CN116950647A - 一种功图折算动液面自动校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种功图折算动液面自动校准方法,本发明属于油田生产管理与评价技术领域,具体是提供了一种基于实时示功图和单井管杆泵的基础数据,通过计算机系统,按照理论公式进行动液面的一次计算,然后通过数据甄别、结蜡处理、漂移处理、特殊工况处理等二次校准,再结合温度、压力、产量及标定实测井的液面自动综合跟踪分析做三次矫正,通过两次自动校准,提高动液面结果的准确性,真正做到降低动态监测的工作量和成本,提高油藏动态监测的频率和及时性的功图折算动液面自动校准的方法。
Description
技术领域
本发明属于油田生产管理与评价技术领域,具体是指一种功图折算动液面自动校准方法。
背景技术
动液面数据反映了油井生产过程中地层供液与能量消耗情况,是抽油机井生产管理与评价的重要参数。随着油田数字化智能化建设进程的推进,对于实现油井动液面的实时监测技术也取得了快速发展。功图也即示功图,示功图是指反映深井泵工作状况好坏,由专门的仪器测出,画在坐标图上,被封闭的线段所围成的面积表示驴头在一次往复运动中抽油机所做的功的图纸。当前通过各种数据和功图的实时采集信息计算动液面是最简单直接、省时省力的方法。
但目前应用功图计算动液面应用较少,各陆上油田还是以人工测量动液面为主,这种方式存在以下几类问题:
第一,传统动液面测量方式测量周期长,影响油井动态分析效果;
第二,测量费用高,随着采油井数量增加,投入人员和固定设备成本高;
第三,生产信息化数据在功图计算动液面中未得到有效应用;
第四,随着油田物联网覆盖,动液面数据作为油井生产关键参数以传统方式无法满足生产需求;
第五,由于油井工况类型复杂、油藏流体性质差异大、生产环节变化快等问题引起折算过程中出现静态误差、动态误差、特殊工况误差等,影响功图折算动液面的准确性。
而采用功图系统采集结合人工动液面测试的方式进行数据采集,采用人工查看功图综合分析结合人工动液面分析的模式开展动态分析工作,这种方式则存在以下几类问题:
第一,油井功图数据没有得到更深入的智能化应用,没有更好的支撑生产动态分析工作;
第二,人工采集动液面,每年的费用大,且不能实时监控;
第三,人工动液面测量周期较长,频率低,不能满足重点井的动态精细分析需求。
现有利用功图折算动液面仅对动液面进行常规折算,在计算中并未考虑特殊工况、动态误差、静态误差等影响因素,缺乏对结算结果的校正。
发明内容
针对上述情况,为克服现有技术的缺陷,本发明提供了一种基于实时示功图和单井管杆泵的基础数据,通过计算机系统,按照理论公式进行动液面的一次计算,然后通过数据甄别、结蜡处理、漂移处理、特殊工况处理等二次校准,再结合温度、压力、产量及标定实测井的液面自动综合跟踪分析做三次矫正,通过两次自动校准,提高动液面结果的准确性,真正做到降低动态监测的工作量和成本,提高油藏动态监测的频率和及时性的功图折算动液面自动校准方法。
本发明采取的技术方案如下:本发明一种功图折算动液面自动校准方法,包括以下步骤:
S1:通过计算机自动获取示功图数据,并对数据进行初步处理,计算机自动剔除掉错误功图;
S2:判断功图是否为断脱图,并提醒工况异常故障;
其中,判断功图是否为断脱图的步骤如下:
1)断脱判定依据为:
Pmax实际<Pmin标准
Pmax实际-Pmin实际≤(Pmax标准-Pmin标准)/2
上式中,Pmax实际、Pmin实际分别为悬点实际最大载荷、最小载荷,Pmax标准、Pmin标准分别为悬点标准最大载荷、最小载荷;
2)断脱因子的计算:
100%*[Wr-(Pmax实际+Pmin实际)/2]/Wr
