RU2726697C2 - Methods and device for determination of well pumps production volume - Google Patents
Methods and device for determination of well pumps production volume Download PDFInfo
- Publication number
- RU2726697C2 RU2726697C2 RU2018101976A RU2018101976A RU2726697C2 RU 2726697 C2 RU2726697 C2 RU 2726697C2 RU 2018101976 A RU2018101976 A RU 2018101976A RU 2018101976 A RU2018101976 A RU 2018101976A RU 2726697 C2 RU2726697 C2 RU 2726697C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- pump
- stroke
- area
- dynamometer
- during
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 143
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 54
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims abstract description 83
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 75
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 6
- 238000005553 drilling Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 4
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 3
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 3
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 2
- 241000826860 Trapezium Species 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 2
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- LTMHDMANZUZIPE-PUGKRICDSA-N digoxin Chemical compound C1[C@H](O)[C@H](O)[C@@H](C)O[C@H]1O[C@@H]1[C@@H](C)O[C@@H](O[C@@H]2[C@H](O[C@@H](O[C@@H]3C[C@@H]4[C@]([C@@H]5[C@H]([C@]6(CC[C@@H]([C@@]6(C)[C@H](O)C5)C=5COC(=O)C=5)O)CC4)(C)CC3)C[C@@H]2O)C)C[C@@H]1O LTMHDMANZUZIPE-PUGKRICDSA-N 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000034958 pharyngeal pumping Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B43/00—Methods or apparatus for obtaining oil, gas, water, soluble or meltable materials or a slurry of minerals from wells
- E21B43/12—Methods or apparatus for controlling the flow of the obtained fluid to or in wells
- E21B43/121—Lifting well fluids
- E21B43/126—Adaptations of down-hole pump systems powered by drives outside the borehole, e.g. by a rotary or oscillating drive
- E21B43/127—Adaptations of walking-beam pump systems
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B47/00—Survey of boreholes or wells
- E21B47/008—Monitoring of down-hole pump systems, e.g. for the detection of "pumped-off" conditions
- E21B47/009—Monitoring of walking-beam pump systems
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
- F04B51/00—Testing machines, pumps, or pumping installations
-
- G—PHYSICS
- G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
- G16Z—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G16Z99/00—Subject matter not provided for in other main groups of this subclass
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Control Of Positive-Displacement Pumps (AREA)
- Examining Or Testing Airtightness (AREA)
- Reciprocating Pumps (AREA)
- Jet Pumps And Other Pumps (AREA)
- Financial Or Insurance-Related Operations Such As Payment And Settlement (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Details And Applications Of Rotary Liquid Pumps (AREA)
Abstract
Description
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИAREA OF TECHNOLOGY
[001] Настоящее изобретение в целом относится к скважинным насосам и, более конкретно, к способам и устройствам для определения объема добычи скважинных насосов.[001] The present invention relates generally to downhole pumps, and more particularly to methods and apparatus for determining the production volume of downhole pumps.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИLEVEL OF TECHNOLOGY
[002] Скважинные насосы используются для перекачивания текучей среды из пласта путем перемещения поршня относительно ствола скважины. Между поршнем и стволом скважины предусмотрен зазор для того, чтобы буровой шлам не оказывал отрицательного воздействия на производительность скважинного насоса. Однако этот зазор допускает утечку между поршнем и стволом скважины. Кроме того, в некоторых случаях насос может не полностью заполняться при перекачке. В результате этого заполняемость насоса влияет на количество текучей среды, добываемой насосом.[002] Downhole pumps are used to pump fluid from a formation by moving a piston relative to a wellbore. A gap is provided between the piston and the wellbore so that the cuttings do not adversely affect the performance of the downhole pump. However, this clearance allows for leakage between the piston and the wellbore. In addition, in some cases, the pump may not fill completely during pumping. As a result, the fill rate of the pump affects the amount of fluid produced by the pump.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВBRIEF DESCRIPTION OF THE GRAPHIC MATERIALS
[003] На фиг. 1 проиллюстрирована насосная установка, содержащая типовое устройство, используемое для определения производительности скважины в соответствии с идеями настоящего изобретения.[003] FIG. 1 illustrates a pumping unit comprising a typical device used to determine well productivity in accordance with the teachings of the present invention.
[004] На фиг. 2 проиллюстрирована типовая динамограмма поверхности, которая может быть получена в соответствии с идеями настоящего изобретения.[004] FIG. 2 illustrates an exemplary surface dynamogram that can be obtained in accordance with the teachings of the present invention.
[005] На фиг. 3 проиллюстрирована типовая динамограмма насоса, которая может быть получена в соответствии с идеями настоящего изобретения.[005] FIG. 3 illustrates a typical pump dynamometer chart that may be obtained in accordance with the teachings of the present invention.
[006] На фиг. 4 проиллюстрирована типовая динамограмма насоса, полученная с помощью насосной установки, имеющей заякоренную колонну НКТ.[006] FIG. 4 illustrates a typical pump dynamogram obtained using a pumping unit having an anchored tubing string.
[007] На фиг. 5 проиллюстрирована типовая динамограмма насоса, полученная с помощью насосной установки, имеющей незаякоренную колонну НКТ. [007] FIG. 5 illustrates a typical pump dynamogram obtained using a pumping unit having an open tubing string.
[008] На фиг. 6 проиллюстрирована типовая динамограмма насоса, полученная с помощью насосной установки, в которой насос не заполнен во время хода вниз.[008] FIG. 6 illustrates a typical pump dynamometer chart obtained with a pumping unit in which the pump is not primed during downstroke.
[009] На фиг. 7 – блок-схема, представляющая типовой способ определения коэффициента заполняемости насоса, причем способ может быть реализован посредством типового устройства по фиг. 1.[009] FIG. 7 is a block diagram showing an exemplary method for determining a pump fill rate, the method may be implemented by the exemplary apparatus of FIG. 1.
[0010] Фиг. 8 – блок-схема, представляющая типовой способ расчета давления на входе насоса, который может быть реализован посредством типового устройства по фиг. 1.[0010] FIG. 8 is a block diagram representing an exemplary method for calculating pump inlet pressure that may be implemented with the exemplary apparatus of FIG. 1.
[0011] Фиг. 9 – блок-схема, представляющая типовой способ управления насосной установкой на основании давления на входе насоса, который может быть реализован посредством типового устройства по фиг. 1.[0011] FIG. 9 is a block diagram showing an exemplary method for controlling a pumping unit based on pump inlet pressure, which may be implemented by the exemplary apparatus of FIG. 1.
[0012] Фиг. 10А и 10В – блок-схема, представляющая типовой способ определения добычи насосной установки, который может быть реализован посредством типового устройства по фиг. 1.[0012] FIG. 10A and 10B are a block diagram representing an exemplary method for determining production of a pumping unit that may be implemented with the exemplary apparatus of FIG. 1.
[0013] На фиг. 11 проиллюстрирована процессорная платформа для реализации любого из типовых способов по фиг. 7, 8, 9 или 10A и 10B и/или типового устройства по фиг. 1.[0013] FIG. 11 illustrates a processing platform for implementing any of the exemplary methods of FIG. 7, 8, 9, or 10A and 10B and / or the typical device of FIG. 1.
[0014] На вышеупомянутых графических материалах показаны и ниже подробно описаны конкретные варианты реализации изобретения. В описываемых в данном документе вариантах реализации изобретения для идентификации одинаковых или подобных элементов использованы аналогичные или идентичные ссылочные номера. Для ясности и/или краткости чертежи не обязательно выполнены в масштабе, и конкретные признаки и конкретные виды чертежей могут быть показаны увеличенными в масштабе или схематичными. Кроме того, в настоящем описании раскрыты некоторые варианты реализации изобретения. Какие-либо признаки из какого-либо варианта реализации изобретения могут быть включены, заменены или объединены иным способом с другими признаками из других вариантов.[0014] Specific embodiments of the invention are shown and described in detail in the foregoing drawings. In the embodiments described herein, like or identical reference numbers have been used to identify the same or similar elements. For clarity and / or brevity, the drawings are not necessarily drawn to scale, and specific features and specific views of the drawings may be shown enlarged or schematic. In addition, some embodiments of the invention are disclosed herein. Any features from any embodiment of the invention may be included, replaced, or otherwise combined with other features from other embodiments.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[0015] Нефтепромысловый скважинный возвратно-поступательный насос (например, штанговый насос) часто считается насосом прямого вытесняющего действия, поскольку плунжер или поршень с известным диаметром перемещается на известное (или рассчитываемое) расстояние во время каждого хода. Предпочтительно использовать насос в качестве измерительного устройства для приблизительной оценки суточной добычи из скважины, связывая количество ходов насоса в течение суток и геометрию насоса с предполагаемым объемом добычи. Иными словами, поскольку рабочий объем насоса известен (или рассчитывается), желательно использовать количество ходов в течение некоторого периода времени, чтобы оценить объем добываемой жидкости. Однако скважинные нефтяные насосы не работают как истинные насосы прямого вытесняющего действия, поскольку насосы обычно проектируются со значительным зазором между поршнем и цилиндром, по которому поршень совершает возвратно-поступательное движение, что приводит к утечке или скольжению.[0015] An oilfield downhole reciprocating pump (eg, a sucker rod pump) is often considered a positive displacement pump because a plunger or piston with a known diameter moves a known (or calculated) distance during each stroke. It is preferable to use the pump as a measuring device for roughly estimating the daily production from the well, linking the number of pump strokes per day and the pump geometry with the expected production volume. In other words, since the pump displacement is known (or calculated), it is desirable to use the number of strokes over a period of time to estimate the volume of fluid produced. However, borehole oil pumps do not work as true positive displacement pumps because pumps are usually designed with significant clearance between the piston and the cylinder through which the piston reciprocates, resulting in leakage or sliding.
[0016] В соответствии с идеями настоящего изобретения информация, связанная со скважинными возвратно-поступательными насосами, может использоваться для приближенного определения добычи из соответствующей скважины. В целом, добычу можно оценить на основании площади насоса и расстояния хода насоса, что соответствует расчетному рабочему объему для каждого хода. Однако известные оценки добычи не учитывают другие факторы, которые могут повлиять на добываемый объем, такие как, например, заполняемость насоса и/или утечка из насоса. Описанные в данном документе типовые способы и устройство могут использоваться для более точной оценки добычи с учетом по меньшей мере этих двух переменных.[0016] In accordance with the teachings of the present invention, information associated with downhole reciprocating pumps can be used to approximate production from a corresponding well. In general, production can be estimated based on pump area and pump stroke distance, which corresponds to the calculated displacement for each stroke. However, known production estimates do not take into account other factors that can affect the produced volume, such as, for example, pump fill and / or pump leakage. The exemplary methods and apparatus described herein can be used to more accurately estimate production based on at least these two variables.
[0017] Заполняемость насоса относится к количеству текучей среды в цилиндре насоса (например, между поршнем и дном цилиндра). Если цилиндр насоса не полностью заполнен, когда поршень движется вниз во время хода вниз, то объем жидкости, перекачиваемой поршнем при ходе вверх, отличается от рабочего объема насоса. Способы и устройство, раскрытые в данном документе, могут использоваться для определения коэффициента заполняемости насоса (например, степени), который полезен для ряда вариантов управления штанговым насосом. Например, коэффициент заполняемости насоса является очень желательной переменной процесса для регулирования скорости штангового насоса и/или управления включением/выключением штангового насоса. При регулировании скорости штангового насоса, скорость насоса может быть уменьшена, если коэффициент заполняемости насоса ниже целевого значения (например, уставки, порога), и увеличена, если коэффициент заполняемости насоса выше целевого значения. Для управления включением/выключением можно контролировать коэффициент заполняемости насоса, и, когда коэффициент заполняемости насоса падает ниже целевого значения для заданного количества ходов, насос можно остановить, а скважину можно оставить на холостом ходу, чтобы обсадная колонна скважины заполнилась добываемой продукцией из продуктивного пласта. Поэтому, когда перекачка возобновляется (в конце простоя), для заполнения насоса может иметься достаточное количество текучей среды. Эти стратегии могут использоваться для снижения потребления энергии на единицу добываемой жидкости и уменьшения износа компонентов насосной системы, тем самым продлевая срок службы насосной системы.[0017] Pump filling refers to the amount of fluid in the pump cylinder (eg, between the piston and the bottom of the cylinder). If the pump cylinder is not completely filled when the piston moves down during the downstroke, the volume of fluid pumped by the piston on the upstroke is different from the pump displacement. The methods and apparatus disclosed herein can be used to determine a pump fill rate (eg, degree), which is useful for a variety of rod pump control options. For example, the pump fill rate is a highly desirable process variable for controlling the speed of the sucker rod pump and / or controlling the on / off of the sucker rod pump. When adjusting the speed of a sucker rod pump, the pump speed can be decreased if the pump fill rate is below the target value (eg setpoint, threshold), and increased if the pump fill rate is higher than the target value. The pump fill rate can be monitored for on / off control, and when the pump fill rate falls below the target for a given number of strokes, the pump can be stopped and the well can be left idling to fill the well casing with production from the reservoir. Therefore, when pumping is resumed (at the end of the shutdown), sufficient fluid may be available to fill the pump. These strategies can be used to reduce energy consumption per unit of fluid produced and reduce wear on pumping system components, thereby extending the life of the pumping system.
