吳建彬+冉茂科+呂文昕+楚楠

摘 要：油井單量以及井況監(jiān)控是油田開發(fā)動態(tài)監(jiān)控上最為關(guān)鍵指標(biāo)。本文以盤古梁油田數(shù)字化建設(shè)為契機，運用統(tǒng)計手段，從功圖量油技術(shù)基本原理、推廣思路、影響因素及應(yīng)用效果四個方面進行簡要分析，旨在從建設(shè)思路及運維操作上獲取實踐經(jīng)驗，分析控制數(shù)字化示功圖計量的關(guān)鍵因素，制定出減小影響因素的措施方法。

關(guān)鍵詞：功圖量油；影響因素；綜合應(yīng)用；效果評價

中圖分類號： TE86 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）05-190-2

1 功圖量油技術(shù)推廣背景

1.1 推廣背景

1.1.1 單井計量現(xiàn)狀

傳統(tǒng)油井計量以雙容積和大罐單量為主，該計量系統(tǒng)組成及地面流程復(fù)雜，控制部分易損壞，電磁執(zhí)行機構(gòu)漏失嚴重，人為計量誤差較大，又不能實現(xiàn)計量數(shù)據(jù)遠傳和實時檢測，數(shù)據(jù)延遲且人為影響因素多，計量準(zhǔn)確率打折扣。

1.1.2 油田管理需要

隨著油田的不斷規(guī)模開發(fā)，以及精細化管理，無紙化辦公的需要，過去的粗放式管理轉(zhuǎn)為精細化管理，充分運用數(shù)字化技術(shù)，能進一步壓縮油田基層操作員工的用工數(shù)量，使用工總量得以控制在有利范圍內(nèi)，數(shù)字化功圖量油技術(shù)深度應(yīng)用是減輕勞動強度的有利技術(shù)手段。

1.2 目前現(xiàn)狀

截至2015年12月，全區(qū)油井開井?dāng)?shù)568口，油井井口采集設(shè)備安裝508口，站控平臺搭建36個，全區(qū)功圖平均上線489口，上線率達到96%左右。目前普遍已采用功圖計量系統(tǒng)進行工況診斷、壓力監(jiān)控，但是功圖量油利用率低，且計量結(jié)果的準(zhǔn)確性平均只有42.18%，即使是與數(shù)字化科技信息中心共同建設(shè)的“功圖計量標(biāo)準(zhǔn)站”盤一轉(zhuǎn)油點、盤59-25增壓點兩個站點的功圖計量準(zhǔn)確率也只有48.5%。

2 功圖量油技術(shù)原理及影響因素

2.1 基本原理

工況診斷是采用矢量特征法對泵功圖進行分析及故障進行識別，及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)不正常的油井并預(yù)警。功圖量油是依靠數(shù)字化系統(tǒng)，實時采集油井地面示功圖，通過曲率波動方程模型計算出相應(yīng)的泵功圖，確定泵的有效沖程，結(jié)合其它基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，得出油井地面折算有效排量。

2.1.1 “正常” 泵功圖識別

將處理過的泵功圖標(biāo)準(zhǔn)化，建立該泵功圖的矢量鏈，把它和標(biāo)準(zhǔn)故障矢量鏈庫中的矢量鏈對比，剔除抽油桿斷脫、閥失靈、卡泵等特殊工況井，對其余工作正常油井結(jié)合生產(chǎn)參數(shù)，可確定有效沖程。

2.1.2 有效沖程的計算

將泵示功圖按照柱塞行程展開，然后在曲線計算任一點斜率變化量，求其最大值。在高載荷段找兩個曲率變化峰值即為固定凡爾的開閉點位置；在低載荷段找兩個曲率變化峰值即為游動凡爾的開閉點位置。

2.1.3 示功圖產(chǎn)液量計算

每口油井安裝的載荷位移傳感器，目前設(shè)置每10分鐘測試1個功圖，相應(yīng)地可以計算出1個日產(chǎn)液量數(shù)據(jù)，正常時每天測試144幅示功圖，然后將計算的日產(chǎn)液量進行加權(quán)求平均，計算出該井的日產(chǎn)液量數(shù)據(jù)，因此，要采集到盡可能多的可靠功圖。

