动液面的计算与识别

抽油机井动液面资料录取方法应用
抽油机井动液面资料录取方法的探索与应用摘要：为掌握抽油井生产动态及判断井下设备的工作状况，测试动液面是生产现场经常而必要的一项工作。

测试方法一般采用回声探测仪来进行测试。

现场上应用过程中，由于受设备、环境及人力资源因素限制，存在液面测试率低、测试成功率低、准确程度不高及安全隐患多等诸多问题。

一是液面测试操作繁琐，安全隐患多，测试率较低；二是环形空间狭窄（掺油井套管结蜡或小套管井）及液面偏深，声波衰减幅度大，测试成功率低；三是音速指标影响因素多且变化幅度大，采用同一音速计算，液面准确程度低。

种种因素致使液面资料测试率、准确率偏低，难以满足现场生产需要。

为此，提出了液面资料录取方法与应用的这个课题，通过研究与应用，即减少了测试工作量，规避了安全风险，又可以提高液面资料的全准率，为实时了解及掌握油井生产状况提供了技术保证。

关键词：液面录取探索应用
一、技术路线
确定动液面计算方法，求准动液面资料；利用动液面与泵充满系数的协调关系，制作关系图版；通过功图资料推导动液面，从而实现减少测试工作量、提高动液面资料全准率的目的。

1.动液面计算方法的确定
目前动液面计算方法有三种方式，即音标法、接箍法及音速法。

①音标法。

织5井排采参数计算公式
压力计显示屏显示的压力——流压：即为压力计深度所测试的压力。

当压力计在煤层中部时，所测压力即为流压；当压力计深度大于煤层中部深度时，流压=显示压力-（D-H）/100；当压力计深度小于煤层中部深度时，流压=显示压力+（D-H）/100。

D-压力计深度；H-煤层中部深度。

织5井煤层深度355.2-426.4m，厚度71.2m，中部深度390.8m。

压力计深度429.11m。

流压计算：
井底流压=显示压力-（429.11-390.8）/100=显示压力-0.3831
或：流压=压力计沉没度/100+套压-0.3831
动液面计算：
当套压为0时，
动液面=压力计深度-压力计显示压力×100=压力计深度-井下液位
当套压＞0时，
动液面=压力计深度-压力计显示压力×100+套压×100=压力计深度-井下液位+套压×100
泵效计算：
泵效=实际产液/理论产液*100%=实际产液/(3.14*0.019*0.019*1.1*冲次*时间)*100%=实际产液/(0.001247*冲次*时间) *100% （要量好冲程，才能计算泵效）
液量单位：方；冲次：次/分钟时间：分钟
完成生产参数如下：丝堵井深463.92m，气锚顶深438.74m，压力计深429.11m，泵深428.06m，光杆留头1.60m，悬绳距1.10m，防冲距1.50m。

冲程1.45m。

抽油机井动液面资料录取方法的探索与应用摘要：为掌握抽油井生产动态及判断井下设备的工作状况，测试动液面是生产现场经常而必要的一项工作。

测试方法一般采用回声探测仪来进行测试。

现场上应用过程中，由于受设备、环境及人力资源因素限制，存在液面测试率低、测试成功率低、准确程度不高及安全隐患多等诸多问题。

一是液面测试操作繁琐，安全隐患多，测试率较低；二是环形空间狭窄（掺油井套管结蜡或小套管井）及液面偏深，声波衰减幅度大，测试成功率低；三是音速指标影响因素多且变化幅度大，采用同一音速计算，液面准确程度低。

种种因素致使液面资料测试率、准确率偏低，难以满足现场生产需要。

为此，提出了液面资料录取方法与应用的这个课题，通过研究与应用，即减少了测试工作量，规避了安全风险，又可以提高液面资料的全准率，为实时了解及掌握油井生产状况提供了技术保证。

关键词：液面录取探索应用一、技术路线确定动液面计算方法，求准动液面资料；利用动液面与泵充满系数的协调关系，制作关系图版；通过功图资料推导动液面，从而实现减少测试工作量、提高动液面资料全准率的目的。

