功图计算动液面的方法初步研究和应用
动液面测试原理及计算方法
动液面测试原理及计算方法原理：动液面测试的原理基于静力学和浮力定律。
当一个管浸入液体中，液体会上升到管的高度，直至液体的重力与液体的浮力相平衡。
根据浮力定律，液体对浸入其中的柱体的浮力与柱体所排斥的液体的重力相等。
因此，测量柱体的高度即可得到液位的高度。
计算方法：通常使用的计算方法有六种。
分别是：差压计算法、液面抽吸法、压力计算法、质量法、电容法和声波法。
1.差压计算法：该方法基于现象当一个管浸入液体中时，液体会上升到一个高度，并且液面高度会例如的在两边液面的差压。
通过测量液体的差压，可以计算出液位的高度。
2.液面抽吸法：该方法使用负压来抽吸液体。
当管浸入液体中，通过抽吸管中的空气创建一个负压，液体会上升到一个高度。
通过测量抽吸管中漂浮液体的高度，可以计算出液位的高度。
3.压力计算法：该方法基于现象当一个管浸入液体中时，液体会对管壁产生一个压力。
通过测量液体对管壁的压力，可以计算出液位的高度。
4.质量法：该方法基于现象当管浸入液体中时，液体会对管内柱体产生一个浮力。
通过测量柱体的质量，可以计算出液位的高度。
5.电容法：该方法通过测量液体对电容器的影响来计算液位的高度。
当液体上升到电容器的高度时，液体会使得电容器的电容值发生变化。
通过测量电容值的变化，可以计算出液位的高度。
6.声波法：该方法通过发送声波到液体中，当声波遇到液体表面时，会发生反射。
通过测量声波的反射时间，可以计算出液位的高度。
通过以上六种计算方法，可以准确地测量液体的液位。
不同方法的适用范围和精度有所不同，选择合适的方法取决于测量条件和需求。
二、机械采油(功图、液面)
3、液面曲线的识别
典型液面曲线记录图如下图所示：
Ls Le
Ls表示电磁笔从井口波到音标反射波在记录纸带上所走的距 离，单位mm。 Le表示电磁笔从井口波到液面反射波在记录纸带上所走的距 离, 单位mm。
3、液面曲线的识别
(2)
波形A为井口波，波形B，C分别为回音标、液面 反射波形。b、c、d…为油管接箍波形。
冲程损失在图上的长度B'B=DD'=126/30=4.2（mm）
P 4.2 λ
B’
S活
B
9.4
A 19.8 D λ 4.2
C
D’
o
S活
S
50
抽油杆在空气和不同相对密度原油中的重量
公称直径 in
直径 mm
截面积 cm2
抽油杆密度,kg/m
在空气中 在相对密度 在相对密度 0.86的原油 0.8的原油 中 中 在相对密 度0.9的 原油中
例题二
某井的动液面测试资料如下图所示，查该井作业 油管记录如表1，计算液面深度。
表1 某井作业油管数据
油管序号
油管长度，m
1～10 11～20 21～30 31～40 41～50 51～60 61～70 71～80 81
95.41 96.45 96.06 96.49 95.65 96.35 96.42 96.02 9.64
L N L
式中： N ——油管接箍数
L ——平均油管长度，m
2、利用油管接箍数计算液面深度
油管接箍波峰在液面曲线上只反映一部分。
现场上，由于井筒条件、仪器、操作水平等多方面因素影 响，井筒中液面以上的接箍并不明显地全部反映在曲线上，如 图所示，针对此情况可在曲线上选出不少于10个分辨明显、连 续均匀的接箍波进行计算。
利用功图法测算动液面2011
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。
用示功图计算抽油机井井口产液量方法研究
用示功图计算抽油机井井口产液量方法研究一、本文概述本文旨在探讨和研究利用示功图计算抽油机井井口产液量的方法。
随着石油工业的发展，抽油机井作为重要的石油开采设备，其运行状态的监测和产液量的准确计量对于油田的开发与管理具有至关重要的意义。
示功图作为一种反映抽油机工作状态的图形化工具，能够直观地展示抽油机的工作过程和性能参数，因此，研究如何利用示功图计算抽油机井井口产液量具有重要的实践价值和理论意义。
本文将首先介绍抽油机井的工作原理和示功图的基本原理，为后续的研究提供理论基础。
然后，详细阐述利用示功图计算抽油机井井口产液量的方法，包括相关的数学模型、计算步骤和注意事项。
在此基础上，通过案例分析，验证所提方法的可行性和有效性。
总结研究成果，指出存在的问题和未来的研究方向，为石油工业的可持续发展提供有益参考。