上式中,判脱因子为百分数形式,越接近100%表示油管断的位置越接近井口,越接近0%表示油管断的位置越接近井底;Wr为上冲程中作用在悬点上的抽油杆柱载荷;
3)断脱位置的计算:
H*(1-断脱因子)
其中,H为抽油杆长;
S3:如果计算机系统判定为断脱图,则根据断脱因子和断脱位置公式自动计算,并通过计算结果提醒工况异常情况;如果计算机系统判定为非断脱图,则进入下一步油管漏失判断;
S4:判断油管是否漏失,如果计算机判定为漏失,则根据漏失因子和漏失量公式自动计算,并通过计算结果提醒工况异常情况;如果计算机系统判定为非漏失,则进入下一步示功图数据处理;
本方案中,判断油管是否漏失的步骤如下:
1)漏失判定依据:
Wr≤Pmax校正且(Pmax校正-Pmin矫正+Δ2)<Wl
其中,Wl为作用在柱塞上的液柱载荷;Pmax校正、Pmin校正分别为校正后的悬点最大载荷、最小载荷;Δ2为摩擦阻力+惯性载荷-泵入口压力;
2)漏失因子计算公式:
漏失因子为百分数,越接近100%表示油管漏失越严重;越接近0%表示油管漏的越少;Wl为作用在柱塞上的液柱载荷;
3)漏失量计算:
Wl*漏失因子
S5:计算机系统自动进行示功图数据处理;
S6:判断示功图是否漂移,如果有漂移,则进行漂移载荷校正,校正完后进入下一步步骤;如果没有漂移,则基于动液面的折算公式,进行动液面折算;
判断示功图是否漂移,包括如下步骤:
1)漂移判定:
上漂移:Pmid实际>Pmid标准+Δ1
下漂移:Pmid实际<Pmid标准+Δ1
上式中,Δ1=泵入口压力;
其中,Δ1是估算量,在实际使用过程中可进行80%-120%的浮动;
2)漂移载荷校正
上漂移:Pmax校正=Pmax实际–(Pmid实际-Pmid标准)
Pmin矫正=Pmin实际–(Pmid实际-Pmid标准)
下漂移:Pmax校正=Pmax实际+(Pmid标准–Pmid实际)
Pmin矫正=Pmin实际+(Pmid标准–Pmid实际)
其中,Pmax校正、Pmin实际为校正后的最大载荷、最小载荷;Pmid实际、Pmid标准、Pmin校正为实际中间载荷、标准中间载荷、校正后的中间载荷;
3)计算机系统按照理论公式计算出动液面Lf;
Pmax=Wr+Wl+Iu+Phu+Fu+Pv-Pi
Pmin=Wr’+Id-Phd-Fd-Pv
式中:Pmax、Pmin为悬点最大载荷、最小载荷;Wr、Wr’为上、下冲程中作用在悬点上的抽油杆柱载荷;Wl为作用在柱塞上的液柱载荷;Iu、Id为上、下冲程中作用在悬点上的惯性载荷;Phu、Phd为上、下冲程中井口回压造成的悬点载荷;Fu、Fd为上、下冲程中抽油杆柱与油管之间的最大摩擦载荷;Pv为振动载荷;
Pi为上冲程中吸入压力作用在活塞上产生的载荷:
Pi=piAP=(pn-△pi)AP
pn=pc+ρLcgLf
式中:pi为吸入压力,单位为Pa;Pi为吸入压力pi作用在活塞上产生的载荷,单位为N;Pn为沉没压力,单位为Pa;Pc为井口套压,单位为Pa;Ap为柱塞截面积,单位为m2;Δpi为液流通过泵的入口设备产生的压力降,单位为Pa;ρLc为液体密度,g为重力加速度,Lf为沉没深度;
摩擦阻力:
其中,Frl为抽油杆柱与液柱之间的摩擦力,单位为N;Lr为抽油杆柱长度,单位为m;μ为井内液体粘度,单位为Pa·s;dt为油管内径,dr为抽油杆直径,N为光杆冲次,π为圆周率,s为光杆冲程,n为曲柄旋转角度;
上式中,m为油管内径与抽油杆直径之比,m=dt/dr,Vmax为抽油杆柱最大下行速度,单位为m/s。
上式中,曲柄角速度dt为油管内径;dr为抽油杆直径;n为曲柄旋转角度;s为光杆冲程,不考虑抽油杆柱的弹性变形时,即为柱塞冲程;
上冲程中悬点最大惯性载荷Iu:
上式中,At为油管的流通断面面积;Ar为抽油杆截面积,单位为m2;Iru为上冲程中抽油杆柱引起的悬点最大惯性载荷,ILu为上冲程液柱引起的悬点最大惯性载荷;AP为柱塞截面积,Ar为抽油杆截面积,Atf为油管的流通断面面积;Wl为作用在柱塞上的液柱载荷;
上冲程作用在悬点上的抽油杆载荷:
Wr=ArρsgLr=qrgLr
其中,g为重力加速度,单位为m/s2;ρs为抽油杆材料(钢)的密度,ρs=7850kg/m3;Lr为抽油杆柱长度,单位为m;qr为每米抽油杆的质量,单位为kg/m。
下冲程作用在悬点上的抽油杆柱载荷:
W'r=Ar(ρs-ρL)gLr=q'rLg
式中,Wr'为下冲程作用在悬点上的抽油杆柱载荷,单位为N;b为考虑抽油杆柱受液体福利的失重系数,b=(ρs-ρL)/ρs;ρL为抽汲液体的密度,单位为kg/m3;
Wl=(AP-Ar)ρLgLr
式中,Wl为作用在柱塞上的液柱载荷,单位为N;
S7:判断是否结蜡,如果有结蜡,则进行结蜡载荷校正,校正完后再进行动液面折算,如果没有结蜡,则基于动液面的折算公式,进行动液面折算。
在本方案中,判断是否结蜡,包括以下步骤:
1)有结蜡:Pmax实际-Pmin实际>Pmax标准-Pmin标准-Δ2
无结蜡:Pmax实际-Pmin实际≤Pmax标准-Pmin标准-Δ2
有结蜡并向上漂移:
Pmax校正=Pmax实际–(Pmin实际-Pmin标准)-蜡阻力
Pmin矫正=Pmin标准
无结蜡但向上漂移:
Pmax校正=Pmax实际–(Pmid实际-Pmid标准)
Pmin矫正=Pmin实际-(Pmid实际-Pmid标准)
无结蜡但向下漂移:
Pmax校正=Pmax实际+(Pmid标准-Pmid实际)
Pmin矫正=Pmin实际+(Pmid标准-Pmid实际)
式中,Δ2=摩擦阻力+惯性载荷-泵入口压力;
2)结蜡载荷校正
结蜡阻力计算:
(Pmax实际-Pmin实际)-(Pmax标准-Pmin标准+Δ2)
Δ2=摩擦阻力+惯性载荷-泵入口压力;Δ2是估算量,在实际使用过程中可进行80%-120%的浮动;
3)计算机系统按照理论公式计算出动液面Lf;
其中,Ph为井口回压,Pc为井口套压,AP为柱塞截面积,ρL为抽汲液体的密度。
本方案一种功图折算动液面自动校准方法,采用上述方案本发明取得的有益效果如下:
1、通过功图折算动液面,降低动态监测的工作量和费用,提高油藏动态监测的频率和及时性。
2、基于实时示功图和抽油机井管杆泵的基础数据,通过数据甄别、结蜡处理、漂移处理、特殊工况处理等一次折算动液面,再结合温度、压力、产量及标定实测井的液面自动综合跟踪分析做二次矫正,确保供液不足井(无效标定)动液面准确的达到90%以上,功图充满较好的井准确率达到75%以上,通过对该类井或同区块邻井进行阶段标定后,充满程度较好井的折算液面符合率同样可达到90%以上准确率,与人工标定液面的偏差控制在50~75m之内。
3、再结合温度、压力、产量及标定实测井的液面自动综合跟踪分析做三次矫正,通过两次自动校准,提高动液面结果的准确性,真正做到降低动态监测的工作量和成本,提高油藏动态监测的频率和及时性。
4、具有实时性:充分应用实时采集的示功图数据实时计算动液面,协助动态分析人员实时掌握动液面变化趋势。
5、具有准确性:充分考虑数据质量、油井工况因素,并有效进行了剔除,提高了计算结果的准确性。
附图说明
图1为本发明一种功图折算动液面自动校准方法的组成示意图;
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例;基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1,如图1所示,本发明一种功图折算动液面自动校准方法,包括以下步骤:
第一步:通过计算机自动获取示功图数据,并对数据进行初步处理,计算机自动剔除掉错误功图;
