摘 要：數(shù)字化功圖量油技術依據(jù)井口載荷和位移傳感器采集數(shù)據(jù)進行油井工況分析及產(chǎn)液量計算，實現(xiàn)了油井生產(chǎn)遠程監(jiān)控和實時工況預警。由于油井實際生產(chǎn)過程復雜，影響示功圖及油井產(chǎn)液計算結果的因素很多。從示功圖法計算油井產(chǎn)液的理論方法、油井自身數(shù)據(jù)及地面采集數(shù)據(jù)三個方面，分析影響油井計量結果的主要因素，指出在實際應用中應注意的問題，以提高示功圖法計算油井產(chǎn)液量的準確度。

關鍵詞：功圖計量；載荷傳感器；位移傳感器；數(shù)據(jù)丟包

一、數(shù)字化功圖計量原理

功圖計量技術是依據(jù)抽油井深井泵工作與油井產(chǎn)液量變化關系，把定向井有桿泵抽油系統(tǒng)視為一個復雜的振動系統(tǒng)（三維振動系統(tǒng)：包含抽油桿、油管和液柱三個振動子系統(tǒng)），該系統(tǒng)在一定的邊界條件和一定的初始條件（如周期條件）下，對外部激勵（地面功圖）產(chǎn)生響應（泵功圖）。從而，計算在不同井口示功圖激勵下的泵功圖響應，采用矢量特征法對泵功圖進行分析及故障進行識別，確定泵的有效沖程，得出油井地面折算有效排量。

二、影響數(shù)字化功圖計量的主要因素

（一）硬件設備故障

部分井載荷位移傳感器采集的功圖數(shù)據(jù)與實際誤差較大，主要表現(xiàn)在功圖形狀、載荷差、沖程與實際測試誤差大，對計算結果有較大影響。設備性能不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)故障，采集的無效光桿功圖較多或者嚴重丟失功圖，影響功圖正常分析。

1、位移傳感器故障

位移傳感器安裝在游梁與支架之間的夾角部位，霍爾探頭固定于支架上，磁鋼焊接在游梁下方。當位移傳感器工作不正常時，測試不到位移信號或出現(xiàn)測試位移數(shù)據(jù)與載荷數(shù)據(jù)不同步，造成示功圖采集失真，無法計算出有效的產(chǎn)液量。另外位移傳感器設置不合適造成油井沖程與實際不符，使數(shù)字化示功圖采集有效沖程錯誤，造成功圖計量結果誤差偏大。

2、載荷傳感器故障

載荷傳感器安裝不規(guī)范，調(diào)試不合格等因素，導致系統(tǒng)采集的光桿功圖無效，加之其性能不穩(wěn)定，精度及信號漂移影響測試準確度，造成采集功圖失真，從而影響產(chǎn)液量計算。

（二）通訊故障導致數(shù)據(jù)丟包

安塞油田單井產(chǎn)液量低，間歇性出液嚴重，功圖計量軟件是通過所有采集功圖加權平均來計算日產(chǎn)液（計算公式見下圖），采集的功圖張數(shù)的多少對功圖計量的影響較大。

如坪22-19井利用兩個不同日期該井采集的功圖張數(shù)，所對應的液量進行對比，發(fā)現(xiàn)計量誤差較大。

圖2 坪 22-19井數(shù)據(jù)丟包功圖疊加圖3 坪22-19井正常采集功圖疊加

（三）基礎數(shù)據(jù)維護不到位

數(shù)示功圖法油井計量結果與抽汲參數(shù)、泵的大小等參數(shù)密切相關。所以，油井自身參數(shù)輸入的正確性，是確保油井計量結果準確的基本條件。在數(shù)字化功圖基礎數(shù)據(jù)庫中，需要將油桿直徑、油管直徑、柱塞直徑、泵掛、油層、動液面等基本參數(shù)正確錄入。若輸入?yún)?shù)與油井實際參數(shù)不一致，則經(jīng)過計算得到的產(chǎn)液量結果必然也與油井實際產(chǎn)液量不符。

1、泵徑改變對計量結果的影響

由功圖功圖計量產(chǎn)量計算公式可以看出，泵徑的改變對計量結果影響較大，如坪橋作業(yè)區(qū)3口井基礎數(shù)據(jù)錄入泵徑與實際泵徑不符，泵徑參數(shù)修改后，示功圖計量液量誤差減小。

2、動液面改變對計量結果的影響

從功圖工況分析結果來看，動液面變化后泵的充滿系數(shù)相應改變，功圖計量結果變化較大。從以下坪平6井結果來看，沉沒度變化越大，產(chǎn)液量變化幅度增大。（見表1）