本文的研究方法结合了理论与实践，旨在提高抽油机井井口产液量的计算精度和效率，为油田的日常管理和决策提供有力支持。
本文的研究也有助于推动石油工业技术的进步，促进我国石油工业的健康发展。
二、示功图基本原理示功图是一种用于描述抽油机井工作状态的重要工具，它反映了抽油机在一个完整冲程中，驴头悬点载荷随位移变化的封闭曲线。
示功图的基本原理基于抽油机的工作过程，即抽油泵在上下冲程中的液体吸入、压缩和排出过程。
在抽油机工作过程中，驴头悬点的载荷会随着抽油泵的工作状态而变化。
在抽油泵吸入液体时，由于液柱的重力作用，悬点载荷会减小；而在压缩和排出液体时，由于液柱的压缩和排出阻力，悬点载荷会增大。
这种载荷的变化会被示功图记录下来，形成一条封闭的曲线。
示功图的形状和大小可以反映抽油机井的工作状态。
例如，示功图的面积可以表示抽油泵在一个冲程中所做的功，从而反映出泵的效率和能耗情况。
示功图还可以用于计算抽油机井的井口产液量。
在计算井口产液量时，我们需要根据示功图中的数据，结合抽油泵的几何尺寸和流体的物理性质，进行一系列的计算和推导。
低渗透油田示功图实时计算动液面方法
第 ５ ３卷第 ２期 石 Nhomakorabea油
化
工
自
动
化
Ｖｏ １ ． ５ ３，Ｎｏ ． ２ Ａｐ ｒ ｉ ｌ ，２ ０ １ ７
２ ０ １ ７ 年 ４月
ＡＵＴ０Ｍ ＡＴ１ ０Ｎ Ｉ Ｎ Ｐ ＥＴＲＯ— ＣＨＥＭ Ｉ ＣＡＩ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
低 渗透 油 田示 功 图实 时计 算 动液 面方 法
ｄ ａ ｔ ａ ｏ ｆ ｍａ ｘ ｉ ｍｕ ｍ ，ｍ ｉ ｎ ｉ ｍｕ ｍ ｌ ｏ ａ ｄ ｏ ｆ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｏ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｃ ａ ｒ ｄ ａ ｎ ｄ ｒ ｏ ｄ ｓ ｔ ｒ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｍｂ ｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｈ ａ ｓ ｂ ｅ ｅ ｎ
抽油机井实测示功图与动液面分析
抽油机井实测示功图与动液面分析摘要：抽油井实测示功图和动液面是油井工况诊断的一项非常重要措施，通过油井示功图，结合动液面资料能够将深井泵泵况通过图形和数据的方式直观的展示出来，为技术人员分析、判断并采取有效的油井管控措施提供保障。
本文将根据现场实测示功图及动液面数据在油井泵况判断中的应用做一简要分析。
关键词：示功图；实测示功图；动液面；管理措施一、实测示功图与动液面分析（一）、油井正常工作示功图与动液面油井正常工作示功图与理论示功图非常接近，其上下增载线和活塞移动线都呈平行状，形成近似的平行四边形，此类油井工作的特点是油层供液充足，气体影响小，一般动液面都大于两百米以上，沉没度大、泵充满程度好，没有砂、蜡、气体的影响，产量高。
（二）、供液不足油井示功图与动液面供液不足油井实测示功图为一种形似“”菜刀“”形状的功图，但是这个“刀把”始终是处于图形右上的位置，这种油井功图由于油层供液差，沉没度小，所以泵经常处于半充满状态，甚至在某一段时间内不进油。
也就是所谓的“间歇出液”。
所以当活塞上行时光杆正常加载，但下行时由于活塞接触不到泵内的液体，不能正常减载，所以在图形上显示减载线始终处于接近上载荷线处形成“刀把”当活塞下行接触到液面时则迅速减载，形成“刀”头，这类油井的油层供液差，或有堵塞，动液面非常低沉没度几十米到几米。
（三）、气体影响功图与动液面气体影响示功图形状与供液不足类似，但油层供液能力相对较好，由于原油气油比过大，套气压力控制过高，使泵内进入大量气体，下冲程时泵内气体受到活塞压缩，减载缓慢，图形上减载线表现为弧状下行，这类井动液面相对较高，现场动液面一般为一百米至四五百米之间，换算沉没度较高。
（四）、气锁影响功图与动液面当进入泵的气量很大时，活塞在上下冲程中始终是气体在压缩与膨胀，井口不出液或出液很少，由于泵内高压气体的顶托作用，使得光杆加载缓慢，图线呈现缓慢上行，下行时，气体同样的顶托作用使得卸载线变缓，这类井油层供液能力较好，原油气油比大，液面一般较高，但有些供液不足油井由于套管闸门常关，套气压力太大也会造成气锁功图，对于下封隔器的油井来说，由于油层产生的气体被封堵在油套环空里，所以有一部分产气量大的井也有气锁现象。
