抽油机井电功图测试动液面技术研究与应用

ＪＩＡＮＧ Ｄｏｎｇ
（Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｓｈｅｎｇｌｉ Ｏｉｌｆｉｅｌｄ Ｃｏｍｐａｎｙ，ＳＩＮＯＰＥＣ，Ｄｏｎｇｙｉｎｇ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ ２５７０００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｄａｔａ ｏｆ ｏｉｌ ｗｅｌｌｓ ｒｅｆｌｅｃｔ ｔｈｅ ｌｉｑｕｉｄ ｓｕｐｐｌｙ ａｎｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓｔａｔｕｓ ｏｆ ｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ． Ｔｈｅ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｍａｎｕａｌ ｒｅｇｕｌａｒ ｔｅｓｔｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｈａｓ ｐｒｏｂｌｅｍｓ ｓｕｃｈ ａｓ ｕｎｔｉｍｅｌｙ ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ，ｐｏｏｒ ｃｏｎｔｉｎｕｉｔｙ ａｎｄ ｐｏｏｒ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｂｙ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｄｉａｇｒａｍｓ，ａ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ ｕｐｓｔｒｏｋｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｉｓ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ ａｎｄ ｓｏｌｖｅｄ，ｔｈｅ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ ｓｕｒｆａｃｅ ａｎｄ ｕｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ ｏｎ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｓ ｅｌｉｍｉｎａｔｅｄ，ａｎｄ ａ ｎｅｗ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇ ａｎｄ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｆｌｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｏｆ ｏｉｌ ｗｅｌｌｓ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｄｅｖｅｌｏｐｅｄ．Ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ９ ｗｅｌｌｓ ｓｈｏｗｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｖｅｒａｇｅ ｅｒｒｏｒ ｏｆｔｈｅ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ ｉｓ ５．８２％．ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｃｃｕｒａｃｙ ｉｓ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ３．４％ ａｆｔｅｒ ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｃａｓｉｎｇ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｒｒｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｔｒａｃｋｉｎｇ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｏｉｌ ｗｅｌｌ’Ｓ ｆｌｕｉｄ ｓｕｒｆａｃｅ ｉｓ ｒｅａｌｉｚｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｓ ａ ｓｉｍｐｌｅ ａｎｄ ｆｅａｓｉｂｌｅ ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ ｔｈｅ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｍｏｎｉｔｏｒｉｎｇ ｏｆ ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ． Ｋｅｙ ＷＯｌｄＳ：Ｓｈｅｎｇｌｉ ｏｉｌｆｉｅｌｄ；ｏｉｌ ｗｅｌｌ’Ｓ ｌｉｑｕｉｄ ｓｕｐｐｌｙ ｃａｐａｃｉｔｙ；ｒｅａｌ－ｔｉｍｅ ｍｏｎｉｔｏｒ；ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｄｉａｇｒａｍ
问题。通过确定电功图量化指标，基于油井举升上行功与扬程成正比原理建立电功图计算动液面数学模型，采用上
行功增量计算法实现了计算模型的求解，消除了地面及井下设备等因素对计算结果的影响，形成了油井动液面的计
算采集新方法。现场９口井的应用表明，电功图计算动液面算法平均相对误差５．８２％中地层供 液与能量消耗情况，是抽油机井生产管理与评价的 重要参数…。目前，常规动液面测量一般采用声波 法口。５１，需要人工定期到井口现场测量数据并分析动 液面，操作工作量大、数据不连续。该方法用于气、 液比较大的低渗油藏，因环空中形成气、液混合的 泡沫段产生“假液面”，测量值比实际液面小陋。７１。 近年来，示功图计算油井动液面技术的应用，可以 实时监测分析油井动液面的变化趋势隅。１ ２１，但该方法 主要存在示功图测试仪在露天环境下使用易老化， 油井悬点示功图测量精度低，计算误差大等问题“３１。 本文提出了基于电功图计算动液面方法，建立电功 图计算动液面数学模型，实现油井动液面的实时计
石油地质与工程 ２０１９年５月ＰＥＴＲＯＬＥＵＭ ＧＥＯＬＯＧＹ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
文章编号：１６７３—８２１７（２０１９）０３—０１１５一０４
第３３卷第３期
抽油机井电功图测试动液面技术研究与应用
姜东
（中国石化胜利油田分公司石油工程技术研究院，山东东营２５７０００）
摘要：油井动液面数据反映了地层供液与能量状况，常规人工定期测试方法存在录取不及时、连续性、实时性差等
算与监控。
１ 油井电功图数值量化
游梁式抽油机一般由抽油机、抽油杆、抽油泵 组成。抽油机举升驱动系统普遍采用三相异步交流
收稿日期：２０１８—１２—１１ 作者简介：姜东，高级工程师，１９６８生，２０１７年毕业于中 国石油大学（华东）油气田开发专业，现从事采油工程技 术研究工作。 基金项目：中国石化科技攻关项目“勘探开发智能化关键 技术”（Ｐ１４１３０）。
石油地质与工程
２０１９年第３期
电动机，一般采用互感器检测法测量抽油机井举升 能耗”引，可直接测量电机连续的电流、电压等参数的 有效值并获取实时功率曲线（电功图），具有采集方 便、传感器测量可靠、误差小等优势，已成为抽油机
定义最小上行功％ｉｎ为上行过程中动液面在井口时
抽油机做功，最大上行功Ｅ．ｍ。ｘ为上行过程中动液面 在抽油泵人口抽油机做功，当前上行功臣。为上行过 程中动液面在井口与泵口间的某一位置抽油机举升
井举升系统长期在线监测的重要参数。
做功。因此，可基于抽油机做功原理建立上行功增
根据电功图周期功、上行功、下行功的定义，得 量法，实时计算生产过程的油井实际动液面深度。
到：
假设地面设备配置、井下产出液介质及生产参数稳
了３．４％．实现了油井动液面实时跟踪分析。为油藏压力连续监测提供了一种简单可行的方法。
关键词：胜利油田：油井供液能力：实时监控：电功图
中图分类号：ＴＥ３５５．５
文献标识码：Ａ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｐｏｗｅｒ ｄｉａｇｒａｍ ｔｏ ｅｓｔｉｍａｔｅ ｄｙｎａｍｉｃ ｌｉｑｕｉｄ ｌｅｖｅｌ ｉｎ ｒｏｄ－ｐｕｍｐｉｎｇ ｗｅｌｌｓ