1.动液面计算方法的确定目前动液面计算方法有三种方式，即音标法、接箍法及音速法。

①音标法在油管已知位置上安装音标，在声波反射曲线上，通过比例关系可以计算动液面位置。

②接箍法利用油管接箍数计算动液面深度，即在测试曲线上选出连续、一定数量的接箍波，通过比例关系可以计算液面深度。

③音速法声波速度与介质压力存在函数关系，利用音标井求得不同压力下的液面，通过下式即可计算不同压力下声波速度和动液面。

以雷64-18-17c为例，该井2010年6月25日下入音标，位置1198.15米。

对该井进行系统测试，取得不同压力下液面及对应声波速度资料（见表1）。

确定声波速度即可求准动液面，可作为本地区动液面计算的主要方法。

2.供排关系图版的建立沉没度水平反映地层供液能力，充满系数反映深井泵排液状况，二者结合在一起可以反映油井供、排的协调关系。

1 引言动液面深度是油机井的井口到井下油层表面的距离，是抽油机井定期测试中的一个重要参数。

由动液面深度还可计算出井管内的平均声速。

动液面深度、井管内的平均声速与其它测试项目的结果相结合可以充分反映抽油机井的工作状态和产量情况，为油井的诊断和维护提供依据。

2 动液面深度测试原理动液面深度测试仪器通过采集由安装在井口的炮枪发出并经过井管接头反射的节箍波信号和经过油层表面反射的液面波信号（如图1所示），找出井口位置、动液面位置及基准节箍波，用公式（1）来计算动液面深度。

图1节箍波和液面波波形示意图(1)公式（1）中A、B、C、D分别代表井口位置、液面位置、参考节箍波起点和参考节箍波终点，L为单节井管的长度，N为介于C、D之间的参考节箍波的个数。

由于每个节箍波对应一节井管，因此N就是C、D之间的井管个数。

由于传感器本身的噪声、环境噪声等多种噪声源的存在，所采集到的波形并非都能如图1那样很容易地找出上述的各特征点，尤其是参考节箍波，这就给准确计算动液面深度带来困难，有时甚至根本无法计算。

因此对传感器输出信号的滤波处理成为准确计算动液面深度的关键。

3 传统的动液面深度测试仪结构目前普遍采用的动液面深度测试仪有如图2所示的基于模拟电路的结构和如图3所示的基于微控制器的结构。

图2基于模拟电路的动液面深度测试仪原理框图图3基于微控制器的动液面深度测试仪原理框图在图2的结构中，微音器捡拾由炮枪发出并经过井管接头和油层表面反射后返回到井口的低频声波信号，该信号经放大器放大后进入两个窄带滤波器：带通滤波器 BPF和低通滤波器LPF。

带通滤波器的输出即为节箍波信号，低通滤波器的输出为液面波信号。

数据采集由驱动电路控制绘图笔在纸带上绘制节箍波和液面波曲线来完成。

井口位置、液面位置、参考节箍波起点、参考节箍波终点等特征位置的提取及动液面深度与井管内平均声速的计算完全由技术人员手工完成。

在图3的结构中，模拟信号的捡拾、放大和滤波部分与图2所示的结构完全相同，但数据采集部分由微控制器系统完成。

2011-06-11 08:01:52 2楼油井的动液面参数直接反映了地层的供液情况及井下供排关系, 是进行采油工艺适应性评价和优化的关键数据之一[ 1- 3] 。

动液面测试传统的方法是利用声波进行测试, 但是, 这种方法有两方面的缺点, 一是回声的技术受井筒的情况制约产生误差; 二是不能实时在线测量。

文献[ 3- 4] 通过地面功图推算动液面, 但是由于悬点载荷的确定比较复杂和繁琐, 而且在计算过程中忽略了一些阻力因素, 也存在误差。

有杆泵主要由泵简、柱塞、游动阀( T V) 、固定阀( SV) 等组成。

把地面示功图或悬点载荷与时间的关系用计算机进行数学处理之后, 由于消除了抽油杆柱的变形、杆柱的粘滞阻力、振动和惯性等的影响, 将会得到形状简单而又能真实反映泵工作状况的井下泵示功图[ 8- 9] 。

井下泵相对于悬点受力简单、动载荷的影响小。

泵工作工程中, 泵筒内压力p ( t ) 随柱塞运动方向的改变, 由吸入压力p i 升至排出压力p o 或由p o 降至p i , 柱塞完成卸载或加载: 当SV 开启后, 液体经SV 孔吸入泵腔, 此时p ( t ) = p i , 柱塞加载完成, 泵载保持不变; 当TV 开启后, 液体经T V 孔排出泵腔, 此时p ( t ) = p o , 柱塞卸载完成, 泵载保持不变,当SV、T V 均处于关闭状态时, p i< p ( t ) < p o 。

如果忽略柱塞与液体的惯性力, 则作用于柱塞上的平衡方程应是: Fp ( t) = p p ( f p - f r ) - p ( t ) f p + Wp f ( 1)其中, Fp ( t ) ! ! ! 泵的载荷, N; p p ! ! ! 游动阀上部的压力, Pa; p ( t ) ! ! ! 泵筒内压力, Pa; Wp ! ! ! 柱塞重量, N; f ! ! ! 柱塞与泵筒间的摩擦阻力, N ; f p、f r ! ! ! 柱塞、抽油杆的截面积, m2。