[0018] Кроме того, скважинные насосы спроектированы с зазором или просветом между поршнем и цилиндром или трубой, внутри которой поршень совершает возвратно-поступательные движения. Поэтому при ходе вверх (например, когда существует разность давления на поршне) между насосом и цилиндром происходит утечка. В результате этого объем фактически перекачиваемой текучей среды меньше прогнозируемого или оцененного объема. Описанные в данном документе типовые способы и устройство могут использоваться для определения коэффициента пропорциональности утечки, который может использоваться для более точного прогнозирования объема нефти, добытого в каждом ходе. В некоторых примерах, степень или коэффициент заполняемости насоса также используется для определения коэффициента пропорциональности утечки. Поэтому описанные в данном документе типовые способы и устройство могут использоваться для определения заполняемости и утечки насоса, которые затем могут использоваться для более точной оценки добычи. В частности, добыча из скважины может быть выведена на основании количества ходов насосной установки, геометрии скважинного насоса, типового коэффициента пропорциональности утечки и/или коэффициента заполняемости насоса. Ход относится к полному циклу, включающему ход вверх и ход вниз.[0018] In addition, borehole pumps are designed with a clearance or clearance between the piston and the cylinder or pipe, within which the piston reciprocates. Therefore, on the upstroke (for example, when there is a pressure difference across the piston), a leak occurs between the pump and the cylinder. As a result, the volume of the actual pumped fluid is less than the predicted or estimated volume. The exemplary methods and apparatus described herein can be used to determine the Leak Proportionality Factor, which can be used to more accurately predict the volume of oil produced in each stroke. In some examples, the pump fill rate or factor is also used to determine the proportional factor of the leak. Therefore, the generic methods and apparatus described in this document can be used to determine pump fill and leakage, which can then be used to more accurately estimate production. In particular, production from a well can be derived based on the number of pump strokes, the geometry of the downhole pump, a typical leakage proportional factor and / or pump fill factor. Stroke refers to a complete cycle of upstroke and downstroke.
[0019] Кроме того, в большинстве случаев применения возвратно-поступательного штангового насоса, оператор или владелец могут захотеть эксплуатировать скважину при или вблизи «быстрой откачки», которая является точкой, при которой количество доступной жидкости в стволе скважины более или менее подходит для заполнения насоса. В целом, работа скважины вблизи быстрой откачки дает низкое практическое давление на забое скважины. Кроме того, по мере снижения давления на забое увеличивается приток в ствол скважины. Поэтому работа скважины при или вблизи быстрой откачки обычно приводит к максимальной добыче из скважины. Однако в некоторых случаях оператор может захотеть использовать скважину при заданном давлении в стволе скважины, которое отличается от давления быстрой откачки. Эта стратегия может обеспечить превосходное управление коллектором, поскольку она позволяет более легким углеводородным компонентам оставаться в растворе с жидкой фазой, когда продукты текут к стволу скважины. За счет того, что продукт поддерживается только в жидкой фазе, повышается эффективная проницаемость для жидкостей. В некоторых случаях этот подход приводит к более высокому общему извлечению углеводородов (хотя в некоторых случаях извлечение может занять более длительный период времени). Для работы скважины при (или около) заданного значения давления в скважине (например, уставки, порога) нужен некоторый способ измерения или оценки давления в стволе скважины (на входе насоса). Имеются определенные измерительные приборы для непосредственного измерения этих значений. Однако обычно эти приборы дорогие и сложные для установки. Описанные в данном документе типовые способы и устройство обеспечивают способ определения разности давления на насосе с использованием коэффициента заполняемости насоса, описанного выше. Это позволяет определять давление на входе насоса и использовать его для управления скоростью насоса. Давление на входе насоса может использоваться для регулирования скорости штангового насоса и управления включением/выключением штангового насоса. Иными словами, в зависимости от давления на входе насоса, можно уменьшить или увеличить скорость насоса и/или можно остановить или запустить насос.[0019] In addition, in most reciprocating sucker rod pump applications, the operator or owner may want to operate the well at or near "fast pumping", which is the point at which the amount of available fluid in the wellbore is more or less suitable to prime the pump. ... In general, operating a well near fast pumping results in a low practical bottomhole pressure. In addition, as the downhole pressure decreases, the flow into the wellbore increases. Therefore, well operation at or near rapid pumping usually results in maximum well production. However, in some cases, the operator may want to operate the well at a given wellbore pressure that is different from the fast pumping pressure. This strategy can provide excellent reservoir control as it allows the lighter hydrocarbon components to remain in solution with the liquid phase as products flow to the wellbore. By keeping the product only in the liquid phase, the effective permeability to liquids is increased. In some cases, this approach results in higher overall hydrocarbon recovery (although in some cases recovery may take a longer period of time). To operate a well at (or near) a given pressure in the well (for example, setpoint, threshold), some method is needed to measure or estimate the pressure in the wellbore (at the pump inlet). Certain measuring instruments are available to directly measure these values. However, these instruments are usually expensive and difficult to install. The exemplary methods and apparatus described herein provide a method for determining a differential pressure across a pump using the pump fill factor described above. This allows the pump inlet pressure to be sensed and used to control the pump speed. The pump inlet pressure can be used to control the speed of the sucker rod pump and control the on / off of the sucker rod pump. In other words, depending on the pump inlet pressure, the pump speed can be decreased or increased and / or the pump can be stopped or started.
[0020] На фиг. 1 проиллюстрирована типовая насосная установка 100, которая может использоваться для добычи нефти из нефтяной скважины 102. Насосная установка 100 содержит основание 104, стойку станка-качалки 106 и балансир 108. В проиллюстрированном примере насосная установка 100 содержит двигатель или мотор 110, который приводит в движение ременную передачу 112 для вращения редуктора 114 и, в свою очередь, вращения плеча кривошипа 116 и противовеса 118. Шатун 120 присоединен между плечом кривошипа 116 и балансиром 108, так что при вращении плеча кривошипа 116 движется шатун 120 и балансир 108. Так как балансир 108 поворачивается вокруг точки поворота и/или опоры балансира 122, балансир 108 перемещает балансир штангового насоса 124, чтобы обеспечить возвратно-поступательное движение для скважинного насоса 126 через подвеску 128, полированный шток 130, колонну НКТ 132 и колонну насосных штанг 134.[0020] FIG. 1 illustrates a
[0021] В проиллюстрированном примере, возвратно-поступательное движение балансира штангового насоса 124 перемещает поршень 136 насоса 126 внутри цилиндра 138 (например, ствола скважины, обсадной колонны, корпуса и т. д.) насоса 126 для извлечения жидкости из окружающего пласта 140 (обозначенного F). Во время подъема поршня 136 жидкость втягивается в ствол скважины 138 через неподвижный клапан 142 (например, нижний клапан), расположенный на забое ствола скважины 138. Поршень 136 содержит в себе подвижный клапан 144 (например, верхний клапан), который находится в закрытом положении. Фактически, поршень 126 толкает текучую среду в колонне НКТ 132, расположенной над поршнем 136, на поверхность. При ходе вниз открывается подвижный клапан 144 поршня 126, который позволяет текучей среде в цилиндре 138 протекать через клапан 144 в колонну НКТ 138 над поршнем 126. В это время неподвижный клапан 142 закрыт. Затем поршень 126 перемещается вверх при последующем ходе вверх, чтобы протолкнуть жидкость в колонне НКТ 132 по направлению к поверхности, и так далее.[0021] In the illustrated example, the reciprocating movement of the
[0022] Для гарантии, что буровой шлам не будет негативно влиять на добычу и/или негативно влиять на перемещение поршня 136 относительно ствола скважины 138, предусмотрен зазор и/или просвет между поршнем 136 и стволом скважины 138. Зазор уменьшает объем текучей среды, добываемый насосом 126 во время каждого хода насосной установки 100.[0022] To ensure that the cuttings will not adversely affect production and / or adversely affect the movement of the
[0023] Для точного определения добычи из насоса 126 насосная установка 100 содержит типовое устройство и/или контроллер штангового насоса 146. В этом примере, данные из насосной установки 100 и/или связанные с ней данные принимаются устройством ввода/вывода (I/O) 148 контроллера штангового насоса 146, и хранятся в памяти 150, доступной процессору 152. Как описано более подробно в данном документе, процессор 152 может выполнять расчеты для определения, например, типового коэффициента заполняемости насоса (например, на основании объема текучей среды, содержащейся в насосе 126), давления на входе насоса 126, типового коэффициента пропорциональности утечки (например, в дюйм2/фунт-сила), объема текучей среды, утекающей через насос 126 (например, в дюйм3), и/или общего количества текучей среды, добываемой в течение хода насосной установки 100 и/или заданного периода времени. В некоторых примерах, компоненты 148, 150, 152 устройства 146 располагаются внутри корпуса 147, который может располагаться на площадке насосной установки 100. В других примерах, устройство 146 может располагаться в удаленном месте (например, на базовой станции или в пункте управления).[0023] To accurately determine production from
[0024] Было предложено несколько способов расчета предполагаемой добычи с использованием контроллера буровой площадки, который может подсчитывать ходы насоса и измерять эффективность отдельных ходов. Тем не менее, недостатком этих известных способов является необходимость независимой оценки или измерения величины утечки, которая возникает во время каждого хода. В заявке на патент США № 13/187330, поданной 20 июля 2011 года, которая включена в данный документ в полном объеме посредством ссылки, излагается способ, который применяет принцип, полученный из лабораторных испытаний насосов и, в частности, показывает, что утечка через насос прямо пропорциональна разности давления на насосе (например, разности между давлением внутри цилиндра 138 и давлением над поршнем 136). Разность давления на насосе прямо пропорциональна нагрузке или напряжению на колонне насосных штанг. Традиционный диагностический инструмент, используемый вместе с возвратно-поступательными штанговыми насосами, называется динамограммой, которая представляет собой график зависимости нагрузки (например, силы) от положения (например, линейного перемещения) для одинарного хода насосной установки. Обычно используются два типа динамограмм. Первый тип динамограммы представляет собой динамограмму поверхности, которая получена по результатам измерений, выполненных на поверхности, и отображает зависимость нагрузки на полированный шток от положения полированного штока. Второй тип динамограммы называется динамограммой насоса и вычисляется с использованием данных, собранных для динамограммы поверхности, и процесса математического вычисления, который моделирует гибкость колонны насосных штанг.[0024] Several methods have been proposed to calculate estimated production using a wellsite controller that can count pump strokes and measure the efficiency of individual strokes. However, the disadvantage of these prior art methods is the need to independently evaluate or measure the amount of leakage that occurs during each stroke. US Patent Application No. 13/187330, filed July 20, 2011, which is incorporated herein in its entirety by reference, sets out a method that applies a principle derived from laboratory pump tests and, in particular, shows that pump leakage is directly proportional to the pressure difference across the pump (eg, the difference between the pressure inside the
[0025] На фиг. 2 проиллюстрирована типовая динамограмма поверхности 200, которая может быть создана в соответствии с идеями настоящего изобретения, используя данные, связанные с зависимостью вертикального смещения полированного штока 130 от времени, и данные, связанные с зависимостью напряжения на полированном штоке 130 от времени. В некоторых примерах, динамограмма поверхности 200 представляет случай, в котором скважинный насос 126 работает нормально с соответствующей жидкостью для перекачивания. Как проиллюстрировано на фиг. 2, ось X 202 соответствует положению полированного штока 130, а ось Y 204 соответствует нагрузке на полированный шток 130.[0025] FIG. 2 illustrates an exemplary dynamometer chart of
[0026] В примере, проиллюстрированном на фиг. 2, ссылочный номер 206 (в точке 1) соответствует моменту, когда полированный шток 130 начинает свое движение вверх (например, ход вверх), чтобы начать поднимать столб текучей среды. Между ссылочными номерами 206 и 208 (в точке 2) показано увеличение напряжения на полированном штоке 130, когда полированный шток 130 растягивается, а столб текучей среды поднимается. Ссылочный номер 208 соответствует моменту, когда насосная установка 100 несет вес колонны насосных штанг 134 и вес ускоряющегося столба текучей среды. Между ссылочными номерами 208 и 210 (в точке 3), когда ход вверх продолжается, силовые волны прибывают на поверхность, что вызывает колебания нагрузки на полированный шток 130. Ссылочный номер 210 соответствует моменту, когда полированный шток 130 достигает своего максимального смещения вверх. Между ссылочными номерами 210 и 212 (в точке 4), нагрузка текучей среды передается от колонны насосных штанг 134 на колонну НКТ 132, что приводит к уменьшению напряжения в полированном штоке 130. Ссылочный номер 212 соответствует моменту, когда нагрузка преимущественно и/или полностью переносится на колонну НКТ 132. Между ссылочными номерами 212 и 206, когда ход вниз продолжается, силовые волны отражаются к поверхности, что вызывает нерегулярную нагрузку на полированный шток 130 до тех пор, пока полированный шток 130 не достигает нижней точки, и начинает другой ход.[0026] In the example illustrated in FIG. 2, reference numeral 206 (at point 1) corresponds to the moment when the
