數(shù)字化功圖量油系統(tǒng)在彭陽采油作業(yè)區(qū)的應用及效果評價

屈英豪 張秉偉 王定軍 胡天寶 趙露

摘 要：結合功圖量油在彭陽采油作業(yè)區(qū)的應用情況，簡要說明功圖量油的基本原理及組成系統(tǒng)。通過對不同類型的油井應用效果進行對比分析，闡述功圖量油的優(yōu)勢及存在的問題。本文通過對現(xiàn)場已應用的118口井進行研究，證實功圖計量方法的可行性，并對存在問題進行分析，為下一步全面推廣數(shù)字化功圖計量工作提供一定的理論基礎。

關鍵詞：功圖量油;量油誤差;誤差分析;修正辦法;系數(shù)標定

1 數(shù)字化功圖量油系統(tǒng)基本情況

1.1 數(shù)字化功圖量油系統(tǒng)計產原理

油井示功圖能夠反映抽油系統(tǒng)做功的大小，而油井的產量與系統(tǒng)的水動力有直接的關聯(lián)，所以油井的產液量與油井的示功圖具有一定的固有聯(lián)系。抽油井正常工作時，每個沖程的抽汲量與有效沖程內泵筒的容積是相等的，抽油井的示功圖能夠反映泵筒內液體的充滿度。通過每個沖程內的示功圖，把泵筒作為計量容器，根據(jù)示功圖上反映的充滿度，可以計算出每個沖程的抽汲量，把每個沖程的抽汲量累加，得到單位時間內單井的產液量。

功圖量液技術的原理是將油井有桿泵抽油系統(tǒng)看作一個包含抽油桿柱、油管和井內液體的三維振動系統(tǒng)。通過建立抽油桿柱動態(tài)行為的波動方程，計算出給定系統(tǒng)在不同的地面示功圖激勵下的泵功圖響應，進而對油井的泵功圖進行定量分析，判斷游動閥和固定閥的開閉點位置，從而確定泵的有效沖程、充滿系數(shù)等相關參數(shù)，計算出泵的排液量，再結合油層的物性參數(shù)進行地面產液量的折算。

1.2 數(shù)字化功圖量油系統(tǒng)應用現(xiàn)狀

彭陽作業(yè)區(qū)目前油井開井總數(shù)146口（侏羅系油井111口，三疊系油井35口），已建數(shù)字化功圖量油系統(tǒng)油井總數(shù)118口（侏羅系油井84口，三疊系油井34口），日均功圖上線116口，上線率98.3%;日均分析成功井數(shù)111口，分析成功率95.7%。

2 現(xiàn)場應用適應性及效果評價

通過與車載式單量儀及大罐量油數(shù)據(jù)的對比，發(fā)現(xiàn)如下特點：①功圖量油數(shù)據(jù)的波動能準確反映油井液量的變化。功圖量油數(shù)據(jù)的增減能準確反映油井的液量變化;②功圖量油準確性與單井液量呈相關性。單井液量低于1.5m3的油井，功圖計量誤差偏大，最大誤差446.2%，平均誤差75.2%;單井液量大于5.0m3的油井功圖計量誤差較小，平均誤差22.5%，功圖量油數(shù)據(jù)在此類油井上具有較好的適用性;③功圖量油準確性與供液情況呈相關性。通過整理功圖分析成功的111口油井，其中55口輕微供液不足，17口嚴重供液不足，39口供液充足;而其分析平均誤差則為35.7%、79.7%、25.4%?？梢悦黠@發(fā)現(xiàn)供液充足的油井其分析誤差率較小，適用性較好;供液不足的油井誤差率較大，適用性較差;④氣體含量較高油井功圖量油誤差較大。彭陽油田三疊系油井具有較大的含氣量，通過整理分析，三疊系油井的功圖量油誤差73.1%，侏羅系油井功圖量油誤差28.7%;⑤結蠟油井功圖計量數(shù)值偏高。通過整理功圖分析井中的12口結蠟井，發(fā)現(xiàn)結蠟油井功圖分析誤差率較正常井高出17.8%。