抽油机井示功图法计算动液面的修正算法
抽油机井示功图法计算动液面的修正算法张胜利;罗毅;吴赞美;王丽娜;赵磊;章莎莉【摘要】Calculating dynamic fluid level with indicator diagram of rob-pumped well has become a hot topic in recent years for studying closed-loop control of production wells. Based on further analyzing the model of dynamic fluid level computation, this paper establish a corrected algorithm method connecting the actual measured fluid level with annular pressure gradient by statistical regressing site-tested data of annulus pressure gradient in 10 wells. Using this calculating model, the basic method of using indicator diagram to calculate dynamic fluid level is corrected, with which the relatively much more precise results are reached. The success is a useful trial method to carry out intellectual injection-production adjustment of oil wells by calculating dynamic fluid level with indicator diagram in Huabei Oilfield.%通过抽油机井示功图计算动液面是近年来油井闭环控制的研究方向.在研究功图法计算动液面模型的基础上,通过对10口井的环空压力梯度现场测试数据的统计回归,建立了实测动液面与环空压力梯度关联的修正计算模型,利用上述计算模型修正了根据示功图计算动液面的基础方法,获得了相对准确的计算结果.对于华北油田现场应用示功图计算动液面实现油井智能供排协调是一种有益的尝试.【期刊名称】《石油钻采工艺》【年(卷),期】2011(033)006【总页数】3页(P122-124)【关键词】示功图;载荷;计算;动液面【作者】张胜利;罗毅;吴赞美;王丽娜;赵磊;章莎莉【作者单位】华北油田公司采油工艺研究院,河北任丘062552;华北油田公司采油工艺研究院,河北任丘062552;华北油田公司采油工艺研究院,河北任丘062552;华北油田公司采油工艺研究院,河北任丘062552;华北油田公司采油一厂,河北任丘062552;华北油田公司采油工艺研究院,河北任丘062552【正文语种】中文【中图分类】TE355.5抽油机井动液面是了解油井的供液情况、诊断油井故障的重要参数。
液面和功图分析
动液面测试的原理、方法
回声仪记录曲线示意图
山西蓝焰煤层气集团有限责任公司
（二）测试仪器的组成
测试仪器主要由综合仪主机、载荷位移传感器组合、井口连接器组 成。
综合仪主机（即ZJU-2综合记录仪）主要由CPU板、滤波放大板、超 低温显示器、键盘、无线通讯模块、高能电池组等组成。综合仪主机具 有测试、查询及删除、仪器设置、仪器标定等功能，与PC机相连还可进 行数据通讯。
山西蓝焰煤层气集团有限责任公司
（1）回音标法
回音标是套接在油管上的柱状短节，它的直径 大于油管，遮住油套环形空间间隙的50--70％，长 度为0．3--0．5米，用它来阻碍声音的直线传播， 使声音返回到井口并记录下来，便于准确地计算液 面深度。新井完井时或作业后，需要将音标下入的 准确位置做好记录。以便计算液面深度时采用（修 井监督的重要性）。假定油、套管环形空间传播速 度为一恒定值作为计算的基础，回音标位置下入深 度越接近实际液面，计算精度就越高，其计算公式 为：
山西蓝焰煤层气集团有限责任公司
回音标法
山西蓝焰煤层气集团有限责任公司