[0027] На фиг. 3 проиллюстрирована типовая динамограмма насоса 300, которая может быть создана в соответствии с идеями настоящего изобретения, используя данные, связанные с положением полированного штока 130 и нагрузкой на полированный шток 130. В некоторых примерах, динамограмма насоса 300 создается с использованием данных, измеренных на поверхности. Как проиллюстрировано на фиг. 3, ось X 302 соответствует положению скважинного насоса (например, положению поршня 136), а ось Y 304 соответствует нагрузке на скважинный насос. Точки 1, 2, 3 и 4 из фиг. 2 проиллюстрированы и на фиг. 3. Используя динамограмму насоса 300, разность давления на насосе 126 пропорциональна высоте (например, длине по вертикали) динамограммы насоса 300. Следовательно, утечка через насос 126 прямо пропорциональна высоте динамограммы насоса 300. Используя метод трапеций (или другой аналогичный метод), измеренные данные из хода насосной установки могут быть интегрированы для определения площади динамограммы насоса 300. Общая площадь динамограммы насоса представляет собой количество выполненной работы (например, силы, действующей при перемещении на некоторое расстояние). Таким образом, площадь динамограммы насоса 300 представляет собой работу, выполняемую насосом 126.[0027] FIG. 3 illustrates a
[0028] В идеальных условиях (например, когда насос 126 заполнен и нет движения колонны НКТ и/или утечки), если давление на выходе (например, давление текучей среды над поршнем 136) и давление на входе насоса 126 (например, давление текучей среды ниже поршня 136) известны или оценены, площадь динамограммы 300 может использоваться для определения идеального объема добываемой текучей среды Vstroke с использованием приведенного ниже уравнения 1.[0028] Under ideal conditions (eg, when
Уравнение 1
[0029] В Уравнении 1, Vstroke представляет собой идеальный (например, без утечки) объем текучей среды, добываемый во время хода (например, в дюйм3) [1дюйм=2,54 см] APC представляет собой площадь динамограммы насоса (например, в фунт-сила*дюйм) [1фунт-сила=4,45 Н] для хода, а ΔP представляет собой разность давления на поршне 136 (например, разность между давлением на входе насоса и давлением на выходе насоса) (например, в фунт-сила/дюйм2). Однако соотношение, указанное в уравнении 1, может использоваться только для полной динамограммы насоса в скважине, которая имеет заякоренную колонну НКТ. В частности, в некоторых случаях колонна НКТ 132 заякорена или закреплена для предотвращения перемещения и/или растяжения колонны НКТ 132 во время работы. Если колонна НКТ 132 не заякорена, колонна НКТ 132 может перемещаться и/или растягиваться во время работы. Это может влиять на площадь динамограммы насоса 300.[0029] In
[0030] Например, на фиг. 4 показана типовая идеальная «полная» динамограмма насоса 400 для скважины (например, скважины 102) с заякоренной колонной НКТ. Ось X 402 соответствует положению скважинного насоса, а ось Y 404 соответствует нагрузке на скважинный насос. Как проиллюстрировано на фиг. 4, форма динамограммы 400 является по существу прямоугольной. Даже с неравномерностями, которые могут существовать, идеальная площадь APCI динамограммы насоса может быть определена (например, аппроксимирована) с использованием приведенного ниже уравнения 2.[0030] For example, in FIG. 4 illustrates a typical ideal “full”
Уравнение 2
[0031] В уравнении 2, APCI представляет собой идеальную площадь динамограммы насоса (например, в дюйм*фунт-сила), Smax представляет собой максимальное положение насоса (например, в дюймах), Smin представляет собой минимальное положение насоса (например, в дюймах), Fmax представляет собой максимальную нагрузку насоса (например, в фунт-сила) и Fmin представляет собой минимальную нагрузку насоса (например, в фунт-сила), которые обозначены на фиг. 4.[0031] In
[0032] В некоторых случаях, как было описано выше, колонна НКТ не заякорена или не закреплена. В результате этого колонна НКТ может растягиваться во время работы, влияя, тем самым, на площадь динамограммы насоса. Фиг. 5 иллюстрирует типовую идеальную «полную» динамограмму насоса 500 для скважины (например, скважины 102) с незаякоренной колонной НКТ. Ось X 502 соответствует положению скважинного насоса, а ось Y 504 соответствует нагрузке на скважинный насос. Как проиллюстрировано на фиг. 5, динамограмма насоса 500 имеет форму параллелограмма. В частности, стороны динамограммы насоса 500 имеют не такой крутой наклон, как, например, стороны динамограммы насоса 400. Наклоны боковых сторон динамограммы насоса 500 отражают растяжение и возвращение в исходное состояние колонны НКТ по мере того, как нагрузка текучей среды передается от колонны насосных штанг 134 (например, при ходе вверх) на колонну НКТ 132 (например, при ходе вниз). Наклоны сторон динамограммы насоса dF/ds можно определить с использованием приведенного ниже уравнения 3.[0032] In some cases, as described above, the tubing is not anchored or secured. As a result, the tubing string can stretch during operation, thereby affecting the area of the pump dynamometer chart. FIG. 5 illustrates a typical ideal "full"
Уравнение 3
[0033] В уравнении 3, dF/ds представляет собой наклон сторон динамограммы насоса (например, в фунт-сила/дюйм), E представляет собой модуль упругости материала колонны НКТ (например, в фунт-сила/дюйм2), Atubing представляет собой площадь поперечного сечения колонны НКТ (например, в дюйм2), а L представляет собой длину незаякоренной колонны НКТ (например, в фут). Как проиллюстрировано на фиг. 5, динамограмма насоса 500 не является прямоугольником, как динамограмма насоса 400 на фиг. 4. Таким образом, уравнение 2 не может применяться для точного определения площади динамограммы насоса 500. Идеальная площадь APCI динамограммы насоса, связанная с незаякоренной колонной НКТ, может определяться с использованием приведенного ниже уравнения 4.[0033] In
Уравнение 4 Equation 4
[0034] В уравнении 4, ATM представляет собой сумму двух треугольных площадей на сторонах параллелограмма (например, в фунт-сила*дюйм), которые могут определяться с использованием приведенного ниже уравнения 5.[0034] In Equation 4, ATM is the sum of two triangular areas on the sides of a parallelogram (eg, in lbf * in), which can be determined using Equation 5 below.
Уравнение 5 Equation 5
[0035] Значение ATM, определенное с помощью уравнения 5, можно использовать в уравнении 4 для определения идеальной площади APCI динамограммы насоса.[0035] Value A TM, defined by equation 5, can be used in Equation 4 to determine the ideal area A PCI dynamogram pump.
[0036] Другой проблемой, которая существует и которая может повлиять на объем добычи, является заполняемость насоса. Фиг. 6 иллюстрирует типовую динамограмму насоса 600 для скважины (например, скважины 102) с заякоренной колонной НКТ, которая заполнена на 50%. Ось X 602 соответствует положению скважинного насоса, а ось Y 604 соответствует нагрузке на скважинный насос. Когда насос 126 не заполнен, динамограмма насоса 600 возвращается во время пустого участка хода вниз, пока текучая среда не встретится с поршнем 136. Иными словами, в идеальном случае, во время хода вниз насос 126 должен быть полностью заполнен текучей средой. Таким образом, давление текучей среды выше и ниже поршня 136 одинаковое и поэтому нагрузка на насос 126 во время хода вниз обычно равна нулю. Однако если насос 126 не полностью заполнен текучей средой, поршень 136 несет колонну текучей среды над насосом 126, когда поршень 126 перемещается вниз во время хода вниз. Как только поршень 136 упирается в текучую среду в насосе 126, давление выше и ниже поршня 136 стабилизируется и, таким образом, нагрузка на насос 126 становится равной нулю. Сравнивая с фиг. 4, динамограмма насоса 400 на фиг. 4 имеет большую площадь, чем динамограмма насоса 600 на фиг. 6. Идеальная площадь APCI динамограммы насоса 600 может определяться с использованием приведенного ниже уравнения 6.[0036] Another problem that exists that can affect production is pump fill. FIG. 6 illustrates a
Уравнение 6 Equation 6
[0037] В уравнении 6, ATM представляет собой сумму треугольных площадей (например, рассчитанную с использованием уравнения 5), а η представляет собой коэффициент заполняемости насоса (например, степень). Таким образом, уравнение 6 объединяет характер заполняемости насоса с характером движения колонны НКТ, чтобы точно определить площадь динамограммы насоса. Для заякоренных скважин длина незаякоренной колонны НКТ L в уравнении 5 равна нулю, что дает нулевое значение ATM в уравнении 6. Уравнение 6 может быть перегруппировано для определения коэффициента заполняемости насоса η, как показано в приведенном ниже уравнении 7.[0037] In Equation 6, AT TM is the sum of the triangular areas (eg, calculated using Equation 5) and η is the pump fill factor (eg, degree). Thus, Equation 6 combines the pumping behavior with the tubing string movement to accurately determine the pump dynamometer chart area. For anchored wells, the open tubing length L in Equation 5 is zero, giving zero ATM in Equation 6. Equation 6 can be rearranged to determine the pump fill factor η as shown in Equation 7 below.
Уравнение 7 Equation 7
[0038] В уравнении 7, APC представляет собой фактическую площадь интегрированной динамограммы (например, в фунт-сила*дюйм), которая может определяться, например, с использованием метода трапеций. Уравнение 7 обеспечивает средство для определения (например, оценки) коэффициента заполняемости насоса η с использованием известных параметров (например, атрибутов) колонны НКТ и динамограммы насоса. Таким образом, типовой способ или процесс определения коэффициента заполняемости насоса η может включать вычисление динамограммы поверхности (например, динамограммы поверхности 200), вычисление (например, расчет) динамограммы насоса (например, динамограммы насоса 600, которая может быть основана на динамограмме поверхности), анализ динамограммы насоса для определения максимального и минимального положения, и максимальных и минимальных нагрузок (Smax, Smin, Fmax, Fmin), интегрирование динамограммы насоса для определения истинной или фактической площади APC, вычисление треугольных площадей ATM с использованием уравнения 5 (если колонна НКТ не заякорена) (L, E и A известны из конфигурации колонны НКТ), и расчет коэффициента заполняемости насоса η с использованием уравнения 7. Такой способ может выполняться, например, процессором 152 контроллера штангового насоса 146. Коэффициент заполняемости насоса η может определяться для каждого хода насосной установки 100. В некоторых примерах, коэффициент заполняемости насоса η может контролироваться и может использоваться для управления скоростью и/или операциями включения/выключения двигателя 110. Например, если коэффициент заполняемости насоса η падает ниже порогового или целевого значения, скорость двигателя 110 может быть уменьшена. Благодаря этому имеется относительно больше времени для заполнения насоса 126 между ходами.[0038] In Equation 7, A PC is the actual area of the integrated dynamometer chart (eg, in lbf * in), which can be determined, for example, using the trapezoid method. Equation 7 provides a means for determining (eg, estimating) the pump fill factor, η, using known parameters (eg, attributes) of the tubing string and the pump dynamogram. Thus, a typical method or process for determining a pump fill rate η may include calculating a surface dynamogram (e.g., a surface dynamogram 200), calculating (e.g., calculating) a pump dynamogram (e.g., a
[0039] Как описано в данном документе, утечка из насоса происходит, когда имеется разность давления на насосе 126. Поэтому, когда динамограмма насоса демонстрирует положительную нагрузку на насос 126, присутствует разность давления на насосе 126. Кроме того, скорость утечки пропорциональна разности давления на насосе 126. Поскольку разность давления на насосе пропорциональна нагрузке на динамограмме насоса, скорость утечки пропорциональна нагрузке на динамограмме насоса. Утечка из насоса происходит при ходе вверх, так как на насосе существует разность давления (например, как указано посредством нагрузки на насос 126 во время хода вверх). Кроме того, утечка из насоса 126 может происходить при ходе вниз, когда заполняемость меньше 100%, так как разность давления на насосе 126 существует, когда насос 126 заполнен менее чем на 100%. Принимая во внимание тот факт, что дискретные значения, используемые для расчета динамограмм насоса, распределены одинаково во времени, объем утечки текучей среды LKG можно определить (например, аппроксимировать) с использованием приведенного ниже уравнения 8.[0039] As described herein, a pump leak occurs when there is a pressure difference across
) Уравнение 8 ) Equation 8
[0040] В уравнении 8, LKG представляет собой объем жидкости, утекающей через насос (например, в дюйм3), и CLKG представляет собой коэффициент пропорциональности утечки (например, в дюйм2/фунт-сила). Член (2,0-η) в уравнении 8 учитывает утечки при ходе вниз. Если насос 126 заполнен (например, объем ствола скважины 138 меньше объема под поршнем 136), то коэффициент заполняемости насоса составляет 1,0, а член (2,0-η) становится равным 1,0. Однако, если насос 126 заполнен не полностью, например, заполнен на 50%, коэффициент заполняемости насоса равняется 0,5, а член (2,0-η) становится равным 1,5, что говорит об утечке, возникающей во время половины хода вниз. Как только объем утекающей текучей среды LKG известен, чистая добыча для хода насоса IPstroke может быть определена с использованием приведенного ниже уравнения 9.[0040] In Equation 8, LKG is the volume of fluid leaking through the pump (eg, in 3 inches) and C LKG is the proportionality factor of the leak (eg, in 2 / lbf). The term (2,0-η) in Equation 8 accounts for downstroke leakage. If the
Уравнение 9 Equation 9
[0041] Уравнения 1 и 8 могут объединяться в уравнение 9 для получения приведенного ниже уравнения 10 для определения чистой добычи хода насоса IPstroke. [0041] Equations 1 and 8 may be combined into Equation 9 to obtain
Уравнение 10
[0042] В целом, член разности давления ΔР в уравнении 10 может быть трудным для оценки из известных или измеренных рабочих параметров. Как описано в данном документе, в типовых способах и устройстве предполагается, что разность давления на насосе ΔP пропорциональна нагрузке насоса. Соотношение для определения значения мгновенного давления ΔPi может быть определено с использованием приведенного ниже уравнения 11.[0042] In general, the ΔP term in
Уравнение 11 Equation 11
[0043] В уравнении 11, ΔPi представляет собой мгновенное давление на насосе (например, в фунт-сила/дюйм2), Fi представляет собой мгновенную силу насоса (например, в фунт-сила), а Apump представляет собой площадь поперечного сечения насоса (например, в дюйм2). Чтобы получить среднюю или усредненную силу Favg на насосе 126 для завершенного или полного хода (например, хода вверх и хода вниз), среднюю силу Favg можно определить, используя приведенное ниже уравнение 12.[0043] In Equation 11, ΔP i is the instantaneous pressure at the pump (e.g., in lbf / in2), F i is the instant power of the pump (for example, in pound-force), and A pump is a cross- section of the pump (for example, in inch 2 ). To obtain the average or average force F avg on
Уравнение 12 Equation 12
[0044] Подставляя уравнение 12 в уравнение 11, получаем приведенное ниже уравнение 13.[0044] Substituting Equation 12 into Equation 11 yields Equation 13 below.