油井音标深度与动液面计算油井音标深度与动液面计算是石油工程中的重要计算方法，它可以帮助工程师确定油井中各种参数的准确值，从而进行油井的优化和生产策略的制定。

本文将详细介绍油井音标深度与动液面计算的原理、方法和应用。

一、油井音标深度计算的原理与方法油井音标深度是指根据地震资料或测井资料中的声波时差法计算出来的井深。

油井声波时差法是利用地震波在地下岩石中传播速度较快和较慢的不同特点，通过接收到的地震波和发射的地震波之间的时间差来计算出地层的深度。

具体计算方法如下：1.首先，需要准备地震测井资料或地震勘探资料。

地震测井是通过地震资料获取地下地层信息的一种方法，主要是通过钻井设备在井口部位发射地震波，并通过地震检波器接收地下的地震波，通过分析检波器接收到的地震波信号和发射地震波之间的时间差来计算井深。

2.其次，需要进行数据处理。

数据处理是指对地震测井资料或地震勘探资料进行处理和分析，以计算出井深。

数据处理可以使用地震数据处理软件，对接收到的地震波信号进行滤波、反演等处理，通过计算出地震波和地震检波器接收到的地震波的时间差来计算出井深。

3.最后，需要进行计算与校正。

计算与校正包括根据地震波速度模型对计算出的井深进行校正，并进行相应的井深转换，以便与其他地质或地质资料进行对比和分析。

二、动液面计算的原理与方法动液面是指油井中液体（石油、水、气体等）与其上方气体之间的分界面。

动液面是确定油井储量、生产能力和开发方案的重要指标之一。

动液面的计算方法如下：1.首先，需要准备测井资料。

测井是通过钻井设备在井中测量与地下岩石、井筒构造以及井筒周围的岩层物性相关的物理量，以获取地下地层信息的一种方法。

其中，测量井身内各层流体分布的测井曲线是动液面计算的主要依据。

2.其次，需要进行曲线解释。

曲线解释是指根据测井资料中的测井曲线（如自然伽马测井曲线、电阻率测井曲线等），对井内不同流体分布层进行判识和解释。

通过分析测井曲线可以确定井筒内不同层位的流体类型（油、水、气体等）。

动液面的计算与识别动液面计算与识别是指通过传感技术和算法，对液体表面的位置进行测量和确认的过程。

这种技术在工业、医疗、农业等领域具有重要应用价值。

本文将从传感技术、计算方法和应用领域等方面对动液面的计算与识别进行详细介绍。

一、传感技术动液面计算与识别的首要任务是获取动液面的位置信息，而传感技术则起到了关键作用。

以下是常用的动液面传感技术：1.光电传感器：利用光电原理，通过光电开关或激光传感器来测量光的传播时间或反射情况，从而判断液体表面的位置。

2.声波传感器：利用超声波技术，通过发射超声波并接收其回波的时间差来计算液体表面的位置。

3.比重传感器：根据液体的比重和导电性质，通过测量液位液体的电阻来判断液体表面的高度。

4.电容传感器：利用电容原理，测量液体表面与电容传感器之间的电容变化来确认液位位置。

以上传感技术各有优劣，选择合适的技术取决于具体应用场景和需求。

二、计算方法获得液体表面位置信息后，需要通过计算方法来准确计算液位。

以下是常用的计算方法：1.阈值法：根据传感器输出的信号强度与事先设定的阈值进行比较，从而判断液体表面的高低状态。

2.插值法：利用多个传感器或测量点的数据进行插值计算，消除测量误差，提高测量精度。

3.滤波法：通过滑动平均、中值滤波、卡尔曼滤波等方法，对传感器输出的原始数据进行处理，消除噪声干扰，并提高信号的稳定性。

4.数据拟合法：使用数学模型对传感器输出的数据进行拟合，从而得到液面位置的准确数值。

以上计算方法通常需要结合实际应用场景的特点进行选择和优化。

三、应用领域动液面计算与识别技术在各个领域都有广泛的应用。

以下是一些典型的应用场景：1.工业领域：用于液体储罐的液位监测、流量计量器的精度控制、化学反应过程的控制等。

2.医疗领域：用于医用注射器或药液输送系统的液位监测和控制。

3.农业领域：用于农田排水系统的水位控制、温室灌溉系统的液位监测等。

4.环境监测：用于地下水位监测、河流水位监测、气象站的降雨监测等。