步骤一中,示功图数据包括:杆径、泵径、抽油杆长度、管径、动力粘度、原油密度、含水率、最大载荷、油压、套压、冲程、冲次、实测动液面;
第二步:判断功图是否为断脱图,并提醒工况异常故障,按照判定依据,判定结果为否则进行下个步骤;
判定是否为断脱的依据包括:
1)判脱判定依据:
Pmax实际<Pmin标准 式(1)
Pmax实际-Pmin实际≤(Pmax标准-Pmin标准)/2 式(2)
式中,Pmax实际、Pmin实际分别为悬点实际最大载荷、最小载荷,Pmax标准、Pmin标准分别为悬点标准最大载荷、最小载荷;
2)判脱因子计算公式:
100%*[Wr-(Pmax实际+Pmin实际)/2]/Wr 式(3)
式(3)中,判脱因子为百分数形式,越接近100%表示油管断的位置越接近井口,越接近0%表示油管断的位置越接近井底;Wr为上冲程中作用在悬点上的抽油杆柱载荷;
3)断脱位置计算:
H*(1-断脱因子) 式(4)
式(4)中,H为抽油杆长。
第三步:判断油管是否漏失,如果计算机判定为漏失,则根据漏失因子和漏失量公式自动计算,并通过计算结果提醒工况异常情况;如果计算机系统判定为非漏失,则进入下一步示功图数据处理;
判定有关是否遗失的依据包括:
1)漏失判定依据:
Wr≤Pmax校正且(Pmax校正-Pmin校正+Δ2)<Wl 式(5)
式(5)中Pmax校正、Pmin校正分别为校正后的悬点最大载荷、最小载荷,Wl为油管内液体重量,Δ2为摩擦阻力+惯性载荷-泵入口压力;
2)漏失因子计算公式:
式(6)中,漏失因子为百分数形式,越接近100%表示油管漏失越严重,越接近0%表示油管漏失越少;
3)漏失量计算:
Wl*漏失因子 式(7)
Wl为作用在柱塞上的液柱载荷。
第四步:计算机系统自动进行示功图数据处理;
第五步:判断示功图是否漂移,如果漂移进行漂移载荷校正,如果没有漂移,则基于动液面的折算公式,进行动液面折算;
判定示功图是否漂移的依据包括:
1)漂移判定:
上漂移:Pmid实际>Pmid标准+Δ1
下漂移:Pmid实际<Pmid标准+Δ1 式(8)
式(8)中,Δ1为泵入口压力;
2)漂移载荷校正:
上漂移:Pmax校正=Pmax实际–(Pmid实际-Pmid标准)
Pmin校正=Pmin实际–(Pmid实际-Pmid标准)
下漂移:Pmax校正=Pmax实际+(Pmid标准–Pmid实际)
Pmin校正=Pmin实际+(Pmid标准–Pmid实际) 式(9)
式(9)中,Pmax校正、Pmin校正为校正后的最大载荷、最小载荷;Pmid实际、Pmid标准为实际中间载荷、标准中间载荷;
3)计算机系统按照理论公式计算出动液面Lf:
Pmax=Wr+Wl+Iu+Phu+Fu+Pv-Pi
Pmin=Wr'+Id-Phd-Fd-Pv 式(10)
式(10)中:Pmax、Pmin为悬点最大载荷、最小载荷;Wr、Wr’为上、下冲程中作用在悬点上的抽油杆柱载荷;Wl为作用在柱塞上的液柱载荷;Iu、Id为上、下冲程中作用在悬点上的惯性载荷;Phu、Phd为上、下冲程中井口回压造成的悬点载荷;Fu、Fd为上、下冲程中抽油杆柱与油管之间的最大摩擦载荷;Pv为振动载荷;
Pi为上冲程中吸入压力作用在活塞上产生的载荷;
Pi=piAP=(pn-△pi)AP 式(11)
pn=pc+ρLcgLf) 式(12)
式(11)和式(12)中:pi为吸入压力;Pi为吸入压力pi作用在活塞上产生的载荷;pn为沉没压力;pc为井口套压;Ap为柱塞截面积;Δpi为液流通过泵的入口设备产生的压力降;ρLc为液体密度,g为重力加速度,Lf为沉没深度;
摩擦阻力:
式(13)中,Frl为抽油杆柱与液柱之间的摩擦力;Lr为抽油杆柱长度;μ为井内液体粘度;dt为油管内径,dr为抽油杆直径,π为圆周率,s为光杆冲程,n为曲柄旋转角度;