Уравнение 13 Equation 13
[0045] В уравнении 13, ΔPavg представляет собой среднее давление на насосе во время возникновения утечки (например, в фунт-сила/дюйм2). Подставляя уравнение 13 в уравнение 10, получаем приведенное ниже уравнение 14, которое обеспечивает точный способ выведения (например, оценки) чистой добычи IPstroke из одинарного хода насосной установки. [0045] In Equation 13, ΔP avg is the average pressure across the pump at the time of the leak (eg, in lbf / in 2 ). Substituting Equation 13 into
Уравнение 14 Equation 14
[0046] Из уравнения 14, добыча Pobserved для серии ходов насосной установки может оцениваться с использованием приведенного ниже уравнения 15. [0046] From Equation 14, production P observed for a series of strokes of a pumping unit can be estimated using Equation 15 below.
Уравнение 15 Equation 15
[0047] В уравнении 15, Pobserved представляет собой общую наблюдаемую добычу во время серии ходов (например, в дюйм3), а ∑ представляет собой суммирование членов для всех ходов за период наблюдения (например, для двух ходов, восьми ходов и т. д.). Уравнение 15 может быть перегруппировано для определения коэффициента пропорциональности утечки CLKG, что дает приведенное ниже уравнение 16. [0047] In Equation 15, P observed is the total observed production during a series of moves (for example, in inch 3 ), and ∑ is the sum of the terms for all moves over the observation period (for example, for two moves, eight moves, etc.) etc.). Equation 15 can be rearranged to determine the Leak Proportionality Factor C LKG , which gives Equation 16 below.
Уравнение 16 Equation 16
[0048] В некоторых примерах может выполняться процесс калибровки для получения коэффициента пропорциональности утечки CLKG. Например, добывающая скважина может соединяться со специализированным двухфазовым или трехфазовым сепаратором, который может измерять добычу жидкости из скважины в течение определенного периода времени (например, 6 часов, 1 дня и т. д.) и/или для определенного количества ходов. Например, на фиг. 1 проиллюстрирован сепаратор 154, который может отделять нефть от воды и газа и определять объем добытой нефти. Процессор 152 может измерять требуемые параметры, рассчитывать динамограммы насоса (например, для каждого хода) и выполнять расчеты, описанные в данном документе, чтобы определять значение члена (например, первого члена суммирования) и значение члена (например, второго члена суммирования) на основании ходов насосной установки в течение периода калибровки. В конце периода калибровки наблюдаемая общая добыча жидкости (нефти и воды) Pobserved и члены суммирования и могут использоваться в уравнении 16 для определения значения коэффициента пропорциональности утечки CLKG. Значение коэффициента пропорциональности утечки CLKG может затем использоваться для вывода или определения добычи для одинарного хода (например, с использованием уравнения 14) или для множества ходов в течение определенного периода времени (например, с использованием уравнения 15). Иными словами, имея коэффициент пропорциональности утечки CLKG (который можно получить с использованием вышеприведенного типового способа или другого средства), предполагаемая добыча отдельного хода может быть определена с использованием уравнения 14 и значений, полученных из динамограммы скважины. Предполагаемая добыча для отдельных ходов может накапливаться в течение определенного периода времени (например, часа, дня, месяца и т. д.), который может определяться с использованием уравнения 15. [0048] In some examples, a calibration process may be performed to obtain a leakage proportional factor C LKG . For example, a production well may be connected to a dedicated two-phase or three-phase separator that can measure the production of fluid from the well over a specified period of time (eg, 6 hours, 1 day, etc.) and / or for a specified number of strokes. For example, in FIG. 1, a
[0049] Приведенное выше уравнение 13 обеспечивает средство для определения или оценки разности давления ΔP на насосе 126 с использованием известных атрибутов насоса 126 и динамограммы насоса. С использованием приведенного ниже уравнения 17 можно определить давление на входе насоса (Pump intake pressure, PIP).[0049] Equation 13 above provides a means for determining or estimating the differential pressure ΔP across
Уравнение 17 Equation 17
[0050] В уравнении 17, PIP представляет собой давление на входе насоса (например, в фунт-сила/дюйм2), PDP представляет собой давление на выходе насоса (например, в фунт-сила/дюйм2), а ΔPpump представляет собой разность давления на насосе (которую можно определить с использованием уравнения 13). Для определения (например, оценки) давления на выходе насоса PDP может использоваться ряд способов. Текучая среда, содержащаяся в эксплуатационной колонне, может рассматриваться как текучий или как статический вертикальный столб жидкости. В некоторых примерах, поскольку поток текучей среды является циклическим (например, системы возвратно-поступательного штангового насоса перекачивают только во время хода вверх), а скорости потока относительно низкие, потери давления на трение в вертикальном столбе часто не учитываются. Тем не менее, следует учитывать изменения плотности в столбе текучей среды. Например, типовой способ может включать запуск на поверхности при давлении на выходе на поверхности (например, измеренным посредством датчика) и пошаговое вычисление давления вниз по колонне НКТ 132 (фиг. 1). Типовой способ или процесс может включать (например, предполагая постоянную плотность в пределах отрезка или дискретного приращения) (1) получение оценок дебита нефти, воды и газа для скважины; (2) получение или аппроксимацию соотношений для давления (P), объема (V) и температуры (T) (PVT) жидких компонентов в разумных пределах давления и температуры; (3) измерение или оценку давления на выходе и температуры на поверхности; (4) использование PVT-характеристик, вместе с оценками давления и температуры, для расчета плотности предполагаемой смеси нефти, воды и газа при давлении и температуре на выходе; (5) предположение постоянной плотности по дискретному приращению глубины или давления; (6) расчет или оценку глубины, давления и температуры внизу дискретного приращения; (7) определение того, была ли достигнута глубина насоса, используя текущее расчетное давление в качестве давления на выходе насоса; и (8), если глубина насоса не была достигнута, возврат к этапу 4. В этом примере, соотношения PVT можно оценить, используя гравиметрические измерения для нефти и газа, эмпирические корреляции, и/или оценки давления и температуры, которые могут храниться, например, в памяти 150. Дополнительно или в качестве альтернативы может использоваться уравнение сложной модели состояния. В некоторых примерах, процессор (например, процессор 152) может оценивать давление на выходе насоса, оценивать разность давления на насосе в конце каждого хода (например, используя уравнение 13) и применять уравнение 17 для получения расчетного давления на входе насоса.[0050] In Equation 17, PIP is the pump inlet pressure (eg, in lbf / in 2 ), PDP is the pump outlet pressure (eg, in lbf / in 2 ), and ΔP pump is the differential pressure across the pump (which can be determined using Equation 13). A number of methods can be used to determine (eg estimate) the outlet pressure of a PDP pump. The fluid contained in the production string can be viewed as fluid or as a static vertical column of fluid. In some examples, because the fluid flow is cyclical (for example, reciprocating rod pump systems only pump during the upstroke) and flow rates are relatively low, frictional pressure losses in the vertical column are often neglected. However, changes in density in the fluid column should be considered. For example, a typical method may include triggering at surface at surface outlet pressure (eg, as measured by a transducer) and stepwise calculating the pressure down the tubing string 132 (FIG. 1). An exemplary method or process may include (eg, assuming a constant density over a segment or discrete increment) (1) obtaining estimates of oil, water and gas production rates for a well; (2) obtaining or approximating the relationships for pressure (P), volume (V) and temperature (T) (PVT) of liquid components within reasonable pressure and temperature ranges; (3) measuring or evaluating outlet pressure and surface temperature; (4) using PVT characteristics, together with pressure and temperature estimates, to calculate the density of an assumed mixture of oil, water and gas at outlet pressure and temperature; (5) an assumption of constant density from discrete increments of depth or pressure; (6) calculating or estimating depth, pressure and temperature at the bottom of the discrete increment; (7) determining if the pump depth has been reached using the current design pressure as the pump outlet pressure; and (8) if pump depth has not been reached, return to step 4. In this example, PVT ratios can be estimated using oil and gas gravimetric measurements, empirical correlations, and / or pressure and temperature estimates that can be stored, for example , in
[0051] В некоторых примерах, в таком типовом способе, результаты измерения давления на входе насоса могут иметь относительно большой вклад шумов (например, оценки давления на входе насоса для различных ходов могут варьироваться). В таком примере может использоваться пропорционально-интегрально-дифференциальный (ПИД) контроллер с затухающей функцией или низким коэффициентом усиления, в результате чего процессор может выполнять либо включение/выключение, либо регулирование скорости насосной системы. Например, в режиме управления включением/выключением контроллер штангового насоса 146 может останавливать насос 126 (например, останавливать двигатель 110) и переводить насосную установку 100 во временный простой, когда расчетное давление на входе насоса становится ниже порога давления на входе насоса для определенного количества ходов. В режиме регулирования скорости, например, контроллер штангового насоса 146 может уменьшать скорость насоса, если расчетное давление на входе насоса ниже порогового значения, и увеличивать скорость насоса, если расчетное давление на входе насоса превышает пороговое значение.[0051] In some examples, in such a typical method, the pump inlet pressure measurements may have a relatively large noise contribution (eg, pump inlet pressure estimates for different strokes may vary). In such an example, a proportional-integral-derivative (PID) controller with a damped function or low gain can be used, whereby the processor can perform either on / off or speed control of the pumping system. For example, in on / off control mode,
[0052] Хотя на фиг. 1 проиллюстрирован пример реализации устройства 146, один или большее количество элементов, способов и/или устройств, проиллюстрированных на фиг. 1, могут быть объединены, разделены, перегруппированы, опущены, исключены и/или реализованы любым другим способом. Кроме того, типовое устройство ввода-вывода 148, типовая память 150, типовой процессор 152, и/или, в более общем смысле, типовое устройство 146 по фиг. 1 могут быть реализованы посредством аппаратного обеспечения, программного обеспечения, встроенного программного обеспечения, и/или любой комбинации аппаратного обеспечения, программного обеспечения, и/или встроенного программного обеспечения. Таким образом, например, любое из типового устройства ввода-вывода 148, типовой памяти 150, типового процессора 152, и/или, в более общем смысле, типового устройства 146 по фиг. 1 может быть реализовано посредством одной или большего количества аналоговых или цифровых схем, логических схем, программируемых процессоров, специализированных интегральных схем (СИС), программируемых логических устройств (ПЛУ) и/или программируемых пользователем логических устройств (ППЛУ). Когда любое из устройств или систем, заявленных в настоящем патенте, интерпретируется для охвата исключительно реализации в виде программного обеспечения и/или встроенного программного обеспечения, по меньшей мере одно из следующего: типовое устройство ввода/вывода 148, типовая память 150 и/или типовой процессор 152 четко определено/определены, чтобы содержать материальный машиночитаемый носитель данных или диск хранения, такой как: память, универсальный цифровой диск (DVD), компакт-диск (CD), диск Blu-ray и т. д., хранящий программное обеспечение и/или встроенное программное обеспечение. Кроме того, типовое устройство по фиг. 1 может содержать один или большее количество элементов, способов и/или устройств в дополнение к или вместо тех, которые проиллюстрированы на фиг. 1, и/или может содержать больше одного из любого или всех проиллюстрированных элементов, способов и устройств.[0052] While FIG. 1 illustrates an exemplary embodiment of a
[0053] Блок-схемы, представляющие собой типовые способы реализации устройства 146 по фиг. 1, показаны на фиг. 7, 8, 9,10A и 10B. Способы по фиг. 7, 8, 9, 10A и 10B могут быть реализованы посредством машиночитаемых команд, которые содержат программу для выполнения процессором, таким как процессор 1112, показанный на типовой процессорной платформе 1100, обсуждаемой ниже со ссылкой на фиг. 11. Программа может быть реализована в виде программного обеспечения, хранящегося на материальном машиночитаемом носителе данных, таком как: CD-ROM, гибкий диск, жесткий диск, универсальный цифровой диск (DVD), диск Blu-ray или память, связанная с процессором 1112, но вся программа и/или ее части могут альтернативно выполняться устройством, отличным от процессора 1112, и/или реализованы в виде встроенного программного обеспечения или специализированного аппаратного обеспечения. Кроме того, хотя типовые способы описаны со ссылками на блок-схемы, проиллюстрированные на фиг. 7, 8, 9, 10A и 10B, в альтернативных вариантах могут использоваться многие другие способы реализации типового устройства 146. Например, порядок выполнения этапов может быть изменен и/или некоторые из описанных этапов могут быть изменены, исключены или объединены.[0053] Block diagrams representing exemplary embodiments of the
