，效果难以保障。少数油井已配井口备加药装置实现定时加药及远程控制，但加药时间、加药量仍需要人工设定，还未能实现加药的精细化、科学化管理，远不能满足油田数字化发展的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法，克服现有技术中存在的上述技术问题。
为此，本发明提供的技术方案如下：
一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法，使用智能油井加药系统向油井中进行周期性加药，其中，第一个周期的加药量为基础加药量A，之后每一个周期的加药量根据前一个周期油井地面示功图载荷增幅进行确定。
所述智能油井加药系统包括智能RTU、井口加药装置、角位移传感器和载荷传感器，所述井口加药装置包括PLC控制器和加药泵，所述加药泵与PLC控制器电信号连接，所述角位移传感器设于抽油机游梁上，所述载荷传感器设于井口抽油杆上；
所述智能RTU与PLC控制器电通讯连接，所述角位移传感器和载荷传感器均与智能RTU电信号连接，所述角位移传感器和载荷传感器用于将数据传输给智能RTU以得到油井地面示功图。
一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法，具体包括以下步骤：
步骤1）确定热洗或检泵后的油井地面示功图载荷的最大最小值之差，将最大最小值之差中的最小值作为标准值 Z 0 ；
步骤2）启动智能油井加药系统，第一个加药周期开始时，智能RTU将加药量指令发送给井口加药装置进行加药，进入第一个加药周期；
步骤3）第一个加药周期结束后，智能RTU计算第一个加药周期内的地面示功图载荷最大值最小值之差的平均值 Z 1 ，并与标准值 Z 0 进行比较，得到载荷增幅，根据载荷增幅确定第二周期的加药增量 a 1 ；
步骤4）第二个加药周期开始时，智能RTU将加药量指令发送给井口加药装置进行加药，进入第二个加药周期；
步骤5）第二个加药周期结束后，智能RTU计算第二个加药周期内的地面示功图载荷最大值最小值之差的平均值 Z 2 ，并与标准值 Z 0 进行比较，得到载荷增幅，根据载荷增幅确定第三周期的加药增量 a 2 ；
步骤6）第三个加药周期开始时，智能RTU将加药量指令发送给井口加药装置进行加药，进入第三个加药周期；
重复步骤5）-6）完成其余加药周期加药。
进入第三个加药周期时，智能RTU将 Z 2 与 Z 1 进行比较，当 Z 2 小于 Z 1 时，判断油井结蜡程度减缓，通过加药可以清除蜡垢。
当进入第五个加药周期时，智能RTU对前四个加药周期内的地面示功图载荷最大值最小值之差的平均值进行比较，满足 Z 4 ＞ Z 3 ＞ Z 2 ＞ Z 1 关系时，则判断加药无法有效清除蜡垢，需要采取热洗或检泵的措施，同时智能RTU发送报警信号给油区站控计算机。
步骤2）中第一个加药周期开始时，由智能RTU将加药量指令发送至井口加药装置内部PLC控制器，PLC控制器结合加药装置的加药泵排量，计算得到泵开启时间，向油井中定量加入基础加药量A，同时智能RTU开始持续接收载荷传感器、位移传感器采集到的载荷、位移数据，处理得到每个冲程的地面示功图。
步骤4）中的第二周期加药量为基础加药量A与加药增量 a 1 之和，其中 a 1 =A× f， f为载荷增幅， f=（ Z 1 -  Z 0 ）/  Z 0 。
所述基础加药量A根据所在区块油藏物性确定。
本发明的有益效果是：
本发明提供的这种利用油井示功图数据指导油井加药的方法，由智能RTU、井口加药装置联合实现，能够利用油井结蜡状态下地面示功图的最大最小载荷数据，判断油井结蜡程度，并自动设定清防蜡剂的加药量，实现油井智能加药闭环控制，提升加药效率和油井数字化管理水平，实现井口加药的无人值守。
本发明可利用油井功图数据实现油井加药制度的智能调控，自动设定油井清防蜡剂的加药量，实现了油井智能加药。能够大幅降低工人加药的劳动强度，有效的减少人员和车辆的动用次数，加药频度及药量做到精细可控，降低井口加药成本，延长了油井的检泵周期和热洗周期。
下面将结合附图做进一步详细说明。
附图说明
图1是油井热洗或检泵后的地面示功图；
图2是本发明实施例加药流程示意图；
图3是实施例中砖XX井热洗后的地面示功图；
图4是砖XX第一加药周期内地面示功图叠加图；
图5是砖XX井第二加药周期内地面示功图叠加图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
现参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。
除非另有说明，此处使用的术语（包括科技术语）对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。
实施例1：
本实施例提供了一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法，使用智能油井加药系统向油井中进行周期性加药，其中，第一个周期的加药量为基础加药量A，之后每一个周期的加药量根据前一个周期油井地面示功图载荷增幅进行确定。