式(14)中,μ为井内液体粘度,L为抽油杆柱长度,m为油管内径与抽油杆直径之比,m=dt/dr;
Vmax为抽油杆柱最大下行速度;
式(15)中,s为光杆冲程,不考虑抽油杆柱的弹性变形时,即为柱塞冲程,曲柄角速度n为曲柄旋转角度;
上冲程中悬点最大惯性载荷Iu:
式(16)中,Ar为抽油杆截面积;Iru为上冲程中抽油杆柱引起的悬点最大惯性载荷,ILu为上冲程液柱引起的悬点最大惯性载荷,AP为柱塞截面积,Atf为油管的流通断面面积;Wl为作用在柱塞上的液柱载荷;
Wr为上冲程作用在悬点上的抽油杆载荷:
Wr=ArρsgLr=qrgLr 式(17)
式(17)中,g为重力加速度;Ar为抽油杆截面积;ρs为抽油杆材料钢的密度,ρs=7850kg/m3;Lr为抽油杆柱长度;qr为每米抽油杆的质量;
下冲程作用在悬点上的抽油杆柱载荷:
W'r=Ar(ρs-ρL)gLr=q'rLg
式(18)中,W′r为下冲程作用在悬点上的抽油杆柱载荷;b为考虑抽油杆柱受液体福利的失重系数,b=(ρs-ρL)/ρs;ρL为抽汲液体的密度,单位为kg/m3;qr’下冲程每米抽油杆的质量,kg/m;L为抽油杆柱长度;
Wl=(AP-Ar)ρLgLr 式(19)
式(19)中,Wl为作用在柱塞上的液柱载荷。
第六步:判断是否结蜡,如果结蜡进行结蜡载荷校正,校正完后再进行动液面折算,如果没有结蜡,则基于动液面的折算公式,进行动液面折算;
判断是否结蜡的依据包括:
1)结蜡判定:
有结蜡:Pmax实际-Pmin实际>Pmax标准-Pmin标准-Δ2
无结蜡:Pmax实际-Pmin实际≤Pmax标准-Pmin标准-Δ2 式(20)
有结蜡并向上漂移:
Pmax校正=Pmax实际–(Pmin实际-Pmin标准)-蜡阻力
Pmin校正=Pmin标准 式(21)
无结蜡但向上漂移:
Pmax校正=Pmax实际–(Pmid实际-Pmid标准)
Pmin校正=Pmin实际-(Pmid实际-Pmid标准) 式(22)
无结蜡但向下漂移:
Pmax校正=Pmax实际+(Pmid标准-Pmid实际)
Pmin校正=Pmin实际+(Pmid标准-Pmid实际) 式(23)
式(20)中,Δ2=摩擦阻力+惯性载荷-泵入口压力;
2)结蜡载荷校正:
结蜡阻力计算:
(Pmax实际-Pmin实际)-(Pmax标准-Pmin标准+Δ2) 式(24)
3)计算机系统按照理论公式计算出动液面Lf;
式(25)中,Ph为井口回压,Pc为井口套压,AP为柱塞截面积,ρL为抽汲液体的密度。
通过数据甄别、结蜡处理、漂移处理、特殊工况处理等一次折算动液面,再结合温度、压力、产量及标定实测井的液面自动综合跟踪分析做二次矫正,确保供液不足井动液面准确的达到90%以上,功图充满较好的井准确率达到75%以上,通过对该类井或同区块邻井进行阶段标定后,充满程度较好井的折算液面符合率同样可达到90%以上准确率,与人工标定液面的偏差控制在50~75m之内。再结合温度、压力、产量及标定实测井的液面自动综合跟踪分析做三次矫正,通过两次自动校准,提高动液面结果的准确性,真正做到降低动态监测的工作量和成本,提高油藏动态监测的频率和及时性。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
以上对本发明及其实施方式进行了描述,这种描述没有限制性,附图中所示的也只是本发明的实施方式之一,实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示,在不脱离本发明创造宗旨的情况下,不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例,均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种功图折算动液面自动校准方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:通过计算机自动获取示功图数据,并对数据进行初步处理,计算机自动剔除掉错误功图;