[0054] Как упоминалось выше, типовые способы по фиг. 7, 8, 9, 10A и 10B могут быть реализованы с использованием кодированных команд (например, читаемых компьютером и/или машиночитаемых команд), хранящихся на материальном машиночитаемом носителе данных, таком как: жесткий диск, флэш-память, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), компакт-диск (CD), универсальный цифровой диск (DVD), кэш, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и/или любое другое запоминающее устройство или диск хранения, на котором информация хранится в течение любого периода времени (например, в течение больших периодов времени, постоянно, в течение небольших периодов времени, в течение временной буферизации и/или в течение кэширования данных). Как используется в данном документе, термин материальный машиночитаемый носитель данных явно определен, чтобы включать любой тип машиночитаемого запоминающего устройства и/или диска хранения, и исключать распространяющиеся сигналы, и исключать среду передачи. Термины «материальный читаемый компьютером носитель данных» и «материальный машиночитаемый носитель данных» используются в данном документе взаимозаменяемо. Дополнительно или в качестве альтернативы, типовые способы по фиг. 7, 8, 9, 10A и 10B могут быть реализованы с использованием кодированных команд (например, читаемых компьютером и/или машиночитаемых команд), хранящихся на материальном энергонезависимом читаемом компьютером и/или машиночитаемом носителе данных, таком как: жесткий диск, флэш-память, постоянное запоминающее устройство, компакт-диск, универсальный цифровой диск, кэш, оперативное запоминающее устройство, и/или любое другое запоминающее устройство или диск хранения, на котором информация хранится в течение любого периода времени (например, в течение больших периодов времени, постоянно, в течение небольших периодов времени, в течение временной буферизации и/или в течение кэширования данных). Как используется в данном документе, термин энергонезависимый читаемый компьютером носитель данных явно определен, чтобы включать любой тип машиночитаемого носителя данных и/или диска хранения, и исключать распространяющиеся сигналы, и исключать среду передачи. В контексте данного документа, использование фразы «по меньшей мере» в качестве переходного термина в преамбуле формулы изобретения означает возможность изменения, точно так же, как и термин «содержит» означает возможность изменения.[0054] As mentioned above, the exemplary methods of FIG. 7, 8, 9, 10A, and 10B may be implemented using encoded instructions (e.g., computer-readable and / or machine-readable instructions) stored on a tangible computer-readable storage medium such as: hard disk, flash memory, read only memory (ROM ), compact disc (CD), digital versatile disc (DVD), cache, random access memory (RAM), and / or any other storage device or storage disk that stores information for any period of time (for example, for large periods of time, continuously, for short periods of time, during temporary buffering and / or during data caching). As used herein, the term “tangible computer-readable storage medium” is explicitly defined to include any type of computer-readable memory and / or storage disk, and to exclude propagating signals, and to exclude transmission media. The terms "tangible computer-readable storage medium" and "tangible computer-readable storage medium" are used interchangeably herein. Additionally or alternatively, the exemplary methods of FIG. 7, 8, 9, 10A, and 10B may be implemented using encoded instructions (e.g., computer readable and / or machine readable instructions) stored on a tangible nonvolatile computer readable and / or machine readable storage medium such as: hard disk, flash memory , read-only memory, compact disk, digital versatile disk, cache, random access memory, and / or any other storage device or storage disk on which information is stored for any period of time (e.g., for long periods of time, permanently, for short periods of time, during temporary buffering and / or during data caching). As used herein, the term non-volatile computer-readable storage medium is explicitly defined to include any type of computer-readable storage medium and / or storage disk, and exclude propagating signals, and exclude transmission media. In the context of this document, the use of the phrase "at least" as a transitional term in the preamble of the claims means the possibility of change, just as the term "contains" means the possibility of change.
[0055] На фиг. 7 проиллюстрирован типовой способ 700 расчета коэффициента заполняемости насоса (например, степени) для насосной установки. Типовой способ 700 может быть реализован посредством устройства 146 (например, с использованием процессора 152) по фиг. 1, например, для расчета коэффициента заполняемости насоса для насоса 126. Типовой способ 700 включает вычисление динамограммы поверхности (этап 702). Как описано в данном документе, динамограмма поверхности получена по результатам измерений, выполненных на поверхности, и отображает зависимость нагрузки на полированный шток от положения полированного штока. На фиг. 2 проиллюстрирована типовая динамограмма насоса 200, которая может быть вычислена для типовой насосной установки 100 по фиг. 1. Динамограмма поверхности может быть вычислена, например, процессором 152 по фиг. 1.[0055] FIG. 7 illustrates a
[0056] Типовой способ 700 включает вычисление динамограммы насоса (этап 704). Как описано в данном документе, динамограмма насоса может быть вычислена с использованием данных, собранных для динамограммы поверхности, и процесса математического вычисления, который моделирует гибкость колонны насосных штанг. На фиг. 3, 4, 5 и 6 проиллюстрированы типовые динамограммы насоса, которые могут быть вычислены для типовой насосной установки 100 по фиг. 1. Динамограмма насоса может быть вычислена, например, процессором 152 по фиг. 1.[0056] An
[0057] Типовой способ 700 включает определение максимального положения насоса Smax, минимального положения насоса Smin, максимальной нагрузки насоса Fmax и минимальной нагрузки насоса Fmin из динамограммы насоса (этап 706). Положения и нагрузки насоса могут быть определены, например, процессором 152 по фиг. 1.[0057]
[0058] Типовой способ 700 по фиг. 7 включает определение того, заякорена ли колонна труб (например, колонна НКТ) насосной установки (этап 708). Как описано в данном документе, если колонна НКТ насосной установки не заякорена, колонна НКТ может изгибаться и растягиваться во время работы. В результате сила на насосе может временами ослабляться. Например, на фиг. 4 иображена типовая динамограмма насоса 400 скважины, имеющей заякоренную колонну НКТ, а на фиг. 5 показана типовая динамограмма насоса 500 скважины, имеющей незаякоренную колонну НКТ. Если колонна НКТ заякорена, типовой способ 700 включает расчет идеальной площади APCI динамограммы насоса для заякоренной колонны НКТ (этап 710). Идеальная площадь APCI может быть основана на максимальном положении насоса Smax, минимальном положении насоса Smin, максимальной нагрузке насоса Fmax и минимальной нагрузке насоса Fmin. Например, идеальная площадь APCI может рассчитываться с использованием уравнения 2. Если колонна НКТ не заякорена, типовой способ 700 включает расчет идеальной площади APCI динамограммы насоса для незаякоренной колонны НКТ (этап 712). Идеальная площадь может быть основана на максимальном положении насоса Smax, минимальном положении насоса Smin, максимальной нагрузке насоса Fmax и минимальной нагрузке насоса Fmin, модуле упругости E материала колонны НКТ, площади поперечного сечения колонны НКТ Atubing и длине L незаякоренной колонны НКТ. Например, идеальная площадь APCI динамограммы насоса для незаякоренной колонны НКТ может рассчитываться с использованием уравнения 4. Процессор 152 по фиг. 1 может определять, заякорена или не заякорена колонна НКТ 136, и может рассчитывать идеальную площадь APCI динамограммы насоса с использованием уравнения 4.[0058] The
[0059] Типовой способ 700 включает расчет истинной площади APC динамограммы насоса (этап 714). Истинная площадь динамограммы насоса может рассчитываться с использованием, например, метода трапеций или любой другой математической формулы. Истинная площадь APC динамограммы насоса может быть рассчитана, например, процессором 152 по фиг. 1. Типовой способ 700 включает определение коэффициента заполняемости насоса η на основании рассчитанной идеальной площади APCI динамограммы насоса и истинной площади APC динамограммы насоса (этап 716). Например, коэффициент заполняемости насоса η может определяться с использованием уравнения 7. Коэффициент заполняемости насоса η может быть определен, например, процессором 152 по фиг. 1. Коэффициент заполняемости насоса η может использоваться, помимо всего прочего, для определения давления на входе насоса PIP и/или определения коэффициента пропорциональности утечки CLKG, которые затем могут использоваться для более эффективной оценки добычи и/или управления насосной установкой. В некоторых примерах, коэффициент заполняемости насоса может использоваться для управления скоростью и/или операцией включения/выключения насоса. Например, можно контролировать коэффициент заполняемости насоса, и, когда коэффициент заполняемости насоса падает ниже целевого значения (например, для одного хода или для заданного количества ходов), насос можно остановить (или снизить его скорость), а скважину можно оставить на холостом ходу, чтобы обсадная колонна скважины заполнилась добываемой продукцией из продуктивного пласта. Поэтому, когда перекачка возобновляется (в конце простоя), для заполнения насоса может иметься достаточное количество текучей среды.[0059] An
[0060] На фиг. 8 проиллюстрирован типовой способ 800 для расчета или определения давления на входе насоса. Типовой способ 800 может быть реализован посредством устройства 146 (например, с использованием процессора 152) по фиг. 1, например, для определения давления на входе PIP насоса 126. Типовой способ 800 включает определение коэффициента заполняемости насоса η (этап 802). Коэффициент заполняемости насоса η может быть определен с использованием типового способа 700 по фиг. 7, который может быть реализован посредством типового устройства 146 по фиг. 1. Типовой способ 800 включает вычисление средней силы Favg на насосе в течение периода времени, когда происходит утечка (этап 804). Средняя сила Favg может быть основана, например, на площади APC динамограммы насоса, максимальном положении насоса Smax, минимальном положении насоса Smin и/или коэффициенте заполняемости насоса η. Площадь APC динамограммы насоса, максимальное положение насоса Smax и минимальное положение насоса Smin описываются со ссылкой на способ 700 по фиг. 7. Средняя сила Favg может определяться с использованием уравнения 12, которое может быть реализовано, например, посредством типового процессора 152 по фиг. 1.[0060] FIG. 8 illustrates a
[0061] Типовой способ 800 включает расчет среднего давления ΔPavg на насосе во время, когда происходит утечка (этап 806). Среднее давление ΔPavg может определяться с использованием уравнения 13, которое может быть реализовано, например, посредством процессора 152 по фиг. 1. В уравнении 13, среднее давление ΔPavg основано на истинной площади APC динамограммы насоса, площади поперечного сечения Apump насоса, максимальном положении насоса Smax, минимальном положении насоса Smin и коэффициенте заполняемости насоса η. Типовой способ 800 включает получение оценок дебита нефти, воды и газа для скважины (этап 808). Оценки дебита могут быть получены, например, процессором 152 по фиг. 1. Дебиты могут быть основаны на измерениях сеператора 154. В других примерах, дебиты могут определяться на основании предполагаемой добычи, например, определенной согласно способу на фиг. 10А и 10В и описанной в данном документе более подробно.[0061] An
[0062] Типовой способ 800 по фиг. 8 включает получение или аппроксимацию соотношений для давления, объема и температуры жидких компонентов в диапазонах давления и температуры (этап 810) (например, в диапазонах давления и температуры, которые подходят для условий эксплуатации скважины). Соотношения могут быть получены или аппроксимированы, например, процессором 152 по фиг. 1. В некоторых примерах соотношения хранятся в памяти 150. Типовой способ 800 включает измерение или оценку давления на выходе и температуры на поверхности (этап 812). Например, процессор 152 по фиг. 1 может принимать данные измерений посредством устройства ввода-вывода 148 и определять давление на выходе и температуру на поверхности.[0062] The
[0063] Типовой способ 800 включает использование характеристик давления, объема и температуры, наряду с измерениями/оценками давления и температуры, для расчета плотности предполагаемой смеси нефть/вода/газ при давлении и температуре на выходе (этап 814). Плотность может быть рассчитана, например, процессором 152 по фиг. 1. Типовой способ 800 включает оценку постоянной плотности по дискретному приращению глубины или давления (этап 816), и расчет глубины, давления и температуры внизу дискретного приращения (этап 818). Дискретным приращением может быть любое приращение (например, 1 мм). Значения глубины, давления и температуры могут быть рассчитаны, например, процессором 152 по фиг. 1.[0063] An
[0064] Типовой способ 800 включает определение состояния, когда достигнута глубина насоса (этап 820). Иными словами, способ 800 включает определение того, является ли приращение последним или самым нижним приращением скважины. Если нет, типовой способ 800 включает использование характеристик давления, объема и температуры для расчета плотности и расчета значений глубины, давления и температуры внизу следующего дискретного приращения (этапы 814-818). Этот способ может продолжаться до тех пор, пока не будет достигнута глубина насоса. Если глубина насоса достигнута, способ 800 включает использование текущего расчетного давления в качестве давления на выходе насоса (этап 822) (например, значения давления, рассчитанного на этапе 818) и расчет давления на входе насоса на основании рассчитанной разности давления на насосе и давления на выходе насоса (блок 824). Давление на входе насоса может рассчитываться с использованием уравнения 17, которое может быть реализовано, например, посредством процессора 152 по фиг. 1.[0064] An
[0065] На фиг. 9 проиллюстрирована блок-схема, представляющая типовой способ 900, который может использоваться для эксплуатации насосной установки на основании давления на входе насоса. Типовой способ 900 может быть реализован посредством устройства 146 (например, с использованием процессора 152) по фиг. 1, например, для эксплуатации насоса 126 выше или ниже порогового давления на входе и/или диапазона давления. Типовой способ 900 включает определение давления на входе насоса (этап 902), которое может определяться с использованием типового способа 800 по фиг. 8. Типовой способ 900 включает сравнение давления на входе насоса с порогом давления на входе насоса (этап 904). Давление на входе насоса может находиться в диапазоне (например, иметь верхний предел и нижний предел). Давление на входе насоса может задаваться оператором. Например, процессор 152 по фиг. 1 может определять давление на входе PIP насоса 126 и сравнивать давление на входе PIP с порогом давления на входе насоса.[0065] FIG. 9 is a flow chart depicting an