3、原油體積系數(shù)改變對計量結果的影響

根據(jù)功圖法計量的計算原理，需將計算出的井下產(chǎn)液量通過原油體積系數(shù)折算成地面產(chǎn)量，原油體積系數(shù)的改變對計量結果影響較大。比如某口長6層井Q井下為4.5m3，維護正確的原油體積系數(shù)1.21其地面產(chǎn)量應為3.72m3，若原油體積系數(shù)維護錯誤為1.06，則折算地面產(chǎn)量為4.25，其誤差為14.2%。

三、提高數(shù)字化功圖計產(chǎn)的解決對策

（一）落實油井單量數(shù)據(jù)

油井的功圖計產(chǎn)數(shù)據(jù)是否正確是和傳統(tǒng)的單量結果做對比的，日產(chǎn)液<1m3，誤差小于50%；1m3≤日產(chǎn)液<3m3，誤差小于30%；3m3≤日產(chǎn)液<5m3，誤差小于20%；日產(chǎn)液≥5m3，誤差小于10%。對于日產(chǎn)液量低于3m3和間歇出液的井，應盡可能使用24小時標定，另外標定設備應盡可能選擇正常生產(chǎn)壓力系統(tǒng)，如雙容積、質(zhì)量流量計等，避免使用罐車標定，由于罐車單量屬于井口放噴生產(chǎn)，單量結果偏大，且量油誤差大。

（二）正確維護油井基礎數(shù)據(jù)

油井基礎參數(shù)輸入的正確性，是保證油井液量分析的基本條件之一。計量軟件運行前，為了達到對單井準確計算，需要將抽油機沖程，油井桿、管、泵、泵掛等基本參數(shù)初始化，對于一些基礎數(shù)據(jù)錄入錯誤的采油井，修改基礎數(shù)據(jù)，工作參數(shù)及時更新。

（三）及時維護數(shù)字化設備

位移傳感器與載荷傳感器只有在正常運行時功圖計量才能準確，在實際運行過程中，加強前端設備維護，建立定期巡查制度，發(fā)現(xiàn)硬件設備有損壞、脫落、斷線、工作異常等現(xiàn)象時，應及時向維修人員反映；油井修井、維護、保養(yǎng)時注意保護安裝在井場上的有關設備及器件，需要拆卸按規(guī)定做好設備保護；定期對載荷及位移傳感器進行標定調(diào)試。

（四）解決通訊故障，保證采集功圖的數(shù)量和質(zhì)量

數(shù)字化功圖計量數(shù)據(jù)采集通訊故障表現(xiàn)為通訊易受天氣等環(huán)境因素影響，數(shù)據(jù)通訊時有中斷，數(shù)字化功圖采集張數(shù)不夠，尤其是采用無線網(wǎng)橋通訊的井場，數(shù)據(jù)丟包嚴重，導致數(shù)字化功圖計量不準確。因此，必須解決通訊故障問題，如采用無線網(wǎng)橋通訊的井場鋪設光纜或更換大功率電臺等措施。

四、結論

1、示功圖法油井產(chǎn)液計量是數(shù)字化油田建設中一項重要技術，具有簡化地面流程、降低投資和運行成本，實現(xiàn)油井實時動態(tài)產(chǎn)液計量，為油田生產(chǎn)開發(fā)和數(shù)字化管理奠定了基礎。

2、由于受外界環(huán)境影響，傳感器一直處于工作狀態(tài)，位移傳感器發(fā)生故障，載荷傳感器發(fā)生漂移，導致載荷大小、沖程大小發(fā)生改變，直接影響功圖計量的準確率。因此，通過對載荷傳感器及位移傳感器定期標定，減小傳輸中的誤差，使計量準確，從而提高數(shù)字化功圖計量資料符合率。

3、由于受通訊故障的影響，造成計量不準確，建議對采用無線網(wǎng)橋通訊的井場鋪設光纜或更換大功率電臺，通訊設備故障后及時維修，確保通訊暢通，保證功圖采集張數(shù)達到功圖計量要求。

4、功圖法油井液量分析與抽汲參數(shù)、泵的大小等參數(shù)密切相關。計量軟件運行前，為了達到對單井準確計算，需要將抽油機沖程，油井桿、管、泵、泵掛等基本參數(shù)初始化。

參考文獻：

[1]張乃祿，趙岐等.示功圖法計算油井產(chǎn)液量的影響因素[J].西安石油大學學報（自然科學版），2011.

[2]張金，余存等.功圖法計量技術在安塞油田的應用[J].石油天然氣學報，2012.