S2:判断功图是否为断脱图,并提醒工况异常故障;
S3:如果计算机系统判定为断脱图,则根据断脱因子和断脱位置公式自动计算,并通过计算结果提醒工况异常情况;如果计算机系统判定为非断脱图,则进入下一步油管漏失判断;
S4:判断油管是否漏失,如果计算机判定为漏失,则根据漏失因子和漏失量公式自动计算,并通过计算结果提醒工况异常情况;如果计算机系统判定为非漏失,则进入下一步示功图数据处理;
S5:计算机系统自动进行示功图数据处理;
S6:判断示功图是否漂移,如果没有漂移,则基于动液面的折算公式,进行动液面折算;如果有漂移,则进行漂移载荷校正,校正完后进入下一步判断是否结蜡;
S7:判断是否结蜡,如果有结蜡,则进行结蜡载荷校正,校正完后再进行动液面折算;如果没有结蜡,则基于动液面的折算公式,进行动液面折算。
2.根据权利要求1所述的一种功图折算动液面自动校准方法,其特征在于:所述步骤S2中,判断功图是否为断脱图的依据为:
1)判脱判定依据:
Pmax实际<Pmin标准 式(1)
Pmax实际-Pmin实际≤(Pmax标准-Pmin标准)/2 式(2)
式中,Pmax实际、Pmin实际分别为悬点实际最大载荷、最小载荷,Pmax标准、Pmin标准分别为悬点标准最大载荷、最小载荷;
2)判脱因子计算公式:
100%*[Wr-(Pmax实际+Pmin实际)/2]/Wr 式(3)
式(3)中,判脱因子为百分数形式,越接近100%表示油管断的位置越接近井口,越接近0%表示油管断的位置越接近井底;Wr为上冲程中作用在悬点上的抽油杆柱载荷;
3)断脱位置计算:
H*(1-断脱因子) 式(4)
式(4)中,H为抽油杆长。
3.根据权利要求2所述的一种功图折算动液面自动校准方法,其特征在于:所述步骤S4中,判断油管是否漏失的依据包括:
1)漏失判定依据:
Wr≤Pmax校正且(Pmax校正-Pmin校正+Δ2)<Wl 式(5)
式(5)中Pmax校正、Pmin校正分别为校正后的悬点最大载荷、最小载荷,Wl为作用在柱塞上的液柱载荷,Δ2为摩擦阻力+惯性载荷-泵入口压力;
2)漏失因子计算公式:
式(6)中,漏失因子为百分数形式,越接近100%表示油管漏失越严重,越接近0%表示油管漏失越少;
3)漏失量计算:
Wl*漏失因子 式(7)
Wl为作用在柱塞上的液柱载荷。
4.根据权利要求3所述的一种功图折算动液面自动校准方法,其特征在于:所述步骤S6中,判断示功图是否漂移的依据包括:
1)漂移判定:
上漂移:Pmid实际>Pmid标准+Δ1
下漂移:Pmid实际<Pmid标准+Δ1 式(8)
式(8)中,Δ1为泵入口压力;
2)漂移载荷校正:
上漂移:Pmax校正=Pmax实际–(Pmid实际-Pmid标准)
Pmin校正=Pmin实际–(Pmid实际-Pmid标准)
下漂移:Pmax校正=Pmax实际+(Pmid标准–Pmid实际)
Pmin校正=Pmin实际+(Pmid标准–Pmid实际) 式(9)
式(9)中,Pmax校正、Pmin校正为校正后的最大载荷、最小载荷;Pmid实际、Pmid标准为实际中间载荷、标准中间载荷;
3)计算机系统按照理论公式计算出动液面Lf:
Pmax=Wr+Wl+Iu+Phu+Fu+Pv-Pi
Pmin=W’r+Id-Phd-Fd-Pv 式(10)