[0066] Типовой способ 900 включает определение того, находится ли давление на входе насоса в пределах порога давления на входе насоса (этап 906). Например, давление на входе насоса может быть выше допустимого или порогового давления на входе насоса. Если давление на входе насоса не лежит в пределах порога давления на входе насоса, типовой способ 900 включает пуск или останов насоса и/или изменение скорости насоса (этап 908). Например, устройство 146 по фиг. 1 может использоваться для управления двигателем 110, чтобы увеличивать или уменьшать скорость двигателя 110. Как описано в данном документе, в некоторых примерах может потребоваться, чтобы насос работал выше установленного порога давления на входе, что может, например, позволить более легким углеводородам оставаться в жидкой фазе. Типовой способ 900 включает определение необходимости продолжения мониторинга скважины (этап 910). Если мониторинг должен продолжаться, типовой способ 900 может повторяться. В противном случае выполнение типового способа 900 может заканчиваться.[0066] An
[0067] На фиг. 10А и 10В проиллюстрирована блок-схема, представляющая типовой способ 1000, который может использоваться для оценки добычи нефтяной скважины. Типовой способ 1000 может быть реализован посредством устройства 146 (например, с использованием процессора 152) по фиг. 1, например, для оценки добычи скважины 102 с помощью насосной установки 100. Типовой способ 1000 включает получение параметров или атрибутов насоса, таких как диаметр насоса, площадь поперечного сечения Apump насоса, модуль упругости E материала колонны НКТ и/или длина L любой незаякоренной колонны НКТ (этап 1002). Параметры или атрибуты могут быть получены, например, процессором 152 по фиг. 1. На этапе 1004 начинается процесс непосредственного измерения добычи жидкости из скважины (например, скважины 102 по фиг. 1) в течение первого заданного периода времени и/или в течение первого заданного количества ходов (этап 1004). Жидкость, добываемая из скважины (например, скважины 102), непосредственно измеряется для одного или более ходов насосной установки (например, насосной установки 100) (этап 1006). В некоторых примерах жидкость измеряется непосредственно с использованием сепаратора для испытания скважины (например, сепаратора 154 по фиг. 1). Типовой способ 1000 включает определение того, завершила ли насосная установка ход (этап 1008). Например, процессор 152 может определять, завершила ли насосная установка 100 ход. В некоторых примерах, процессор 152 определяет, что насосная установка 100 завершает ход на основании обратной связи, полученной от датчика рядом с плечом кривошипа 116. Если ход насосной установки не был завершен, способ продолжается для непосредственного измерения жидкости, добываемой из скважины (этап 1006).[0067] FIG. 10A and 10B, a flow chart is illustrated representing an
[0068] Если насосная установка завершила ход (определенный на этапе 1008), типовой способ 1000 включает вычисление динамограммы насоса на основании, например, определенной динамограммы поверхности и/или данных, собранных для динамограммы поверхности (этап 1010). Динамограмма насоса может быть вычислена, например, процессором 152 по фиг. 1. Типовой способ 1000 включает определение максимального положения насоса Smax, минимального положения насоса Smin, максимальной нагрузки насоса Fmax и минимальной нагрузки насоса Fmin из динамограммы насоса (этап 1012). Положения и нагрузки насоса могут быть определены, например, типовым процессором 152 по фиг. 1. Типовой способ 1000 включает определение площади APC динамограммы насоса (этап 1014). Например, процессор 152 может определять площадь APC динамограммы насоса с использованием метода трапеций.[0068] If the pumping unit has completed its stroke (determined at 1008), the
[0069] Типовой способ 1000 включает определение коэффициента заполняемости насоса η (этап 1016). Коэффициент заполняемости насоса η может определяться с использованием типового способа 700 по фиг. 7. Типовой способ 1000 включает расчет первого значения суммирования и второго значения суммирования (этап 1018) для динамограмм хода(ов) насоса, которые произошли в течение первого заданного периода времени и/или первого заданного количества ходов. Например, первое значение суммирования может рассчитываться с использованием для хода(ов), произошедшего(ых) в течение первого заданного периода времени, а второе значение суммирования может рассчитываться с использованием для хода(ов), произошедшего(ых) в течение первого заданного периода времени. Первое и второе значения суммирования могут быть определены, например, процессором 152 по фиг. 1.[0069] An
[0070] Типовой способ 1000 включает определение того, истек ли первый заданный период времени и/или произошло ли первое заданное количество ходов насосной установки (этап 1020). Например, процессор 152 по фиг. 1 может определять, истек ли первый заданный период времени и/или произошло ли первое заданное количество ходов. Если первый заданный период времени не истек и/или если заданное количество ходов не произошло, измерение жидкости, добываемой из скважины, продолжается (этап 1006).[0070] An
[0071] Если первый заданный период времени истек и/или если произошло заданное количество ходов, типовой способ 1000 включает определение общей добычи жидкости Pobserved в течение первого заданного периода времени и/или для первого заданного количества ходов (этап 1022). Типовой способ 1000 включает определение коэффициента пропорциональности утечки CLKG (этап 1024). Коэффициент пропорциональности утечки CLKG может быть основан на параметрах насоса (например, полученных на этапе 1002), общей добыче жидкости Pobserved в течение первого заданного периода времени и/или в течение первого заданного количества ходов (например, полученных на этапе 1022), и/или первом значении суммирования и втором значении суммирования (например, полученных на этапе 1020). Например, коэффициент пропорциональности утечки CLKGможет определяться с использованием уравнения 16, которое может быть реализовано посредством типового процессора 152 по фиг. 1.[0071] If the first predetermined time period has elapsed and / or if a predetermined number of strokes have occurred, an
[0072] Типовой способ 1000, который продолжается на фиг. 10В, включает определение (например, вывод) добычи насосной установки во время нормальной работы и/или в то время, когда насосная установка непрерывно работает в течение второго заданного периода времени (этап 1026). Второй заданный период времени может представлять собой, например, час, день, неделю, месяц и т. д. Типовой способ 1000 включает определение того, завершила ли насосная установка ход (этап 1028) (например, полный цикл, включающий ход вверх и ход вниз). Если насосная установка не завершила ход, способ 1000 итерационно определяет, завершен ли ход. Если насосная установка завершила ход (например, определено процессором 152), типовой способ 1000 включает вычисление динамограммы насоса (этап 1030). Динамограмма насоса может быть основана, например, на определенной динамограмме поверхности. Динамограмма насоса может быть вычислена, например, процессором 152 по фиг. 1.[0072] The
[0073] Типовой способ 1000 включает определение максимального положения насоса Smax, минимального положения насоса Smin, максимальной нагрузки насоса Fmax и минимальной нагрузки насоса Fmin из динамограммы насоса (этап 1032). Положения и нагрузки насоса могут быть определены, например, типовым процессором 152 по фиг. 1. Типовой способ 1000 включает определение площади APC динамограммы насоса (этап 1034). Например, процессор 152 может определять площадь APC динамограммы насоса с использованием метода трапеций. Типовой способ 1000 включает определение коэффициента заполняемости насоса η (этап 1036). Коэффициент заполняемости насоса η может определяться с использованием типового способа 700 по фиг. 7. Например, процессор 152 может определять коэффициент заполняемости насоса η с использованием уравнения 7.[0073] An
[0074] Типовой способ 1000 включает определение предполагаемой добычи хода насосной установки (этап 1038). Добыча насосной установки может быть основана на параметрах насоса (например, полученных на этапе 1002), коэффициенте заполняемости насоса η (например, полученном на этапе 1036) и/или коэффициенте пропорциональности утечки CLKG (например, полученном на этапе 1024). Например, добыча IPstroke может определяться с использованием уравнения 14, которое может быть реализовано посредством процессора 152 по фиг. 1. Типовой способ 1000 включает определение того, истек ли второй заданный период времени и/или произошло ли второе заданное количество ходов (этап 1040). Если второй заданный период времени не истек и/или если второе заданное количество ходов не произошло, типовой способ 1000 переходит к этапу 1028, на котором способ 1000 продолжает определять, завершила ли насосная установка еще один ход. Если второй заданный период времени истек и/или если произошло второе заданное количество ходов, типовой способ 1000 включает суммирование добычи из хода(ов) (этап 1042). Общая добыча Pobserved всего хода(ов) может быть определена, например, с использованием уравнения 15. Общая добыча Pobserved может быть определена, например, процессором 152 по фиг. 1. Типовой способ 1000 может повторяться при необходимости. В противном случае выполнение типового способа 1000 может заканчиваться.[0074] An
[0075] Фиг. 11 представляет собой блок-схему типовой процессорной платформы 1100, способной выполнять команды для реализации способов по фиг. 7, 8, 9, 10A и 10B и/или для реализации устройства 146 по фиг. 1. Процессорная платформа 1100 может представлять собой, например, сервер, персональный компьютер, мобильное устройство (например, сотовый телефон, смартфон, планшет, такой как iPadTM), персональный цифровой ассистент (PDA), устройство для доступа к сети Интернет или вычислительное устройство любого другого типа.[0075] FIG. 11 is a block diagram of an
[0076] Процессорная платформа 1100 по проиллюстрированному примеру содержит процессор 1112. Процессор 1112 по проиллюстрированному примеру представляет собой аппаратное средство. Например, процессор 1112 может быть реализован посредством одной или более интегральных схем, логических схем, микропроцессоров или контроллеров любого желаемого семейства или производителя.[0076] The
[0077] Процессор 1112 по проиллюстрированному примеру содержит локальную память 1113 (например, кэш-память). Процессор 1112 по проиллюстрированному примеру обменивается данными с основной памятью, включающей энергозависимую память 1114 и энергонезависимую память 1116, посредством шины 1118. Энергонезависимая память 1114 может быть реализована с помощью синхронного динамического запоминающего устройства с произвольной выборкой (SDRAM), динамического запоминающего устройства с произвольной выборкой (DRAM), динамического запоминающего устройства с произвольной выборкой фирмы RAMBUS (RDRAM) и/или любого другого типа устройства памяти с произвольным доступом. Энергонезависимая память 1116 может быть реализована с помощью флэш-памяти и/или другого желаемого типа устройства памяти. Доступ к основной памяти 1114, 1116 регулируется с помощью контроллера памяти.[0077] The
[0078] Процессорная платформа 1100 по проиллюстрированному примеру также содержит схему интерфейса 1120. Схема интерфейса 1120 может быть реализована с помощью любого типа интерфейсного стандарта, такого как интерфейс Ethernet, универсальная последовательная шина (USB), и/или последовательный интерфейс PCI express.[0078] The
[0079] В проиллюстрированном примере, одно или более устройств ввода 1122 соединяются со схемой интерфейса 1120. Устройство(ва) ввода 1122 позволяет(ют) пользователю вводить данные и команды в процессор 1112. Устройство(ва) ввода может быть реализовано, например, с помощью аудиодатчика, микрофона, камеры (фотокамеры или видеокамеры), клавиатуры, кнопки, мыши, сенсорного экрана, сенсорной панели, трекбола, устройства isopoint и/или системы распознавания речи.[0079] In the illustrated example, one or
[0080] Одно или более устройств вывода 1124 также соединяются со схемой интерфейса 1120. Устройства вывода 1124 могут быть реализованы, например, с помощью устройств отображения (например, светодиода (LED), органического светодиода (OLED), жидкокристаллического дисплея, дисплея на электронно-лучевой трубке (CRT), сенсорного экрана, тактильного устройства вывода, принтера и/или динамиков). Таким образом, схема интерфейса 1120 по проиллюстрированному примеру обычно содержит карту графического драйвера, чип графического драйвера или процессор графического драйвера.[0080] One or
[0081] Схема интерфейса 1120 по проиллюстрированному примеру также содержит устройство связи, такое как передатчик, приемник, приемопередатчик, модем и/или сетевая интерфейсная плата, для осуществления обмена данными с внешними машинами (например, вычислительными устройствами любого вида) посредством сети 1126 (например, Ethernet-соединения, цифровой абонентской линии связи (DSL), телефонной линии, коаксиального кабеля, системы сотовой телефонной связи и т. д.).[0081] The
[0082] Процессорная платформа 1100 по проиллюстрированному примеру также содержит одно или более запоминающих устройств большой емкости 1128 для хранения программного обеспечения и/или данных. Примеры таких запоминающих устройств большой емкости 1128 включают в себя гибкие диски, жесткие диски, компакт-диски, диски Blu-ray, RAID-системы и универсальные цифровые диски (DVD).[0082] The
[0083] Кодированные команды 1132 для реализации способов по фиг. 7, 8, 9, 10A и 10B могут храниться в запоминающем устройстве большой емкости 1128, в энергозависимой памяти 1114, в энергонезависимой памяти 1116 и/или на сменном материальном читаемом компьютером носителе данных, таком как CD или DVD.[0083] Coded
[0084] Из вышеизложенного должно быть понятно, что описанные выше способы, устройства и изделия относятся к определению добычи скважинного возвратно-поступательного насоса, например, посредством установления связи между работой, выполняемой насосной установкой на колонне насосных штанг, и работой, используемой для подъема одной единицы объема текучей среды из скважины. Используя эту связь, работа, выполняемая насосной установкой в течение одинарного хода насосной установки, может использоваться для оценки количества текучей среды, добываемой в течение хода. Расчетная добыча за каждый ход может суммироваться за период времени (например, ежечасно, ежедневно, ежемесячно, и т. п.) для выведения, оценки и/или определения расчетной добычи для насосной установки.[0084] From the foregoing, it should be understood that the methods, devices and articles described above relate to determining the production of a downhole reciprocating pump, for example, by linking the work performed by a pumping unit on a sucker rod string and the work used to lift one units of volume of fluid from the well. Using this relationship, the work performed by the pumping unit during a single stroke of the pumping unit can be used to estimate the amount of fluid produced during the stroke. Estimated production for each stroke can be aggregated over a period of time (eg, hourly, daily, monthly, etc.) to derive, estimate and / or determine the estimated production for a pumping unit.