这是同 一条曲 线，只 是定位 音标的 位置稍 微移动 一点， 造成液 面深度 差了5.4 米，音 速相差 6.8m/s
（稳压）。
现场发现问题
• 同一口井，不同时间测试的音标形状也不尽相同，形状的差别就极易 产生定位位置的偏差，如下图：这是同一口井不同时间的测试曲线， 仪器的灵敏度有些差别，音标的形状差异很大，定位时就可能产生误 差。下图是同一井口不同时间测定的井口音标图。
• 但是我公司由于所选购的油管都不是同一规格的长度， 所以无法用此方法做到精确测量，因此在此只是做简答 的介绍
载荷位移传感器组合由载荷传感器、位移传感器、无线通讯模块和 信号处理电路等组成，用于测试抽油机的载荷、位移等参数。传感器组 合有三种型号供用户选择。卸载式载荷位移传感器组合测试精度较高 （1%F·S）；不卸载液压式有两种安装尺寸，适用不同的抽油机；固定 式载荷传感器长期装置井上，接插上位移传感器即可进行功图测试，一 台主机可对接多台载荷传感器。
基于功图的油井动液面计算模型及应用
关键词
功图
动液面 Ｔ Ｅ ３ ５ ５ ；
泵阀开 闭点 文献标志码
载荷 差 Ａ
计 算模 型
中图法分类号
油 井动 液面 反映 了地层 供液 与能量 状况 及供 排
在泵 筒 内压力 大 于 柱塞 上 方 的液 柱压 力 时被 打 开 。 下 冲程 卸 载 完 毕 后 ， 抽 油 杆 柱 最 下 端 面 承 受 的 载
法等 。
完毕后 ， 抽 油杆柱 最下 端 面承受 的载 荷为
Ｆ ＝Ｐ 一 ）一（ Ｐ 一ａ ｐ ） ｆ ｏ＋ ＋ ｆ （ １ ） 式（ １ ） 中， Ｆ 为 固定 阀打 开到关 闭前抽 油杆 柱最 下 端 面承 受 的载荷 ， Ｎ； Ｐ 为 泵 排 出 口压 力 ， Ｐ ａ ； 、 为柱塞 、 抽 油杆柱 下端 面 的截 面积 ， ｍ ； Ｐ 为沉 没压
Ｐ ｎ ： （ ｐ ｐ 十 ａ ｐ ＋ △ ｐ ｓ ） 一 学 Ｊ 十 （ ４ ）
Ｐ Ｊ Ｐ
因此 ， 可 由泵 功 图 的载 荷 差 求 出沉 没压 力 Ｐ ， 结 合井 筒及 环 空 流 体压 力 分 布 计 算 相 关 式 ］ ， 计
算 泵 的沉 没度及 动液 面深 度 。 泵 排 出 口压 力 Ｐ 利 用 井 筒 多 相 管 流 相 关 式计 算， 常 用 的方 法 有 Ｂ ｅ ｇ ｇ ｓ － Ｂ ｒ ｉ ｌ ｌ 方法与 Ｏ ｒ ｋ ｉ ｓ ｚ ｅ ｗ ｓ ｋ ｉ 方
２ ０ １ ５年 ７月 ２ 日收 到 中 国石 油 化 工 股 份 有 限公 司 （ Ｐ １ ４ １ ０ ６ ） 资 助
却
Ｐ ｌ Ｊ ｐ（ ｓ Ⅳ）
（ ５ ）
式（ ５ ） 中， 为液 体通 过游 动 阀孔 或 固定 阀 孔 的压 力降， Ｐ ａ ； Ｐ 为井筒 中流体 的密度 ， ｋ ｇ ／ ｍ。 ； ｆ ｏ 为游 动
液面和功图分析课件
根据能量平衡原理，建立系统的数学模型，通过数学模型对系统性能进行模拟和 预测。
功图优化及应用
优化目标
功图优化的目标是通过调整系统参数，提高系统性能和效率，降低能源消耗和成本。
应用领域
功图分析广泛应用于液压和气压系统的设计、调试、维护和故障诊断等领域。通过对实际运行中的功 图进行分析，可以评估系统的性能和效率，找出潜在的问题和瓶颈，优化系统的设计和运行。
04
液面和功图分析技术
液面和功图联合监测技术
01
02
03
液面监测技术
利用传感器、光学仪器等 设备对液体表面进行监测 ，获取液面高度、波动等 数据。
功图监测技术
通过监测机械设备的运行 状态和运动轨迹，获取设 备的工作状态和性能参数 。
联合监测技术
将液面和功图监测技术结 合起来，实现对液体存储 和传输设备的全面监测和 分析。
利用人工智能技术对设备 性能进行预警和预测，提 前发现潜在问题并采取措 施。
优化控制策略
通过人工智能技术对设备 控制策略进行优化，提高 设备运行效率和性能。
故障诊断与修复
利用人工智能技术对设备 故障进行诊断和修复，提 高维修效率和准确性。
05
工程案例分析
油田生产过程中的液面和压力控制
要点一
总结词
液面和功图分析课件
目 录
• 引言 • 液面分析基础 • 功图分析基础 • 液面和功图分析技术 • 工程案例分析 • 结论与展望
01
引言
课程背景
01
石油与天然气是现代社会的主要 能源来源之一，而液面和功图分 析是石油与天然气工程中的重要 技术。
02
通过液面和功图分析，可以了解 井下油气藏的储量、压力、渗透 率等关键参数，为油气田的开发 和生产提供科学依据。