3 數(shù)字化功圖量油誤差分析

通過分析功圖量油數(shù)據(jù)從采集到分析處理形成結果的全過程，發(fā)現(xiàn)導致誤差產生的幾個主要原因如下：①數(shù)據(jù)采集方面的誤差。油田現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集主要依靠于各類傳感器，在抽油機懸繩器處安裝載荷傳感器和位移傳感器，測量得到懸點的載荷和位移，就可以得到地面示功圖。由于載荷傳感器的彈性元件需要反復加載、卸載，承受著交變的載荷，其漂移表現(xiàn)得較為明顯，也成為引起示功圖失真的主要原因。因此，傳感器的精度和工作穩(wěn)定性直接影響著示功圖的質量;②油井參數(shù)誤差。油井參數(shù)的誤差，包括抽汲參數(shù)和油藏參數(shù)，如物性參數(shù)：原油的粘度，油層的溫度，油井的含水率，生產氣液比等;生產數(shù)據(jù)參數(shù)：沖程、沖次、泵深、井口油壓、井口套壓、沉沒度等;③柱塞有效沖程的判斷誤差。柱塞有效沖程的判斷誤差，特別是嚴重供液不足的油井，確定凡爾開閉點時容易產生誤差;④供液不足導致的計量誤差。低產井油井地層供液量不充足，存在著間歇出油的現(xiàn)象，如采集功圖的周期間隔過大，容易漏采部分不出油段的懸點示功圖數(shù)據(jù)，計算出來的產量容易偏大;⑤氣體影響泵的充滿度導致計量誤差。氣體影響和氣鎖會產生供液不足，抽噴油井由于固定凡爾和游動凡爾無法完全閉合，造成抽油機無法正常加載，載荷差減小，示功圖有效沖程減小，導致功圖量油誤差較大;⑥結蠟造成的計量誤差。對于結蠟井，由于管壁結蠟，造成流體流動時產生阻力作用，導致最小載荷減小，最大載荷增大，抽油機的載荷差增加，示功圖有效沖程增大，導致功圖計產產量偏高。

4 功圖量油技術應用中的修正

針對以上產生這些誤差的原因，在功圖量油技術的現(xiàn)場應用中，提出以下修正方法：

針對傳感器容易漂移失真問題，要求現(xiàn)場傳感器定期進行標定，建議每季度定期標定一次;

針對油井參數(shù)的誤差，如井下泵的柱塞直徑、泵漏失等原因引起的產量預測誤差，可以通過改變井下的溶解氣油比、混合液體的體積系數(shù)來進行修正。如基礎生產數(shù)據(jù)的誤差時，油田應加強日常管理來提高采集的數(shù)據(jù)準確性;

針對功圖計算出的產液量與油井實際產液量有較大誤差時，可采取以下幾種方法來減少產液量的誤差：

由于不同區(qū)塊油井的原油物性參數(shù)不同，溶解氣的含量不同，由于含氣原油脫氣體積收縮的原因，會引起地層原油與地面原油具有一定的體積差，在每個區(qū)塊應用前，應選取一些井進行油井測試，然后經過對比分析，來得出對應這個區(qū)塊對功圖量液計算結果的修正值。具體方法為：

式中Q為油井產量（m3/d）;K為修正系數(shù)，無因次;qg 為泵功圖產量（m3/d）;qy為實際單量產量（m3/d）。

針對間歇出油的單井而言，對計算方法進行改進。以大罐單量液量或車載式單量儀單量液量為該井液量的衡量標準，分析出二者之間的比例系數(shù)，從而來計算出單井日產液量。具體方法為：

式中Qa為功圖量油的產液量（m3/d）;Qb為修正后的功圖量油產液量（m3/d）;ρ為混合液體的相對密度（kg/m3）;η為比例系數(shù)，無因此;Qdi為第i（i=1，2，3，…n）次大罐量油或車載式單量儀單量液量;Qcj為第j（j=1，2，3…n）天功圖法預測的井口產液量（m3/d）。

5 結論與認識

①雖然部分油井功圖量油液量與實際液量存在較大差值，但功圖量油數(shù)值的變化能夠準確的反映出油井液量變化趨勢;②分區(qū)塊落實原油的粘度、氣液比等物性參數(shù)，及時更新油井的生產參數(shù)能夠有效降低功圖量油數(shù)據(jù)的誤差;③定期進行單量校驗，及時修訂功圖量油系數(shù)能夠有效提高功圖量油準確性。

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