[0085] По меньшей мере в некоторых примерах контроллер штангового насоса не рассчитывает динамограмму скважинного насоса. Таким образом, примеры, описанные в данном документе, могут быть включены в вычислительную платформу средней и низкой вычислительной мощности. При использовании описанных в данном документе примеров нет необходимости анализировать динамограмму скважинного насоса для определения полного хода жидкости, нагрузки текучей среды или других подобных параметров из скважинной динамограммы. По меньшей мере в некоторых примерах испытание на утечку не выполняется, поскольку коэффициент пропорциональности утечки определяется с использованием расчетов, связанных с испытанием скважины. Описанные в данном документе примеры могут быть реализованы в регуляторе возбуждения.[0085] In at least some examples, the rod pump controller does not calculate the dynamometer chart of the downhole pump. Thus, the examples described herein may be included in a medium to low computing power computing platform. Using the examples described herein, it is not necessary to analyze the dynamometer chart of the downhole pump to determine the full stroke, fluid load, or other similar parameters from the downhole dynamogram. In at least some examples, the leak test is not performed because the leak proportionality factor is determined using calculations associated with the well test. The examples described in this document can be implemented in a field controller.
[0086] Типовой способ, раскрытый в данном документе, включает измерение количества жидкости, добываемой из скважины насосной установкой в течение заданного периода времени, а также определение первых площадей первых динамограмм насоса в течение заданного периода времени. Типовой способ также включает суммирование первых площадей и, на основании количества добываемой жидкости и суммированных первых площадей, определение коэффициента пропорциональности утечки скважинного насоса в насосной установке.[0086] An exemplary method disclosed herein includes measuring the amount of fluid produced from a well by a pumping unit over a given period of time, as well as determining the first areas of the first pump dynamometer curves for a given period of time. The typical method also includes summing the first areas and, based on the amount of produced fluid and the summed first areas, determining the proportionality factor for the leakage of the downhole pump in the pumping unit.
[0087] В некоторых примерах, способ также включает определение второй площади второй динамограммы насоса при непрерывной работе насосной установки. В некоторых примерах, способ также включает определение общего количества текучей среды, добываемой в течение хода насосной установки, на основании коэффициента пропорциональности утечки и второй площади. В некоторых примерах, измерение количества добываемой жидкости включает измерение жидкости, добываемой в условиях сепаратора, с использованием сепаратора для испытания скважины.[0087] In some examples, the method also includes determining the second area of the second pump dynamometer while continuously operating the pumping unit. In some examples, the method also includes determining the total amount of fluid produced during the stroke of the pumping unit based on the leakage aspect ratio and the second area. In some examples, measuring the amount of fluid produced includes measuring the fluid produced in a separator using a well test separator.
[0088] В некоторых примерах, определение первых площадей первых динамограмм насоса в течение заданного периода времени включает использование контроллера штангового насоса для определения первых площадей. В некоторых примерах, способ также включает определение вторых площадей вторых динамограмм насоса при непрерывной работе насосной установки в течение второго заданного периода времени. В некоторых примерах, способ также включает определение общего количества текучей среды, добываемой в течение второго заданного периода времени, на основании коэффициента пропорциональности и вторых площадей. В некоторых примерах, константа пропорциональности утечки дополнительно определяется на основании разности давления на скважинном насосе насосной установки.[0088] In some examples, determining the first areas of the first pump dynamos for a predetermined period of time includes using a rod pump controller to determine the first areas. In some examples, the method also includes determining the second areas of the second pump dynamometer curves while continuously operating the pumping unit for a second predetermined period of time. In some examples, the method also includes determining the total amount of fluid produced during a second predetermined time period based on the aspect ratio and the second areas. In some examples, the leakage proportional constant is additionally determined based on the differential pressure across the downhole pump of the pumping unit.
[0089] Типовое устройство, раскрытое в данном документе, включает корпус для использования с насосной установкой, и процессор, расположенный в корпусе. Процессор предназначен для определения первых площадей первых динамограмм насоса в течение заданного периода времени, суммирования первых площадей и, на основании количества жидкости, добываемой скважинным насосом насосной установки в течение заданного периода времени из скважины, и суммированных первых площадей, определения коэффициента пропорциональности утечки скважинного насоса.[0089] An exemplary device disclosed herein includes a housing for use with a pumping unit and a processor housed within the housing. The processor is designed to determine the first areas of the first pump dynamometer charts for a given period of time, summarize the first areas and, based on the amount of fluid produced by the downhole pump of the pumping unit during a given period of time from the well, and the summed first areas, determine the proportionality coefficient of the downhole pump leakage.
[0090] В некоторых примерах, процессор предназначен для определения второй площади второй динамограммы насоса при непрерывной работе насосной установки. В некоторых примерах, процессор предназначен для определения общего количества текучей среды, добываемой в течение хода насосной установки, на основании коэффициента пропорциональности утечки и второй площади. В некоторых примерах, устройство содержит контроллер штангового насоса. В некоторых примерах, процессор предназначен для определения вторых площадей вторых динамограмм насоса при непрерывной работе насосной установки в течение второго заданного периода времени. В некоторых примерах, процессор предназначен для определения общего количества текучей среды, добываемой в течение второго заданного периода времени, на основании коэффициента пропорциональности и вторых площадей. В некоторых примерах, процессор предназначен для дополнительного определения коэффициента пропорциональности утечки на основании разности давления на скважинном насосе насосной установки.[0090] In some examples, the processor is configured to determine the second area of the second pump dynamometer chart during continuous operation of the pumping unit. In some examples, the processor is designed to determine the total amount of fluid produced during the stroke of the pumping unit based on the proportionality factor of the leak and the second area. In some examples, the device includes a rod pump controller. In some examples, the processor is configured to determine the second areas of the second pump dynamometer curves while continuously operating the pumping unit for a second predetermined period of time. In some examples, the processor is configured to determine the total amount of fluid produced during a second predetermined time period based on the aspect ratio and the second areas. In some examples, the processor is designed to additionally determine the leak proportional factor based on the differential pressure across the downhole pump of the pumping unit.
[0091] Другой типовой способ, раскрытый в данном документе, включает измерение первого количества жидкости, добываемой из скважины насосом в течение первого хода насоса, вычисление первой динамограммы насоса на основании первого хода, определение первой площади первой динамограммы насоса и определение коэффициента пропорциональности утечки насоса на основании первого количества добываемой жидкости и первой площади. Типовой способ также включает вычисление второй динамограммы насоса на основании второго хода насоса, определение второй площади второй динамограммы насоса и определение второго количества жидкости, добываемой насосом в течение второго хода, на основании коэффициента пропорциональности утечки и второй площади.[0091] Another exemplary method disclosed herein includes measuring a first amount of fluid produced from a well by a pump during a first pump stroke, calculating a first pump dynamometer chart based on the first stroke, determining a first area of a first pump dynamometer chart, and determining a pump leakage proportional factor by based on the first amount of produced fluid and the first area. The exemplary method also includes calculating a second pump dynamometer chart based on the second pump stroke, determining a second area of the second pump dynamometer chart, and determining a second amount of fluid produced by the pump during the second stroke based on the leak proportionality factor and the second area.
[0092] В некоторых примерах, способ включает определение первого коэффициента заполняемости насоса для насоса в течение первого хода. В таком примере, коэффициент пропорциональности утечки дополнительно основывается на первом коэффициенте заполняемости насоса. В некоторых таких примерах, способ включает определение идеальной площади первой динамограммы насоса. Первый коэффициент заполняемости насоса основан на соотношении определенной первой площади первой динамограммы насоса и идеальной площади первой динамограммы насоса. В некоторых примерах, способ включает определение того, заякорена ли колонна НКТ насоса. В некоторых примерах, если колонна НКТ не заякорена, идеальная площадь первой динамограммы насоса основывается на модуле упругости материала колонны НКТ, площади поперечного сечения насоса и длине незаякоренной колонны НКТ.[0092] In some examples, the method includes determining a first pump fill rate for the pump during a first stroke. In such an example, the leakage proportional factor is additionally based on the first pump fill factor. In some such examples, the method includes determining the ideal area of the first pump dynamometer chart. The first pump fill factor is based on the ratio of the determined first area of the first pump dynamometer to the ideal area of the first pump dynamogram. In some examples, the method includes determining if the pump tubing is anchored. In some examples, if the tubing string is not anchored, the ideal area of the first pump dynamometer is based on the modulus of elasticity of the tubing string material, the pump cross-sectional area, and the length of the open tubing string.
[0093] В некоторых примерах, способ включает определение второго коэффициента заполняемости насоса для насоса в течение второго хода. В таком примере, второе количество добываемой жидкости дополнительно основывается на втором коэффициенте заполняемости насоса.[0093] In some examples, the method includes determining a second pump fill rate for the pump during a second stroke. In such an example, the second fluid produced is additionally based on a second pump fill factor.
[0094] В некоторых примерах, способ включает определение разности давления на насосе в течение первого хода на основании первого коэффициента заполняемости насоса. В таком примере, коэффициент пропорциональности утечки дополнительно определяется на основании разности давления на насосе.[0094] In some examples, the method includes determining a differential pressure across a pump during a first stroke based on a first fill rate of the pump. In such an example, the Leak Proportional Gain is additionally determined based on the differential pressure across the pump.
[0095] В некоторых примерах, первое количество добываемой жидкости измеряется с использованием сепаратора. В некоторых примерах, способ включает вычисление третьей динамограммы насоса на основании третьего хода насоса, определение третьей площади третьей динамограммы насоса, определение третьего количества жидкости, добываемой насосом в течение третьего хода, на основании коэффициента пропорциональности утечки и третьей площади, а также суммирование второго количества и третьего количества для определения общего количества текучей среды, добываемой насосом в течение второго и третьего ходов.[0095] In some examples, the first amount of produced fluid is measured using a separator. In some examples, the method includes calculating a third pump dynamometer chart based on a third pump stroke, determining a third area of a third pump dynamometer chart, determining a third amount of fluid produced by the pump during a third stroke based on a leak proportionality factor and a third area, and summing the second amount and the third amount to determine the total amount of fluid produced by the pump during the second and third strokes.
[0096] Другое типовое устройство, раскрытое в данном документе, включает корпус, который должен использоваться с насосной установкой, имеющей скважинный насос и процессор, расположенный в корпусе. Процессор типового устройства предназначен для определения первой площади первой динамограммы насоса на основании первого хода насоса, определения коэффициента пропорциональности утечки насоса на основании первого количества жидкости, добываемой насосом в течение первого хода насоса, и первой площади, определения второй площади второй динамограммы насоса на основании второго хода насоса, и определения второго количества жидкости, добываемой насосом в течение второго хода, на основании коэффициента пропорциональности утечки и второй площади.[0096] Another exemplary device disclosed herein includes a housing to be used with a pumping unit having a downhole pump and a processor located in the housing. The processor of a typical device is designed to determine the first area of the first pump dynamometer chart based on the first pump stroke, determine the pump leakage proportionality factor based on the first amount of liquid produced by the pump during the first pump stroke and the first area, determine the second area of the second pump dynamometer chart based on the second stroke pump, and determining the second amount of liquid produced by the pump during the second stroke, based on the proportionality factor of the leak and the second area.