本发明采用智能油井加药系统自动设定清防蜡剂的加药量，实现油井智能加药闭环控制，提升加药效率和油井数字化管理水平，实现井口加药的无人值守。
实施例2：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法，所述智能油井加药系统包括智能RTU、井口加药装置、角位移传感器和载荷传感器，所述井口加药装置包括PLC控制器和加药泵，所述加药泵与PLC控制器电信号连接，所述角位移传感器设于抽油机游梁上，所述载荷传感器设于井口抽油杆上；
所述智能RTU与PLC控制器电通讯连接，所述角位移传感器和载荷传感器均与智能RTU电信号连接，所述角位移传感器和载荷传感器用于将数据传输给智能RTU以得到油井地面示功图。
地面示功图是由安装于井口抽油杆位置的载荷传感器和安装于抽油机游梁位置的角位移传感器所采集的一个抽油机冲程内200个以上同步的载荷、位移数据点，经智能RTU处理得到的闭合图形。
实施例3：
在实施例1或2的基础上，本实施例提供了一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法，具体包括以下步骤：
步骤1）确定热洗或检泵后的油井地面示功图载荷的最大最小值之差，将最大最小值之差中的最小值作为标准值 Z 0 ；如图1所示；
步骤2）启动智能油井加药系统，第一个加药周期开始时，智能RTU将加药量指令发送给井口加药装置进行加药，进入第一个加药周期；
步骤3）第一个加药周期结束后，智能RTU计算第一个加药周期内的地面示功图载荷最大值最小值之差的平均值 Z 1 ，并与标准值 Z 0 进行比较，得到载荷增幅，根据载荷增幅确定第二周期的加药增量 a 1 ；
步骤4）第二个加药周期开始时，智能RTU将加药量指令发送给井口加药装置进行加药，进入第二个加药周期；
步骤5）第二个加药周期结束后，智能RTU计算第二个加药周期内的地面示功图载荷最大值最小值之差的平均值 Z 2 ，并与标准值 Z 0 进行比较，得到载荷增幅，根据载荷增幅确定第三周期的加药增量 a 2 ；
步骤6）第三个加药周期开始时，智能RTU将加药量指令发送给井口加药装置进行加药，进入第三个加药周期；
重复步骤5）-6）完成其余加药周期加药。
热洗或检泵后，地面示功图载荷最大最小值之差为最小，本发明以此时地面示功图载荷最大最小值之差作为标准值Z0，将后续地面示功图载荷最大最小值差与其进行对比判断，确定加药量。
实施例4：
在实施例1的基础上，本实施例提供了一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法，通过智能RTU、井口加药装置联合实现，智能RTU与井口加药装置内部PLC电连接。图2为本发明的加药流程示意图，加药周期即加药间隔，以“天”为单位，加药执行判定时间为每个加药周期开始当天的00:00。
过程如下：
首先确定热洗或检泵后的油井地面示功图载荷最大最小值之差，油井地面示功图载荷最大最小值之差的最小值为标准值Z0；
启动智能加药流程，第一个加药周期开始时，由智能RTU将加药量指令发送至井口加药装置内部PLC，PLC结合加药装置泵排量，计算得到泵开启时间，向油井中定量加入基础加药量A，同时智能RTU开始持续接收载荷、位移传感器采集到的载荷、位移数据，处理得到每个冲程的地面示功图，并计算载荷最大值最小值之差。
在第一个加药周期结束，即第二个加药周期开始当天的00：00时，智能RTU计算第一个加药周期内的地面示功图载荷最大值最小值之差的平均值，作为第一个加药周期的值Z1，与标准值Z0进行比较，计算载荷增幅，确定第二个加药周期加药量=基础加药量A+加药增量a1，并将新的加药量指令发送至加药装置，实施加药，进入第二个加药周期。
第二个加药周期结束后，智能RTU计算第二个加药周期内的地面示功图载荷最大值最小值之差的平均值，作为第二个加药周期的值Z2，与标准值Z0进行比较，计算载荷增幅，确定第二个加药周期加药量=基础加药量A+加药增量a2，并将新的加药量指令发送至加药装置，实施加药，进入第三个加药周期。同时，将Z2 与Z1进行比较，判断油井结蜡程度是否减缓。
以后每个加药周期都以上述流程循环加药。
当Z值连续4次增加，说明油井结蜡程度始终加剧，加药已无法有效清除蜡垢，需要采取热洗或检泵的措施，智能RTU此时将报警信号传输至油区站控计算机，提示现场工作人员。
实施例5：
本实施例以长庆油田某井砖XX为例，对本发明做进一步详细说明。
长庆油田某井砖XX热洗后地面示功图如图3所示，图3中，冲数3.69/min，冲程3.05m，悬点最小载荷25.50KN，悬点最大载荷41.80KN，因此标准值Z0为16.3kN，按该井加药计划，加药周期为5天，基础加药量A为25L/周期。
启动智能加药流程，第一个加药周期开始时，智能RTU将加药量25L指令发送至井口加药装置内部PLC控制器，该井加药装置泵排量为10L/h，PLC控制器计算得到2.5小时的泵开启时间，控制加药泵开启2.5小时，向油井加入25L药品，同时智能RTU开始持续接收载荷、位移传感器采集到的载荷、位移数据，处理得到每个冲程的地面示功图，如图4所示，并计算载荷最大值最小值之差。