Q=（T1Q1+T2Q2+…+TnQn）/（T1+T2+…+Tn）

其中：Tn——采集一張功圖的時間，min；

T開井時間=T1+T2+…+Tn。

Q=1440Spen

其中：D為泵徑，Spe為有效沖程，n為沖次。

2.2 影響因素

從數(shù)字化功圖量油計量原理及技術(shù)流程入手，影響因素主要是有效沖程、沖次、采集泵功圖數(shù)量、泵徑、系統(tǒng)計量模型，各要素對計量精度的影響程度不同。

2.2.1 正常泵功圖采集數(shù)據(jù)的影響

統(tǒng)計數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)與人工測試的功圖數(shù)據(jù)對比，以盤一轉(zhuǎn)油點、盤59-25增、新三增、新四增60口井的測試數(shù)據(jù)對比，數(shù)字化功圖沖程，沖次跟人工實測的數(shù)據(jù)對比相對準(zhǔn)確，最大載荷、最小載荷跟實測的數(shù)據(jù)對比波動相對較大，載荷相差大于10kN的井5口，沖程相差大于0.2m的井0口，沖次相差大于0.5的井1口。平均日采集泵功圖數(shù)量98.9幅。

2.2.2 油井靜態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)影響

油井靜態(tài)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)主要是泵徑、泵掛、抽油桿材質(zhì)、抽油桿組合，系統(tǒng)計量模型等，油井修井作業(yè)后相關(guān)數(shù)據(jù)必須及時準(zhǔn)確錄入。由于修井總結(jié)錄入系統(tǒng)數(shù)據(jù)錯誤，導(dǎo)致泵徑、泵掛、管桿組合等關(guān)鍵的數(shù)據(jù)錯誤較多，對功圖計量的精度有較大的影響。

2.2.3 調(diào)整數(shù)字化系數(shù)的影響

目前作業(yè)區(qū)在應(yīng)用功圖計量時，大部分井是通過修改系數(shù)來實現(xiàn)與單量罐產(chǎn)量的匹配，從而達到往真實產(chǎn)量的方向靠近，數(shù)字化系數(shù)η綜合的改變，直接影響到功圖量油的產(chǎn)液量走向。

Q實=1131×d2×Se×n×η綜合

3 提高計量精度的方法與應(yīng)用

3.1 加大考核、培訓(xùn)力度，提高正常泵功圖采集數(shù)量

要提高正常泵功圖的采集數(shù)量，首先要確保功圖避免掉線、失真等情況頻發(fā)，主要受到設(shè)備調(diào)試、跟蹤運用及數(shù)據(jù)錄入滯后影響，對于提高正常泵功圖采集數(shù)量這一目標(biāo)，主要是要從思想上擯除懶惰，所以要改變以往考核方式，加大考核、獎勵力度，重新制定考核辦法，分別分水井遠程調(diào)配、功圖監(jiān)控與亂畫，水井掉線、運行系統(tǒng)、自查自改、現(xiàn)場檢查進行量化評比。

2016年通過“抓兩頭、促中間”以考核促提升，數(shù)字化運維累計考核11000元，累計獎勵19800元，功圖掉線平均恢復(fù)時間由活動前的8.3h↓5.02h，同時5-7月份對系統(tǒng)調(diào)研誤差較大井，對傳感器、角位移更換校驗28臺次，目前油井平均日采集泵功圖數(shù)量由活動前的98.9↑111.1幅。

3.2 通過培訓(xùn)、月度資料檢查考核，提升井區(qū)技術(shù)員修改數(shù)字化功圖量油的系數(shù)準(zhǔn)確率

目前作業(yè)區(qū)在應(yīng)用功圖計量時，大部分井是通過修改系數(shù)來實現(xiàn)與真實產(chǎn)量的匹配，從而達到往真實產(chǎn)量的方向靠近，數(shù)字化系數(shù)的改變，直接影響到功圖量油的產(chǎn)液量走向。