[0097] В некоторых примерах, устройство содержит сепаратор. Сепаратор предназначен для измерения первого количества жидкости, добываемой насосом в течение первого хода. В некоторых примерах, процессор предназначен для определения первого коэффициента заполняемости насоса для насоса в течение первого хода. В таком примере, коэффициент пропорциональности утечки дополнительно основывается на первом коэффициенте заполняемости насоса. В некоторых таких примерах, процессор предназначен для определения второго коэффициента заполняемости насоса для насоса в течение второго хода. В таком примере, второе количество добываемой текучей среды дополнительно основывается на первом коэффициенте заполняемости насоса. В некоторых таких примерах, процессор предназначен для определения давления на входе насоса в течение второго хода на основании второго коэффициента заполняемости насоса. В некоторых примерах, устройство содержит двигатель для управления насосом. В таком примере, процессор предназначен для управления скоростью двигателя на основании давления на входе насоса.[0097] In some examples, the device includes a separator. The separator is designed to measure the first amount of liquid produced by the pump during the first stroke. In some examples, the processor is designed to determine the first pump fill rate for the pump during the first stroke. In such an example, the leakage proportional factor is additionally based on the first pump fill factor. In some of these examples, the processor is designed to determine the second pump fill rate for the pump during the second stroke. In such an example, the second amount of produced fluid is further based on the first fill rate of the pump. In some of these examples, the processor is designed to determine the pump inlet pressure during the second stroke based on the second fill rate of the pump. In some examples, the device contains a motor to drive the pump. In such an example, the processor is designed to control the motor speed based on the pump inlet pressure.
[0098] В данном документе описан типовой материальный машиночитаемый носитель данных, содержащий команды, которые при их выполнении принуждают машину по меньшей мере вычислять первую динамограмму насоса на основании первого хода скважинного насоса, определять первую площадь первой динамограммы насоса и определять коэффициент пропорциональности утечки насоса на основании первого количества жидкости, добываемой насосом в течение первого хода, и первой площади. Команды также принуждают машину вычислять вторую динамограмму насоса на основании второго хода насоса и определять второе количество текучей среды, добываемой насосом в течение второго хода, на основании коэффициента пропорциональности утечки и второй площади.[0098] This document describes a typical tangible computer-readable storage medium containing commands that, when executed, cause the machine to at least calculate the first pump dynamometer chart based on the first stroke of the downhole pump, determine the first area of the first pump dynamometer chart, and determine the pump leakage proportional factor based on the first amount of liquid produced by the pump during the first stroke, and the first area. The commands also cause the machine to calculate the second pump dynamometer chart based on the second pump stroke and to determine the second amount of fluid produced by the pump during the second stroke based on the leakage aspect ratio and the second area.
[0099] В некоторых примерах, команды при их выполнении дополнительно принуждают машину определять первый коэффициент заполняемости насоса для насоса в течение первого хода. В таком примере, коэффициент пропорциональности утечки дополнительно основывается на первом коэффициенте заполняемости насоса. В некоторых примерах, команды при их выполнении дополнительно принуждают машину определять второй коэффициент заполняемости насоса для насоса в течение второго хода. В таком примере, второе количество добываемой жидкости дополнительно основывается на втором коэффициенте заполняемости насоса. В некоторых примерах, команды при их выполнении дополнительно принуждают машину определять идеальную площадь второй динамограммы насоса. В таком примере, второй коэффициент заполняемости насоса основан на соотношении определенной второй площади второй динамограммы насоса и идеальной площади второй динамограммы насоса. В некоторых таких примерах, команды при их выполнении дополнительно принуждают машину определять разность давления на насосе в течение второго хода на основании второго коэффициента заполняемости насоса.[0099] In some examples, the commands, when executed, further cause the machine to determine the first pump duty ratio for the pump during the first stroke. In such an example, the leakage proportional factor is additionally based on the first pump fill factor. In some examples, the commands, when executed, additionally force the machine to determine a second pump duty ratio for the pump during the second stroke. In such an example, the second fluid produced is additionally based on a second pump fill factor. In some examples, the commands, when executed, additionally force the machine to determine the ideal area of the second pump dynamometer chart. In such an example, the second pump load factor is based on the ratio of the determined second area of the second pump dynamometer to the ideal area of the second pump dynamometer. In some of these examples, the commands, when executed, further cause the machine to determine the differential pressure across the pump during the second stroke based on the second fill rate of the pump.
[00100] Хотя в данном документе раскрыты определенные типовые способы, устройства и изделия, объем защиты данного патента не ограничивается ими. Напротив, настоящий патент охватывает все способы и изделия, явно подпадающие под объем действия формулы изобретения настоящего патента.[00100] Although this document discloses certain typical methods, devices and products, the scope of this patent is not limited to them. On the contrary, the present patent covers all methods and articles explicitly falling within the scope of the claims of the present patent.
Claims (42)
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US14/753,335 US10352149B2 (en) | 2014-03-25 | 2015-06-29 | Methods and apparatus to determine production of downhole pumps |
US14/753,335 | 2015-06-29 | ||
PCT/US2016/039939 WO2017004110A1 (en) | 2015-06-29 | 2016-06-29 | Methods and apparatus to determine production of downhole pumps |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018101976A RU2018101976A (en) | 2019-07-30 |
RU2018101976A3 RU2018101976A3 (en) | 2019-12-24 |
RU2726697C2 true RU2726697C2 (en) | 2020-07-15 |
Family
ID=56411914
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018101976A RU2726697C2 (en) | 2015-06-29 | 2016-06-29 | Methods and device for determination of well pumps production volume |
Country Status (10)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3314087B1 (en) |
JP (1) | JP6875053B2 (en) |
CN (2) | CN206757617U (en) |
AR (1) | AR105175A1 (en) |
BR (1) | BR112017028098B1 (en) |
CA (1) | CA2990440A1 (en) |
MX (1) | MX2017017007A (en) |
RU (1) | RU2726697C2 (en) |
SA (1) | SA517390595B1 (en) |
WO (1) | WO2017004110A1 (en) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN206757617U (en) * | 2015-06-29 | 2017-12-15 | 布里斯托公司商用名远程自动化解决方案 | For the device and the readable storage facilities of tangible machine of the yield for determining down-hole pump |
CN108729902B (en) * | 2018-05-03 | 2021-09-10 | 西安永瑞自动化有限公司 | Online fault diagnosis system and method for oil pumping unit |
CN109899057B (en) * | 2019-01-31 | 2023-06-30 | 中国石油化工股份有限公司 | Method for calculating and producing power-indicating map of heavy oil well |
CN113445994B (en) * | 2021-07-06 | 2022-06-07 | 燕山大学 | Pumping well pump work diagram conversion method based on continuous system vibration mode superposition method |
CN114837623B (en) * | 2022-05-05 | 2023-08-29 | 陈跃 | Oil extraction device and method based on rod rail pump |
CN116838323B (en) * | 2023-08-04 | 2023-12-05 | 大庆石油管理局有限公司 | Tower type pumping unit safety protection method |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1048167A1 (en) * | 1980-12-29 | 1983-10-15 | Safarov Murat R | Device for automatic diagnosing of bore-hole sucker-rod pumping plant state |
RU2097553C1 (en) * | 1996-06-25 | 1997-11-27 | Василий Иванович Федотов | Device for controlling operational condition of depth casing pumps |
US7212923B2 (en) * | 2005-01-05 | 2007-05-01 | Lufkin Industries, Inc. | Inferred production rates of a rod pumped well from surface and pump card information |
WO2010051270A1 (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-06 | Lufkin Industries, Inc. | Apparatus for analysis and control of a reciprocating pump system by determination of a pump card |
US20130024138A1 (en) * | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Lufkin Industries, Inc. | Methods for measuring leakage rate and inferring production rate of an oilfield downhole pump |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7474969B2 (en) * | 2004-11-01 | 2009-01-06 | Shell Oil Company | Method and system for production metering of oil wells |
CN102184414B (en) * | 2011-05-16 | 2013-03-13 | 中国石油天然气股份有限公司 | Method and system for identifying and judging pump indicator diagram |
EP2776715B1 (en) * | 2011-11-08 | 2020-01-22 | Lufkin Industries, LLC | Low profile rod pumping unit with pneumatic counterbalance for the active control of the rod string |
US9574442B1 (en) * | 2011-12-22 | 2017-02-21 | James N. McCoy | Hydrocarbon well performance monitoring system |
CN103541723B (en) * | 2013-11-12 | 2016-03-30 | 丁涛 | Based on the rod-pumped well real-time working condition diagnostic method of surface dynamometer card area change |
US20150275650A1 (en) * | 2014-03-25 | 2015-10-01 | Bristol, Inc., D/B/A Remote Automated Solutions | Methods and apparatus to determine production of downhole pumps |
CN104295286A (en) * | 2014-08-11 | 2015-01-21 | 西安理工大学 | Intelligent identification method for operation condition of sucker rod type oil pumping unit |
CN206757617U (en) * | 2015-06-29 | 2017-12-15 | 布里斯托公司商用名远程自动化解决方案 | For the device and the readable storage facilities of tangible machine of the yield for determining down-hole pump |
-
2016
- 2016-06-24 CN CN201620639428.5U patent/CN206757617U/en not_active Withdrawn - After Issue
- 2016-06-24 CN CN201610471564.2A patent/CN106326630B/en active Active
- 2016-06-28 AR ARP160101952A patent/AR105175A1/en unknown
- 2016-06-29 CA CA2990440A patent/CA2990440A1/en active Pending
- 2016-06-29 MX MX2017017007A patent/MX2017017007A/en unknown
- 2016-06-29 WO PCT/US2016/039939 patent/WO2017004110A1/en active Application Filing
- 2016-06-29 JP JP2017568268A patent/JP6875053B2/en active Active
- 2016-06-29 RU RU2018101976A patent/RU2726697C2/en active
- 2016-06-29 EP EP16738945.1A patent/EP3314087B1/en active Active
- 2016-06-29 BR BR112017028098-1A patent/BR112017028098B1/en active IP Right Grant
-
2017
- 2017-12-24 SA SA517390595A patent/SA517390595B1/en unknown
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1048167A1 (en) * | 1980-12-29 | 1983-10-15 | Safarov Murat R | Device for automatic diagnosing of bore-hole sucker-rod pumping plant state |
RU2097553C1 (en) * | 1996-06-25 | 1997-11-27 | Василий Иванович Федотов | Device for controlling operational condition of depth casing pumps |
US7212923B2 (en) * | 2005-01-05 | 2007-05-01 | Lufkin Industries, Inc. | Inferred production rates of a rod pumped well from surface and pump card information |
WO2010051270A1 (en) * | 2008-10-31 | 2010-05-06 | Lufkin Industries, Inc. | Apparatus for analysis and control of a reciprocating pump system by determination of a pump card |
US20130024138A1 (en) * | 2011-07-20 | 2013-01-24 | Lufkin Industries, Inc. | Methods for measuring leakage rate and inferring production rate of an oilfield downhole pump |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
АЛИЕВ Т.М. и др. Автоматический контроль и диагностика скважинных штанговых насосных установок, Москва, Недра, 1988, с. 222-228. * |
АЛИЕВ Т.М. и др. Автоматический контроль и диагностика скважинных штанговых насосных установок, Москва, Недра, 1988, с. 222-228. В.Б. САДОВ. Моделирование динамограмм с различными дефектами оборудования нефтяной скважины. Вестник ЮУРГУ. Серия "Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника". 2013, том 13, N1. * |
В.Б. САДОВ. Моделирование динамограмм с различными дефектами оборудования нефтяной скважины. Вестник ЮУРГУ. Серия "Компьютерные технологии, управление, радиоэлектроника". 2013, том 13, N1. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106326630A (en) | 2017-01-11 |
BR112017028098A2 (en) | 2018-08-28 |
CA2990440A1 (en) | 2017-01-05 |
BR112017028098B1 (en) | 2022-10-04 |
RU2018101976A3 (en) | 2019-12-24 |
SA517390595B1 (en) | 2023-01-04 |
MX2017017007A (en) | 2018-04-30 |
EP3314087B1 (en) | 2019-08-07 |
EP3314087A1 (en) | 2018-05-02 |
AR105175A1 (en) | 2017-09-13 |
JP6875053B2 (en) | 2021-05-19 |
RU2018101976A (en) | 2019-07-30 |
CN106326630B (en) | 2022-01-18 |
CN206757617U (en) | 2017-12-15 |
WO2017004110A1 (en) | 2017-01-05 |
JP2018519446A (en) | 2018-07-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2726697C2 (en) | Methods and device for determination of well pumps production volume | |
US10947833B2 (en) | Diagnostics of downhole dynamometer data for control and troubleshooting of reciprocating rod lift systems | |
US10352149B2 (en) | Methods and apparatus to determine production of downhole pumps | |
CA2518731C (en) | Inferred production rates of a rod pumped well from surface and pump card information | |
CN104185735B (en) | Fluid load curve calculation, concavity test, and iterative damping factor for downhole pump trucks | |
EP2917472B1 (en) | Apparatus and method of referencing a sucker rod pump | |
RU2685006C2 (en) | Method and apparatus to determine production of downhole pumps | |
EA024649B1 (en) | Estimating fluid levels in a progressing cavity pump system | |
US20140088875A1 (en) | Pumpjack torque fill estimation | |
US9200509B2 (en) | System and method for measuring well flow rate | |
CN113508215A (en) | System and method for evaluating reciprocating downhole pump data using polar analysis | |
US10830024B2 (en) | Method for producing from gas slugging reservoirs | |
RU2700738C1 (en) | Method of improving reliability of water cut monitoring of products of oil producing wells equipped with sucker-rod bottom pumps | |
Rowlan et al. | Pump Card reference load lines used for analysis and troubleshooting | |
Podio et al. | Laboratory Instrumented Sucker-Rod Pump |