式(10)中:Pmax、Pmin为悬点最大载荷、最小载荷;Wr、W’r为上、下冲程中作用在悬点上的抽油杆柱载荷;Wl为作用在柱塞上的液柱载荷;Iu、Id为上、下冲程中作用在悬点上的惯性载荷;Phu、Phd为上、下冲程中井口回压造成的悬点载荷;Fu、Fd为上、下冲程中抽油杆柱与油管之间的最大摩擦载荷;Pv为振动载荷;
Pi为上冲程中吸入压力作用在活塞上产生的载荷;
Pi=piAP=(pn-△pi)AP 式(11)
pn=pc+ρLcgLf) 式(12)
式(11)和式(12)中:pi为吸入压力;Pi为吸入压力pi作用在活塞上产生的载荷;pn为沉没压力;pc为井口套压;Ap为柱塞截面积;Δpi为液流通过泵的入口设备产生的压力降;ρLc为液体密度,g为重力加速度,Lf为沉没深度;
摩擦阻力:
式(13)中,Frl为抽油杆柱与液柱之间的摩擦力;Lr为抽油杆柱长度;μ为井内液体粘度;dt为油管内径,dr为抽油杆直径,π为圆周率,s为光杆冲程,n为曲柄旋转角度;
式(14)中,μ为井内液体粘度,L为抽油杆柱长度,m为油管内径与抽油杆直径之比,m=dt/dr;
Vmax为抽油杆柱最大下行速度;
式(15)中,s为光杆冲程,不考虑抽油杆柱的弹性变形时,即为柱塞冲程,曲柄角速度n为曲柄旋转角度;
上冲程中悬点最大惯性载荷Iu:
式(16)中,Ar为抽油杆截面积;Iru为上冲程中抽油杆柱引起的悬点最大惯性载荷,ILu为上冲程液柱引起的悬点最大惯性载荷,AP为柱塞截面积,Atf为油管的流通断面面积;Wl为作用在柱塞上的液柱载荷;
Wr为上冲程作用在悬点上的抽油杆载荷:
Wr=ArρsgLr=qrgLr 式(17)
式(17)中,g为重力加速度;Ar为抽油杆截面积;ρs为抽油杆材料钢的密度,ρs=7850kg/m3;Lr为抽油杆柱长度;qr为每米抽油杆的质量;
下冲程作用在悬点上的抽油杆柱载荷:
W’r=Ar(ρs-ρL)gLr=q’rLg
式(18)中,W′r为下冲程作用在悬点上的抽油杆柱载荷;b为考虑抽油杆柱受液体福利的失重系数,b=(ρs-ρL)/ρs;ρL为抽汲液体的密度,单位为kg/m3;qr’下冲程每米抽油杆的质量,kg/m;L为抽油杆柱长度;
Wl=(AP-Ar)ρLgLr 式(19)
式(19)中,Wl为作用在柱塞上的液柱载荷。
5.根据权利要求4所述的一种功图折算动液面自动校准方法,其特征在于:所述步骤S7中,判断是否结蜡的依据包括:
1)结蜡判定:
有结蜡:Pmax实际-Pmin实际>Pmax标准-Pmin标准-Δ2
无结蜡:Pmax实际-Pmin实际≤Pmax标准-Pmin标准-Δ2 式(20)
有结蜡并向上漂移:
Pmax校正=Pmax实际–(Pmin实际-Pmin标准)-蜡阻力
Pmin校正=Pmin标准 式(21)
无结蜡但向上漂移:
Pmax校正=Pmax实际–(Pmid实际-Pmid标准)
Pmin校正=Pmin实际-(Pmid实际-Pmid标准) 式(22)
无结蜡但向下漂移:
Pmax校正=Pmax实际+(Pmid标准-Pmid实际)
Pmin校正=Pmin实际+(Pmid标准-Pmid实际) 式(23)
式(20)中,Δ2=摩擦阻力+惯性载荷-泵入口压力;
2)结蜡载荷校正:
结蜡阻力计算:
(Pmax实际-Pmin实际)-(Pmax标准-Pmin标准+Δ2) 式(24)
3)计算机系统按照理论公式计算出动液面Lf;
式(25)中,Ph为井口回压,Pc为井口套压,AP为柱塞截面积,ρL为抽汲液体的密度。
6.根据权利要求1所述的一种功图折算动液面自动校准方法,其特征在于:所述步骤S1中,所述示功图数据包括:杆径、泵径、抽油杆长度、管径、动力粘度、原油密度、含水率、最大载荷、油压、套压、冲程、冲次、实测动液面。
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