修改數(shù)字化系利用線性回歸算法對調(diào)整系數(shù)進行優(yōu)化：

設(shè)定X，Y變量分別代表功圖計量值與單量標(biāo)定值，令此兩個變量（X，Y）之間的相互關(guān)系為線性關(guān)系：Y=a*X，一個月內(nèi)的數(shù)據(jù)，可以組成一系列成對的數(shù)據(jù)（x1，y1.x2，y2... xm，ym），令 X=（x1，x2，x3…xn） ，Y=（y1，y2，y3…yn）。利用Excel散點圖制圖進行最優(yōu)化求解，計算出該井合理的調(diào)整系數(shù)。

如數(shù)據(jù)（x，y）為（5.26，6.89）；（5.39，7.02）；（5.20，7.36）；（5.18，7.02）；（5.69，6.98）；（5.78，6.87）；（5.29，7.20）；利用Excel制圖求得最優(yōu)化系數(shù)為1.265。

2016年通過“培訓(xùn)+考核”的方式，對基層井區(qū)技術(shù)員累計培訓(xùn)4次，月度技術(shù)保障會通報考核累計達4350元，基層井區(qū)重視度提高，以前“懶得改，往后拖”的現(xiàn)象好轉(zhuǎn)，取得了較好的效果，月度出錯率明顯下降，由14條/月↓5條/月。

3.3 制定相關(guān)靜態(tài)資料錄取制度，及時對上修井進行資料更新錄入

2016年，采油三廠從5月份開始對數(shù)字化運維加入了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更新及時率、準(zhǔn)確率這一項量化考核制度，作業(yè)區(qū)立即做出反應(yīng)，由資料室及修井資料員牽頭，數(shù)字化組，修井組、地質(zhì)組把關(guān)進行基礎(chǔ)資料審核工作。

作業(yè)區(qū)通過成立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護更新小組，專人專管，活動后取得了較好的成績，油井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)更新及時率、準(zhǔn)確率在廠層面得分、排名穩(wěn)步向前?；A(chǔ)數(shù)據(jù)維護更新及時，確保了功圖量油更加準(zhǔn)確。

通過2016年各項制度的執(zhí)行，目前全區(qū)“功圖計量標(biāo)準(zhǔn)站”盤一轉(zhuǎn)油點、盤59-25增壓點兩個點的功圖計量準(zhǔn)確率取顯著提高，分別由52.1↑76.7%，44.9↑81.8%。

4 結(jié)論及下步計劃

①硬件設(shè)備正常是保障，數(shù)字化采集設(shè)備的正常運行，采集到高精度的示功圖數(shù)據(jù)，才能保障系統(tǒng)的正常運行。

②基礎(chǔ)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確是前提，在數(shù)字化硬件設(shè)備正常、油井基礎(chǔ)數(shù)據(jù)都準(zhǔn)確的情況下，大部分井的計量結(jié)果能基本滿足計量要求。

③調(diào)節(jié)系數(shù)的變化有規(guī)律。計算出理論的系數(shù)范圍后，可根據(jù)產(chǎn)量標(biāo)定的結(jié)果用線性回歸方法進行優(yōu)化。

④建議后期把作業(yè)區(qū)的新三增壓點及新四增壓點升級為“功圖計量標(biāo)準(zhǔn)站”，進一步提升功圖量油準(zhǔn)確率。

參 考 文 獻

[1] 楊偉.功圖法在油井產(chǎn)量計量中的應(yīng)用研究[J].機械，2011（04）.

[2] 馮亞莉.功圖法計量技術(shù)及現(xiàn)場應(yīng)用[J].油氣田地面工程，2008（07）.

[3] 高銀中，雷小強，楊江天.基于泵示功圖的抽油機井井口產(chǎn)量計算[J].石油礦場機械，2008（05）.

[4] 嚴長亮，彭勇.泵示功圖單井自動量油技術(shù)研究[J].西安石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2006（06）.