5天后的00：00时，即第二个加药周期开始当天的00：00时，智能RTU计算出该井第一个加药周期的值Z1为19.26 kN，计算得载荷增幅=（19.26-16.3）/16.3=18.16%，加药增量a1= 4.54L，第二个加药周期加药量=（25+4.54）L=29.54L，进入第二加药周期。
第二个5天后的00：00时，即第三个加药周期开始当天的00：00时，智能RTU计算出该井第二个加药周期的值Z2为18.57 kN，计算得载荷增幅=（18.57-16.3）/16.3=13.93%，加药增量a1= 3.48L，第三个加药周期加药量=（25+3.48）L=28.48L，进入第三加药周期。因Z2值小于 Z1值，故可判断油井结蜡程度减缓，加药措施有效。第二个加药周期的地面示功图如图5所示。
以后每个加药周期都以上述流程循环加药。
综上所述，本发明可利用油井功图数据实现油井加药制度的智能调控，自动设定油井清防蜡剂的加药量，实现了油井智能加药。能够大幅降低工人加药的劳动强度，有效的减少人员和车辆的动用次数，加药频度及药量做到精细可控，降低井口加药成本，延长了油井的检泵周期和热洗周期。
以上实施例中，智能RTU和加药装置为现有装置，不再进行详细描述。
以上例举仅仅是对本发明的举例说明，并不构成对本发明的保护范围的限制，凡是与本发明相同或相似的设计均属于本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法，其特征在于：使用智能油井加药系统向油井中进行周期性加药，其中，第一个周期的加药量为基础加药量A，之后每一个周期的加药量根据前一个周期油井地面示功图载荷增幅进行确定；
所述智能油井加药系统包括智能RTU、井口加药装置、角位移传感器和载荷传感器，所述井口加药装置包括PLC控制器和加药泵，所述加药泵与PLC控制器电信号连接，所述角位移传感器设于抽油机游梁上，所述载荷传感器设于井口抽油杆上；
所述智能RTU与PLC控制器电通讯连接，所述角位移传感器和载荷传感器均与智能RTU电信号连接，所述角位移传感器和载荷传感器用于将数据传输给智能RTU以得到油井地面示功图；
具体包括以下步骤：
步骤1)确定热洗或检泵后的油井地面示功图载荷的最大最小值之差，将最大最小值之差中的最小值作为标准值Z0；
步骤2)启动智能油井加药系统，第一个加药周期开始时，智能RTU将加药量指令发送给井口加药装置进行加药，进入第一个加药周期；
步骤3)第一个加药周期结束后，智能RTU计算第一个加药周期内的地面示功图载荷最大值最小值之差的平均值Z1，并与标准值Z0进行比较，得到载荷增幅，根据载荷增幅确定第二周期的加药增量a1；
步骤4)第二个加药周期开始时，智能RTU将加药量指令发送给井口加药装置进行加药，进入第二个加药周期；
步骤5)第二个加药周期结束后，智能RTU计算第二个加药周期内的地面示功图载荷最大值最小值之差的平均值Z2，并与标准值Z0进行比较，得到载荷增幅，根据载荷增幅确定第三周期的加药增量a2；
步骤6)第三个加药周期开始时，智能RTU将加药量指令发送给井口加药装置进行加药，进入第三个加药周期；
重复步骤5)-6)完成其余加药周期加药。
2.根据权利要求1所述的一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法，其特征在于：进入第三个加药周期时，智能RTU将Z2与Z1进行比较，当Z2小于Z1时，判断油井结蜡程度减缓，通过加药可以清除蜡垢。
3.根据权利要求1所述的一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法，其特征在于：当进入第五个加药周期时，智能RTU对前四个加药周期内的地面示功图载荷最大值最小值之差的平均值进行比较，满足Z4＞Z3＞Z2＞Z1关系时，则判断加药无法有效清除蜡垢，需要采取热洗或检泵的措施，同时智能RTU发送报警信号给油区站控计算机。
4.根据权利要求1所述的一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法，其特征在于：步骤2)中第一个加药周期开始时，由智能RTU将加药量指令发送至井口加药装置内部PLC控制器，PLC控制器结合加药装置的加药泵排量，计算得到泵开启时间，向油井中定量加入基础加药量A，同时智能RTU开始持续接收载荷传感器、位移传感器采集到的载荷、位移数据，处理得到每个冲程的地面示功图。
5.根据权利要求1所述的一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法，其特征在于：步骤4)中的第二周期加药量为基础加药量A与加药增量a1之和，其中a1＝A×f，f为载荷增幅，f＝(Z1-Z0)/Z0。
6.根据权利要求1所述的一种利用油井示功图数据指导油井加药的方法，其特征在于：所述基础加药量A根据所在区块油藏物性确定。
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